Стиснутий етилен при 70°С надходить у трубчастий реактор на полімеризацію

Вступ

ПЛАН ЛЕКЦІЇ

ПОЖЕЖНА БЕЗПЕКА ВИРОБНИЦТВА ПОЛІЕТИЛЕНУ

ЛЕКЦІЯ 3

ТЕМА 16 Пожежна безпека хімічних виробництв

Література:

1. М.В. Алексеев, А.Г. Исправникова. Пожарная профилактика при производстве пластических масс и химических волокон. М.– — 1986. — с. 6–20.

2.. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химичес ких, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. Сб. нормативно-технических документов № 30, 1990. — с.467.

3. Правила пожежної безпеки в Україні. — Київ. — «Укрархбудінформ». — 1995. – с.80–84.

4. М.А. Алексєєв, О.М. Волков и др.. Пожарная профилактика в технологических процессах производства. М.: ВИПТШ. — 1976. — с. 255.

5. ТНТП 16–92. Мінмашпром. Цехи по переробці пластмас.

1. Виробництво поліетилену методом високого тиску. 10 хв.

2. Пожежна безпека виробництва поліетилену методом високого 55 хв.

тиску.

2.1. Протипожежні заходи при проведенні процесу

стиснення етилену компресорами. 25 хв.

2.2. Протипожежний захист процесу полімеризації етилену в трубчастих

реакторах. 30 хв.

Попередження НС природного та техногенного характеру є актуальною проблемою сучасності. На підставі ст.1 Закону України „Про правові засади цивільного захисту” питаннями забезпечення пожежної безпеки, запобігання і реагування на інші надзвичайні ситуації техногенного та природного характеру займається державна служба - служба цивільного захисту, до якої ми маємо відношення. Одним із важливих питань діяльності підрозділів цивільного захисту є забезпечення безпеки об’єктів підвищеної небезпеки, до яких відносяться хімічні підприємства.

Застосування полімерних матеріалів (пластмас) у народному господарстві забезпечує прогрес усіх галузей техніки. Полімери є замінниками кольорових металів, скла, шкіри, а також застосовуються як конструкційні, тепло– і звукоізоляційні, хімічно стійкі матеріали. В даний час світовий обсяг виробництва полімерів обчислюється десятками мільйонів тонн. Найбільш поширені пластмаси – поліолефіни, полістирол, полівінілхлорид, феноло– і амінопласти. На їхню частку приходиться 1/3 світового виробництва полімерів. Таке широке використання пластмас обумовлене їх властивостями. Вони легкі, деякі з них мають велику міцність та корозієстійкість тощо. Пластмаси мають малу теплопровідність (у 70-200 разів меншу ніж сталь), тому їх використовують для теплоізоляції. Деякі пластмаси мають велику морозостійкість та теплостійкість, наприклад, фторопласти можуть витримувати нагрівання за температур від -260⁰С до + 260⁰С. Мають пластмаси також добрі оптичні властивості. Проте пластмаси не позбавлені недоліків. Вони мають малу теплопровідність, незначну твердість, а також швидко „старіють”.

1. Виробництво поліетилену методом високого тиску

Поліетилен низької густини (0,92 – 0,93 г/см³) одержують полімеризацією етилену безупинним методом при тиску 150–250 МПа і температурі 180–270°С. Ініціаторами процесу є — кисень і органічні пероксиди.

Процес, що протікає при високому тиску має ряд особливостей, що впливають на властивості одержуваного ПЕ.

Особливо істотно впливають домішки в етилені (ацетилен, бутадієн–1,3, сірководень і двооксид вуглецю), що можуть викликати побічні реакції або обривання ланцюга.

Необхідно застосовувати чистий етилен з концентрацією не менш 99,90 – 99,99%.

При одержанні ПЕ не весь етилен полімеризується і тому отриманий полімер треба відокремлювати від газу (етилену, що не вступив до реакції). Газ після очищення необхідно знову направляти на стискання, а полімер на обробку.

Полімеризація етилену протікає з виділенням великої кількості тепла, який необхідно відводити, тому що інакше може відбутися розкладання етилену і навіть вибух.

Процес проводять у реакторах 2-х типів: у трубчастих змієвикових реакторах або в апаратах - автоклавах з мішалками.

Технологічний процес виробництва ПЕ методом високого тиску складається з наступних стадій:

М.У. Показати схему полімеризації етилену(плакат)

1) змішування етилену з невеликою кількістю повітря;

2) стискання вихідної суміші;

2) полімеризація етилену в трубчастих реакторах;

3) виділення полімеру;

4) гранулювання та вивантаження ПЕ.

Вихідна сировина – етилен, попередньо очищений від різних домішок, з газгольдера подається в цех компресії під тиском 0,8 – 1,2 МПа. Сюди ж подається ініціатор – кисень повітря (0,002 – 0,006 %) від вихідного етилену.

Етилен у суміші з повітрям піддається двокаскадному стиску в компресорах до 150–250 МПа. Компресором першого каскаду суміш стискають до 25–30 МПа і передають через холодильник та масловідділювач у компресори другого каскаду для стиску до 150–250 МПа. Після кожної ступіні стиску етилен проходить холодильники і масловідділювачі для відділення змащення.

Для стиску етилену застосовуються багатоступінчасті компресори з водяними холодильниками, привод компресорів другого каскаду гідравлічний, масло застосовується індустріальне «20», що подається в компресор гвинтовими насосами.

Реактор являє собою змійовик, що складається з товстостінних нахиленорозміщених труб, з'єднаних ретурбендами.

У реакторі маються три зони:

– перша зона – зона нагрівання етилену з 70° до 180°С,

– друга – зона додаткового нагрівання і полімеризації етилену (при цьому температура підвищується до 240 – 270°С);

– третя зона – зона охолодження. Надлишкове тепло відводять перегрітою до 220–225 С водою, періодично знижуючи тиск у реакторі.

Ступінь конверсії етилену за цикл досягає 12–20%. На виході з реактора суміш разом з непрореагувавшим етиленом і побічними продуктами надходить у сепаратор високого тиску (25 МПа). Там відбувається поділ етилену і поліетилену при температурі не нижче 220°С. Близько 95% поліетилену збирається в нижній частині апарата, а інші рідкий поліетилен і розчинений у ньому етилен надходять у сепаратор низького тиску (0,15––0,60 МПа). Непрореагувавший етилен виділяють з поліетилену, проводять очищення і направляють знову на полімеризацію.

Поліетилен у виді розплаву надходить на грануляцію в екструдер, де його продавлюють через фільєри ріжуть обертовим ножем на гранули розміром 2,0–3,5 мм. Щоб запобігти злипанню гранул, вони прохолоджуються водою. Потім гранули промивають водою на віброситі і підсушують теплим повітрям.

ВИСНОВОК: Виробництво етилену методом високого тиску є пожежонебезпечним, тому що включає небезпечні стадії здійснення технологічного процесу: стискання вихідної суміші в компресорах, полімеризація етилену і поділ продуктів реакції. У зв'язку з цим розглянемо особливості пожежної небезпеки цих стадій та протипожежні заходи, що направлені на підвищення пожежної безпеки виробництва в цілому.

Дата добавления: 2014-01-11