三乙基铝系统在聚烯烃装置设计中应注意问题

08,18(1)熊廷祁三乙基铝系统在聚烯烃笨置设计中应注意问题三乙基铝系统在聚烯烃装置设计中应注意问题熊廷祁“中国石化集团宁波工程公司兰州分公司兰州70060摘要介绍三乙基铝特性,以及在聚烯烃装置的设备布置、管道和安全等在设计中应注意问题。关键词三乙基铝安全设计问题三乙基铝(英文名 Triethylaluminum,俗称组成的T泵区。T系统被单独集中放在装置的TEAL,以下简称T2)主要用于有机合成、火箭西北角,按照《石油化工企业设计防火规范》燃料和炸药。T化学性质活泼,易燃易爆,鉴GB50160-9(1999年修订版)的相关规定,于其极高的危险等级,本文介绍某聚烯烃装置中T2钢瓶与其它设备有22.5m以上的防火间距,用于反应催化剂的助催化剂T系统的设备布置、并在T2系统的南侧设置一个焚烧坑。工艺流程、管道和安全等在设计中应注意的问T2储存卸载区被设置成Ⅱ形,除面向公路题方位敞口,并有一定坡度以便车辆(叉车或吊1T2的特征车)进出外,其余三面均设置了混凝土防火墙,防火墙耐火至少2h,并设防火屋顶。在T罐区三乙基铝分子式(C2H3)3A,常温下为无和T2泵区则设有用防渗材料铺砌的围堰,以便色透明液体,蒸气压(60℃)0.107kPa,熔点容纳溢出物,装置布置见图1。-52.5℃,沸点186℃/101.3kPa,闪点<52.5℃,自燃点<-52.5℃,粘度(0℃)0.00418Pa·s,溶于链烷烃。与空气、水、卤装置边界线素、卤素化合物、醇、胺和二氧化碳等都能发生化学反应,加热至170~232℃时自行分解,生例地贮存间霉成乙烷、乙烯、丙烯等易燃性烃类气体。与氧反应剧烈,在空气中能自燃,遇水爆炸;其热稳定性差,遇空气冒烟,对潮湿及微量氧反应灵敏易引起爆炸;对人体有强烈刺激,主要损害呼吸道和眼结膜,高浓度吸入可引起肺水肿,吸入其烟雾可致烟雾热,皮肤接触可致灼伤,引起充图12装置布置图血、水肿和起水疱,疼痛剧烈。3流程2装置布置T2系统操作流程示意图见图2。鉴于2活泼的化学特性,卫2一般装在由专31工艺利商提供的特制钢瓶里。以某聚烯烃装置T装用精制氮气将钢瓶中的T2压进T2加料泵置布置为例,在满足设计防火规范和生产工艺要并经加压后送入反应系统求的条件下,它由三部分组成:①T钢瓶、钢3.2清洗瓶秤组成的T储存卸载区;②矿物油吹出罐、由于T2能与氧、水等起剧烈的反应,因此密封罐和处理罐组成的T2罐区;③矿物油泵等m2管中国煤化工、无油氮气吹CNMHG·熊廷祁:工程师。1992年毕业于西北大学化学工程系。现从事化工设计工作。联系电话:(0931)7557201-3448CHEMICAL ENGINEERING DESIGN化工设计2008,18(1)可靠的化工专用阀。其阀座和阀密封应当采用软笑烧坑密封材料特氟隆或石墨,不得代之以其它材料。精制么矿物油罐(3)管道法兰密封用垫片宜采用耐久性较强的缠绕式垫片,尽可能不要采用聚氯乙烯、石处理罐送出装处理棉等耐久性较差的塑料,以防止T2泄漏发生炸4.2管线T2系统管线设计应注意以下几点:图2T系统流程干,再用干净、干燥物质如异戊烷、矿物油冲洗(1)T2与其它烃管线连接必须设止回阀和整个系统,并将废物排到安全地点。最后用精制双切断阀进行保护,与氮气管线连接必须设双止氮气吹扫整个系统,密封并充入氮气保持到至少回阀和双切断阀进行保护。0.345MPa正压。(2)T系统的旁路管线长度最短,且能自流干净。3.3排放(3)除特殊需采用法兰连接外,均应采用T2与空气接触会自燃,故T2系统的放空气焊接连接不能排人装置的火炬系统,而利用它溶于链烷烃(4)由于T用量小,其管道尺寸一般为1/且浓度低于15(w%)时无发火的特性,用精2,需要安装角钢或槽钢进行支撑。管道支架与制氮气将管道中的忪2压人密封罐,用链烷烃矿管道接触处,必须能排净雨水或其它引起腐蚀的物油稀释到不起火的浓度,将密封罐内物料定期液体。管道支撑示意见图3。排入专用的便携处理罐,然后运到专门处理厂进行处理。表1是T2稀释于链烷烃后溶液浓度不雨水聚积起火的极限值。某聚烯烃装置取保守值,即异戊烷溶液T含量为10(wt%)。(1)正确(2)正确3)错误表1m稀释后溶液浓度不起火的极限值(w%)图3管道支撑示意图烷基异戊烷己烷庚烷(5)水平主管上的支管从主管上方引出,13垂直主管的支管斜上引出,确保停车时溶液可以流回主管。支管方位示意见图44管道设计丛Eb4.1选材(1)T2物料的特殊性决定其管道应比普通水平主音上的支管垂直主管上的支管管道更能承受由于环境造成的热膨胀过压。管道图4支管方位示意图材料可以使用碳钢、不锈钢、镍或者铜、黄铜和(6)T2系统必须用矿物油进行压力试验。青铜,但不能使用含铅、锌、镁或铝合金材料(7)阀门安装要特别注意制造商的阀门焊根据经验证明,碳钢虽然能适用于T系统内的接规程,可以考虑选择焊有短管的阀门,避免现小口径管道,但最好还是选用耐热和耐蚀性更强场焊接时损坏阀门,也可以采用在焊接时先去掉的不锈钢钢管。从T2管道清洁度要求来看,使阀芯,焊好后再装上阀芯的方注用碳钢管后期的清洗和维护较不锈钢管道困难、43放空和排放成本也较高,甚至超过了不锈钢管道最初的投资中国煤化工点、放空点及费用。导淋CNMH〔都应当送往密(2)管道阀门应釆用严密性好、防火安全封罐,使T2在密封罐中与矿物油混合,形成非2008,18(1)熊廷祁三乙基铝系统在聚烯烃装王设计中应注意问题自燃的混合物。切不能将T直接送往火炬。T2其是对密封罐充氮保护(防止氧气进入)期间,系统的放空支管必须从主管侧面或上方引出,从控制室必须有供氮总管压力监测和设高低压报警放空总管上方进入,并且保留最小300mm的垂设施。直管作为密封,主管线应坡向密封罐,不能有袋尽量在接近氮气净化系统处引出氮气支管,形避免再次污染。4.4管道冲洗供氮管道必须安装分析仪,连续监测氮气中配管时,所有管道都应向密封罐下倾斜,以的氧气和水分含量,并在氮气干燥器出口处设超保证管道冲洗液排人密封罐;如管道遇特殊原因限报警器。无法向下倾斜注入密封罐,则应设法向运输容器5安全设计或储罐排净。T2系统工艺主管线和支管根部切断阀之间5.1管道泄压距离最短,容易形成冲洗死区,故可采用小直径T2管道系统的泄压由三部分构成管道增大冲洗液体(通常为矿物油)的流速,(1)管道系统泄压由于T系统液体输送管从而提高冲洗效率。线较长,为避免误操作导致管线输送受阻,压力管道不能有袋形,不能有烷基铝残留,以保升高,管道应力增大,所以T2输送管线上应设证需维修时对烷基铝容器包括阀门、配管和设备置安全阀以释放热应力。一般是将安全阀置于密的冲洗。封罐附近,使T可以顺利地泄入密封罐。T2管线停止使用或对与T2系统相接的任何(2)采用压力安全阀保护12加料泵,避免系统进行维修都要遵循下列注意事项:排出压力过高。安全间排放导入泵进口管线。安(1)将要拆下维修的部分泄压,并正确隔全阀进出口管线长度均应最短,且出口管线可以离自流到泵人口,人口管线可以自流到泵出口。冲(2)用最大流量的氮气将T吹进密封罐。洗时安全阀阀杆应当能提升。(3)用矿物油冲洗管线到密封罐至少三次,(3)采用呼吸放空阀使密封罐不致于过压再用最大流量的氮气将T2送人矿物油泄料罐,当因罐内液位升高等原因导致密封氮气压力升高确保冲洗干净。时,使密封氮气从罐中排放泄压。密封罐的呼吸(4)将临时铜管连接到一个或多个主要放阀的放空管线应坡向密封罐,确保放空过程中夹空阀或排放阀上,将管线的开口端通到安全的位带的液体能倒流回密封罐。置,当管线上的氮气压力打开时,小心快速打开为了防止排放管线中形成氧化铝的沉积,造放空阀或排放阀,在一定距离上检查是否有烟成管线堵塞,应做到:①从密封罐到呼吸阀排放雾,如有烟雾则表明有T2残留,需用矿物油再大气点的排放管线要最短,并将呼吸阀安装在排冲洗。放点附近,且不能安装在密封罐顶;②呼吸阀的4.5压力表下游增加氮气吹扫,以防氧气进人,将呼吸阀安在T2管线中,压力表下方不能安装截止阀,装在系统中的高点,以便所有的液体能返回到密否则会在压力表下方出现盲区;如果关闭截止封罐,或将液体排放在收集区而不用在排放管中阀,就会使阂门和压力表之间的管道有残余的烷收集。进出呼吸阀的管线要连续斜坡向下。在用基铝,一旦冲洗,必然造成危险;如果仅用截止于纯伫时,密封罐中的物质可以排放到焚烧坑。阀隔离,又无法保证压力表维修安全,所以压力52地沟表必须竖直安装并自排放和与化学品的隔离。“冖石结江墨一个开放式排4.6氮气监测放近的焚烧坑。氮气用于T系统的加压、冲洗和充氮保护,由CNMHG因此除其长度因此氮气的纯度、连续性和稳定性十分重要,尤很短的(如在楼梯下)情况,地沟盖板应均为CHEMICAL ENGINEERING DESIGN化工设计2008,18(1)敞开的蓖子板式。雾灭火,因此装置也仅采用了干粉灭火。笔者认(2)应定期检查地沟,排出积水。最好在为,干粉灭火虽然切断了T2与空气的接触,却垫板远端的地沟两端安装疏水导淋。其中一个导没办法切断泄漏点。要控制火灾,不仅需要的灭淋应设有手动排放阀,平时阀门处于关闭状态。火剂数量较大,而且火灾扑灭后,还有可能因残若沟内有积水,操作员打开此阀门,将其排放到余的T2复燃。而水雾灭火,虽然加强了火势地面排水系统,然后关闭;另一个导淋有一个立但是却加速反应速度,使T迅速消耗,水雾也管用于溢流,立管高度应使液体不能沿着斜沟和能降低设备与管道的表面温度,且消防废水也可垫板返回工艺设备。顺着地沟流进焚烧坑,既可把火源控制在焚烧坑53消防一带,又能在烷烃逐渐氧化并且不再产生火花T系统中发生火灾的主要原因是设备或管(凭不再冒烟判明)后收集处理。UCIC公司已道因密封不严导致泄漏而形成的。T2火灾最有经有一厂家采用喷水灭火法。效的灭火剂是干化学粉(碳酸氢钠或碳酸氢5.4人身防护钾),其它适用灭火介质为蛭石、硅藻土或干在有可能接触到T2(特别是在连接或取下砂,切勿使用氯仿、四氯化碳和氯溴甲烷等卤化便携式运输容器时,管线中T2有可能与空气接烃作为灭火剂,因为它们会与烷烃发生剧烈反触)的地方一定要配置人身保护设备。建议使应,产生有毒烟雾。用全铝制化的保护服装(如全面罩、耐热的皮消防设计采用火灾自动探测系统与ZP型手套和工作鞋)。护目镜要戴在铝制保护罩下自动干粉灭火系统联动的方式。ZFP型自动干粉面,穿戴铝制罩时要经常休息,实验表明,如果灭火系统由启动瓶、氮气瓶、减压阀、干粉罐、穿戴长达3min以上就会有窒息的危险。在操作固定干粉喷嘴及管道、管件等组成。在接收到探时,应该配有两名维修人员,一名操作,一名监测器的火灾信号后,利用氮气瓶内的高压氮气经护。如果皮肤或眼睛接触应立即脱去被污染的衣减压阀后进入干粉罐,其中一部分送至罐底部,着,用大量流动清水或生理盐水冲洗至少起到松散干粉灭火剂的作用。待罐内粉气混合物15min,然后立即去医院就医。的压力达到定压爆破膜片的爆破压力时,膜片爆破。经管道输送,使高速的气粉流从喷嗜中喷6结语出,射向火源,破坏燃烧链,起到迅速扑灭或抑72的化学特性决定了其在装置中的特殊性,制火灾的作用。在装置的T2储存区,为了与千设计时要针对它的特性从工艺流程、设备布置、粉自动灭火设施联动控制灭火,还配套设置了感管道材料、管道布置和职业安全卫生等方面加以温探测器和现场手动报警按钮。重视,严格执行国家行业设计标准和规范,对以此外,装置现场还设置录像探头,操作员可后日常操作和维修制定出一套完整的安全措施,以随时在控制室里监测现场情况。确保安全运行。国内T2消防均选用干粉灭火,没有采用水修改回稿2007-09-12)(上接第51页)准和外国标准计算得到的罐壁质量相差不大。随着不锈钢储罐的大型化,为了节省工程建(2)在5000m3和1000m3较大容积情况设投资,建议有关部门尽快修订国内的大型不锈下,釆用API650-1998比SH3046-1992的罐钢储罐设计标准。壁用材分别少25%和32.5%中国煤化工题2mCNMHG