中國化工貿(mào)易第6卷第13期石油機(jī)械China Chemical Trade2014年5月上旬刊塑料廠高壓聚乙烯裝置乙烯分解原因分析王國強(qiáng)(大慶石化公司生產(chǎn)運(yùn)行處，黑龍江省大慶市163714 )摘要:本文對某石化公司塑料廠高壓聚乙烯裝置聚合反應(yīng)中乙烯發(fā)生分解反應(yīng)的原因進(jìn)行了分析，闡述了分解反應(yīng)機(jī)理和造成分解反應(yīng)發(fā)生的因素，提出了避免乙烯分解反應(yīng)發(fā)生的措施，保證裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行。關(guān)鍵詞:高壓塑料廠 分解 聚乙烯度增加，產(chǎn)生超溫分解。某石化公司塑料廠低密度聚乙烯裝置自開車以來，高壓聚乙烯裝置三、避免分解反應(yīng)發(fā)生的措施曾發(fā)生過多次乙烯分解造成反應(yīng)器溫度高連鎖而導(dǎo)致停車的事件，影響3.1控制系統(tǒng)雜質(zhì)含量了裝置的正常運(yùn)行，造成裝置長時(shí)間停車，系統(tǒng)受到污染，產(chǎn)生大量的在二次壓縮機(jī)的高壓填料泄露管線上增加色譜分析儀，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(shè)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(biāo)，如有超標(biāo)現(xiàn)象，一、 分解反應(yīng)機(jī)理及時(shí)通知調(diào)度室，同時(shí)采用提高馳放氣量來減少系統(tǒng)內(nèi)雜質(zhì)含量，保證乙烯在高壓、中溫下按照自由基聚合機(jī)理生成聚合物的過程，主雜質(zhì)含量不超標(biāo)。經(jīng)過鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止和鏈轉(zhuǎn)移等過程。在氣相反應(yīng)中，反應(yīng)過3.2 防止過氧化物注入過量程是一個(gè)強(qiáng)放熱過程。在140MPa壓力下，150- 300C范圍內(nèi)，乙烯的比防止過氧化物注入過量采取以下措施:熱容為251-2.85J/(g.K)，所以乙烯聚合轉(zhuǎn)化率升高1%，即每1%的(1)啟動(dòng)過氧化物注人順控后，自動(dòng)啟動(dòng)過氧化物注人泵，泵的乙烯聚合，則反應(yīng)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(shè)定為10%，需監(jiān)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(yīng)。此反應(yīng)是在50微秒內(nèi)形成，伴隨大量的熱放出,造成瞬到 200MPa。間反應(yīng)的不可控制。(2)正常生產(chǎn)時(shí)在生產(chǎn)過程中對引發(fā)劑配制、注人系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行二、造成分解反應(yīng)發(fā)生的因素狀態(tài)和工藝參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。要根據(jù)溫峰情況，及2.1原料乙烯中存在雜質(zhì)時(shí)調(diào)整引發(fā)劑注人量，確保無過引發(fā)劑注人反應(yīng)器。LDPE裝置使用的是我廠乙烯裝置送來的聚合級乙烯，純度大多在(3)在操作過程中，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，認(rèn)真細(xì)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(yīng)熱未及時(shí)移出與反應(yīng)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(yīng)管內(nèi)壁換熱效果好必須使反應(yīng)管內(nèi)物料保持--定的流些惰性雜質(zhì)在整個(gè)系統(tǒng)中不參加化學(xué)反應(yīng)，而積存在整個(gè)系統(tǒng)中，使乙速， 本裝置的物料流速速度一般控制在 15m/s,通過間歇式脈沖來提高流烯分壓下降。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(yīng)器內(nèi)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，故乙炔也富于反應(yīng)性，會(huì)與增長著的聚合物游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(yīng)，有干擾聚合反應(yīng)的作用，使反應(yīng)變的無規(guī)律并可能促進(jìn)分解，走積存在反應(yīng)器內(nèi)的聚乙烯。影響反應(yīng)的正常進(jìn)行。從反 應(yīng)管熱交換角度來說，必須避免夾套內(nèi)熱水汽化，一旦汽化夾2.2過氧化物注人過量套內(nèi)的熱水會(huì)產(chǎn)生節(jié)流而阻礙熱水的循環(huán),并且熱水氣化會(huì)在換熱管壁在開車反應(yīng)或正常生產(chǎn)中，對于一定的二次壓縮機(jī)氣體速率，對于內(nèi)層產(chǎn)生- -層 氣泡，嚴(yán)重影響換熱效率。熱水氣化的本質(zhì)實(shí)際上是水壓來- -牌號聚合物，通常催化劑過氧化物的注射速率即單位時(shí)間的注人量，不足，故開車前必須將熱水泵出口壓力控制在2MPa以上，通過熱水泵的應(yīng)該是相對固定的，瞬間的催化劑注入量過多，由于聚合速率與引發(fā)劑出口閥 和回罐的水閥來調(diào)節(jié)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(yīng)加劇，溫度驟升失調(diào)往往導(dǎo)3.4嚴(yán)格控制引發(fā)溫度致分解反應(yīng)。本裝置反應(yīng)器的預(yù)熱段用低壓熱水和中壓熱水加熱，在開車時(shí)為了2.3熱水撤熱不足保證反應(yīng)所需溫度條件，開車預(yù)熱器EI301用高壓蒸汽加熱，根據(jù)引發(fā)劑乙烯在發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)放出大量熱，本裝置靠熱水系統(tǒng)對反應(yīng)器進(jìn)的引發(fā)溫度和適宜操作溫度，通過調(diào)節(jié)FRC18022/23水量和開車加熱器行撤熱，熱水在夾套中進(jìn)行熱量的移出。的高壓蒸汽通人量來控制，一般將 預(yù)熱器的溫度穩(wěn)定控制在165C，要求由于傳熱面積是固定的，若想增加反應(yīng)撒熱，則必須增大傳熱系數(shù)操作人員嚴(yán) 格控制調(diào)節(jié)量?；騻鳠釋?shù)平均溫差，當(dāng)降低反應(yīng)水溫時(shí),傳熱對數(shù)平均溫差固然會(huì)增大，3.5合理控制反應(yīng)壓力但如果水溫降至太低，聚乙烯會(huì)在反應(yīng)器內(nèi)部黏結(jié)，影響反應(yīng)的正常操本裝置反應(yīng)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(dǎo)熱能力。于R4出口的壓力控制閥即脈沖閥PV13001。反應(yīng)壓力只有在特殊情況下2.4引發(fā)溫度過低才能調(diào)整，如產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)期間。因?yàn)榉磻?yīng)壓力低，產(chǎn)品密度會(huì)不合格，乙烯聚合反應(yīng)是典型的自由基聚合反應(yīng)。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,而分解的過氧化物的游離基與乙烯單體進(jìn)行四、結(jié)束語連鎖反應(yīng)，本身放出熱量，因而隨著反應(yīng)溫度的逐漸升高，則沒有分解通過采取上述幾項(xiàng)措施后本裝置再無發(fā)生過因乙烯分解而導(dǎo)致的非成游離基的過氧化物又開始分解，此時(shí)游離基一下驟增， 隨之反應(yīng)溫度計(jì)劃停車， 確保了塑料廠高壓聚乙烯裝置的安全和長周期的運(yùn)轉(zhuǎn)，為公就猛升，會(huì)帶來操作的相當(dāng)不穩(wěn)，很可能造成分解反應(yīng)的發(fā)生，尤其是司增加 了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)，對于同類裝置也具有一-定的借鑒 意義。在開車建立反應(yīng)條件的瞬間更容易發(fā)生。中國煤化工2.5反應(yīng)壓力突然升高[徐向明，趙東波低密度聚ZMHCNMHGiI石油化工應(yīng)用，反應(yīng)壓力如果升高，會(huì)大大加快反應(yīng)速率，同時(shí)，聚合總速率常數(shù)2007 (26)也會(huì)增加，當(dāng)反應(yīng)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(guī)程(Gl 蘭州石化高壓案乙橋， 2006128中國化工貿(mào)易| China Chemical Trade