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聚合工艺中如何通过安全联锁设计防止搅拌失效引发爆炸?

来源:233网校 2025-11-18 12:08:28
导读:本文将深度解析聚合反应釜搅拌系统的安全联锁设计要点,包括电流监控、备用系统配置及最新标准要求,提供完整的安全防护方案。

聚合工艺中如何通过安全联锁设计防止搅拌失效引发爆炸?

在聚合工艺中,搅拌失效可能导致局部过热和爆聚事故,其安全防控必须满足以下技术要求:

1. 基本联锁配置

  • 必须建立搅拌电流与反应釜温度、压力的三重联锁(24版教材第8节第1条)

  • 搅拌停转时应在2秒内触发:

    • 立即动作:切断单体进料

    • 5秒内动作:注入终止剂

    • 10秒内动作:启动紧急冷却

2. 电流监测标准

  • 设置电流波动范围报警(±10%正常值)

  • 配置振动频谱分析仪,监测轴承状态

  • 关键参数:电机功率≥50kW时必须配置扭矩传感器(AQ3062-2025第7.4条)

3. 备用系统要求

  • 双驱动电机设计(主电机+应急电机)

  • 应急电源应能维持搅拌运行30分钟以上

  • 备用系统每月测试运行≥4小时(T/CCSAS004-2019规定)

4. 典型事故案例某化工厂因未设置电流波动联锁导致:

  • 搅拌桨断裂未被及时发现

  • 反应物料局部过热

  • 最终引发连锁爆炸事故教训

  • 未执行SH/T3210-2020要求的双重监测

  • 应急演练频次不足(实际每年1次,标准要求每季度1次)

5. 新技术应用

  • 采用智能诊断系统预测机械故障(提前72小时预警)

  • 引入磁力搅拌作为第三重保障

  • 配置搅拌状态实时三维可视化监控

<图片:聚合反应釜搅拌系统安全联锁逻辑图>

最新规范升级(GB/T45420-2025)

  • 新增搅拌失效工况的HAZOP分析要求

  • 联锁系统必须通过SIL2认证

  • 历史数据存储从1年延长至5年

科目:化工安全

考点:聚合工艺

1、若聚合工艺反应过程中热量不能及时移出,随着温度上升可能发生裂解和暴聚,严重时会引发爆炸。下列聚合工艺安全控制的要求中,正确的是()。

A.反应釜压力升高时联锁紧急切断进料

B.反应釜附近应设置可燃和有毒气体检测报警装置

C.反应釜搅拌系统无须设置转速联锁系统

D.反应釜有正常冷却系统时可不设置紧急冷却系统

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参考答案:B
参考解析:A选项应为压力超标时联锁紧急切断阀进料 聚合反应安全控制的基本要求有: (1)反应釜温度和压力的报警和联锁。 (2)紧急冷却系统。 (3)紧急切断系统。 (4)紧急加入反应终止剂系统。 (5)搅拌的稳定控制和联锁系统。 (6)料仓静电消除、可燃气体置换系统,可燃和有毒气体检测报警装置。 (7)高压聚合反应釜设有防爆墙和泄爆面等。 本题正确选项是B选项。

2、由低分子单体合成聚合物的反应称为聚合反应。聚合反应合成的聚合物分子量高、黏度大,聚合反应热容易挂壁和堵塞,从而造成局部过热或反应釜升温,反应釜的搅拌和温度应有检测和联锁装置,发现异常能够自动(  )。

A.停止进料

B.停止反应

C.停止搅拌

D.停止降温

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参考答案:A
参考解析:聚合反应过程中应设置可燃气体检测报警器,一旦发现设备、管道有可燃气体泄漏,将自动停车,反应釜的搅拌和温度应有检测和联锁装置,发现异常能自动停止进料。 A选项:停止进料是首要措施,可快速切断反应物来源,降低反应速率和放热量 B 选项:反应不能自动停止,表述不准确,需通过加入反应终止剂实现 CD选项:停止搅拌和降温,都会使温度进一步升高,

3、由一种或几种小分子化合物变成大分子化合物的反应称为(  )。

A.裂化反应

B.还原反应

C.硝化反应

D.聚合反应

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参考答案:D
参考解析: 聚合是一种或几种小分子化合物变成大分子化合物(也称高分子化合物或聚合物,通常分子量为1×104~1×107 )的反应,涉及聚合反应的工艺过程为聚合工艺。聚合工艺的种类很多,按聚合方法可分为本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、溶液聚合等。 故本题正确选项是D。 A裂化反应:指大分子烃类在高温下断裂为小分子(如乙烯、丙烯) B还原反应:涉及加氢或脱氧,不改变分子量大小。 C硝化反应:是向有机物引入硝基(—NO₂)的过程
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