塑料厂高压聚乙烯装置乙烯分解原因分析

中国化工贸易第6卷第13期石油机械China Chemical Trade2014年5月上旬刊塑料厂高压聚乙烯装置乙烯分解原因分析王国强(大庆石化公司生产运行处，黑龙江省大庆市163714 )摘要:本文对某石化公司塑料厂高压聚乙烯装置聚合反应中乙烯发生分解反应的原因进行了分析，阐述了分解反应机理和造成分解反应发生的因素，提出了避免乙烯分解反应发生的措施，保证装置的安全平稳运行。关键词:高压塑料厂 分解 聚乙烯度增加，产生超温分解。某石化公司塑料厂低密度聚乙烯装置自开车以来，高压聚乙烯装置三、避免分解反应发生的措施曾发生过多次乙烯分解造成反应器温度高连锁而导致停车的事件，影响3.1控制系统杂质含量了装置的正常运行，造成装置长时间停车，系统受到污染，产生大量的在二次压缩机的高压填料泄露管线上增加色谱分析仪，能检测出丙废料，且需要大量的乙烯置换清洗，瞬间产生的高温高压对设备造成不醛、 丙烯、醋酸乙烯、乙烷、1- 丁烯、乙烯的含量，时刻能够观察到原良的影响，甚至发生事故。料中各种成分的含量，尤其要注意炔烃的含量是否超标，如有超标现象，一、 分解反应机理及时通知调度室，同时采用提高驰放气量来减少系统内杂质含量，保证乙烯在高压、中温下按照自由基聚合机理生成聚合物的过程，主杂质含量不超标。经过链引发、链增长、链终止和链转移等过程。在气相反应中，反应过3.2 防止过氧化物注入过量程是一个强放热过程。在140MPa压力下，150- 300C范围内，乙烯的比防止过氧化物注入过量采取以下措施:热容为251-2.85J/(g.K)，所以乙烯聚合转化率升高1%，即每1%的(1)启动过氧化物注人顺控后，自动启动过氧化物注人泵，泵的乙烯聚合，则反应物料温度将升高12-13C,每千克聚乙烯聚合时约放出冲程 自动设定为10%，需监视好升压速度，控制好泵出口压力的上升速3350- -3765KJ的热量，如果热量不及时移出，温度上升到350C以上则发度， 升压速度过快时手动降低泵频率，保证至少1分钟的时间后压力升生爆炸性反应。此反应是在50微秒内形成，伴随大量的热放出,造成瞬到 200MPa。间反应的不可控制。(2)正常生产时在生产过程中对引发剂配制、注人系统的设备运行二、造成分解反应发生的因素状态和工艺参数进行监控，确保系统的稳定运行。要根据温峰情况，及2.1原料乙烯中存在杂质时调整引发剂注人量，确保无过引发剂注人反应器。LDPE装置使用的是我厂乙烯装置送来的聚合级乙烯，纯度大多在(3)在操作过程中，严格按照操作规程进行操作，认真细心。99.95%以上,有时乙烯纯度不合格，气体杂质的主要包括惰性组分和参3.3避免反应热未及时移出与反应的杂质两种。惰性杂质包括氮、甲烷、乙烷还有二氧化碳等，这为了使反应管内壁换热效果好必须使反应管内物料保持--定的流些惰性杂质在整个系统中不参加化学反应，而积存在整个系统中，使乙速， 本装置的物料流速速度一般控制在 15m/s,通过间歇式脉冲来提高流烯分压下降。参与聚合的杂质包括乙炔、氧气和某些高级烯烃。乙炔与动速度， 借助反应器内压力周期性瞬时下降，周期性的压力减少在20-乙烯同属于不饱和烃类，故乙炔也富于反应性，会与增长着的聚合物游50MPa, 造成高压气体急速流动，这样不仅能提高换热效率，还能冲刷带离基反应，有干扰聚合反应的作用，使反应变的无规律并可能促进分解，走积存在反应器内的聚乙烯。影响反应的正常进行。从反 应管热交换角度来说，必须避免夹套内热水汽化，一旦汽化夹2.2过氧化物注人过量套内的热水会产生节流而阻碍热水的循环,并且热水气化会在换热管壁在开车反应或正常生产中，对于一定的二次压缩机气体速率，对于内层产生- -层 气泡，严重影响换热效率。热水气化的本质实际上是水压来- -牌号聚合物，通常催化剂过氧化物的注射速率即单位时间的注人量，不足，故开车前必须将热水泵出口压力控制在2MPa以上，通过热水泵的应该是相对固定的，瞬间的催化剂注入量过多，由于聚合速率与引发剂出口阀 和回罐的水阀来调节水量，保证供水和回水温差小于15C。浓度平方根、单体浓度成正比，就会使反应加剧，温度骤升失调往往导3.4严格控制引发温度致分解反应。本装置反应器的预热段用低压热水和中压热水加热，在开车时为了2.3热水撤热不足保证反应所需温度条件，开车预热器EI301用高压蒸汽加热，根据引发剂乙烯在发生聚合反应时放出大量热，本装置靠热水系统对反应器进的引发温度和适宜操作温度，通过调节FRC18022/23水量和开车加热器行撤热，热水在夹套中进行热量的移出。的高压蒸汽通人量来控制，一般将 预热器的温度稳定控制在165C，要求由于传热面积是固定的，若想增加反应撒热，则必须增大传热系数操作人员严 格控制调节量。或传热对数平均温差，当降低反应水温时,传热对数平均温差固然会增大，3.5合理控制反应压力但如果水温降至太低，聚乙烯会在反应器内部黏结，影响反应的正常操本装置反应器压力由位于RI之前的PC13001控制，它发出信号给位作并降低导热能力。于R4出口的压力控制阀即脉冲阀PV13001。反应压力只有在特殊情况下2.4引发温度过低才能调整，如产品质量波动期间。因为反应压力低，产品密度会不合格，乙烯聚合反应是典型的自由基聚合反应。引发温度太低，则催化剂影响质量。 压力高，有可能造成超温分解。就不会全部分解成游离基,而分解的过氧化物的游离基与乙烯单体进行四、结束语连锁反应，本身放出热量，因而随着反应温度的逐渐升高，则没有分解通过采取上述几项措施后本装置再无发生过因乙烯分解而导致的非成游离基的过氧化物又开始分解，此时游离基一下骤增， 随之反应温度计划停车， 确保了塑料厂高压聚乙烯装置的安全和长周期的运转，为公就猛升，会带来操作的相当不稳，很可能造成分解反应的发生，尤其是司增加 了经济效益，同时，对于同类装置也具有一-定的借鉴 意义。在开车建立反应条件的瞬间更容易发生。中国煤化工2.5反应压力突然升高[徐向明，赵东波低密度聚ZMHCNMHGiI石油化工应用，反应压力如果升高，会大大加快反应速率，同时，聚合总速率常数2007 (26)也会增加，当反应压力增大时，温度会增加，这两方面的原因都会使温12 杨秀芳高压案乙烯操作规程(Gl 兰州石化高压案乙桥， 2006128中国化工贸易| China Chemical Trade