CS219917B2 - Method of decreasing the danger of igniting and explosion following the ethylene dissollution in the high pressure zone and device for executing the said method - Google Patents

Description

(54) - Způsob - snížení nebezpečí vznícení a výbuchu následkem rozkladu ethylenu - ve vysokcOtlaké zóně a zařízení k provádění tohoto - způsobu

..· - . · · . 1 '

Vynález se týká - způsobu snížení - nebezpečí vznícení a· výbuchu následkem rozkladu ethylenu · v polymeračním zařízení pracupdm po^d v^yso^kým . ja^kož ⁱ - zařízení k jeho provádění.

Je známo zařízení, že během polymerace ethylenu za vysokého tlaku (v rozmezí přibližně od 30 do 300 MPa) a za vysoké tep^lot^y (v rozmez^í pnbližně o^d 15⁰ do ³⁵⁰ °^C) mohou určité provozní okolnosti, jako- je například selhání či porucha výrobního zařízení nebo nedostatečná čistota plynného ethylenu, vyvolat přes pečlivé sledování Dakových a teptotních údaj^ů zahltí a^ž na teplotu vyšší než asi 450 °C třeba i jen nepatrné části ethylenu, obsaženého v polymeračním reaktoru nebo v odlučovači (pracujících obvykle za tlaku v rozmezí od 10 do 50 MPa). Takové zahřátí stačí k tomu, aby vyvolalo -rozklad tohoto- malého množství ethylenu za vzniku směsi uhlíku, vodíku a methanu. Mimoto jsou výše uvedené parametry reaktoru a odlučovače takové, že umožňují rychlé šíření jakéhokoliv vyvolaného rozklady ^které nutn^ě vede^{- k} rychtému zvýšení tlaku a/nebo teploty.

Otevřem alespoň jednot tezpečnostráho ochranného ústrojí (kryto, venttlu, uzáv^ěru) chrání reaktor a odlutovač prott naďměrným tlakům a umožňuje, aby produkty '

vzni^klé rozMadem unikly do vitéjstoo prostoru. Kromě znečištění - -okolního - ovzduší, vyvolaného únikem práškového uhlíku do - okolí, je - - . nutno, se -obávat - zejména vznícení plynů vzniklých rozkladem, --které bývá -následováno prudkými výbuchy, - jež^-: - - mohou mít za následek materiální ztráty a ztráty na zdraví -nebo i lidských životech.

K zabránění -tomuto- vznícení a jeho neMahým n^ásled^kům b^yto jⁱž navrženo ^- n^ěkolik řešení, -zaměřených na uspokojení bezpečnostních požadavků při snížení tlaku v polymeračních zařízeních, pracujících za v^yso^kého tta^ku, ^kter^ázto ře^šení ^byla ^popsána -zejména ve francouzských patentových spisech číslo 2 116 147, 2 165 018 a ^{2 358 427} a japonských ^patentovýc^h pnhtéškách č. 48-51 336/73 a 48-51 337/73. Všem těmto fešením je společné^{, ž}e se nesnaž odstranit alespoň jednu ze tří podmínek, předpokládaných pro· vznícení plynů vzniklých razkladem: vyšší - tlak, vyšší teplotu, nadzvukovou rychlost plynů. Tato řešení spočívají tedy nejčastěji v tom, že se různými způsoby ochladí plyny vzniklé rozkladem, jejíž počáteční teplota bývá, jak b^ylo výše uvedeno^{, -}v^yšší ne^{ž 450} °C a ^která může dosáhnout až 1500 °C.

Jako doptoěk ^byto navrženo — s cUem zabránit znečištění okolního vzduchu ply219917 ny vzniklými rozkladem — snížit tlak a/nebo rychlost těchto plynů pod rychlost šíření zvuku. Stručně řečeno, spočívají všechna tato řešení na předpokladu, uvedeném ve francouzském patentovém spisu č. 2 116 147, podle něhož .se problém vzplanutí plynů vzniklých rozkladem soustřeďuje na problém samovznícení těchto plynů účinkem jejich vlastní vyšší teploty.

Nyní bylo překvapivě zjištěno, že na rozdíl od dosavadních názorůr

Nyní bylo překvapivě zjištěno, že — na rozdíl od dosavadních názorů — hlavní příčinou vznícení těchto. plynů nemusí být samovznícení plynů vzniklých rozkladem účinkem jejich vlastní vysoké teploty a že toto dokonce nejčastěji bývá pouze druhotnou příčinou. Toto zjištění vyplývá ze skušeností, získaných — bez rozkladu v reaktoru — zkouškami s protržením bezpečnostního ochranného ústrojí, přičemž teplota ethylenu v okamžiku před protržením nepřekročila 200 °C. Tyto zkušenosti ukázaly, že přesto, že nedochází k abnormálnímu zahřátí, před .protržením bezpečnostního' ochranného ústrojí, uniká na konci odváděcího potrubí (komínu) vznícený plyn a je možno pozorovat rázovou vlnu šířící se rychlostí v rozmezí od asi 500 do. 700 m/s.

Pozorovaný jev je nejspíše možno vysvětlit takto:

Po protržení bezpečnostního ochranného ústrojí dochází ke vzniku tlakové vlny v původně klidném vzduchu obsaženém v odváděcím potrubí (komínu), kterážto vlna se šíří rychlostí, jež závisí na její intenzitě a je vyšší než rychlost šíření zvuku v tomto prostředí. Tato tlaková vlna, ikterá tedy předchází úniku ethylenu nebo plynů vzniklých jeho rozkladem do odváděcího potrubí, stlačuje a zahřívá vzduch obsažený v tomto odvádcím potrubí. Mimito, poněvadž odváděči potrubí nebývá zcela. přímé, nýbrž zahrnuje alespoň jeden zahnutý úsek spojující boční stěnu reaktoru nebo odlučovače se svislým úsekem komínu, nebo má několik různých průřezů, nebývá tlaková vlna zpravidla rovná a může se proto odrážet od stěn odváděcího potrubí; tyto odrazy tlakové vlny umožňují fokuzaci vln do osy souměrnosti odváděcího potrubí a tudíž zahřátí určitých míst v odváděcím potrubí. Konečně i možnost postupných odrazů od bezpečnostního ochranného ústrojí (krytu) na stěny komínu tvoří třetí příčinu místních zahřátí, doprovázejících zahřátí způsobená tlakovou vlnou, a tím znásobujících jejich účinek.

Tato zahřátí, jak byla právě popsána, dostačují — bez jakéhokoliv rozkladu ethylenu —, aby se teplota v určitých místech komínu zvýšila nad 600 °C. Tyto. jevy, jež zahrnují difúzi, rozdíly rychlostí proudění plynu v komínu mezi jeho stěnami a v jeho ose souměrnosti, změny průřezu komínu a změny jeho. směru, přispívají místně ke vzniku zón předběžného míšení vzduchu s plynem. Je to právě na rozhraní teplého vzduchu a ethylenu, které se pohybuje rychlostí nižší, než je rychlost . tlakové vlny a které ji tedy následuje, přesněji řečeno na úrovni těchto. zón předběžného míšení, kde dochází ke vznícení.

Zóny předběžného míšení jsou pak strhávány prouděním plynů směrem ven z komínu; mizí tedy rychle v komínu během nahrazování vzduchu plynem. Rovněž nlamen je orouděním unášen směrem k výstunu z komínu, kde se udržuje po. dobu, než se komín úplně vyprázdní. Vznícení plynu účinkem tlakové vlny, které bylo právě popsáno, je příznivě ovlivňováno vysokou teplotou tohoto plynu, která má za následek zvýšení teploty směsi vzduch-plyn, a proto plyn vzniklý rozkladem se může vznítit účinkem tlakové vlny snadněji, než ethylen při 200 °C. Toto zvýšení teploty směsi způsobuje, že samovznícení rozkladných plynů účinkem jejich vlastní teploty, považované až dosud za hlavní příčinu vznícení, se jeví jen jako podružný a druhotný účinek tlakové vlny.

Toto vysvětluje, že všechna dosavadní řešení problému vznícení, popsaná ve výše uvedených patentových spisech, mají za účel ochladit plyny vzniklé rozkladem bud ve stadiu jejich odstraňování do vnějšího prostoru, nebo ve stadiu jejich rekuperace. Tato řešení tedy neberou dostatečně v úvahu časový parametr tohoto jevu od . otevření bezpečnostního . ochranného ústrojí až do ukončení vyprazdňování. Tento parametr však se podle výsledků provedených pokusů ukázal mít zásadní důležitost.

Ve zmíněných patentových spisech se uvádí, že doba vyprazdňování bývá zpravidla v rozmezí od 3 do 10 sekund a ve francouzském patentovém spisu č. 2 116 147 se uvádí, že doba, která uplyne mezi otevřením bezpečnostního ochranného ústrojí a okamžikem, kdy plyn dospěje do chladicího ústrojí, je v rozmezí od asi 50 do 100 milisekund. Není proto za těchto podmínek udivující, že účinnost' dosavadních řešení byla nedostatečná, protože — podle výsledků provedených zkoušek — doba trvání nestabilní fáze proudění, při níž vzniká účinek tlakové vlny, bývá nejčastěji kratší než 25 sekund nebo se rovná 25 milisekundám.

Z objevu povahy a trvání hlavní příčiny vznícení následkem rozkladu ethylenu v polymeračním zařízení pracujícím za vysokého tlaku vyplývá, že účinnost způsobu a zařízení, majícího za cíl snížení tohoto rizika, nezávisí tolik na schopnosti . použitých prostředků, jako na okamžiku jejich použití. Zejména je třeba uvést, že spůsob rekuperace produktů vzniklých rozkladem, popsaný ve francouzském patentovém spisu číslo 2 358 427, má velmi nejistou účinnost, poněvadž nebezpečí vzplanutí není potlačeno na úseku od výstupu z reaktoru nebo odlučovače.

219

Řešení podle dosavadního stavu techniky pak rovněž neberou v úvahu okolnost, že množství plynů vzniklých rozkladem, přicházejících z vysokotlaké zóny, se v průběhu vyprazdňování s časem mění během nestabilní fáze vyprazdňování a po ní. Tento jev vsa^k m^á — ^po^dle výsle^{dků p}o^kus^ů — zásadní vliv na volbu optimálního způsobu chlazení plynů vzniklých rozkladem, jak to bude zřejmé z následujícího popisu.

Prvrnm cílem v^yn^álezu je snížtt nebez^pe^čí vzplanutí a výbuchu následkem rozkladu ethylenu pod vysokým tlakem, zejména ne^bezpe^čí, objevupctoo se v ^pr^ůběhu nestabilní fáze odvádění plynů vzniklých rozkladem. Druhým cílem v^yn^á!ezu je určh optimální způsob chlazení ' těchto plynů. Třetí cíl vynálezu spočívá ve snížení nebezpečí vzplanutí a vý^buc^hu v ^prů^běhu odv^ád^ěm těchto plynů na takovou míru, aby rekuperacs těchto plynů, zejména se zřtelem k zabránění jakémukoliv znečištění okolního prostředí, mohla být provedena naprosto bezpečně.

Výše uvedených cílů je možno dosáhnout z.působem ^podle vyn^ez^ ^po^dle n^ěho^ž ochlazování plynů vziklých rozkladem se začíná uskutečňovat se zpožděním vzhledem ^k zaitatku výto^ku Jelito ^plyn^ů z tla^kov^é zóny, kteréžto zpoždění nepřevyšuje 25 milisekund. Toto zpoždění má být kratší nebo se má rovnat střední době, kterou tyto· plyny potřebují, aby proběhly vzdálenost mezi ocliranným brojím. tta^kové ztoy a místem^{, k}de se uskutečňuje ochlazování plynů.

Octoazem pl^ynů vzni^klych rozklatom se obvykle dosahuje vstřikováním inertní kapaliny o vysokém výparném teple do odváděcího o^kru^hu tactoo pbni ^V tomto· případě se způsob podle vynálezu v jednom svém výhodném provedení vyznačuje tím, že se uvedená inertní kapalina vstřikuje ve hmotnostním průtokovém množství měnícím se s časem, které je v · každém okamžiku vyprazdňování, během jeho nestabilní fáze a po ní, větší než hmotnostní .průtokové množství plynů vzniklých rozkladem, které přicházejí z tlakové zóny. Při ještě výhodnější obměně bude nad inertní kapalinou o vysokém výparném teple, obsaženou v zásobníku, plynná inertní fáze pod tlakem v rozmezí od 0,5 do 5 MPa a hmotnostní průtokové množství Q inertní kapaliny, vstřikované do odváděcího okruhu plynů vzniklých rozkladem, se bude měnit v závislosti na čase t podle vztahu:

kde

Q znamená hmotnostní ^pr^ůto^kov^é mno^žstv^í inertm ka^palm^y v ^kg . s^-1,

Qe . o znamená počáteční hmotnostní průto^kov^é množství pl^ynů vznikách roz^klaclem^{, při}cházej^íc^íc^h z t^la^kov^é z^óny^, v ^kg . s^-1,

Υά znamená bezrozměrový součinitel ze zákona ideálních plynů (PVy = konst.j, pro inertní plyn nad inertní kapalinou (pro dus^ík je jeho hodnota 1,4),

V_o znamená počáteční objem plynné fáze na^d inertm l^anno^ v m³, a φ znamená měrnou hmotnost inertní kapalrn^ v ^kg . m^-3.

Závislost průtokového množství Q na čase t, měřeno od okamžiku, kdy t = 0. tj., kdy dojde k protržení bezpečnostního ochranného ústrojí, byla stanovena tak, aby se dosátoo· ^požadovan^ého ochlazern plynů vzniklých rozkladem, na teplotu nižší, než je teplota jejich samovolného vznícení. Této závislosti Q na t se dosáhne pomocí zařízení podle vynálezu, jak je dále popsáno.

Je výhodné, když počáteční objem plynné fáze nad inertní kapalinou nebude volen libovolně v závislosti na počátečním hmotnoshnm pruhovém m.nožství ptynů vzni^klých rozkladem, které přicházejí z tlakové zcm^ ný^br^ž tak a^by todnota ^pom^ěru Q_e,°/ ^{/Vo byl}a v rozmez^í od ³⁰⁰ do ' ^{5000 kg} . s^-4 . . m~³. Hodnota, to^hoto pomišru ^bude vyšš^ ^když tla^kovou z^ónou je ^pol^ymerm reaktor (pracující pod tlakem v rozmezí od asi 30 do 300 MPa), než když tlakovou zónou je odlučovač (pracující pod tlakem od asi 10 do 50 MPa).

Inertní kapalinou je ve smyslu vynálezu třeba rozumět chemickou sloučeninu nereagující s ethylenem ani s plyny vzniklými rozkladem, která je za obvyklých podmínek tlaku kapalná, tj. když tlak nepřesáhne přibližně 5 MPa. Inertní kapalinou o vysokém vý^parn^ém te^ple je s výhotou voda^, ale může jí rovněž být i některý halogenovaný uhlovodík. Inertním plynem, tvořícím fázi nad inertní kapalinou v jejím zásobníku, je třeba ve smyslu vynálezu rozumět plyn nebo směs plynů, prakticky neobsahující plyny, které by byly schopné reagovat jednak s plyny vzniklými rozkladem (methan, vodík, ethylen), jednak s inertní kapalinou, a zejména neobsahující kyslík. Takovým plynem je například dusík, kysličník uhličitý, ethylen nebo některý vzácný plyn (helium, ar^goⁿ neo^{n k}r^ypton^, xenon).

Způsob ^podta vynál^z^ ja^k b^yl výše ^popsán, je možno snadno provádět pomocí zařízení podle vynálezu, jež zahrnuje první zásobník 2 naplněný inertním plynem pod tlakem P (MPa) v rozmezí od asi 0,5 do 5 MPa, druhý zásobník 6, spojený s prvním zásobníkem 2 krátkým potrubím 5 velkého průřezu (m²), lkterýžto ^druhý z^ásobník 6 je

215317 zcela naplněn inertní kapalinou o vysokém výparném teple, spojovací potrubí 13 o délce Lo (m)' a průřezu ^So (m²), u^praven^é mezi druhým záso^bníkem 6 a prostorem 1, do něhož se vyprázdní rozložený ethylen přicházející z tlakové zóny, kteréžto potrubí 13 je na svém konci ústícím do uvedeného prostoru 1 opatřeno ústrojím 14 pro rozstřikování inertní kapaliny, a uz^áv^ěr ¹6 o ^p.r^ůřezu St (m²J a ^délce Li (m), upravený mezi prvním zásobníkem 2 a ústrojím . 14 pro rozstřikování inertní kapaliny, jehož otevření je řízeno detekčním tetrojta signahzupmm otevřete ^bezpečnostn^ího ochranné^ ústroji ^tla^kov^é z^ón^y a který ovládá činnost ústrojí 14 pro rozstřikování inertní kapaliny.

Uzávěrem 16 zařízení podle vynálezu může být hydraulický uzávěr nebo výhodně pyrotechnický uzávěr. Tento poslední typ uzávěru je výhodný proto, že doba jeho reakce je velmi krátká, řádově 5 milisekund. Může být upraven buď v potrubí 5 spojujícím oba zásobníky 2, 6, nebo výhodně mezi druhým zásobníkem 6 a ústrojím 14 pro rozstřikování inertní kapaliny.

Je třeba poznamenat, že protože každý z uvedených dvou zásobníků 2, 6 je zcela na^pln^ěn steučetenou (^pl^ynem ne^bo kapalnou), pro kterou byl určen, není nezbytně nute^{é k d}obr^é funkci, zanzete potee vynález^ a^by b^ylo ^pou^žito ^dvou o^ddělených zásobníků. Může tedy být soustva dvou zásotenků s^pojených teátaým ^potru^bím vei^kého ^průřezu, natečena — sttee v rámte vynálezu — jediným zásobníkem, v němž je nad inertní kapalinou plynná inertní fáze pod tlakem v rozmezí od 0,5 do 5 MPa. Ať již jsou oba zásobníky samostatné nebo spojeny v jediný, je výhodné, aby objem inertní ^kapalmy ^předsavoval ⁵0 a^ž 80 % z cel^kové^ho objemu ^ka^pate^é a ^plynn^{é f}áze^, je^ž jsou obsaženy v soustavě obou zásobníků.

Zařízení podle vynálezu, jak bylo výše popsáno, umožňuje vstřikovat inertní kapalinu pomocí rozstřikovacího ústrojí ve hmotnosttem průtokovém mno^M, ^prom^ěnn^ém v čase podle výše uvedeného vztahu. Při zn^ámém ^poč^átectem hmotnosttem pr^ůto^kokovém množství Qe,₀ plynů vzniklých rozkladem, které přicházejí z tlakové zóny, a při zvolené inertní kapalině (tedy známé hodnotě p) o zvoleném inertním plynu (tedy známé hodnotě .g) a objemu V_o prvního zásobníku nebo . plynné fáze obsažené v jediném zásobníku je tento vztah dokonale určen a lze tedy podle něho vypočíst hodⁿo^tu Q (průtokové mno&M mertte ^kapa^liny);. „ ^počátečte ^hmo^tnostte ^průto^kové mno^žství Q_e. ⁰ ptynů. vzniklých rozteadem lze určit ze stepého pokusu za ^použití eth^ylenu o vyšší teptote a fraku ^tím^{, ž}e se ^úm^yslně ^protrhne bezpecnostte oc^hrann^{é ú}strojL Z analýzy. ^jich slotete je ^při roz^kla^dné teplotě v r^pz8 rekuperovaných plynů bylo zjištěno, že jemezí 150 až 350 °C prakticky stejné. Mimoto, aby z^po^žděte vz^hle^dem ^{k p}o^čát^ku v^ytékáte plynů . vzniklých rozkladem z tlakové zóny, s nímž se ochlazování uvedených plynů začíná uskutečňovat, nebylo delší než 25 milisekund, je nutné (s přihlédnutím k době, která uplyne než uzávěr zařízení začne reagovat a která činí řádově 5 milisekund), aby doba, než inertní kapalina získá rychlost, nebyla delší než 20 milisekund. Bylo zjištěno, že k dosažení tohoto cíle mají rozměry spojovacího potrubí 13 a uzávěru 16 zanzete ^po^dle v^yn^álezu bý^t statóny je^dnak vzájemně, jednak s počátečním hmotnostním průtokovým množstvím Qo inertní kapaliny, dodávené zařízením podle vynálezu tak, aby hodnota výrazu

kde

Q_o znamen^{á p}o^čáte^čte -hmotoostte průto^kov^é množství: mertte ' ^ka^palmy^, v ^kg . s’¹,

L_o znamená délku spojovacího potrubí 13, v m,

5° znamen^{á p}r^ůřez spojovacteo ^potrute 13, v m2,

Li znamená délku uzávěru 16, v m, a

S1 znamená průřez uzávěru 16, v m² neb^yla vyš^ší ne^{ž 22 000 kg} . s-¹. m^-1. S přihlédnutím k rychlosti výtoku plynů vznik^lých roz^kla^dem^, a ^k um^íst^ěte^, obvyHe zvolerámu ^pro rozstnkovate ^ústroj^í v o^dv^áděcím okruhu těchto· plynů, bývá obvykle postačující, aby doba, než inertní kapalina získá rychlost, byla v rozmezí od 5 do 20 milisekund a aby tudíž hodnota výrazu

b^yla v rozmez^í od ^{5 500} do ^{22 000 kg} . s^_1. . m”¹. Ja^k to vy^plývá z výše uve^den^ého vztahu, popisujícího závislost změny na čase, je postojíte hmotnostte ^pr^ůto^kové mno^žství Q_o inertní kapaliny, dodávané zařízením podle vynálezu, rovno počátečnímu hmotnostnímu průtokovému množství Q_{e t Q} plynů vzniklých rozkladem, přicházejících z tlakové zóny.

Rozstřikovací . ústrojí kapaliny, upravené na konci spojovacího . potrubí a v blízkosti o^dv^áděc^ího o^kruhu ^plyn^ů vzniteých rozMamůže bý^t různ^ého t^ypu. ^Může jta být např^íkla^d ústroj po^psané ve francouzském patentovém spisu č. 2 165 018, nebo ústrojí typu z^kráp^ěc^í htavme obsahujte soustavu fryse^k o cel^kov^ém ^pr^ůřezu C (m²). V tomto posledtem ^přípa^dě je výhodný aby tento· pwez ^S Ьу¹ votan v závislosti na ^po^čáteč213917 ním hmotnostním průtokovém množství Q_o, (kg.s^{1 *}}, na tlaku P (MPa) inertní plynné fáze a na měrné hmotnosti p (kg . m*³) inertní kapaliny tak, aby hodnota výrazu sjEZZ ’ «o kde S, P, p a Q_n mají výše uvedený význam, byla v rozmezí 1 až 1,4.

Vynález je blíže objasněn na provedení, znázorněném na připojeném výkresu. V tomto provedení označuje vztahová značka 1 stěnu odváděcího okruhu plynů vzniklých rozkladem, jejichž ochlazení se má dosáhnout. První zásobník 2 se udržuje pod tlakem dusíku, přiváděného rozvodovým potrubím 3 dusíku opatřeným ventilem 4. Tento zásobník je spojen s krátkým spojovacím potrubím 5 velkého průřezu s druhým zásobníkem 6, zcela naplněným vodou, přiváděnou přívodním potrubím 7 opatřeným ventilem 8. Pro případ, že by došlo к přetoku vody potrubím 5 do zásobníku 2, je dno- tohot zásobníku opatřeno odvodňovacím potrubím 9 s vestavěným ventilem 10. Obdobně je hlava zásobníku 6 opatřena odvzdušňovacím potrubím 11 s vestavěným ventilem 12. Mezi dnem zásobníku 6 a stěnou 1 odváděcího okruhu je upraveno spojovací potrubí 13, které má být co nejkratší. Toto potrubí je na konci opatřeno rozstrikovacím ústrojím 14, zahrnujícím soustavu otvorů 15. Mezi dnem zásobníku 6 a rozstrikovacím ústrojím 14 je upraven pyrotechnický uzávěr 16, jehož otevření je řízeno detekčním ústrojím, signalizujícím rozklad ethylenu. Toto poslední ústrojí, tvořené detektorem signalizujícím protržení ochranného krytu tlakové zóny, z níž se odvádějí plyny vzniklé rozkladem, není na výkresu znázorněno, jakož ani okruh spo10 jující toto ústrojí s pyrotechnickým uzávěrem 16.

Způsob podle vynálezu může být výhodně spojen, za účelem ještě více snížit nebezpečí vznícení a výbuchu, se způsobem, při němž se v co největší části odváděcího okruhu plynů vzniklých rozkladem, udržuje atmosféra inertního plynu, zejména v té části odváděcího okruhu, kde je upraveno zařízení podle vynálezu. Inertními plyny, vhodnými pro udržování této atmosféry, jsou inertní plyny, jak byly výše definovány. Inertní plyn, tvořící tuto atmosféru, může ostatně být týž plyn, jako ten, který je obsažen v prvním zásobníku zařízení podle vynálezu. Snížení nebezpečí vznícení a výbuchu, dosažené způsobem podle vynálezu, je uspokojivé do té míry, že lze způsob spojit se způsobem rekuperace plynů vzniklých rozkladem, spočívajícím v tom, že se zachycují plyny o tlaku nižším než 5 MPa, o teplotě nižší než 450 °C a s koncentrací kyslíku nižší než 5 %. Je důležité uvést, že pokrok, dosažený způsobem podle vynálezu, jakož i jeho úspěch jsou takové, že teplota při rekuperaci plynů bude moci být vyšší, než teplota, přípustná podle dosavadního stavu techniky.

Konečně je možno způsob podle vynálezu s výhodou spojit, za účelem ještě většího snížení nebezpečí vzplanutí a výbuchu, se způsobem, spočívajícím v odvádění plynů vzniklých rozkladem do odváděcího zařízení, které zahrnuje sběrač o objemu, rovnajícím se dvojnásobku až stonásobku objemu tlakové zóny, z níž se tyto plyny odvádějí, alespoň jedno spojovací potrubí mezi tlakovou zónou a sběračem., a alespoň jeden, s výhodou jediný komín, spojující sběrač s vnějším prostorem.

V tomto případě je zařízení podle vynálezu s výhodou upraveno tak, že se inertní kapalina vstřikuje rozstrikovacím ústrojím do sběrače.

Claims (10)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Způsob snížení nebezpečí vznícení a výbuchu následkem rozkladu ethylenu ve vysokotlaké zóně, tvořené reaktorem pro polymeraci ethylenu, pracujícím za tlaku řádově 30 až 300 MPa a při teplotě 150 až 350 °C nebo odlučovačem ethylenu od polyethylenu pracujícím za tlaku 10 až 50 MPa, ochlazením plynů vzniklých rozkladem, dosaženým vstřikování inertní kapaliny o velkém výparném teple do odváděcího okruhu těchto plynů, vyznačující se tím, že se inertní kapalina vstřikuje v hmotnostním množství Q měnícím se s časem podle vztahu

   Qc,o /4 kde

   Q znamená průtokové množství inertní kapaliny v kg . s^_1,

   Qe.o znamená počáteční hmotnostní průtokové množství plynů vzniklých rozkladem, přicházejících z tlakové zóny, v kg . s^_1, znamená bezrozměrový součinitel ze zákona ideálních plynů, pro inertní plyn nad inertní kapalinou,

   V_o znamená počáteční objem plynné fáze nad inertní kapalinou, v m³, a p znamená měrnou hmotnost inertní kapaliny, v ^kg . m^-3, ^kteréžt:o množsM Q je v ^každém o^kamži^ku vyprazdňování větší než hmotnostní průtokov^é množsM ^plyn^ů vzniMých rozladem, přičemž se ochlazování plynů vzniklých rozkladem začíná uskutečňovat se zpožděním oproti začátku výtoku těchto plynů z vysokotlaké zóny, jež činí nanejvýš 25 milisekund.
2. 2. Zp^ůsob ^po^dle bo^du 1, v^yzna^čující se tím, že nad inertní kapalinou o· velkém výparném teple, obsaženou v zásobníku, je inertní plynná fáze o tlaku v rozmezí od 0,5 do 5 MPa.
3. 3. Způso^{b p}o^dle ^bo^{dů 1} a 2, v^yzna^čující se tím, že počáteční hmotnostní průtokové množství Q_c o plynů vzniklých rozkladem, přicházejících z vysokotlaké zóny, a počáteční objem Vo plynné inertní fáze nad inertn^{í k}a^palrnou jsou takový že hodnota poměru Qe,o/Vo je v rozmezí od 300 do 5000 kg . . s^-1 . m~³.
4. 4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že inertní kapalinou o velkém výparném teple je voda.

   ⁵. Způso^{b p}odle bo^dů ¹ a^ž 4 v^yznaeujíc^í ce tím, že jako inertního plynu se použijeplynu ze skupiny zahrnující dusík, kysličník uhličitý, ethylen, helium, argon, neon, krypton a xenon.
5. 6. Způsob podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že počáteční objem inertní kapaliny přestavuje ⁵⁰ a^{ž 80} % z ce^lkov^ého o^bjemu inertní kapalné a plynné fáze.
6. 7. Z^půso^{b p}odle ^bod^ů 1 a^ž 6^, vyznačuj™ se tím, že v alespoň jedné části odváděcího okruhu plynů vzniklých rozkladem se udržuje atmosféra rnertntoo ^plynu.
7. 8. Z^půso^{b p}o^dle ^bo^dů ¹ a^ž 7 vyznačuprn se Hm, že ^plyn^y vzni^klé rozMaSm se ^po svém odvedení rekuperují při tlaku nižším než 5 MPa, při koncentraci kyslíku nižší než 5 % a pří ^te^plot^ě mž^ší ne^{ž 450} °C.
8. 9. ^Zařízení k ^prová^dění způsotei podle bodu 1, vyznačující se tím, že zahrnuje první zásobník (2), naplněný inertním ^plynem pod tlakem ^p v rozmez^í od ^0,5 do 5 MPa, druhý zásobník (6), spojený s prvním zásobníkem (2) krátkým potrubím (5) o vel^kém pr^ez^ kterýžto dru^hý z^ásobník (⁶) je zcela naplněn inertní kapalinou o vysokém výparném teple, spojovací potrubí (13) a ^délce L a průřezu S_o, upravené mezi ůru^hým z^ásobníkem (⁶) a ^prostorem ЦЕ ^do- n^ěho^ž se o^dv^ádí rozložený ethylen přicházející z tlakové zóny^{, p}řicemž toto ^potru^bí (¹³) je na svém ^konci ústícím do ^prostoru Ц) o^patřeno ústrojím (14) pro rozstřikování inertní kapaliny, a uz^áv^ěr (¹⁶) o ^průřezu ^Si a ^délce upravený mez^{i p}rvrnm z^ásobníkem (²) a ristrojím (14) pro rozstřikování inertní kapaliny, ^jeh^oz obrání je ovl^ádáno dete^kčním ústroΙ'ί^ signahzupcta otevření bezpečnostního ochranného· ústrojí Hakové zóny^, a kt^{erý ovládá č}iⁿⁿos^t ústroj^í (¹⁴) ^pro rozstřteování inertní kapaliny.

   1°. Zanzem podte ^bo^du 9, v^yznačující se Him že ja^ko uzáv^ěru se ^použije p^yrotechnic^kého uz^áv^ěru, upraven^ého mezi druhým zá^so^bní^kem (⁶) a iistropm (14¹)' ^pro rozstři^kovárn inertrn ^ka^paliny.
9. 11. ^Ze^^^ízen^í podle ^bo^dů 9 a ^10, vyznačuj^ící se Hm, že · rozměr^y s^pojovac^ího ^potrubí ^{(13) a} uz^ávěru (¹⁶) jsou sla^děn^y jedna^k ^ájemn^ je^dna^k s počátečním ^hmotnost^ním průtotovým mno^tvta Q^o inertní kapalrny tok že ^dnoto výrazu kde

   Qo znamená počáteční hmotnostní průto^kov^é množsM ínertrá ^kapalin^y v k^g . s^{1, Lo} znamen^{á dé}l^ku sjpojovamho ^potru^bí (13) v m,

   50 znamená průřez ·spojovacího potrubí (13) v m2,

   Li znamená délku uzávěru (16) v m a

   51 znamená průřez uz^ávěru (¹⁶) v m2 č™ nanejvý^{š 22 0}00 ^kg . s¹. m¹.

   ¹². ^Zařízen^{í p}o^dle ^boďů ⁹ až l^1, v^yzna^čující se tím, že zařízení (14) pro rozstřikování inertní kapaliny zahrnuje soustavu otvo^rů (¹⁵) o- ce^lkov^ém ^pr^ůřezu S, ^přičemž hodnota výrazu sVJp

   Q kde

   S znamená celkový průřez otvorů (15) v m², p znamená měrnou hmotnost inertní ka^palin^y v ^kg . m^-3

   P znamená tlak inertní plynné fáze v · pascalech a

   Qo znamená počáteční hmotnostní průtokov^é množsM mertrn ^ka^palm^y v ^kg . s^-1 je v rozmezí 1 až 1,4.
10. 13. Zařízení podle bodu 9, vyznačující se tím, že kromě toho zahrnuje zařízení, do něhož se odvedou plyny vzniklé rozkladem, sestávající ze sběrače o objemu, rovnajícím se dvojnásobku až stonásobku objemu vysokotlaké zóny, z níž se tyto plyny odvádějí, z alespoň jednoho spojovacího potrubí mezi vysokotlakou zónou a sběračem a z alespoň jednoho, s výhodou jediného· komínu, spojujícího sběrač s vnějším prostředím.