Sicherheitstechnik

Ethylen besitzt keine obere Zersetzungsgrenze und kann bei hohen Drücken und Temperaturen spontan zerfallen. Die Zersetzung setzt große Energiemengen frei, die bei einem solchem Vorfall aus dem Reaktor oder anderen technischen Apparaten abgeführt werden müssen. Sicherheitsventile und Berstscheiben sollen einen Druckanstieg im Druckbehälter über dessen Auslegungsdruck hinaus verhindern.

Die hochdynamische Zersetzungsreaktion mit oder ohne nachfolgender Druckentlastung werden mit Hilfe von modifizierten Thermoelementen und piezoelektrischer Druckaufnehmern charakterisiert. Im Vordergrund steht die phänomenologische Beschreibung der Deflagration solcher Polymerisationsmischungen mit Co-Monomeren als auch der Einfluss der Polymerkomponente. Unterstützend dient die simulative Analytik bei der Charakterisierung von Zersetzungs- und Entlastungsphänomenen, wobei die Entlastung mittels Düsenmodellen und die Zersetzungsreaktion mittels Verbrennungsmodellen beschrieben wird. Das Frischgas und die verbrannte Phase werden thermodynamisch mit realen Zustandsgleichungen beschrieben, dessen Zusammensetzung von den Reaktionsbedingungen abhängig ist. Die Methodik der Gaschromatographie (GC) ermöglicht die qualitative und quantitative Bestimmung der Pyrolysegaszusammensetzung. Die Methodenentwicklung zur Auslegung von Sicherheitsventilen im Hochdruckbereich ist ein langfristiges Ziel dieses Forschungsthemas.

Druckänderungsraten während der Zersetzung von Ethylene mit nachfolgender Druckentlastung. Das Gemisch wurde im oberen Reaktorbereich gezündet. Der Zersetzungsautoklav wird über den unteren Bereich ventiliert.
Druckänderungsraten während der Zersetzung von Ethylene mit nachfolgender Druckentlastung. Das Gemisch wurde im oberen Reaktorbereich gezündet. Der Zersetzungsautoklav wird über den unteren Bereich ventiliert.