一、裝置簡(jian)介
聚乙烯簡稱PE，是結構最簡單、應用最廣泛的高分子材料。它是通過乙烯（H2C=CH2發生加成聚合反應，由重復的-CH2-單元連接而成。聚乙烯是目前合成樹脂中產量最大的品種，主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、線型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）及其他具有特殊性能的產品。低壓聚乙烯的熔點、剛性、硬度和強度較高，吸水性小，有良好的電絕緣性能和耐輻射性能，適于制作耐蝕零件和絕緣零件；高壓聚乙烯的柔軟性、伸長率、沖擊強度和滲透性較好，適于制作薄膜；超高分子量聚乙烯的沖擊強度高，耐疲勞、耐磨，適于制作減震、耐磨及傳動零件。聚乙烯被廣泛加工成薄膜、電線電纜護套、管材、纖維等，應用于農業、電子、電氣、機械、日用等領域。
我國從20世紀(ji)70年(nian)代開(kai)始引進兩(liang)套高壓(ya)(ya)聚(ju)乙烯(xi)生(sheng)(sheng)產(chan)線，一套采(cai)用(yong)高壓(ya)(ya)釜式法，雙釜串聯；另一套采(cai)用(yong)高壓(ya)(ya)管式法生(sheng)(sheng)產(chan)高壓(ya)(ya)聚(ju)乙烯(xi)。隨后又引進了齊格(ge)勒催(cui)化劑法等生(sheng)(sheng)產(chan)低壓(ya)(ya)聚(ju)乙烯(xi)。
二、典(dian)型聚乙烯裝置(zhi)的工藝(yi)及特(te)點
聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯的生產(chan)(chan)(chan)有高(gao)壓(ya)法(fa)(fa)、中(zhong)壓(ya)法(fa)(fa)、低壓(ya)法(fa)(fa)三種。高(gao)壓(ya)法(fa)(fa)生產(chan)(chan)(chan)低密度(du)(du)聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯。由(you)于這種方(fang)法(fa)(fa)開發得早，用這種方(fang)法(fa)(fa)生產(chan)(chan)(chan)的聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯至今仍占(zhan)據(ju)了(le)聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯產(chan)(chan)(chan)品市場的很大比例。但(dan)隨(sui)著(zhu)生產(chan)(chan)(chan)技術和催化劑的不斷(duan)改(gai)進，各種低壓(ya)法(fa)(fa)生產(chan)(chan)(chan)工(gong)藝發展很快。低壓(ya)法(fa)(fa)又分為(wei)淤漿法(fa)(fa)、溶(rong)液(ye)法(fa)(fa)和氣相法(fa)(fa)。淤漿法(fa)(fa)主要用于生產(chan)(chan)(chan)高(gao)密度(du)(du)聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯，而溶(rong)液(ye)法(fa)(fa)和氣相法(fa)(fa)除了(le)可以生產(chan)(chan)(chan)高(gao)密度(du)(du)聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯外，加人(ren)共(gong)聚(ju)(ju)單體，改(gai)變(bian)控制條件后(hou)，還可生產(chan)(chan)(chan)中(zhong)、低密度(du)(du)聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯。
圖2.15和圖2.16所(suo)示的(de)是典型聚乙烯裝置的(de)工藝流程示意圖。
我國目前較(jiao)多采用齊格勒催化(hua)劑(ji)淤漿(jiang)法生產聚乙(yi)烯(xi)。某項目高密度聚乙(yi)烯(xi)裝置(zhi)工(gong)藝，大(da)致可分(fen)為五個部分(fen)，即(ji)壓縮系(xi)統、聚合系(xi)統、分(fen)離和造粒系(xi)統、混合和加(jia)工(gong)系(xi)統、包裝系(xi)統。
1. 壓(ya)縮(suo)系統該系統
包括原(yuan)料(liao)儲存、原(yuan)料(liao)凈化(hua)、一(yi)次壓縮(suo)和二次壓縮(suo)等部分。來(lai)自界區外的原(yuan)料(liao)，包括乙(yi)烯、1-丁(ding)烯、異丁(ding)烷(wan)和氫氣、氮氣等在精(jing)制后(hou)進入(ru)一(yi)級壓縮(suo)機(ji)升壓，與循(xun)環乙(yi)烯混合(he)后(hou)再進入(ru)二級壓縮(suo)機(ji)壓縮(suo)。再經換(huan)熱(re)器換(huan)熱(re)，送入(ru)反應(ying)系統進行聚合(he)。
2. 聚(ju)合系統(tong)
反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)是工藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)核心部(bu)分(fen)(fen)，由兩臺(tai)雙環管反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)組成，兩臺(tai)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)串聯運行(xing)。聚合反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)在(zai)以(yi)異丁(ding)烷為稀釋(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)淤漿中(zhong)進行(xing)，經活化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)系催化(hua)劑(ji)和其他化(hua)學品以(yi)液相注(zhu)入反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)，某些專利工藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)產過(guo)程(cheng)中(zhong)還需注(zhu)入氫(qing)氣(qi)。乙烯和共聚單體在(zai)環管中(zhong)聚合生(sheng)成粉料，軸流泵使反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)淤漿高速循(xun)環。聚合反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)熱量(liang)由夾(jia)套冷卻(que)水帶(dai)走(zou)。夾(jia)套冷卻(que)水為閉路循(xun)環，可控(kong)制反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)溫(wen)度。當(dang)需要(yao)生(sheng)產雙峰產品時，通過(guo)中(zhong)間處理單元(yuan)來(lai)創造不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)條件，以(yi)生(sheng)成不(bu)同(tong)性(xing)能分(fen)(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)聚乙烯產品。反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)物料冷卻(que)后(hou)送往高壓分(fen)(fen)離(li)(li)器(qi)進行(xing)分(fen)(fen)離(li)(li)。
3. 分離和造粒系(xi)統
從反(fan)應器出來的(de)(de)淤(yu)漿在高(gao)壓(ya)分(fen)離器中分(fen)離出未聚合(he)的(de)(de)乙烯，然后送(song)入(ru)低壓(ya)分(fen)離器進(jin)一步使(shi)未聚合(he)的(de)(de)乙烯與聚合(he)物(wu)進(jin)行(xing)分(fen)離。剩(sheng)下的(de)(de)聚合(he)物(wu)經濃縮提濃并(bing)加熱后在高(gao)壓(ya)閃蒸罐脫除絕大部分(fen)的(de)(de)稀釋劑。底部粉料(liao)送(song)低壓(ya)閃蒸罐進(jin)一步脫除微(wei)量(liang)稀釋劑，脫氣后的(de)(de)粉料(liao)借助(zhu)重(zhong)力(li)經質(zhi)量(liang)流量(liang)計(ji)計(ji)量(liang)后進(jin)入(ru)螺桿(gan)(gan)輸送(song)機(ji)(ji)。同時，將添(tian)(tian)加劑按配比均勻(yun)地(di)加入(ru)螺桿(gan)(gan)輸送(song)機(ji)(ji)中。螺桿(gan)(gan)輸送(song)機(ji)(ji)將粉料(liao)及(ji)添(tian)(tian)加劑輸送(song)到擠壓(ya)造(zao)粒(li)機(ji)(ji)中進(jin)行(xing)造(zao)粒(li)。
4. 混合和(he)加工(gong)系統(tong)
為改善產(chan)品(pin)的(de)濁度和(he)成膜性，從(cong)擠(ji)壓機(ji)出來的(de)粒料(liao)經(jing)脫(tuo)水、干燥后，風送(song)(song)至摻(chan)混(hun)(hun)料(liao)倉(cang)，粒料(liao)在摻(chan)混(hun)(hun)料(liao)倉(cang)中混(hun)(hun)合均化(hua)，再送(song)(song)至均化(hua)擠(ji)壓機(ji)進行(xing)二次擠(ji)壓造粒。粒料(liao)經(jing)風送(song)(song)系統送(song)(song)往成品(pin)儲槽(cao)。
5. 包裝系統
成品粒料經風送至包(bao)裝料斗，經粉(fen)末捕集與除鐵器后送至自(zi)動包(bao)裝機稱(cheng)量包(bao)裝，然后送至產品倉庫。
三、介質特點
聚乙(yi)烯(xi)(xi)的生產工(gong)藝條件比較緩和(he)，即(ji)主(zhu)系統的操作壓力和(he)溫(wen)度(du)都(dou)不是很高，而且主(zhu)工(gong)藝物料（如乙(yi)烯(xi)(xi)和(he)聚乙(yi)烯(xi)(xi)）也(ye)沒有(you)較強的腐蝕性(xing)和(he)毒性(xing)。
四、乙烯裂解裝(zhuang)置(zhi)的(de)配(pei)管設計
主要是對裂解爐、塔、換熱器(qi)、罐、泵、壓縮機(ji)等設(she)(she)備的配管設(she)(she)計。
