Page 203 - 《爆炸与冲击》2026年第9期

第 46 卷 王振刚，等： 初始温度、压力对丙烯-空气混合物爆炸极限的耦合影响 第 9 期

4 结 论

随着初始温度或压力的升高，丙烯-空气混合物的爆炸下限轻微降低，爆炸上限显著升高，爆炸极限
区域变宽。在高温高压条件下，丙烯爆炸上限测试时观察到大量碳粉生成，通过 CHETAH 11.0 热力学分
析表明，当压力从 0.1 MPa 升至 0.9 MPa 时，爆炸产物中碳含量从 3.82% 急剧增加至 25.88%。这种显著
增长主要源于两个方面：一是高压条件促进了 Boudouard 反应向碳生成进行；二是高压环境下反应物总
量提升，导致产物总量成倍增加。
在 180 ℃ 高温条件下，丙烯爆炸下限随压力升高的变化规律呈现出显著的非线性特征，其下降趋势
由常规的线性关系转变为明显的“滑梯状”曲线。这一现象暗示在极端工况下可能存在新的反应机理
或传质过程。下一步应采用更高压力的爆炸极限测试系统深入探究这一转变机制，并拓展模型适用性，
从而为建立更完善的高压爆炸极限理论模型提供实验基础。
初始温度和初始压力对丙烯爆炸上限或下限的耦合影响远超单一因素的简单叠加。具体而言，丙烯
在 180 ℃、0.9 MPa 条件下相比 20 ℃、0.1 MPa 条件下，UEL 上升 108%，LEL 降低 18.05%；丙烯在 180 ℃、
0.1 MPa 条件下相比 20 ℃、0.1 MPa 条件下，UEL 上升 4.2%，LEL 降低 3.41%；丙烯在 20 ℃、0.9 MPa 条件
下比 20 ℃、0.1 MPa 条件下，UEL 上升 51.3%，LEL 降低 2.44%。
在贫燃料区，丙烯通过自由基链式反应最终生成 CO ，使 CAFT 维持在 1 390 K 以上。随着压力升
2
高 CAFT 逐渐减低；随着温度升高 CAFT 呈现压力依赖性转变：低压（p＜0.5 MPa）时 CAFT 上升，高压时
则下降，0.5 MPa 为关键转变阈值。

参考文献：
[1] LIU Y J, ZHAO C Y, SUN B, et al. TS-1 with abundant micropore channel-supported Au catalysts toward improved
performance in gas-phase epoxidation of propylene [J]. ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2023, 11(18): 7042–7052.
DOI: 10.1021/acssuschemeng.3c00018.
[2] ZHAO C Y, ZHU H W, LIU Y J, et al. Micropore blocking strategy for mitigating adsorption and diffusion limitations in the
direct epoxidation of propylene [J]. Chemical Engineering Science, 2022, 253: 117574. DOI: 10.1016/j.ces.2022.117574.
[3] LIU Y J, ZHAO C Y, SUN B, et al. Preparation and modification of Au/TS-1 catalyst in the direct epoxidation of propylene
with H 2 and O 2 [J]. Applied Catalysis A: General, 2021, 624: 118329. DOI: 10.1016/j.apcata.2021.118329.
[4] 葛安卡. 台塑集团丙烯泄漏火灾爆炸事故 [J]. 现代职业安全, 2014(3): 87–89. DOI: 10.3969/j.issn.1671-4156.2014.03.040.
[5] 张圣柱, 多英全, 石超, 等. 由“7·28”南京丙烯管道爆燃事故探讨我国地下管道存在的安全问题 [J]. 中国安全生产科学
技术, 2011, 7(2): 46–49. DOI: 10.3969/j.issn.1673-193X.2011.02.008.
ZHANG S Z, DUO Y Q, SHI C, et al. Investigation of the problems in Chinese underground pipeline from“7·28”propylene
pipeline deflagration accident in Nanjing [J]. Journal of Safety Science and Technology, 2011, 7(2): 46–49. DOI: 10.3969/j.
issn.1673-193X.2011.02.008.
[6] 赵磊, 文松, 冯俊杰, 等. 丙烯氨氧化制丙烯腈反应器开车过程尾气燃爆危险性研究 [J]. 安全与环境学报, 2019, 19(1):
173–179. DOI: 10.13637/j.issn.1009-6094.2019.01.027.
ZHAO L, WEN S, FENG J J, et al. On the explosion hazards of the exhaust gases in the reactor of propylene ammoxidation to
the acrylonitrile process [J]. Journal of Safety and Environment, 2019, 19(1): 173–179. DOI: 10.13637/j.issn.1009-6094.2019.
01.027.
[7] 陈战涛. 共氧化法环氧丙烷生产工艺综述 [J]. 河南化工, 2022, 39(1): 5–8. DOI: 10.14173/j.cnki.hnhg.2022.01.022.
CHEN Z T. Summary of propylene oxide production process by co-oxidation [J]. Henan Chemical Industry, 2022, 39(1): 5–8.
DOI: 10.14173/j.cnki.hnhg.2022.01.022.
[8] 王玲玲, 周贤太, 纪红兵. 催化丙烯选择性环氧化制备环氧丙烷研究进展 [J]. 工业催化, 2023, 31(9): 1–15. DOI: 10.3969/
j.issn.1008-1143.2023.09.001.
WANG L L, ZHOU X T, JI H B. Progress on the selective catalytic epoxidation of propylene to propylene oxide [J]. Industrial
Catalysis, 2023, 31(9): 1–15. DOI: 10.3969/j.issn.1008-1143.2023.09.001.

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