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摘 要

神华宁煤的PP生产量在我国单厂生产中最大，所以本文以该公司的Novolen气相聚丙烯搅拌床工艺为基础进行研究。首先本文分析了生产过程中存在的介质危险性，并对最危险的生产区间使用HAZOP方法分析了生产工艺的危险性，分析得出生产过程中需要高度重视节点及参数。其次，将以上分析结论与以往的事故案例结合，使用事故树分析法对五个常见事故场景进行分析，直观地表现出最容易引起事故发生的原因，为该厂之后安全管理及安全教育提供了依据和基础。由于事故树分析中泄漏最容易导致事故发生，所以本文采用DNV-PHAST软件模拟了在三种天气条件下三种泄漏情况，并分析得出事故最坏情况下的爆炸半径、超压随距离的变化、最大浓度随距离和时间的变化等，并假设若发生池火灾或产生火球后，所产生的辐射影响等。而安全阀作为最主要的泄压装置，可以大概率降低事故发生率，因此本文对反应釜上的安全阀及其配管做了详细设计和选用建议。除此之外，针对温度失控产生的事故，本文简要设计了釜顶冷凝器来解决此类问题。最后，由于道化学方法具有一定的权威性，本文使用道化学方法对本厂的反应装置进行综合的安全评价，给出了经过安全补偿后神华宁煤公司PP生产的危险性大小。

关键词：聚丙烯；Novolen工艺；安全阀；安全评价；DNV-PHAST。

Abstract

PP production of shenhua ningxia coal is largest single industry in our country, so this paper takes the company Novolen mixing bed process on the basis of the gas phase polypropylene are studied. Firstly, the risk existing in the production process of the medium, and the production range of the most dangerous risk of HAZOP method is used to analyze the production process, it is concluded that the process of production need to attach great importance to the nodes and parameters. Secondly, this paper combines the above analysis and accident cases, using fault tree analysis method to analyze five common accident scene, intuitive showing the most likely to cause of the accident, for the plant safety management and safety education to provide the basis and foundation. Then, this article uses the DNV - PHAST software to simulate the three weather conditions in three leakage conditions and the reaction kettle collapse, it include the analysis of explosion overpressure changing with distance and the maximum concentration along with time, etc. In addition, the reaction kettle on the relief valve and piping detailed design. And, in order to prevent accident of temperature under control, the condenser is designed on the reactor. Finally, due to the authoritativeness of dao chemical method, this paper uses it to comprehensively evaluate the safety of the plant's reaction devices, and gives the risk of PP production in shenhua ning coal company after making safety compensation.

Key words: polypropylene; Novolen; Valve; Safety analysis and evaluation; DNV - PHAST

目录

第一章 聚丙烯生产工艺及流程图 1

1.1聚丙烯概述 1

1.2生产工艺及流程 1

第二章 介质危险性分析 2

2.1 生产中存在的介质 2

2.2 丙烯的危险性分析 2

2.3三乙基铝的危险性分析 2

2.4氢气的危险性分析 3

2.5乙烯的危险性分析 3

第三章 生产工艺危险性分析 4

3.1 HAZOP分析法的介绍 4

3.2 HAZOP分析的应用 4

第四章 事故树分析法 8

4.1事故树分析法介绍 8

4.2 事故案例 8

4.3 事故树分析法分析聚丙烯生产事故 9

4.3.1 三乙基铝引起火灾爆炸事故的事故树分析 9

4.3.2 料仓着火的事故树分析 11

4.3.3 丙烯罐火灾爆炸事故的事故树分析^[14] 12

4.3.4 聚丙烯罐爆炸事故的事故树分析 13

4.3.5 反应器检修火灾爆炸事故的事故树分析^[15] 15

第五章 反应釜生产事故软件模拟 18

5.1 软件概述 18

5.2 软件的应用 18

5.2.1同种天气不同泄漏情况的对比 18

5.2.2不同天气下反应釜完全破裂的情况对比 22

5.2.3模拟反应釜完全破裂具体参数 26

第六章 反应釜的安全阀设计 29

6.1安全阀的介绍 29

6.2安全阀的设计 29

6.3 安全阀的配管 31

第七章 反应釜的冷凝器设计 34

第八章 安全评价 35

8.1道化学法介绍 35

8.2道化学法的应用 35

第九章 总结 38

参考文献 39

致谢 40

第一章 聚丙烯生产工艺及流程图

1.1聚丙烯概述

聚丙烯（PP）在很多生活领域拥有很大的市场，比如汽车工业和家用电器等^[1]。并且在最新数据显示中，2017年世界PP的生产总值为77.852 Mt/a，中国大陆是目前世界上最大的PP生产国家, 2017年的生产产值为23.410 Mt/a, 约占世界总生产的30.07%。目前世界上PP最主要的两个消费国家是中国大陆和美国,2017年的消费量分别为21956, 6052kt^[2],分别约占世界总消费量的33.10%, 9.12%。神华宁夏煤业集团化工分公司是目前我国最大的PP生产厂家,生产产值达到100万t/a^[3],占总生产的5.2%。

并且我国现阶段PP产品主要用于生产编织制品、薄膜制品等低端产品^[4],低端PP产品生产供给过剩，而高端PP产品缺乏还仍需进口。进口高结晶高刚性产品、高熔体强度、高流动性产品,比如高速拉伸BOPP膜、高透明包装及高抗冲产品等^[5]。

1.2生产工艺及流程

神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司（以下简称神华宁煤）是目前我国最大的PP生产厂家。该公司引入采用Novolen气相PP搅拌床工艺技术的生产设备。装置额定生产产量为0.05Mt/a。实际生产产量约在30～55万t/a，可以生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物三种类型的产品^[6]。神华宁煤的生产装置包括两种生产形式，第一种为反应釜串联连接，生产产值为20万t/a，主要生产均聚物、抗冲共聚物和少数的无规共聚物；第二种为反应釜并联连接，生产30万t/a均聚物和无规共聚物^[7]。

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