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塑料廠高壓聚乙烯裝置乙烯分解原因分析
塑料廠高壓聚乙烯裝置乙烯分解原因分析
摘 要：本文對某石化公司塑料廠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(wěn)運行。
關鍵詞：高壓 塑料廠 分解 聚乙烯
前言
某石化公司塑料廠低密度聚乙烯裝置自開車以來，高壓聚乙烯裝置曾發(fā)生過多次乙烯分解造成反應器溫度高連鎖而導致停車的事件，影響了裝置的正常運行，造成裝置長時間停車，系統(tǒng)受到污染，產生大量的廢料，且需要大量的乙烯置換清洗，瞬間產生的高溫高壓對設備造成不良的影響，甚至發(fā)生事故。
一、分解反應機理
乙烯在高壓、中溫下按照自由基聚合機理生成聚合物的過程，主要經過鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止和鏈轉移等過程。在氣相反應中，反應過程是一個強放熱過程。在140MPa壓力下，150-300℃范圍內，乙烯的比熱容為251-2.85J/（g·K），所以乙烯聚合轉化率升高l%，即每l%的乙烯聚合，則反應物料溫度將升高12-13℃，每千克聚乙烯聚合時約放出3350-3765KJ的熱量，如果熱量不及時移出，溫度上升到350℃以上則發(fā)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，造成瞬間反應的不可控制。
二、造成分解反應發(fā)生的因素
2.1原料乙烯中存在雜質
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99.95%以上，有時乙烯純度不合格，氣體雜質的主要包括惰性組分和參與反應的雜質兩種。惰性雜質包括氮、甲烷、乙烷還有二氧化碳等，這些惰性雜質在整個系統(tǒng)中不參加化學反應，而積存在整個系統(tǒng)中，使乙烯分壓下降。參與聚合的雜質包括乙炔、氧氣和某些高級烯烴。乙塑料廠高壓聚乙烯裝置乙烯分解原因分析炔與乙烯同屬于不飽和烴類，故乙炔也富于反應性，會與增長著的聚合物游離基反應，有干擾聚合反應的作用，使反應變的無規(guī)律并可能促進分解，影響反應的正常進行。
2.2過氧化物注入過量
在開車反應或正常生產中，對于一定的二次壓縮機氣體速率，對于某一牌號聚合物，通常催化劑過氧化物的注射速率即單位時間的注人量，應該是相對固定的，瞬間的催化劑注入量過多，由于聚合速率與引發(fā)劑濃度平方根、單體濃度成正比，就會使反應加劇，溫度驟升失調往往導致分解反應。
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