Получение полиэтилена методом высокого давления (6 мин.)

Полиэтилен высокого давления получают полимеризацией газообразного этилена в присутствии инициатора (кислорода) при давлении 200 МПа и более и температуре около 200 ^оС. Технологический процесс производства полиэтилена методом высокого давления состоит из следующих стадий:

─ смешивание этилена с кислородом;

─ сжатие исходной смеси;

─ полимеризация;

─ разделение продуктов реакции;

─ обработка полимера.

Полимеризацию этилена осуществляют в трубчатых реакторах блочным методом в массе чистого мономера (этилена) в присутствии небольшой дозы кислорода (до 0,02%). Образующийся полиэтилен в смеси с непрореагировавшим этиленом и продуктами побочных реакций после реактора поступает в сепаратор 5 высокого давления (около 30 МПа), а затем низкого (около 0,3 МПа) давления 6. В сепараторах производится отделение газообразного этилена от расплавленного полимера. Чистый полимер подают в шнекоприемное устройство, из которого его выдавливают под слой воды в виде ленты и подают на грануляцию. Этилен после очистки от механических примесей (смоло- и коксообразных частиц) и побочных газообразных продуктов вновь возвращают на полимеризацию. Общий коэффициент использования этилена составляет около 95%.

Пожарная опасность и основные меры безопасности:

1. Пожарная опасность характеризуется, прежде всего, свойствами сырья ─ этилена, и готового продукта ─ полиэтилена.

2. При нарушении соотношения "этилен-кислород" внутри технологического оборудования может образоваться горючая среда. Чтобы избежать таких ситуаций, необходимо установку оборудовать надежными регуляторами, обеспечивающими постоянное и безопасное соотношение исходных веществ.

3. В объеме помещений горючая среда может образоваться вследствие утечек этилена из самих реакторов и из технологических коммуникаций, с которыми они связаны. Утечки могут происходить через прокладки, швы, разъемные соединения. Для предупреждения утечек необходимо соединение коммуникаций между собой и с реакторами осуществлять преимущественно сваркой. Особое внимание должно быть уделено качеству сборки двойников (ретурбендов). Перед пуском в эксплуатацию и в установленные регламентом сроки необходимо производить испытания на герметичность.

4. Повышенное давление может возникнуть главным образом из-за образования отложений и нарушения температурного режима.

Реакторы следует оборудовать предохранительными клапанами, обеспечивающими стравливание избыточного давления.

Для предупреждения опасного повышения давления в сепараторах технологические линии, связывающие сепараторы между собой и с реактором, оборудовать редукционными клапанами.

5. Температурные напряжения в металле могут возникать в реакторах трубчатого типа при значительном перепаде температур между трубками и кожухом, а также между реакционной средой и хладоагентом. Для предупреждения повреждений необходимо такие реакторы оборудовать температурными компенсаторами.

6. Пожарная опасность увеличивается за счет применения абсорбционных установок.

7. Для контроля за состоянием воздушной среды в помещениях необходимо устанавливать газоанализаторы, сблокированные с приводом аварийной вентиляции, аварийным сбросом газа в факельную систему, перекрытием аварийных задвижек и пуском негорючего газа в реакторы.

8. При выгрузке гранулированного полиэтилена возможен выход пыли в объем помещения. Чтобы не допустить этого, необходимо у места выгрузки устраивать местные отсосы.

9. Специфическими источниками зажигания являются:

─ теплота химической реакции;

─ искровые разряды статического электричества. Заряды статического электричества накапливаются при движении продуктов в трубах, аппаратах и при выходе парогазовой смеси под большим давлением наружу через малые отверстия.

─ теплота самовозгорания полимерных отложений.

─ тепловые проявления (искры, дуги, перегрев и т.п.), возникающие при аварийных режимах работы силового, осветительного электрооборудования, сетей автоматического контроля, а также при несоответствии эксплуатируемого электрооборудования требованиям Правил устройства электроустановок.

─ искры и открытое пламя при проведении огневых работ.

─ искры механического происхождения при ремонте или производстве очистных работ.

10. Пожар может быстро распространиться главным образом по поверхности разлившегося полимера, по отложениям пыли, по технологическим трубопроводам, по системам вентиляции и канализации.

Для предупреждения быстрого распространения пожара и снижения негативных последствий от него необходимо:

─ предусматривать системы аварийного слива веществ или стравливания газов из аппаратов;

─ под аппаратами устраивать бортики, а в дверных проемах пороги с пандусами высотой не менее 0,15 м для предупреждения растекания

жидкости;

─ не допускать образования горючих отложений в технологических и инженерных коммуникациях;

─ оборудовать огнепреградителями технологические коммуникации между компрессорной и реакторным отделением;

─ устанавливать огнезадерживающие клапана в местах прохода воздуховодов через противопожарные преграды;

─ оборудовать коммуникации системы канализации гидрозатворами;

─ реакторы следует оборудовать взрывными предохранительными клапанами с использованием отрывных мембран;

─ в помещениях необходимо устраивать системы автоматического пожаротушения.