2021年化工工程师辅导：防爆安全技术4

发布时间：2021-04-08

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氧化反应之聚合

由于聚合物的单体大多是易燃易爆物质，聚合反应多在高压下进行，本身又是放热过程，如果反应条件控制不当，很容易引起事故。

例如高压聚乙烯反应一般在13~30MPa压力下进行，反应过程流体的流速很快，停留于聚合装置中的时间仅为10s到数分钟，温度保持在150~300℃。在该温度和高压下，乙烯是不稳定的，能分解成碳、甲烷、氢气等。一旦发生裂解，所产生的热量，可以使裂解过程进一步加速直到爆炸。国内外都曾发生过聚合反应器温度异常升高，分离器超压而发生火灾；压缩机爆炸以及反应器管路中安全阀喷火而后发生爆炸等事故。因此，严格地控制反应条件是十分重要的。在高压聚乙烯生产中，主要危险因素有：

a．该过程处在高压下，所以当设备和管道的密封有极小损坏时，即会导致气体大量喷出到车间中，并和空气形成爆炸性气体混合物。

b．该过程为放热和热动力不稳定过程。乙烯聚合反应产生的热效应为96.3kJ/mol，所以当热量来不及导出时，会引起乙烯爆炸性分解。

c．乙烯可能在设备和管道中聚合，使温度上升到危险程度，导致乙烯分解和聚合产品堵塞设备。

d．如果违反压力条件和规定的混合气体流量比，在设备中乙烯和氧气可能形成易爆混合物。

e．乙烯分解时产生的分解细粒状炭黑有可能堵塞反应器和管道，从而使过程难以正常进行，以致不得不停产进行设备清理。

由上述危险因素可见，必须对工艺流程的所有工序进行温度、压力和物料流速的严格自动控制和调节。尤其应该准确地控制乙烯中氧的限制含量，因为当氧含量超过允许量时，反应速度将迅速加快，反应热来不及导出，以致使过程反应强度显著提高，最终使过程由乙烯爆炸性分解为甲烷和碳而结束。此外，当过量供氧时，还会形成爆炸性混合物。

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