乙烯工业发展论文范文

乙烯工业发展论文范文第1篇

快速型可发性聚苯乙烯粒子主要用于自动成型机,要求粒子粒径分布均匀、预发消耗蒸汽少、熟化时间短、成型时间短、冷却时间短、制品水分低、制品熔接能性能好等。但常规快速型可发性聚苯乙烯常常出现反应釜内粒子粒径不集中,产品合格率较低,分子量分布宽,影响加工性能等问题[3]。为达到以上质量要求,快速型可发性聚苯乙烯生产过程中必须控制聚合速率、提升粒子集中度、减少高分子链支化度、降低分子量和分子量分布[4,5]。

有鉴于此,本项目采用双引发剂体系用于苯乙烯的悬浮聚合,并引入2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯为链转移剂控制分子量及其分布,考察了引发剂与链转移剂用量对产品参数的影响,成功的开发出新型快速型可发性聚苯乙烯粒子。

1.实验部分

(1)实验试剂

苯乙烯(St)纯度>99.5%,工业品;2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯纯度>90%,工业品;过氧化苯甲酰(BPO)纯度>74%,工业品;过硫酸钾纯度>99%,工业品。

(2)试验仪器

高压不锈钢反应釜(500L,带搅拌、外夹套,蒸汽加热),安徽裕河新材料有限公司;电子天平(ML104),梅特勒-托利多(中国)公司;聚合物分子量及其分布采用PL-GPC50型凝胶色谱仪进行测定,以四氢呋喃为流动相,柱温30℃,流速1mL/min。

(3)苯乙烯聚合工艺

在500L反应釜中加入纯水200kg,加入分散剂和乳化剂,调节PH值后,开启反应釜搅拌,向反应釜夹套中缓慢通入蒸汽进行升温,温度达到50℃时暂停升温,加入苯乙烯180kg,加入引发剂(BPO),过硫酸钾及2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯及相应的助剂,待水油悬浮体系转相后再次向反应釜夹套中缓慢通入蒸汽进行升温。

升温至86℃时停止升温,并控制反应温度在90℃,恒温计时60min后加入成核剂。在90℃下继续反应200min,在聚合反应过程中取少量物料进行观察,检查粒子长势情况,通过加入碳酸钙或磷酸钙调节粒子的大小,低温反应结束后,加入浸渍辅料,密封投料孔,加入戊烷,分两次升温,分别进入中、高温阶段,中、高温阶段反应时间分别约90min、200min,浸渍结束后,向反应釜夹套中通入冷却水进行降温,降温至48℃以下,即可出料。

可发性聚苯乙烯聚合工艺曲线见图1所示。

2.结果与讨论

(1)引发剂与链转移剂比例对粒子集中度分布的影响

表1为引发剂与2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯链转移剂比例对可发性聚苯乙烯粒子集中度的影响,从表中可以看出,随着引发剂与2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯链转移剂比例的降低,直径为0.75-1.00mm聚苯乙烯粒子含量逐渐升高。当不加入链转移剂,引发剂用量为0.45%时,0.75-1.00mm聚苯乙烯粒子含量仅为70%。当引发剂含量为0.33%,链转移剂含量为0.06%时,0.75-1.00mm聚苯乙烯粒子含量可达90%,在0.75-1.00mm之间的集中度提高了25.7%。其主要原因是由于降低了引发剂的浓度,减少了参与引发聚合反应的自由基数目,使聚合反应速度变慢,聚合反应更加平稳,粒珠分布更加集中。

*注:引发剂及2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯用量是相对于苯乙烯的重量

(2)引发剂及链转移剂组合对分子量及其分布的影响

表2为引发剂及链转移剂组合对分子量及其分布的影响结果,从表中可以看出,当单独使用BPO引发剂进行自由基反应的速度较快,分子量较低,分子量分布较宽,且聚苯乙烯粒子集中度较差,0.75-1.00mm分布仅为69wt%,因此产品的加工性能较差,不被用户所接受。为了改善产品分子量分布宽,粒珠集中度低的缺点,本研究进一步的降低了BPO引发剂用量,并向体系中加入了链转移剂,虽然使获得的聚苯乙烯粒珠集中度达到了84wt%,且分子量低、分子量分布窄,但聚合反应速度慢,苯乙烯转化率降低,严重影响了产品的生产效率,也增加了企业的生产成本。为此,本研究在单一引发剂的条件下,引入了过硫酸钾引发剂进行引发速度的调节,从表中可以看出,过硫酸钾的引入明显改善了苯乙烯自由基聚合的反应速度及转化率,且并未使聚苯乙烯的分子量变大、同时获得的聚苯乙烯分子量分布更窄,聚苯乙烯粒珠集中度也进一步的提升至90wt%,达到了泡沫生产企业对快速型可发性聚苯乙烯的要求。

3.结论

(1)在苯乙烯自由基聚合体系中,引发剂和2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯链转移剂比例参数对可发性聚苯乙烯粒珠产品的分子量、分子量分布、粒子集中度等参数具有重要的影响。

(2)降低引发剂BPO的加入量可以使苯乙烯聚合反应体系更加稳定,获得质量较高的可发性聚苯乙烯粒珠,但聚合速度较慢。

(3)过硫酸钾的引入,可使苯乙烯自由基聚合体系稳定的基础上,提升聚合反应速度,并获得质量优异的可发性聚苯乙烯粒珠。

摘要：由于快速型可发性聚苯乙烯粒子用于成型时,要求支化度低、分子量低、分子量分布窄,有鉴于此,本研究采用2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯为链转移剂,以过氧化苯甲酰为第一引发剂,过硫酸钾为第二引发剂,进行了快速型可发性聚苯乙烯的制备,考察了引发剂与链转移剂配比对可发性聚苯乙烯粒子集中度、分子量及其分布的影响。实验结果表明:引发剂与2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯链转移剂比例降低可显著提升可发性聚苯乙烯粒子集中度,通过加入过硫酸钾、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯链转移剂,可在保持反应速度的前提下,显著提升可发性聚苯乙烯粒子集中度,降低聚苯乙烯分子量,分子量分布变窄,可得到质量稳定的快速型可发性聚苯乙烯粒子。

关键词：链转移剂,可发性聚苯乙烯,粒子集中度,分子量分布

参考文献

[1] 周忠平,缪晓杰,叶新.搅拌类型对于可发性聚苯乙烯聚合工艺的影响分析[J].广东化工,2019,46(19):54-55.

[2] 邓亮,徐海萍,谢华清,李志杰.废旧聚苯乙烯塑料再生再利用技术现状[J].上海第二工业大学学报,2014,31(02):114-120.

[3] 马金玲.制备聚苯乙烯微球的新方法探究研究及其在激光成型领域的应用[D].广东工业大学,2012.

[4] 张建丽,迟长龙.苯乙烯悬浮聚合粒度的控制[J].河南工程学院学报(自然科学版),2008(01):57-58+66.

乙烯工业发展论文范文第2篇

[摘要]试对苯乙烯化学改性醇酸树脂方法作探析。后苯乙烯改性醇酸树脂对工艺优化具有推动作用。苯乙烯化学对醇酸树脂的改性为醇酸树脂的工业化生产提供了借鉴价值。

[关键词]苯乙烯 醇酸树脂 化学改性

化工中的醇酸树脂是由多元醇、多元酸和一元酸缩聚而成的线性树脂。该脂具有合成技术性能好、制造工艺简便、树脂涂膜综合性能好等特点，广泛运用于涂料的生产加工。在化工生产中醇酸树脂涂料也有一些不足之处，如涂膜干燥缓慢、硬度低、耐水性差等，这将导致施工周期延长，也影响其应用范围。运用苯乙烯化学对醇酸树脂的改性能够对快干醇酸树脂的工业化生产提供帮助。

一、苯乙烯化学改性醇酸树脂的方法

（一）共聚法。乙烯类单体改性醇酸树脂常采用共聚法。按此法中苯乙烯的加入时间及加入方式不同，可分为前苯乙烯化和后苯乙烯化两种方法。

1．前苯乙烯化法。前苯乙烯化法主要包括植物油的苯乙烯化法、脂肪酸的苯乙烯化法和单甘油酯的苯乙烯化法三种。（1）植物油苯乙烯化法。该法的工艺要点为：首先，苯乙烯单体和油在引发剂存在下反应，生成共聚油这种均一产物，该产物可直接代替植物油制备醇酸树脂。苯乙烯化的植物油，先用甘油(季戊四醇或其他多元醇)醇解生成脂肪酸单甘油酯，然后用苯酐等多元酸进行酯化。（2）脂肪酸的苯乙烯化法。该法的工艺要点为：先将苯乙烯和引发剂滴加进盛有DCO酸的反应釜中，进行脂肪酸的苯乙烯化反应，然后真空蒸馏除去剩下的苯乙烯，再向反应釜中加入甘油等多元醇，在惰性气体保护下进行醇解，最后加入配方量的苯酐等多元酸进行酯化。（3）单甘油酯的苯乙烯化法。该法的工艺要点为：以适当配比的含共轭双键和非共轭双键的混合植物油为原料，加入LiOH等醇解催化剂，并用一部分甘油、季戊四醇等多元醇进行醇解，生成单甘油酯；然后加入苯乙烯、二甲苯和引发剂，在适宜温度下进行单甘油酯的苯乙烯化反应，生成苯乙烯化单甘油酯；再用多元酸（如苯酐）及剩余的甘油酯化，生成苯乙烯化醇酸树脂。

2．后苯乙烯化法。后苯乙烯化法又称为醇酸树脂的苯乙烯化法。该法的工艺要点是：首先合成含共轭双键的基础醇酸树脂，然后用基础醇酸树脂和苯乙烯单体(有时还包括少量丙烯酸类单体)，在引发剂存在及合适温度条件下，进行共聚反应(即醇酸树脂的苯乙烯化)，直至得到我们所要求的粘度。该法的工艺特点是工艺过程容易控制，利用常规醇酸树脂的生产设备即可进行改性醇酸树脂的工业化生产。

（二）预聚物法。预聚物法主要有聚苯乙烯羟基预聚物法和羧基预聚物法两种。

1．聚苯乙烯羟基预聚物改性法。该法以聚苯乙烯二醇改性为代表，它主要是通过在聚苯乙烯分子链的末端上引入羟基反应性基团，然后通过化学反应将聚苯乙烯聚合物引入醇酸树脂中。聚苯乙烯二醇在改性中起到了双重作用：第一，它所提供的活性羟基，代替了常规醇酸树脂合成所用的甘油或其它脂肪族多元醇；第二，长链聚苯乙烯的引入赋予改性醇酸树脂以较高的硬度、良好的耐水性和耐化学品性。此类改性工艺较复杂，难以运用于工业化生产。

2．聚苯乙烯羟基预聚物改性法。此法的工艺要点为：首先由苯乙烯和(甲基)丙烯酸等丙烯酸单体合成带活性羧基的预聚物，然后该预聚物可以直接代替部分多元酸(如苯酐等)，在植物油的醇解物的酯化过程或两步法脂肪酸酯化过程中进行酯化反应，这样，带羧基的苯乙烯预聚物将接入到醇酸树脂分子链上，该法又称作共酯化法。这样，改性醇酸树脂将集中醇酸树脂、丙烯酸树脂、聚苯乙烯(PS)三种物质的优点，所得树脂的耐候性、柔韧性和耐溶剂性优于单纯以苯乙烯改性的醇酸树脂。此类改性工艺复杂，改性产品价格较贵，不利于企业节约生产成本。

二、后苯乙烯改性醇酸树脂的探讨

我们通过综合研究对比发现采用后苯乙烯改性醇酸树脂对于化工企业生产具有积极的推动作用。该工艺在技术上具有易于理解接受和经济上具有降低成本消耗，提高经济效率的特点。同时在工艺的可行性及操作简便性等方面，都比其它方法具有更大的优越性，减少了化工生产中的危险系数。

后苯乙烯化法按基础醇酸树脂的制备方法不同，可分为桐油(或DCO)/亚麻油(或豆油)―苯酐基础醇酸树脂、亚麻油(或豆油)―苯酐－顺酐基础醇酸树脂、脂肪酸(或油酸)―苯酐―顺酐基础醇酸树脂三类。这三类基础树脂在苯乙烯化过程中主要通过Diels－Alder 机理进行加成反应，生成接枝共聚物，它们在醇酸树脂与苯乙烯的均聚物之间起着“相容剂”及“桥梁”作用。不同的是，三种基础树脂的制备工艺有差异，产品颜色差别较大，其中，以脂肪酸(或油酸)―苯酐―顺酐基础醇酸树脂制得的改性醇酸树脂颜色最浅，能满足人们装潢的各种需要。因此，我们进行首先进行了该类基础树脂的合成及工艺优化研究。

脂肪酸－顺酐基础树脂的合成工艺特点为：采用高聚物法合成醇酸树脂，保证了所合成的醇酸树脂有一个合适的分子量及较窄的分子量分布；采用顺酐部分代替苯酐，以便为改性过程提供足够多的活性位点；同时，顺酐与苯酐分次分批加入，保证了基础醇酸树脂结构的合理性，其活性位的分布较为合理，为后续的苯乙烯改性醇酸树脂奠定良好的基础。

该改性工艺要点为：首先将称量好的部分脂肪酸(FA)、多元醇(甘油、季戊四醇(PE)、新戊二醇等(NPG))、多元酸(如苯酐(PA)、己二酸(AA))及部分回流溶剂加入带有搅拌器、热电偶温度计(连接温控仪)、回流冷凝器、分水器等附件的四口烧瓶中，加热至190～200℃，进行酯化反应，保温2～4h。当酸值(AV)合格后，降温至120℃以下，加入顺酐(MA)，这里顺酐中的共轭双键将作为后续苯乙烯改性的共聚合接枝活性点。升温至190～200℃，继续保温酯化至酸值、粘度合格。降温至120℃以下，加入兑稀用200＃溶剂及二甲苯，过滤出料。

工艺优化主要体现在：第一，直接采用脂肪酸或油酸为原料，所以不必经过醇解这一步骤，简化了工艺过程；第二，酯化过程中采用了某种特殊的酯化催化剂，降低了酯化反应温度，减少了高温聚合反应的危险程度，同时节约了导热油及冷却介质(如冷油)的使用量，节省了聚合反应时间。

三、苯乙烯化学改性醇酸树脂的注意点

（一）注意共轭双键的Diels－Alder 加成反应。共聚法苯乙烯改性醇酸树脂的改性方法都利用了苯乙烯与植物油(或脂肪酸)中共轭双键的Diels－Alder 加成反应；在预聚物法改性机理中，主要利用了预聚物中活性羟基或羧基与单甘油酯中的活性基团之间的反应进行的。

（二）注意顺酐在后续改性过程反应。在基础醇酸树脂的设计中，除考虑油度、K值等因素外，顺酐是一个对后续改性过程起确定性作用的关键因素，它将提供苯乙烯改性所需的接枝共聚活性位。

（三）注意改性中的温度查看。在后苯乙烯化法改性顺酐基础醇酸树脂过程中，采用溶液聚合法进行接枝共聚反应，并且首先让混合单体热聚合一段时间，这样可避免聚合体系局部温升过高，甚至有爆聚危险的可能。

总之，我们在利用苯乙烯化学改性醇酸树脂时一定要选取科学合理的方法。化学改性中应该依据醇酸树脂的特点进行操作，尤其要注意对化学反应过程的有效监控，防止安全事故的发生。

乙烯工业发展论文范文第3篇

1苯乙烯储存难点

1.1苯乙烯性质

苯乙烯是一种化学性质较为活跃的聚合单体,它能够聚合。不仅如此,它还可以跟丁二烯等物质发生一定程度的聚合反应。在室温环境中,它能进行缓慢的聚合,只有添加一定量的阻聚剂才能防止它聚合。

1.2存储难点

苯乙烯的表面,在一定温度条件下会发生闪然。它的闪点是31.1℃。当周围环境的温度持续高于苯乙烯的闪点并达到较高温度,它就会有爆炸危险。苯乙烯极其容易聚合,聚合过程中会出现聚合物。聚合物不但会对苯乙烯的色度产生影响,还会使它的透明度下降。另外,将含有太多聚合物的苯乙烯装入储罐,也会造成储罐管壁和阀门的堵塞。苯乙烯挥发出来的蒸气会占据整个储罐的罐壁,而且会形成像钟乳石形状的聚合物。[1]这会给苯乙烯的质量带来严重影响。

1.3聚合危害

发生聚合反应的苯乙烯,其质量会大打折扣,会给生产、经营造成一定困难。而且苯乙烯聚合物含量超标时,会对其品质造成实质性的威胁,色度、透明度下降,生产销售必然遭到打击。

上文已经提到,苯乙烯聚合反应是一个放热过程,过程中温度会上升。如果不加以控制,温度持续升高会加快反应速度,达到上限时,很可能造成蒸汽阻塞储罐门阀,更严重的时候会发生储罐破裂。而且,苯乙烯聚合物会使苯乙烯变得粘稠起来,体积不断增大,最终可能引发苯乙烯从储罐顶部渗出来的事故。

2影响苯乙烯存储的因素

2.1温度

苯乙烯是可以发生聚合反应的单体。其聚合反应是一个放热的过程,反应过程中热量不断积聚,热量使温度不断升高, 而较高温度反过来又促进了聚合反应。反应速率持续上升,达到极限时就会发生“爆聚”事故。储存环境的温度,对苯乙烯的质量有很大影响。所以储存苯乙烯时一定要对温度进行控制。国家有关储存苯乙烯的规定明确要求,储存苯乙烯的环境温度不能超过25℃,或者可以直接将它储存在冷藏环境中。在实际操作中,还是要依据储存时间或者添加的阻聚剂的种类来选择合适的储存条件。

2.2阻聚剂

苯乙烯的聚合反应,是自由基反应引起的。在苯乙烯中添加阻聚剂,能够让阻聚剂和自由基发生快速反应。它俩反应能够生成无活性自由基,在这个基础上还会发生歧化反应,最终使苯乙烯的聚合反应停止下来。阻聚剂能够产生很好的阻聚效果。阻聚剂有很多,常用的防止苯乙烯发生聚合反应的阻聚剂主要是对叔丁基邻苯二酚(TBC)。

2.3存储设备

如果苯乙烯的储存设备使用不当,很可能造成苯乙烯温度控制失效。具体表现为,储罐设备对苯乙烯的温度控制失效, 整个储存设备的制冷系统等不能产生有效控制结果。储存设备的工艺管线长度超出范围,整个储存系统不能有效置换,苯乙烯温度上升,品质发生变质。储罐罐顶的形状以及储罐中的各种零部件不能太突出,否则苯乙烯发生气化之后产生的形状似“钟乳石”的产物,会聚集在这些不平滑的突出物上。另外, 亚铁离子和苯乙烯会发生反应,形成苯乙烯过氧化物。这种氧化物对苯乙烯的聚合反应有一定促进作用。

3储存需要采取的重要措施

3.1优化工艺

针对上述储存设备对苯乙烯的影响,想要有理想的储存结果,首先应该将储存工艺改进。苯乙烯的储存设备,应该避免选用跟苯乙烯发生反应的材料。设备中的管线等不能过长并设置保冷。对整个储存设备应该进行定期检查。

3.2合理的储罐选型

苯乙烯储罐,选用固定顶储罐,并设置保冷。而且在储罐内要涂上阻聚层,使储罐内壁变得光滑。在阻聚层中添加一定量的阻聚剂,能够很好的控制苯乙烯的聚合反应。另外,储罐内部应该设置性能良好的搅拌装置,能够使苯乙烯在储存过程中整体保持较为平缓的温度,不会出现局部温度升高而发生聚合反应的情况。[2]储存环境的温度,一定要严格控制在25℃以下。

3.3氮封装置

在储罐顶部设置氮气密封装置,有利于长期储存苯乙烯。 与此同时,还可以考虑为对叔丁基邻苯二酚增加一些空气。因为TBC防止苯乙烯发生聚合反应的过程中,是需要一定量的溶解氧参与的。这样的双向保险有利于安全储存苯乙烯。

3.4强制换热

罐区设置换热器,对储罐进行强制换热,管壁设置多点温度计,当温度超过23℃时,连锁启动循环泵,当罐内温度低于18℃时,循环泵关闭。

4结语

苯乙烯是一种用途较多、储存不易的单体。对其储存产生影响的因素比较多,主要的影响因素是苯乙烯极易发生的聚合反应。为提高储存质量,就对这些影响因素进行有效防止。在储存过程中添加适当阻聚剂,并设置氮封装置。

摘要：苯乙烯是一种有机化合物,在石油化工中有非常重要的作用。但是它的性质较为活跃,储存起来有一定难度。文章从苯乙烯的性质、影响苯乙烯储存的因素出发,总结出储存苯乙烯需要采取的措施。

关键词：苯乙烯,聚合物,储存

参考文献

[1] 姚建军.苯乙烯安全储存方法的分析与研究[J].广州化工,2012,23:192-194.

乙烯工业发展论文范文第4篇

(1)绝缘界面的性能

1)电缆绝缘表面的处理。常规的电缆绝缘表面的处理方法是用刮刀、玻璃片等工具刮削后用砂纸抛光。

2)界面压力。实验表明，界面压力达到98kPa时，界面的击穿场强达到3kV/mm，如果界面压力达到500～588kPa，界面的击穿场强就能达到11kV/mm。

(2)绝缘回缩问题

当切断电缆时，就会出现电缆绝缘逐渐回缩和露出线芯的现象。一旦电缆绝缘回缩后，中间接头中就产生导致致命的缺陷--气隙。在高电场作用下，气隙很快会产生局部放电，导致中间接头被击穿。

(3)防潮、防水

高压交联聚乙烯绝缘电缆进水后，在长期运行中会出现水树枝现象，使交联聚乙烯绝缘性能下降，最终导致电缆绝缘击穿。

交联电缆进潮的主要路径之一是从电缆附件进潮或进水。潮气或水分一旦进入电缆附件后，就会从绝缘外铜丝屏蔽的间隙或从导体的间隙纵向渗透进入电缆，从而危及整个电缆系统。

在安装电缆附件时应该十分注意防潮，对所有的密封零件必须认真安装。在直埋敷设时的中间接头，必须有防水外壳。

2、制作110kV及以上交联电缆终端与中间接头安全技术

(1)施工现场

施工现场应保持清洁、无尘土。一般情况下，施工现场的环境温度应高于5℃相对湿度不应超过75%。在必要时，可以采取搭帐篷和安装空调机等措施来满足上述对施工现场的要求。

(2)材料准备

1)按产品装箱单检查零部件是否齐全、有无损伤或缺陷。特别是应力锥、O形密封圈及与O形密封圈的所有接触表面不能有损伤或缺陷。

2)各零部件的安装尺寸应符合制造厂提供的图纸要求。

(3)电缆准备

1)预热电缆并校直电缆。一般的方法是使用带温控(约80℃、6h、过热保护为115℃)的加热带子，在电缆和带子之间有足够的衬垫。加热完毕后将加热带子除去，并用三角铁(或平板)将电缆绑住校直，让电缆自然冷却。

2)剥切半导体屏蔽和电缆绝缘处理。在除去半导体绝缘屏蔽时应尽量减少表面毛刺及划痕，保持电缆绝缘表面光滑。然后用砂布打磨电缆绝缘。要保证半导体绝缘屏蔽与主绝缘之间的平滑过渡且无任何毛刺和划痕。在用砂布打磨电缆绝缘过程中，应注意使用蘸了有机溶剂的抹布反复擦拭嵌在绝缘中的外部杂质。擦拭可反复进行，以保证电缆高度清洁。擦拭应始终保持从电缆绝缘向半导体绝缘屏蔽方向擦，以防止半导体颗粒擦到绝缘体上。

(4)压接出线杆

压接方式必须符合制造厂提供的图纸要求。压接结束后用锉刀和砂纸将压模留下的压痕打磨光滑，再用干净揩布擦净附着的铜屑。

(5)安装应力锥、环氧树脂预制件或橡胶预制件

安装前，先用清洗剂清洁电缆绝缘表面及应力锥内、外表面。待清洗剂挥发后，在电缆绝缘表面及应力锥内、外表面上均匀涂上少许硅脂。

用色带做好应力锥在电缆绝缘上的最终安装位置的标记。

用制造厂提供(或认可)的专用工具把应力锥套入相应的标志位置。

用清洗剂清洗掉残存的硅脂。

乙烯工业发展论文范文第5篇

1 辐射段炉管概述

该裂解炉设有八大组进料, 每大组由12组2-1型炉管组成, 全炉共有96组2-1型炉管。其中第一程炉管共有192根, 第二程炉管共有96根, 每组2-1型管出口进入一根线性急冷锅炉的换热管, 每12根换热管组成一个线性急冷锅炉模块, 即每大组炉管对应一台线性急冷锅炉模块。全炉共8台线性急冷锅炉模块。辐射炉管第一程和第二程炉管均采用单排排布, 两程炉管基于内径计算的比表面积较高, 具有良好的传热性能及裂解选择性。炉管的直管段采用离心浇铸制造, 一程炉管材料采用25Cr-35Ni+Nb, 二程炉管材料采用35Cr-45Ni+Nb。

Y型管及带吊耳弯头等其它管件采用静态铸造。

炉管吊挂系统:所有炉管支撑采用上吊挂形式, 下部自由伸缩。第一程炉管可采用衡力弹簧来吸收第二程炉管与第一程炉管热膨胀之差, 以防止炉管的变形。

2 设计条件

二程管设计温度1100℃, 设计压力0.23MPa, 材质为35Cr-45Ni+Nb。

3 原因分析

炉管断裂位置分析。通过现场调查, 发现炉管断裂均发生在二程管, 有两处断裂位置为辐射室顶部衬里内, 一处为炉膛外部。该部位不直接接受辐射热。正常工作温度小于辐射室内炉管, 断裂部位材质与辐射室内材质一致, 为35Cr-45Ni+Nb。

断裂过程分析。通过调阅这3根炉管对应的出口COT温度趋势记录, 如图三, 我们发现三根炉管断裂前出现了温度的迅速升高, 后直线下降的过程, 如椭圆标注区域所示。不难判断此时即为炉管断裂的时间点, 因为炉管断裂导致内部的烧焦气已经无法通过炉管到COT温度测量点上, 温度直线下降到320摄氏度左右。炉管在堵塞状态时, 只有微量烧焦气体通过炉管, 高温流体无法通过温度测量点, 所以此时COT温度比较底, 为400-600℃不等。但炉管内焦的堵塞状态一旦平衡被破坏, 突然烧通后, 原本在辐射室接受辐射热的热流突然通过炉管进入废锅, COT温度迅速升高。

炉管温升速度分析。通过对比没有断裂的堵塞炉管温度升高过程, 我们可以发现, 断裂炉管的温升速度均超过了420℃/h, 低于这个升温速度的炉管没有发生开裂。

炉管强度分析。根据厂家提供的L-M曲线, 我们对使用一年后的炉膛内接受辐射热的炉管和衬里内不接受辐射热的炉管进行剩余热强度计算[1]。

计算条件如下:

接受辐射热的炉管平均计算温度:Ta=1050℃;

衬里内不接受辐射热的炉管温度即等于COT温度:Tb=845℃;

运行时间为tr=8000Hrs;

接受辐射热炉管LMPa=Ta* (20+log tr) *10-3=31.623

查图四, 接受辐射热炉1125℃管剩余热强度:

Re Lat=9.8MPa;

不接受辐射热的炉管LMPa=Tb* (20+logtr) *10-3=26.723

查图四, 接受辐射热炉1125℃管剩余热强度

明显Rte Lb>Rte La, 也就是说衬里内不直接接受辐射热的炉管剩余强度远远大于炉内炉管的强度。

炉管晶相结构分析。因为离心铸造管的晶粒比较粗大, 在断裂口能够大概目测其晶体形态, 根据相关研究表明:离心铸造的乙烯裂解炉炉管铸态奥氏体晶粒度和晶型比例显著影响其高温持久性能;柱状晶比例大于70%时, 依次析出碳化物呈现骨架状分布在奥氏体晶界上, 利于炉管材料获得长的高温持久寿命[2]。

4 结语

通过分析, 我们了解到服役1年后的炉管衬里内的炉管残余热强度远大于炉膛内接受热辐射的同材质炉管。炉管断裂发生在衬里内, 是因为该部位在炉管未烧通状态时, 其温度比较低, 只有500-600℃, 在烧通的一瞬间, 热流体进入使得温度急剧上升, 导致该部位内外温度差太大, 热应力导致了炉管断裂。

同时炉管的制造质量存在一定的问题, 断裂部位柱状晶比例只有30%, 降低了其高温持久强度。

摘要：某公司裂解炉紧急停炉炉管堵塞后烧焦过程中, 共造成3根二程炉管断裂, 我们通过对断裂位置、断裂过程、温升速度、剩余高温强度计算等方面进行综合分析, 同时对炉管炉管晶相结构分析。认为服役1年后衬里内的炉管残余热强度远大于炉膛内接受热辐射的同材质炉管。炉管断裂发生在衬里内, 是因为该部位在炉管未烧通状态时, 其温度比较低, 在烧通的一瞬间, 热流体进入使得温度急剧上升, 导致该部位内外温度差太大, 热应力导致了炉管断裂。

关键词：裂解炉炉管,断裂,烧焦

参考文献

[1] API 530-1996 Calculation of Heater-Tube Thickness inPetroleum Refineries.

乙烯工业发展论文范文第6篇

1 急冷油循环减粘系统简介

某公司的乙烯装置裂解气经废热锅炉后在急冷器中进行直接降温, 并分析其在不同温度区域内的流向动态, 通过急冷油箱的循环出口所抽出的急冷油对乙烷裂解炉急冷器中裂解气的温度调节, 乙烷炉裂解气作为汽提介质将急冷油中轻组分汽提出来返回到到急冷油塔。其结构流程如下图1所示。

2 急冷油粘度对整体系统的影响作用

急冷油粘度过高, 会使急冷油循环泵消耗功率增加, 严重时会使管道堵塞, 会影响急冷油的传热效率, 发生稀释蒸汽会减少, 不利于装置的能量回收。在装置运行过程中, 为了对裂解气的成分有效利用, 回收高温热能防止裂解气中不饱和烃二次反应运行, 从工艺上实现对裂解气的废热锅炉应用, 急冷油的使用, 降低裂解气的温度等, 必须严格控制急冷油的粘度, 并且在生产过程中对粘度上升趋势的进行调整。

对于急冷油循环量以及原料对粘度的影响问题, 需要通过对原料以及裂解炉的具体温度情况进行分析, 而在实际的操作中, 主要就包括了目标产品在生产过程中的主要流程问题, 分析其在进行汽提后所需要的装置, 以及副产品在送出时的效果对于不同的裂解原料以及裂解所得出的工艺结果, 均存在很大的差异, 这对于乙烯装置的油料应用等, 都会产生一定的影响。而且自身的容积在很大程度上也会导致其反应的可逆性发生逆转。急冷油在系统内的停留时间越长急冷油粘度就高, 而急冷油的停留时间受燃料油收率的的影响。

根据其调控标准进行分析, 其结构也就直接影响到了裂解的深度, 并在表面上间接的影响到其产物的生产效率, 因此需要格外注意其裂解期间的深度变化。在相同的裂解压力下, 裂解气组成随裂解深度的不同而变化, 炉出口温度高, 则裂解深度高, 液相收率降低, 但液相产物中的重组分含量上升, 急冷油的粘度升高

对于回流的影响分析, 回流的大小直接影响急冷油中轻重组分的变化, 组分的变化是导致急冷油粘度变化一项重要因素。

3结语

用乙烷裂解气汽提急冷油能有效降低急冷油粘度, 针对以上的影响因素, 在生产过程中, 就应当做好相应的准备, 并针对不同的型号裂解炉进行相应裂解条件的选择, 如恒定乙烷炼制, 就需要加强对乙烷进料以及重质燃料油方面的调节控制, 实现对负荷方面的有效控制。并以此来加强对炼制回收率方面的有效调控。通过对传统炼制方法上的补充, 从而更进一步的完善对乙烯生产稳定运行的有效控制。

摘要：伴随着现代社会的发展, 在乙烯生产技术的研究中, 乙烯装置急冷油减粘技术, 成为了循环系统保护的一项重要保护技术, 在应用过程中, 能够有效的保障工艺流程的有效性, 同时克服了在其他粘减方法上的缺陷, 从而提高了设备运行过程中的安全性。对于控制借鉴方面以及优化作用等, 都提供了极大的帮助。

关键词：乙烯装置,急冷油减粘,粘度

参考文献

[1] 汪红文.乙烯装置急冷油减粘技术[J].乙烯工业, 2003, 15 (2) :22-27.

[2] 蒋勇, 洪晓江.乙烯装置急冷油粘度控制及减粘塔运行分析[J].石油化工, 2004, 33 (3) :258-262.

[3] 齐泮仑, 包静严, 西晓丽等.乙烯装置急冷油减粘剂的研制[J].精细石油化工进展, 2009, 10 (7) :52-54.

[4] 丁迪, 肖俊辉.华锦45万吨/年乙烯装置急冷油减粘技术的应用[C].//第十七次全国乙烯年会论文集.2012:421-423.