Способ отвода газов,выделяющихся при разложении этилена в аппаратах под высоким давлением,и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК C08F110/02 C08F2/02 B01F12/00 

1

Изобретение относится к технологни полимеризации этилена по методу высокого давления, в частности к способу отвода газов, выделяющихся при разложении этилена в аппаратах под высоким давлением, и устройству для его осуществления, и может быть использовано в химической промышленности.

В процесс реакции полимеризации этилена под внсоким давлением (при-; мерно от 300 до 3000 бар) и при высокой температуре (примерно 150350 С) некоторые нежелательные явления при работе установки, такие как механические повреждения или недостаточная чистота газообразного этилена, несмотря на тщательный контроль параметров давления и температуры, могут вызвать нагревание вплоть до температуры, правьшающей 450°С, фракции этилена, даже самой ничтожной, содержащейся в реакторе полимеризации или в сепараторе (работающем обычно под давлением от tOO до 500 бар). Такого нагревания достаточно, чтобы вызвать разложение этой фракции этилена до смеси углерода, водорода и метана. Кроме Toroj указанные условия работы реактора и сепаратора позволяют быстро распространяться всякому начавшемуся разложению, что приводит к быстрому повышению давления и/или температуры. Все ЭТО может привести к воспламенению газов разложения, являющемуся причиной бурных взрывов,которые могут вызвать материальный ущерб и нанести повреждения людям.

Известен способ отвода газов, выделяющихся при разложении этилена в аппаратах под высоким давлением, заключающийся в выведении газов из аппарата при разрушении предохранительного устройства в стенке аппарата во внешнюю среду через дымоход, а также устройство для его осуществления, представляющее собой трубообразный дымоход, непосредственно соединенный с аппаратом под высоким давлением и отделенный от него предохранительным устройством в стенке аппарата l) .

Недостатком известных способа и . устройства является повьшенная пожаро- и взрывоопасность процесса, так как в случае перегрева газов внутри аппарата и разрьюа предохранительного устройства газы в дымоходе кон222312

тактируют с воздухом и за счет реакции компонентов газов разложения с кислородом воздзгха возможно самовоспламенение газов и взрыв их. 5 Цель изобретения - повышение пожаро- и взрывобезопасности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отвода газов, вьщеляющихся при разложении

10 этилена в аппаратах под высоким дав. лением, заключающемуся в вьшедении газов из аппарата при разрушении предохранительного устройства в стенке аппарата во внешнюю среду через

15 дымоход 5 в части дымохода непосредственно за предохранительным устройством поддерживают азотную атмосферу при давлении 1,2 бар за счет азотного затвора в средней части дымохода

20 при давлении1,4 бар.

Кроме того, в устройстве для отвода газов, выделяюгцихся при разложении этилена в аппаратах под высоким давлением, представляющем собой тру5 бообразный дымоход, непосредственно соединенный с аппаратом под высоким давлением и отделенный от него предохранительным устройством в стенке аппарата, дымоход содержит затвор в виде каучукового баллона, расположенный в средней части дымохода по всему его сечению,, и две системы распределения азота, первая из которых соединена с дымоходом трубой в части между предохранительным устройством и

затвором, а вторая - непосредственно

с затвором.

На чертеже показано предлагаемое устройство для отвода газов, вьщеля.ющихся при разложении этилена в аппаратах под высоким давлением-.

Цифрой 1 обозначается сосуд под высоким давлением, расположенный вертикально, в котором осуществляется либо реакция полимеризации эти.пена (реактор), либо отделение образующегося в результате; полимеризации полиэтилена и непрореагировавшего этилена (сепаратор), Сосуд 1 под высоким давлением обычно имеет цилиндрическую или трубчатую форму. Кроме того, у одной из его боковых стенок, обозначенной 2д в случае необходимости, когда .его содержимое должно удаляться, сосуд t сообщается с сетью отвода газов типа дымохода, состоящей из первой закругленной секции 3, непосредственно граничащей с сосудом под давлением, средней секции 4 и верхней секции 5, причем две последние ceKij iH расположены вертикально. Секция 3 необходима лишь в том случае, когда сосуд располагается вертикально, и никакой необходимости в этой секции нет, когда сосуд располагается горизонтально как в случае трубчатого реактора. Сосуд 1 и секция 3 (или секция 4 в случае когда нет необходимости в секции 3) разделены предохранительным устройством 6, представленным схематически на данном рисунке и подверженным разрьшу под действием разрывного давления, превышающего максимальное давление нормальной работы сосуда 1. Система распределения 7 инертного газа (азота) сообщается с секцией 3дымохода посредством трубы 8, на которой установлен клапан 9, регулирующий объем подаваемого инертного газа в сеть отвода газов и, следовательно, регулирующий давление внутри этой сети отвода газов, которое должно поддерживаться равным 1,2 бара. Затвор 10, например, в виде шара из каучука, занимающий все сечение системы отвода газов, разделяет секции 4 и 5 этой сети отвода. Система распределения 11 инертного газа (азота) сообщается с шаром 10 посредством трубы 12, на которой установлено впускйое устройство 13, регулирующее объем инерт ного газа, подаваемого в шар 10, и, следовательно, регулирующего давление внутри этого щара, которое, должно поддерживаться равным 1,4 бара. Пример 1 (сравнительный). Согласно чертежу в сосуд 1, связанны с дымоходом .посредством разрывной мембраны, рассчитанной на давление 2000 бар при 200 С, вводится этилен под давлением 1500 бар. Продолжая медленное введение этилена под давлением, констатируют, что, когда давление этилена достигает величины в 2000 бар, имеет место разрьш мембраны, сопровождающийся взрывом, чувствующимся в радиусе 1500 м, и выбросом горящего газа на выходе из дымохода . Пример 2. Устройство, используемое в примере 1, дополняется установкой распределения азота (7,8, 9), резиновым баллоном 10, связанным с резервуаром, содержащим азот 11, при помощи патрубка 12, и впускным устройством 13. Из сосуда 3 выкачивается воздух, который заменяется азотом, подаваемым из установки распределения азота. В это время, баллон 10 сдут. Затем в баллон 10 йакачивают азот до давления 1,4 бара и регулируют давление азота в средней секции дымохода до величины 1,2 бара. После этого аналогично примеру 1 повышают давление этилена и нагревают сосуд 1. Величины давления и температуры, а также величина давления, при которой происходит разрыв мембраны 6, идентичны аналогичным величинам из примера 1. Когда давление внутри камеры 1 достигает 2000 бар, а температура - 200 С, наблюдается разрьт мембраны 6, не сопровождающийся ни загорением газа, вырывающегося из верхней секции 5 дымохода, ни взрывом.

1. Способ отвода газов, вьщеляющихся при разложении этилена в аппаратах под высоким давлением, заключающийся в выведении газов из аппарата при разрушении предохранительного устройства в стенке аппарата во внешнюю среду через дымоход, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения пожаро- и взрьшобезопасностн процесса, в части дымохода непосредственно за предохранительным устройством поддерживают азотную атмосферу при давлении 1,2 бар за счет азотного затвора в средней части дымохода при давлении 1,4 бар. 2. Устройство для отвода газов, вьиеляюпщхся при разложении этилена в аппаратах под высоким давлением, представляющее собой трубообразный дымоход, -непосредственно соединенный с аппаратом под высоким давлением и отделенный от него предохранительньп1 устройством в стенке аппарата, от§ личающееся тем, что, с целью повышения пожаро- и взрьшобезопасности процесса, дымоход содержит затвор в виде каучукового баллона, расположенный в средней части дымохода по всему его сечению, и две системы распределения азота, первая из которых соединена с дымоходом в части между предохранительным устройством и затвором, а вторая - непосред О ственно с затвором. О э