CN1220918C - 具有液压控制的减压阀的高压反应器 - Google Patents

具有液压控制的减压阀的高压反应器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及具有液压控制减压阀的高压反应器。相应液压系统的机械设计与采用的控制技术组合，以便于在高压反应器中的压力或温度突升时非常快地打开减压阀。

Description

具有液压控制的减压阀的高压反应器
技术领域
本发明涉及一种包括具有液压控制减压阀的高压反应器的装置。
背景技术
与低压和中压聚乙烯相比，高压聚乙烯有更高程度的分支、更低的晶体含量、更低的熔化范围和更低密度。在高压处理中，乙烯在大约150和300℃之间的温度下和在大约1500至4000巴的压力范围内进行自由基聚合。氧或少量过氧化物通常作为自由基引发剂而加入。相应的反应器可以设计成湍流槽反应器，或者优选是设计成流管。合适的管状反应器通常有从几百到几千米的长度，并且它的外侧用加热或冷却夹套环绕。由于反应器中的很高内部压力，由金属制成的、该管状反应器的壁通常为大约几cm厚。
在高压处理中的技术问题在“Chem.-Ing.-Tech.67(1995)No.7，第862页至864页，Verlag VCH-Verlagsgesellschaft GmbH Weinheim”中进行了说明。如该文献所述，乙烯在一定温度和压力条件下将以爆炸的方式分解，从而产生烟灰、甲烷和氢气。这一不希望的反应重复出现，尤其是在乙烯的高压聚合中。与此相关的压力和温度的显著增加对生产厂的安全工作是很大的潜在危险。
用于防止这种压力和温度显著增加的一种可能方法是在管状反应器中安装破裂盘。不过，这种破裂盘的缺点是在高压下，它不能对相对较小的压力变化起反应-这意味着该破裂盘可能在正常工作压力范围内发生不希望的破裂。破裂盘的还一显著缺点是它不能对温度增加起反应。作为破裂盘的一种代替方案，可以采用所谓的紧急情况T形阀(减压阀)。这种减压阀通过液压控制机构打开或关闭。因为该液压控制机构的反应相对较慢，因此，导致相应的减压阀的打开速度相应较低。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种高压反应器，其中，当压力或温度突然增加时将引起非常快速的释放(减压或降温)。该反应器的释放应当很可靠，并能够以足够高的速度进行。
该目的通过一种具有液压控制的减压阀的高压反应器获得，该高压反应器包括：
a)高压反应器，该高压反应器的内部容积从0.4到20m3，内部压力从1000到5000巴；
b)测量装置，用于确定该高压反应器中的压力和/或温度；
c)电子控制装置；
d)有一个或多个阀的液压控制单元；
e)液压系统，该液压系统包括具有活动活塞块的液压缸以及位于该高压反应器上并由该液压缸控制的减压阀；以及
f)在该液压控制单元和液压系统之间的连接管道，该连接管道用于传送液压流体；其中：
当高压反应器中超过预定温度或预定压力时，测量装置向电子控制系统发出信号，该电子控制系统再使得液压控制单元的一个或多个阀打开，迫使液压流体沿朝着液压缸的活动活塞块的方向流过一个或多个连接管道，因此使该活动活塞块运动，其中，至少一个连接管道的平均内径为从10到80mm，该至少一个连接管道的内部压力为从100到500巴，且该活动活塞块的重量从10到80kg。
高压反应器通常设计成管状反应器，但是也可以设计成高压釜反应器。该高压反应器通常用于制造乙烯聚合物。用于确定温度或压力的合适测量装置是市场上可购得的传感器。活动活塞块的意思是它为液压缸的、在关闭或打开减压阀的过程中通过液压流体而运动的部分。该活动活塞块通常包括液压活塞和相应的阀杆。用于输送液压流体的连接管道优选是设计成管子。
本发明的主要优点是在高压反应器中的压力突升能够极快地被释放。减压阀的相应打开操作的操作量只有大约50ms。与已知减压系统相比，该高压反应器的可靠释放(减压或降温)足够快。本发明的还一主要优点是压力和温度的突升都可以起动该压力释放。
特别是，通过座横截面大致为至少大约350mm2每m3反应器容积的减压阀，可以使反应器快速和可靠地释放。在反应器的最大温度时，可以采用直到800mm2座横截面每m3反应器容积。
高压反应器的内部容积通常从1到15m3。该高压反应器的内部压力优选是从2000到3500巴。
在液压控制单元和液压系统之间的至少一个连接管道通常有从20到50mm的平均内径，优选是，位于液压控制单元和液压系统之间的所有连接管道都有从20到50mm的平均内径。该至少一个连接管道通常有从150到250巴的内部压力，通常位于液压控制单元和液压系统之间的所有连接管道都有从150到250巴的内部压力。在本发明的优选实施例中，用于输送液压流体的两个连接管道布置在液压控制单元和液压系统之间。其中一个连接管道将液压流体送向液压控制单元，另一个连接管道从液压控制单元送向液压系统。
优选是，活动活塞块的重量从15到50kg。
在本发明的一个优选实施例中，连接管道，或者在打开减压阀的过程中沿朝着液压控制单元的方向从液压系统传送液压流体的连接管道中装有单向节流器。该单向节流器能够消除在减压阀的关闭操作过程中损坏相应的阀座接头的缺点。安装单向节流器能够调节关闭操作的速度，通常，大约2s的关闭时间证明是成功的。因此，单向节流器能够快速打开减压阀，并延迟关闭减压阀，从而延长该“减压系统”的使用寿命。
通常，该液压控制单元的一个或多个阀设计成具有球座驱动(ballseat actuation)的滑阀。
优选是，该减压阀通过使活动活塞块朝着或离开减压阀运动而打开，优选是通过离开减压阀运动而打开。
附图说明
图1示意表示了本发明的装置；
图2表示了液压控制单元与液压系统组合在减压阀关闭的状态下起作用的模式的视图；以及
图3表示了液压控制单元与液压系统组合在减压阀打开(“紧急情况设置”)时的功能图。
具体实施方式
图1表示了高压反应器1，在该高压反应器1上布置有用于压力的测量装置2和用于温度的测量装置3。当超过预定温度或预定压力时，电子信号从测量装置2、3向电子控制系统4发送。该电子控制系统向液压控制单元5发送电子信号。液压流体的供给管6和返回管7安装在液压控制单元上。合适的液压流体通常为市场上可购得的液压油。到达液压控制单元5的信号使得液压控制单元5的一个或多个阀打开。从而迫使液压流体沿朝着液压系统9的方向流过成管形式的连接管道8。因此，活动活塞块10运动，从而使减压阀11打开。为了关闭减压阀11，迫使液压流体通过单向节流器13沿朝着液压系统9的方向流过成管形式的连接管道12。
减压阀11的出口14有在高处的罐15，以便分离固体(例如聚乙烯)。连接管道8、12的内径从10到80mm，优选是从20到50mm。其中的压力为从100到500巴，优选是从150到250巴。
图2和图3表示了专门设计的液压控制单元5，该液压控制单元5有四个滑阀16，该滑阀16具有球座驱动和相应的球座阀17。还特别表示了在减压阀11通过活动活塞块10保持关闭或关闭(图2)或者打开或保持打开(图3)时液压流体的流动或“力方向”。因此，图2示意表示了正常工作过程，图3表示了“紧急情况设置”。

Claims (11)

1.一种具有液压控制的减压阀的高压反应器，包括：
a)高压反应器(1)，该高压反应器的内部容积从0.4到20m3，内部压力从1000到5000巴；
b)测量装置(2、3)，用于确定该高压反应器(1)中的压力和/或温度；
c)电子控制装置(4)；
d)有一个或多个阀的液压控制单元(5)；
e)液压系统(9)，该液压系统包括具有活动活塞块(10)的液压缸以及位于该高压反应器(1)上并由该液压缸控制的减压阀(11)；以及
f)在该液压控制单元(5)和液压系统(9)之间的连接管道(8、12)，该连接管道用于传送液压流体；其中：
当高压反应器(1)中超过预定温度或预定压力时，测量装置(2、3)向电子控制系统(4)发出信号，该电子控制系统再使得液压控制单元(4)的一个或多个阀打开，迫使液压流体沿着液压缸的活动活塞块(10)的方向流过一个或多个连接管道(8、12)，由此使该活动活塞块(10)运动从而使得减压阀(11)打开，其中，至少一个连接管道(8、12)的平均内径为从10到80mm，该至少一个连接管道(8、12)的内部压力为从100到500巴，且该活动活塞块(10)的重量从10到80kg。
2.根据权利要求1所述的高压反应器，其特征在于：该高压反应器(1)的内部容积从1到15m3。
3.根据权利要求1或2所述的高压反应器，其特征在于：该高压反应器(1)的内部压力从2000到3500巴。
4.根据权利要求1或2所述的高压反应器，其特征在于：该至少一个连接管道(8、12)有从20到50mm的平均内径。
5.根据权利要求1或2所述的高压反应器，其特征在于：该至少一个连接管道(8、12)有从150到250巴的内部压力。
6.根据权利要求1或2所述的高压反应器，其特征在于：该活动活塞块(10)的重量从15到50kg。
7.根据权利要求1或2所述的高压反应器，其特征在于：在打开减压阀(11)的过程中沿着液压控制单元(5)的方向从液压系统(9)传送液压流体的连接管道(12)中装有单向节流器(13)。
8.根据权利要求1或2所述的高压反应器，其特征在于：该液压控制单元(5)的一个或多个阀设计成具有球座驱动的滑阀(16)。
9.根据权利要求1或2所述的高压反应器，其特征在于：用于传送液压流体的两个连接管道(8、12)布置在液压控制单元(5)和液压系统(9)之间。
10.根据权利要求1或2所述的高压反应器，其特征在于：通过使活动活塞块(10)朝着减压阀(11)运动而打开该减压阀(11)。
11.根据权利要求1或2所述的高压反应器，其特征在于：通过使活动活塞块(10)离开减压阀(11)运动而打开该减压阀(11)。
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