12132.醋酸乙烯聚合反應失控特性及災害控制技術研究

1、碩士學位論文醋酸乙烯聚合反應失控特性及災害控制技術研究RunawayCharacteristicsandDamageControlTechnologyofPolymerizationofVinylAcetate學21307232大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學碩士學位論文摘要醋酸乙烯為有機合成的重要原料。其聚合反應為強放熱反應，一旦反應失控，會對人員及環(huán)境造成巨大災害。為了控制反應失控災害

2、，許多學者已經(jīng)進行了大量研究，主要從泄放和加抑制劑兩個方面來控制災害。其中DIERS(美國緊急泄放設計協(xié)會)為泄放研究投入了大量的財力和人力，得出了一套相對比較完整的設計方法體系并設計了相應的實驗裝置。在此基礎上，許多學者通過不同反應對象對DIERS方法的可靠性進行了驗證。但是涉及的反應失控的劇烈程度均較低。聚合類反應失控劇烈程度一般較高，DIERS方法是否適用需要進一步研究。另外，加抑制劑控制災害雖然已有研究，但是抑制劑的加入往往影響

3、反應物質(zhì)量。而稀釋劑是反應中固有原料，不會污染反應物。所以考慮研究中途加稀釋劑的方法控制反應失控?；诖?，本文以醋酸乙烯聚合反應為研究對象，系統(tǒng)研究醋酸乙烯聚合反應放熱失控特性及災害控制技術。主要內(nèi)容及結論如下：(1)基于VSP2量熱裝置研究了醋酸乙烯聚合反應的失控特性。發(fā)現(xiàn)反應失控十分劇烈，甚至發(fā)生“爆聚”現(xiàn)象，體系最大溫升速率(dT／dt)m觚超過1000℃minl。深入分析醋酸乙烯聚合反應機理，推導出絕熱條件下反應失控后最大溫升△

4、丁和最高壓力‰雙的計算公式，計算值與實驗值有較好的一致性。分析不同場景失控特性，發(fā)現(xiàn)熱環(huán)境非絕熱場景下失控最劇烈。引發(fā)劑濃度和稀釋劑濃度對反應失控劇烈程度有較大影響，隨著引發(fā)劑濃度的增大，最大溫升速率(dr／dom雙和最大壓升速率(dP／dt)m艤均增大；隨著稀釋劑濃度的增大，(dT／dt)m觚和(de／dom戕均減小。經(jīng)過熱慣性因子修正后，填充率對反應失控劇烈程度基本沒有影響。建立了雙判據(jù)法，當T≥75℃且dT／df≥3℃min。1時

5、認為發(fā)生反應失控。此失控臨界點距離最大溫升速率時間間隔約為120S。基于VB平臺編寫了反應失控過程模擬軟件，模擬結果與實驗結果進行了對比，發(fā)現(xiàn)模擬結果具有一定準確性。(2)改造了VSP2實驗裝置使其適合中途加入稀釋劑的需求。研究了不同稀釋劑加入量、不同加入溫度、反應體系絕熱情況以及填充率等對失控抑制效果的影響。研究發(fā)現(xiàn)反應失控初始階段加入稀釋劑會有兩種效果：延緩反應失控發(fā)生和徹底抑制反應失控。當填充率達到75％時，僅僅通過加入稀釋劑的方