浅谈醇酸树脂生产工艺自动化系统设计与实践

浅谈醇酸树脂生产工艺自动化系统设计与实践
[摘要]提高醇酸树脂生产自动化工艺控制系统本质安全,对醇酸树脂生产企业完成生产工艺自动化控制及安全联锁改善提出意见和建议, 实现生产过程的优化控制,以降低生产风险、增效降耗、提高产品质量等,确保安全生产。
[关键词]醇酸树脂工艺;生产自动化;自动化系统设计;树脂生产实践;工艺安全
[作者简介] 许军(1985.12),男,安徽宿松人,化工工程师、国家注册安全工程师,主要研究方向为化工工艺安全。
1醇酸树脂简介
醇酸树脂由多元醇和多元酸进行缩合聚合而成的油改性聚酯树脂。将脂肪酸或油脂改性的聚酯树脂称为醇酸树脂;醇酸树脂的合成原料有多元醇、有机酸、植物油、抗氧剂(次亚磷酸类)等。
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图1醇酸树脂工艺流程图
2物料的危险性
2.1 可燃、易燃物料(如甘油、二甲苯、乙酸乙酯等)
生产过程中使用较多的有机溶剂,具有易燃、易爆等危险特性,常用的有芳香烃类(如二甲苯)、酯类(如乙酸丁酯)、醇类(如甘油)和酸酐类(如苯酐)等。危险特性有易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇火源(如明火、电火花、静电、高热能等)引起燃烧爆炸;与氧化剂能发生强烈反应;若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险;流速过快,容易产生和积聚静电;其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相当远的地方,电子蜂毒采集器
遇火源会着火回燃。
2.2 腐蚀性物料(如苯酐、顺酐等)
苯酐、顺酐等属于酸性腐蚀品,其危险性是遇明火、高热可燃。降温母粒
2.3 抗氧剂(如次亚磷酸类)
醇酸树脂的生产加入抗氧剂,其作用是使树脂保持其透明度并能抑制颜的变化。在树脂聚合反应前期加入,即投料过程中加入,加入时注意避免接触反应釜内壁。危险特性是遇强热或与氧化剂接触,能分解生产磷化氢、磷酸、亚磷酸和氢气。
3工艺的危险性
树脂聚合反应的危险性来自物料本身、环境因素(厂房设计、机器设备)及人为因素。根据树脂聚合的实际情况,现将工艺过程的主要危险特性有溢锅、胶化、爆聚、冷凝器堵塞或管道堵塞、催化剂过量、泄漏、遇到火源等易引起火灾,甚至爆炸。
3.1 溢锅(涨锅)
溢锅以醇酸树脂酯化前期反应尤为多见。其主要原因是:原料(如苯酐、等受潮结块)含水分超标,升温过快过急;酯化升温速度过快,导致回流二甲苯、酯化水大量蒸发,超过了冷凝器的冷却能力;反应过程中分馏柱、冷凝器意外停水或冷却水量不足也可能引起涨锅;兑稀温度超过兑稀溶剂沸点温度或用错回流溶剂等。
反应过程中,发生溢锅时可采取添加适量甲基硅油、停止加热或降温等措施,根据需要可以停止搅拌。反应物溢锅跑料后,产生大量可燃气体蒸汽,一旦遇上点火源即会发生火灾,甚至爆炸事故。
3.2 胶化
对于属于缩合聚合型的醇酸树脂来说,造成胶化的主要原因是:配方设计不合理(如酸值(K值)过小,醇过量不足。)或配料错误;因搅拌效果欠佳,造成局部物料温度过高,局部产生胶化;反应物酯化温度过高致使酸值的降低与粘度的增长不匹配而造成;反应釜内测温点不足或设置不合理;超时反应。
对于醇酸树脂,缩合聚合反应需加温以促进酯化,其反应过程是可逆反应,需要将酯化反
应产生的水除去,以保证反应的持续进行。在反应釜中若发现有胶化迹象时,尚可及时加入解聚剂应急解聚;为防止树脂胶化,生产过程中应预先准备好解聚剂(如液态醇类或油酸)作必要时的解聚应急之用。
3.4 冷凝器堵塞或管道堵塞(如苯酐升华积聚所致)
缩聚型树脂酯化反应回流中产生的易燃性蒸气因堵塞未能及时冷凝回流,再加冷凝系统冷却水量不足或冷却水中断,以致反应釜温度或压力过高,易造成事故。
3.5 催化剂过量
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树脂聚合反应大多采用催化剂或引发剂,有的为强氧化剂(如过氧化物)、有的易分解爆炸、有的易自燃等。而催化剂或引发剂的使用量对反应速度有很大的影响。催化剂过量,聚合反应速度加快,产生的反应热不易导出,可能引发火灾爆炸。
3.6 泄漏
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树脂生产装置是由反应釜、分馏柱、冷凝器、分水器等组成,其管道、阀门、法兰以及接
口等部位的泄漏时有发生。部分原料属于易燃、易爆物质,生产过程中若发生泄漏,可燃(或易燃)气体或蒸气与空气形成爆炸性混合气体,当浓度达到爆炸极限范围时,遇到火源,便会发生燃烧甚至爆炸。
3.7 遇到火源(明火、静电、电火花)
3.7.1 明火
生产现场违章使用明火(如火柴、打火机、吸烟、金属撞击等)、检修动火时(焊接、焊割)未采取安全防火措施。包括进入厂区的机动车辆排烟尾气夹带火星,都有可能成为引火源。
3.7.2 静电
易燃液体在投料和搅拌过程中易产生静电,若设备的防静电措施不当,静电荷会积聚放电而产生静电火花。进入爆炸危险区域的人员若未消除人体静电或穿化纤织物的衣服,相互摩擦也能产生静电火花。当火花能量超过物质的最小点火能量时会引起火灾,甚至爆炸。
3.7.3 电火花
生产设备使用非防爆电气、线路安装未达到防爆要求、电气设备老化、电力线过载或短路、电气设备未采取可靠的接地保护措施等,运行时均可能产生电火花或引起局部过热甚至起火。led工矿灯melenled
4工艺安全控制实践方案
2011年美家化工(惠州)有限公司《树脂车间树脂生产自动化改造项目》,改造的生产设备有1吨反应釜1套、3吨反应釜1套、6吨反应釜2套、10吨反应釜1套、15吨反应釜1套、10吨兑稀釜2套、15吨兑稀釜1套、25吨兑稀釜1套、滴加罐1.5吨和3吨各1套;主要生产品种有醇酸树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂;自动化系统采用和利时DCS系统。
2021年惠州市华盟化工有限公司《6000吨/年树脂、涂料、助剂新建项目》,项目安装的反应釜有500L不锈钢反应釜2套、1000L不锈钢反应釜2套、3000L不锈钢反应釜5套、6000L不锈钢反应釜2套;主要产品有丙烯酸树脂和涂料助剂(丙烯酸酯流平剂、二价酸酯低聚物分散剂、二价酸酯聚合物附着力促进剂(化学品名“无油醇酸树脂”));自动化系统采用西门子PLC系统。
通过对树脂生产工艺自动化系统设计,总结出树脂生产工艺过程自动化控制措施如下:
4.1 投料顺序与投料量的控制
4.1.1原料的投料顺序和配比对树脂的聚合反应至关重要,反应时应确保投料顺序和各物料投料量的准确性。一般先投入熔点较高的物料,再投入熔点低的物料。

本文发布于:2024-09-21 13:19:15,感谢您对本站的认可!

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标签:树脂   生产   过程   产生   爆炸   静电   酯化
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