LDPE装置乙烯等熵增压过程关键安全问题研究
2021-01-29朱云峰周子辰李亚辉
安全、健康和环境 2021年1期
朱云峰,姜 杰,周子辰,李亚辉,孙 峰
(1.中国石化青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室,山东青岛 266104 2.中国石化燕山石化分公司,北京 102500)
0 前言
超高压聚乙烯(LDPE)是当今世界重要的化工原材料之一,其制品广泛应用于农业、电子电气工程、机械装备、汽车制造等行业。LDPE生产工艺最显著的特点就是操作压力高,不但有30 MPa以上的高压系统,而且有100 MPa以上的超高压系统。
乙烯在热力学上作为“吸热”物质,即便是在无氧条件下也会发生分解爆炸,与乙炔分解爆炸较为类似,杜邦等公司先后发生多起分解爆炸事故。高温热源是引发分解爆炸的关键因素,LDPE装置内自身热源主要有两方面,分别是聚合过程的反应热及乙烯增压过程的热效应,特别是乙烯从常压增压至100 MPa以上时,释放的热量会使乙烯产生数百度的绝热温升,足以引起乙烯分解爆炸。本文采用ASPEN模拟结合文献调研,对乙烯增压过程的安全风险进行了系统化的研究,并提出了建议措施,为国产LDPE技术的研发提供安全数据支撑。
1 LDPE工艺及增压模块
LDPE的工艺流程及增压模型如图1所示,原料乙烯与低压分离器的循环乙烯经一次压缩机增压至23 MPa,随后与高压分离器的循环乙烯混合进入二次压缩机,将乙烯继续增压至聚合反应的压力,通常为110~250 MPa,反应釜内的乙烯在引发剂诱导作用下发生聚合反应,聚合产物经过高压分离器、低压分离器进行分离进入下游造粒系统,未反应的乙烯继续循环反应。……
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