高源,宋磊
(山東魯泰化學有限公司,山東 濟寧 272000)
化工總控工是化工企業(yè)的重要組成部分,是指對化工企業(yè)總控室的儀表、計算機等進行操作,監(jiān)控或調(diào)節(jié)一個或多個單元反應或單元操作,將原料經(jīng)化學反應或物理處理過程制成合格產(chǎn)品的人員?,F(xiàn)在,化工裝置趨于大型化、生產(chǎn)連續(xù)化,工藝過程復雜化,并且對工藝參數(shù)的要求比較苛刻,現(xiàn)代化的化工生產(chǎn)過程再用人工操作和一般的儀表控制系統(tǒng),顯然已經(jīng)遠遠不能達到平穩(wěn)生產(chǎn)和安全生產(chǎn)的要求,必須采用自動化程度很高的操作控制系統(tǒng)和安全監(jiān)控系統(tǒng)。
化工生產(chǎn)裝置在操作控制上均普遍采用先進的DCS集散型控制技術。在安全控制系統(tǒng)中,大量采用緊急停車控制系統(tǒng),涉及毒性氣體、液化氣體、劇毒液體的一級或者二級重大危險源,配備了獨立的安全儀表系統(tǒng)(SIS)。其他還有如用于設備的各種自動控制、安全聯(lián)鎖、信號報警裝置和電視監(jiān)視及顯示、各種檢測設備等等。而操作這些先進的自動化儀表,需要總控工熟練掌握相應的技術知識,并具有強烈的安全責任心和良好的心理素質(zhì),才能夠在復雜的工作中,靈活地對異常情況進行解決?;た偪毓さ木C合素質(zhì)與化工生產(chǎn)的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”息息相關,也與延長化工生產(chǎn)裝置設備的使用壽命有著必然聯(lián)系,對現(xiàn)代化化工生產(chǎn)具有十分重要的意義。
化工總控工的工作內(nèi)容較多,需要化工總控工針對個人的崗位, 熟知崗位任務、職責和要求, 明白操作范圍, 做到心中有數(shù):要做什么工作,工作要做到什么程度,工作的起點和終點各是什么[1]。例如,在聚氯乙烯生產(chǎn)過程中,化工總控工需要以氯乙烯(VCM)為單體,在一定溫度和壓力下,加入適量的助劑,經(jīng)過聚合反應生成聚氯乙烯(PVC)?;た偪毓み€要對生產(chǎn)過程中所用的設備進行整理和維護,保證整個工作流程中用到的設備和裝置能夠正常使用,確保設備運行穩(wěn)定。
在化工企業(yè)中,化工總控工是一線員工,部分人員的專業(yè)知識水平不足,對電氣儀表和化工機械設備等知識掌握的不充分,操作技能以及處理突發(fā)事件的能力欠佳,就會導致整個化工生產(chǎn)的工作流程出現(xiàn)問題,造成一定的經(jīng)濟損失,嚴重的甚至會威脅到生產(chǎn)人員的生命財產(chǎn)安全。因此,對化工總控工的工作水平要求普遍較高,需要化工總控工具有扎實的專業(yè)知識。
化工總控工要對化工生產(chǎn)過程中各種原料的特性、生產(chǎn)工藝等有深入的了解;化工總控工要熟練掌握生產(chǎn)裝置和設備的操作方法,保證整個化工生產(chǎn)流程中,能夠正確地使用設備,最大限度地降低化工生產(chǎn)過程中設備方面的安全隱患,提升化工生產(chǎn)的品質(zhì)。
化工生產(chǎn)過程中,不可避免一些突發(fā)情況。由于化工生產(chǎn)往往具有一定的危險性,在出現(xiàn)問題時如果沒有及時解決,就會導致化工企業(yè)出現(xiàn)財產(chǎn)損失,嚴重的甚至威脅工作人員的生命安全。只有化工總控工具有良好的心理素質(zhì),才能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)問題所在,采取恰當?shù)慕鉀Q方法,及時解決問題。因此,化工總控工的心理素質(zhì),成為了其重要的技術要求,也是評價一個化工總控工工作能力的重要標準。
以聚氯乙烯生產(chǎn)為例,氯乙烯懸浮聚合反應是自由基型鏈鎖聚合反應,即在聚合釜內(nèi)加入一定量的無離子水,在引發(fā)劑、分散劑及其他助劑作用下,借助較強的攪拌作用,在一定的溫度和壓力下進行聚合。懸浮法生產(chǎn)工藝中,VCM液滴分散在水相中,經(jīng)聚合反應生成粒狀PVC聚合物。水的作用是將熱量導出。單體分散液通常用分散劑進行穩(wěn)定,以防止顆粒聚結(jié)。
聚合反應原理:工業(yè)VCM懸浮聚合按自由基聚合原理進行,包括鏈引發(fā)、增長、轉(zhuǎn)移、終止等基元反應,VC聚合時大分子自由基向單體鏈轉(zhuǎn)移顯著,成為決定PVC樹脂分子質(zhì)量的主要基元反應[1]。
(1)鏈引發(fā)
鏈引發(fā)是形成單體自由基活性中心的反應,通常包括引發(fā)劑均裂形成初級自由基R·和初級自由基與VCM加成形成單體自由基[2]。
式中,kd是引發(fā)劑分解速率常數(shù),ki是引發(fā)速率。
(2)鏈增長
鏈引發(fā)階段形成的單體自由基,不斷地加成單體分子,構(gòu)成鏈增長反應。
(3)鏈終止
增長的活性鏈帶有獨電子,當2個鏈自由基相遇時,獨電子消失而使鏈終止。因此,自由基聚合的終止反應使雙分子反應,有偶合和歧化兩種形式。
2個大分子鏈自由基末端的獨電子相互結(jié)合形成共價鍵,形成飽和大分子的反應稱為偶合終止[3]。
2個活性大分子自由基相遇時,其中一個自由基奪取另一個自由基上的氫原子而飽和,另一個高分子自由基失去一個氫原子而帶有不飽和基團,這種終止反應的方式叫雙基歧化終止。有時活性大分子自由基與金屬器壁中的自由電子結(jié)合而終止,即形成粘釜。
在化工生產(chǎn)過程中,一旦出現(xiàn)了問題,需要化工總控工及時調(diào)整,保證生產(chǎn)順利進行,避免由于錯誤生產(chǎn)產(chǎn)生的經(jīng)濟損失[3]。
例如,在生產(chǎn)過程中聚合釜出現(xiàn)超溫超壓現(xiàn)象時,平時掌握到出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因有4種:①冷卻水量不足或冷卻水溫高;②引發(fā)劑用量過多;③攪拌出故障;④爆聚前奏。針對這4種原因平時出現(xiàn)的頻率及采取措施的難易程度,分別給出處理措施。出現(xiàn)頻率最高的聚合反應中釜溫高,該現(xiàn)象夏季最為常見,先將夾套、擋板水開到最大值,若溫度壓力不降,可打高壓水,要準確計算注水總量,避免出現(xiàn)滿釜事故。如果因為攪拌葉脫落等原因造成攪拌功率異常波動或功率偏大,壓力上漲較快,直接加入緊急事故終止劑,終止反應。反應后期(反應時間在180~300 min)的聚合釜,直接加入常規(guī)終止劑(常規(guī)終止劑添加量按反應時間不同可以進行調(diào)整,一般采取2~3倍量常規(guī)終止劑),確保在聚合反應期間出現(xiàn)緊急異常情況時,能夠及時對反應進行有效控制。
化工生產(chǎn)是知識技術密集型企業(yè),且具有生產(chǎn)連續(xù)的特點。這就要求總控工不僅熟悉工藝流程,具備駕馭裝置的操作技能,而且要具備相關的化學、化工專業(yè)理論,具有冷靜科學的思維判斷力和迅速果斷的問題處理能力,具備臨場的發(fā)揮和隨機應變的能力。只有確保各方面的能力過關,才能夠保證生產(chǎn)過程中的每個環(huán)節(jié)都順利進行,實現(xiàn)化工裝置優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)。