醋酸乙烯與醋酸混合液防暴聚的安全控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種醋酸乙烯與醋酸混合液防暴聚的安全控制方法，其首先將混合液中醋酸乙烯按照質(zhì)量百分濃度劃分為四個區(qū)，然后根據(jù)所劃分的區(qū)并結(jié)合熱動力學分析確定每個區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)，根據(jù)混合液的狀態(tài)來確定報警溫度，即：當混合液處于存儲狀態(tài)時，將它在絕熱條件下到達最大反應(yīng)速率所需時間TMRad＝64h時所對應(yīng)的溫度確定為報警溫度；當混合液處于運行過程中時，將它在絕熱條件下到達最大反應(yīng)速率所需時間TMRad＝8h時所對應(yīng)的溫度確定為報警溫度；最后根據(jù)報警溫度，采取降溫措施防止反應(yīng)失控。本發(fā)明方法通過對不同濃度范圍的醋酸乙烯的安全控制措施進行調(diào)整，從而實現(xiàn)安全生產(chǎn)。
【專利說明】
醋酸乙烯與醋酸混合液防暴聚的安全控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及醋酸乙烯的生產(chǎn)及存儲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種醋酸乙烯與醋酸混合液防暴聚的安全控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]醋酸乙烯是世界上產(chǎn)量最大的50種化工原料之一。醋酸乙烯聚合或共聚得到的合成高分子化合物，醋酸乙烯通過生產(chǎn)聚醋酸乙烯、聚乙烯醇、縮醛樹脂等一系列衍生物，在涂料、合成纖維、皮革加工、土壤改良等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
[0003]醋酸乙烯單體(VA)是一種容易發(fā)生聚合反應(yīng)的化學中間體，也是許多聚合物和乳液應(yīng)用的組成成分之一。實驗室數(shù)據(jù)顯示，正常情況下保存的規(guī)格級醋酸乙烯單體(VA)不會形成聚合物，但是經(jīng)驗證明，聚合引發(fā)劑很容易被引入體系中，從而引發(fā)醋酸乙烯單體(VA)的聚合反應(yīng)。正是由于該物質(zhì)容易發(fā)生聚合，為防止失控的聚合事故的發(fā)生，應(yīng)采取多種安全預(yù)防措施。失控的聚合反應(yīng)是指醋酸乙烯(VA)發(fā)生無法控制的聚合反應(yīng)。在可控的狀況下，醋酸乙烯單體(VA)會聚合形成醋酸乙烯聚合物，但是當自由基含量過高時，就會發(fā)生失控的聚合反應(yīng)，失控的醋酸乙烯聚合反應(yīng)十分劇烈，產(chǎn)生的壓力波動可達到40巴(580psig)。而多數(shù)儲罐無法承受這些壓力環(huán)境。
[0004]有關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的報道，在2008年8月26日廣西維尼綸廠粗醋酸乙烯儲罐發(fā)生爆炸，造成重大生產(chǎn)安全責任事故。另外，各大醋酸乙烯生產(chǎn)廠家均發(fā)生過醋酸乙烯儲罐失控聚合的未遂事故。大部分純醋酸乙烯儲罐由于后續(xù)聚合工序的需要，一般情況下不加入阻聚劑，其自聚情況要遠高于粗醋酸乙烯儲罐，輕者聚合物堵塞設(shè)備、管道，重者可能引起暴聚，導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故發(fā)生。加入阻聚劑的醋酸乙烯其阻聚劑，如對苯二酚也只是在特定條件下起作用，在某些情況下，如時間超過阻聚劑的有效使用期、不明原因?qū)е碌淖杈蹌┫倪^快、存儲溫度過高等，阻聚劑可能失去阻聚作用或阻聚作用變?nèi)酢?br>[0005]在醋酸乙烯生產(chǎn)的各個階段存在著不同醋酸乙烯濃度(25?100%)的醋酸乙烯一一醋酸混合液。而不同濃度的醋酸乙烯，其暴聚危險性也不同。因此，單靠阻聚劑對該類問題得不到有的效控制。
[0006]為防止醋酸乙烯自聚的發(fā)生，不同濃度范圍的醋酸乙烯的安全控制措施也需調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為防止醋酸乙烯自聚的發(fā)生，本發(fā)明提出了一種醋酸乙烯與醋酸混合液防暴聚的安全控制方法，它通過對不同濃度范圍的醋酸乙烯的安全控制措施進行調(diào)整，從而實現(xiàn)安全生產(chǎn)。
[0008]其技術(shù)解決方案包括:
[0009]—種醋酸乙烯與醋酸混合液防暴聚的安全控制方法，依次包括以下步驟:
[0010]第一步、將原料醋酸乙烯與醋酸加入至容器內(nèi)得混合液，將所述混合液中醋酸乙烯按照質(zhì)量百分濃度進行劃分，分別為:I區(qū)、25?40 %，Π區(qū)、40?60 %，m區(qū)、60?80 %及IV區(qū)、80?100% ；
[0011]第二步、根據(jù)所劃分的區(qū)并結(jié)合熱動力學分析確定每個區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)，醋酸乙烯濃度在I區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照醋酸乙烯濃度為40 %的混合液，醋酸乙烯濃度在π區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照醋酸乙烯濃度為60 %的混合液，醋酸乙烯濃度在m區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照醋酸乙烯濃度為80%的混合液，醋酸乙烯濃度在IV區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照100%的醋酸乙烯單體；
[0012]第三步、根據(jù)混合液的狀態(tài)確定報警溫度
[0013]當混合液處于存儲狀態(tài)時，將它在絕熱條件下到達最大反應(yīng)速率所需時間TMRad=64h時所對應(yīng)的溫度確定為報警溫度；當混合液處于運行過程中時，將它在絕熱條件下到達最大反應(yīng)速率所需時間TMRad = 8h時所對應(yīng)的溫度確定為報警溫度；
[0014]第四步、根據(jù)第三步中的報警溫度，采取降溫措施防止反應(yīng)失控。
[0015]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選方案，第四步中，對于存儲狀態(tài)的混合液，通過盛裝混合液的容器外壁進行噴水的方式降溫;對于運行過程中的混合液，通過向混合液中加入阻聚劑的方式降溫來防止反應(yīng)失控。
[0016]上述第三步中的TMRad由混合液的熱動力學數(shù)據(jù)計算獲得。
[0017]本發(fā)明通過將醋酸乙烯按照在混合液中的濃度劃分為四個區(qū)，不同質(zhì)量百分濃度的醋酸乙烯其暴聚危險性也不相同，針對每個區(qū)段醋酸乙烯的質(zhì)量百分比濃度，確定其熱動力學數(shù)據(jù)，如醋酸乙烯濃度在I區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照醋酸乙烯濃度為40%的混合液，醋酸乙烯濃度在Π區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照醋酸乙烯濃度為60%的混合液，再結(jié)合混合液的狀態(tài)設(shè)定其報警溫度，針對不同狀態(tài)混合液的報警溫度，采取相應(yīng)的降溫措施來防止反應(yīng)失控。
[0018]醋酸乙烯自聚速率不僅受自身溫度條件的影響，而且也與形成自由基的鏈增長進程有關(guān)，而自由基鏈增長進程與其誘導(dǎo)時間有關(guān)。因此，對于特定組成及存儲條件下的醋酸乙烯，影響其自聚的兩個主要因素是溫度和誘導(dǎo)時間。動態(tài)過程物質(zhì)是流動的，停留時間較短，誘導(dǎo)時間也比較短，因而聚合反應(yīng)的誘導(dǎo)自由基較難發(fā)生累積，可以忽略時間對自由基的誘導(dǎo)效應(yīng)，只需考慮溫度的影響，而存儲過程則需要考慮溫度和誘導(dǎo)時間兩個因素。因此，混合液的兩種狀態(tài)下的報警溫度確定方法不同。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明提出了一種醋酸乙烯與醋酸混合液防暴聚的安全控制方法，為了使本發(fā)明的優(yōu)點、技術(shù)方案更加清楚、明確，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0020]本發(fā)明，醋酸乙烯與醋酸混合液防暴聚的安全控制方法，具體包括以下步驟:
[0021 ]第一步、將原料醋酸乙烯與醋酸加入至容器內(nèi)得混合液，將所述混合液中醋酸乙烯按照質(zhì)量百分濃度進行劃分，分別為:I區(qū)、在25?40%之間，Π區(qū)、在40?60%之間，m區(qū)、在60?80%之間及IV區(qū)、在80?100%之間；
[0022]第二步、根據(jù)所劃分的區(qū)并結(jié)合熱動力學分析確定每個區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)，醋酸乙烯濃度在I區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照醋酸乙烯濃度為40 %的混合液，醋酸乙烯濃度在π區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照醋酸乙烯濃度為60 %的混合液，醋酸乙烯濃度在m區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照醋酸乙烯濃度為80%的混合液，醋酸乙烯濃度在IV區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照100%的醋酸乙烯單體；
[0023]第三步、根據(jù)混合液的狀態(tài)確定報警溫度
[0024]當混合液處于存儲狀態(tài)時，將它在絕熱條件下到達最大反應(yīng)速率所需時間(可直接通過熱分析實驗得到)TMRad = 64h時所對應(yīng)的溫度確定為報警溫度；當混合液處于運行過程中時，將它在絕熱條件下到達最大反應(yīng)速率所需時間TMRad = 8h時所對應(yīng)的溫度確定為報警溫度；
[0025]第四步、根據(jù)第三步中的報警溫度，對于存儲狀態(tài)的混合液，通過盛裝混合液的容器外壁進行噴水的方式降溫;對于運行過程中的混合液，通過向混合液中加入阻聚劑的方式降溫來防止反應(yīng)失控。
[0026]實施例1
[0027]儲罐中醋酸乙烯質(zhì)量百分濃度30%的醋酸乙烯一醋酸混合液安全控制措施的確定:該混合液屬分類中的存儲過程中的I區(qū)，報警溫度應(yīng)取TMRad = 64h時對應(yīng)的溫度，參照40%的醋酸乙烯一一醋酸混合液進行取值為50°C;操作溫度達到報警溫度后，應(yīng)采取降溫措施，對儲罐外壁進行水噴淋，并注入一定量的阻聚劑，防止醋酸乙烯自聚反應(yīng)進一步發(fā)生失控。
[0028]實施例2
[0029]精餾塔底部醋酸乙烯質(zhì)量百分濃度50%的醋酸乙烯一一醋酸混合液安全控制措施的確定:該混合液屬分類中的存儲過程中的Π區(qū)，報警溫度應(yīng)取TMRad = 8h時對應(yīng)的溫度，參照60%的醋酸乙烯一一醋酸混合液進行取值為140°C;操作溫度達到報警溫度后，應(yīng)加大冷卻負荷，并在塔頂、塔中、塔底不同部位增大阻聚劑加入量，防止醋酸乙烯自聚反應(yīng)進一步發(fā)生失控。
[0030]實施例3
[0031]精餾塔頂部醋酸乙烯質(zhì)量百分濃度98%的醋酸乙烯一一醋酸混合液安全控制措施的確定:該混合液屬分類中的存儲過程中的IV區(qū)，報警溫度應(yīng)取TMRad = 8h時對應(yīng)的溫度，參照醋酸乙烯單體進行取值為95°C;操作溫度達到報警溫度后，應(yīng)加大冷卻負荷，并在不同部位加入阻聚劑，防止醋酸乙烯自聚反應(yīng)進一步發(fā)生失控。
[0032]實施例4
[0033]精餾塔底部醋酸乙烯質(zhì)量百分濃度70%的醋酸乙烯一一醋酸混合液安全控制措施的確定:該混合液屬分類中的存儲過程中的ΙΠ區(qū)，報警溫度應(yīng)取TMRad = 8h時對應(yīng)的溫度，參照80%的醋酸乙烯一一醋酸混合液進行取值為115°C;操作溫度達到報警溫度后，應(yīng)加大冷卻負荷，并在塔頂、塔中、塔底不同部位增大阻聚劑加入量，防止醋酸乙烯自聚反應(yīng)進一步發(fā)生失控。
[0034]需要說明的是，在本說明書的教導(dǎo)下本領(lǐng)域技術(shù)人員所做出的任何等同方式，或明顯變型方式均應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種醋酸乙烯與醋酸混合液防暴聚的安全控制方法，其特征在于，依次包括以下步驟: 第一步、將原料醋酸乙烯與醋酸加入至容器內(nèi)得混合液，將所述混合液中醋酸乙烯按照質(zhì)量百分濃度進行劃分，分別為:I區(qū)、25?40 %，Π區(qū)、40?60 %，ΙΠ區(qū)、60?80 %及IV區(qū)、80?100% ； 第二步、根據(jù)所劃分的區(qū)并結(jié)合熱動力學分析確定每個區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)，醋酸乙烯濃度在I區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照醋酸乙烯濃度為40%的混合液，醋酸乙烯濃度在Π區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照醋酸乙烯濃度為60 %的混合液，醋酸乙烯濃度在m區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照醋酸乙烯濃度為8 O %的混合液，醋酸乙烯濃度在IV區(qū)內(nèi)的熱動力學數(shù)據(jù)參照100%的醋酸乙烯單體； 第三步、根據(jù)混合液的狀態(tài)確定報警溫度 當混合液處于存儲狀態(tài)時，將它在絕熱條件下到達最大反應(yīng)速率所需時間TMRad = 64h時所對應(yīng)的溫度確定為報警溫度；當混合液處于運行過程中時，將它在絕熱條件下到達最大反應(yīng)速率所需時間TMRad = 8h時所對應(yīng)的溫度確定為報警溫度； 第四步、根據(jù)第三步中的報警溫度，采取降溫措施防止反應(yīng)失控。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醋酸乙烯與醋酸混合液防暴聚的安全控制方法，其特征在于:第四步中，對于存儲狀態(tài)的混合液，通過盛裝混合液的容器外壁進行噴水的方式降溫;對于運行過程中的混合液，通過向混合液中加入阻聚劑的方式降溫來防止反應(yīng)失控。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的醋酸乙烯與醋酸混合液防暴聚的安全控制方法，其特征在于:第三步中的TMRad由混合液的熱動力學數(shù)據(jù)計算獲得。
【文檔編號】C08F118/08GK106046220SQ201610545720
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月12日
【發(fā)明人】姜杰, 張晨, 張鐵, 石寧
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院