塑料廠(chǎng)高壓聚乙烯裝置乙烯分解原因分析

中國化工貿易第6卷第13期石油機械China Chemical Trade2014年5月上旬刊塑料廠(chǎng)高壓聚乙烯裝置乙烯分解原因分析王國強(大慶石化公司生產(chǎn)運行處，黑龍江省大慶市163714 )摘要:本文對某石化公司塑料廠(chǎng)高壓聚乙烯裝置聚合反應中乙烯發(fā)生分解反應的原因進(jìn)行了分析，闡述了分解反應機理和造成分解反應發(fā)生的因素，提出了避免乙烯分解反應發(fā)生的措施，保證裝置的安全平穩運行。關(guān)鍵詞:高壓塑料廠(chǎng) 分解 聚乙烯度增加，產(chǎn)生超溫分解。某石化公司塑料廠(chǎng)低密度聚乙烯裝置自開(kāi)車(chē)以來(lái)，高壓聚乙烯裝置三、避免分解反應發(fā)生的措施曾發(fā)生過(guò)多次乙烯分解造成反應器溫度高連鎖而導致停車(chē)的事件，影響3.1控制系統雜質(zhì)含量了裝置的正常運行，造成裝置長(cháng)時(shí)間停車(chē)，系統受到污染，產(chǎn)生大量的在二次壓縮機的高壓填料泄露管線(xiàn)上增加色譜分析儀，能檢測出丙廢料，且需要大量的乙烯置換清洗，瞬間產(chǎn)生的高溫高壓對設備造成不醛、 丙烯、醋酸乙烯、乙烷、1- 丁烯、乙烯的含量，時(shí)刻能夠觀(guān)察到原良的影響，甚至發(fā)生事故。料中各種成分的含量，尤其要注意炔烴的含量是否超標，如有超標現象，一、 分解反應機理及時(shí)通知調度室，同時(shí)采用提高馳放氣量來(lái)減少系統內雜質(zhì)含量，保證乙烯在高壓、中溫下按照自由基聚合機理生成聚合物的過(guò)程，主雜質(zhì)含量不超標。經(jīng)過(guò)鏈引發(fā)、鏈增長(cháng)、鏈終止和鏈轉移等過(guò)程。在氣相反應中，反應過(guò)3.2 防止過(guò)氧化物注入過(guò)量程是一個(gè)強放熱過(guò)程。在140MPa壓力下，150- 300C范圍內，乙烯的比防止過(guò)氧化物注入過(guò)量采取以下措施:熱容為251-2.85J/(g.K)，所以乙烯聚合轉化率升高1%，即每1%的(1)啟動(dòng)過(guò)氧化物注人順控后，自動(dòng)啟動(dòng)過(guò)氧化物注人泵，泵的乙烯聚合，則反應物料溫度將升高12-13C,每千克聚乙烯聚合時(shí)約放出沖程 自動(dòng)設定為10%，需監視好升壓速度，控制好泵出口壓力的上升速3350- -3765KJ的熱量，如果熱量不及時(shí)移出，溫度上升到350C以上則發(fā)度， 升壓速度過(guò)快時(shí)手動(dòng)降低泵頻率，保證至少1分鐘的時(shí)間后壓力升生爆炸性反應。此反應是在50微秒內形成，伴隨大量的熱放出,造成瞬到 200MPa。間反應的不可控制。(2)正常生產(chǎn)時(shí)在生產(chǎn)過(guò)程中對引發(fā)劑配制、注人系統的設備運行二、造成分解反應發(fā)生的因素狀態(tài)和工藝參數進(jìn)行監控，確保系統的穩定運行。要根據溫峰情況，及2.1原料乙烯中存在雜質(zhì)時(shí)調整引發(fā)劑注人量，確保無(wú)過(guò)引發(fā)劑注人反應器。LDPE裝置使用的是我廠(chǎng)乙烯裝置送來(lái)的聚合級乙烯，純度大多在(3)在操作過(guò)程中，嚴格按照操作規程進(jìn)行操作，認真細心。99.95%以上,有時(shí)乙烯純度不合格，氣體雜質(zhì)的主要包括惰性組分和參3.3避免反應熱未及時(shí)移出與反應的雜質(zhì)兩種。惰性雜質(zhì)包括氮、甲烷、乙烷還有二氧化碳等，這為了使反應管內壁換熱效果好必須使反應管內物料保持--定的流些惰性雜質(zhì)在整個(gè)系統中不參加化學(xué)反應，而積存在整個(gè)系統中，使乙速， 本裝置的物料流速速度一般控制在 15m/s,通過(guò)間歇式脈沖來(lái)提高流烯分壓下降。參與聚合的雜質(zhì)包括乙炔、氧氣和某些高級烯烴。乙炔與動(dòng)速度， 借助反應器內壓力周期性瞬時(shí)下降，周期性的壓力減少在20-乙烯同屬于不飽和烴類(lèi)，故乙炔也富于反應性，會(huì )與增長(cháng)著(zhù)的聚合物游50MPa, 造成高壓氣體急速流動(dòng)，這樣不僅能提高換熱效率，還能沖刷帶離基反應，有干擾聚合反應的作用，使反應變的無(wú)規律并可能促進(jìn)分解，走積存在反應器內的聚乙烯。影響反應的正常進(jìn)行。從反 應管熱交換角度來(lái)說(shuō)，必須避免夾套內熱水汽化，一旦汽化夾2.2過(guò)氧化物注人過(guò)量套內的熱水會(huì )產(chǎn)生節流而阻礙熱水的循環(huán),并且熱水氣化會(huì )在換熱管壁在開(kāi)車(chē)反應或正常生產(chǎn)中，對于一定的二次壓縮機氣體速率，對于內層產(chǎn)生- -層 氣泡，嚴重影響換熱效率。熱水氣化的本質(zhì)實(shí)際上是水壓來(lái)- -牌號聚合物，通常催化劑過(guò)氧化物的注射速率即單位時(shí)間的注人量，不足，故開(kāi)車(chē)前必須將熱水泵出口壓力控制在2MPa以上，通過(guò)熱水泵的應該是相對固定的，瞬間的催化劑注入量過(guò)多，由于聚合速率與引發(fā)劑出口閥 和回罐的水閥來(lái)調節水量，保證供水和回水溫差小于15C。濃度平方根、單體濃度成正比，就會(huì )使反應加劇，溫度驟升失調往往導3.4嚴格控制引發(fā)溫度致分解反應。本裝置反應器的預熱段用低壓熱水和中壓熱水加熱，在開(kāi)車(chē)時(shí)為了2.3熱水撤熱不足保證反應所需溫度條件，開(kāi)車(chē)預熱器EI301用高壓蒸汽加熱，根據引發(fā)劑乙烯在發(fā)生聚合反應時(shí)放出大量熱，本裝置靠熱水系統對反應器進(jìn)的引發(fā)溫度和適宜操作溫度，通過(guò)調節FRC18022/23水量和開(kāi)車(chē)加熱器行撤熱，熱水在夾套中進(jìn)行熱量的移出。的高壓蒸汽通人量來(lái)控制，一般將 預熱器的溫度穩定控制在165C，要求由于傳熱面積是固定的，若想增加反應撒熱，則必須增大傳熱系數操作人員嚴 格控制調節量?；騻鳠釋灯骄鶞夭?，當降低反應水溫時(shí),傳熱對數平均溫差固然會(huì )增大，3.5合理控制反應壓力但如果水溫降至太低，聚乙烯會(huì )在反應器內部黏結，影響反應的正常操本裝置反應器壓力由位于RI之前的PC13001控制，它發(fā)出信號給位作并降低導熱能力。于R4出口的壓力控制閥即脈沖閥PV13001。反應壓力只有在特殊情況下2.4引發(fā)溫度過(guò)低才能調整，如產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)期間。因為反應壓力低，產(chǎn)品密度會(huì )不合格，乙烯聚合反應是典型的自由基聚合反應。引發(fā)溫度太低，則催化劑影響質(zhì)量。 壓力高，有可能造成超溫分解。就不會(huì )全部分解成游離基,而分解的過(guò)氧化物的游離基與乙烯單體進(jìn)行四、結束語(yǔ)連鎖反應，本身放出熱量，因而隨著(zhù)反應溫度的逐漸升高，則沒(méi)有分解通過(guò)采取上述幾項措施后本裝置再無(wú)發(fā)生過(guò)因乙烯分解而導致的非成游離基的過(guò)氧化物又開(kāi)始分解，此時(shí)游離基一下驟增， 隨之反應溫度計劃停車(chē)， 確保了塑料廠(chǎng)高壓聚乙烯裝置的安全和長(cháng)周期的運轉，為公就猛升，會(huì )帶來(lái)操作的相當不穩，很可能造成分解反應的發(fā)生，尤其是司增加 了經(jīng)濟效益，同時(shí)，對于同類(lèi)裝置也具有一-定的借鑒 意義。在開(kāi)車(chē)建立反應條件的瞬間更容易發(fā)生。中國煤化工2.5反應壓力突然升高[徐向明，趙東波低密度聚ZMHCNMHGiI石油化工應用，反應壓力如果升高，會(huì )大大加快反應速率，同時(shí)，聚合總速率常數2007 (26)也會(huì )增加，當反應壓力增大時(shí)，溫度會(huì )增加，這兩方面的原因都會(huì )使溫12 楊秀芳高壓案乙烯操作規程(Gl 蘭州石化高壓案乙橋， 2006128中國化工貿易| China Chemical Trade