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年代(dai)開始引進兩套(tao)高(gao)壓聚乙烯生(sheng)(sheng)產線，一套(tao)采(cai)用(yong)高(gao)壓釜(fu)式(shi)法，雙釜(fu)串聯；另一套(tao)采(cai)用(yong)高(gao)壓管式(shi)法生(sheng)(sheng)產高(gao)壓聚乙烯。隨(sui)后又引進了齊格勒催(cui)化(hua)劑法等生(sheng)(sheng)產低壓聚乙烯。
二、典型聚乙烯(xi)裝(zhuang)置的工(gong)藝及特點
聚(ju)乙烯(xi)(xi)的(de)生(sheng)產(chan)(chan)有高壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)、中(zhong)壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)、低壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)三(san)種(zhong)。高壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)低密(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)(xi)。由(you)于這(zhe)種(zhong)方法(fa)(fa)開發得早，用這(zhe)種(zhong)方法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)聚(ju)乙烯(xi)(xi)至今仍(reng)占據了(le)聚(ju)乙烯(xi)(xi)產(chan)(chan)品市場的(de)很大比例。但隨著生(sheng)產(chan)(chan)技(ji)術和(he)催化劑的(de)不斷改(gai)(gai)進，各(ge)種(zhong)低壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)工藝發展(zhan)很快。低壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)又分為淤(yu)漿法(fa)(fa)、溶液(ye)法(fa)(fa)和(he)氣相(xiang)法(fa)(fa)。淤(yu)漿法(fa)(fa)主要(yao)用于生(sheng)產(chan)(chan)高密(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)(xi)，而溶液(ye)法(fa)(fa)和(he)氣相(xiang)法(fa)(fa)除(chu)了(le)可以生(sheng)產(chan)(chan)高密(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)(xi)外，加人(ren)共聚(ju)單體(ti)，改(gai)(gai)變控(kong)制條(tiao)件后(hou)，還(huan)可生(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)、低密(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)(xi)。
圖(tu)(tu)2.15和圖(tu)(tu)2.16所示(shi)的是典型聚乙(yi)烯裝置的工藝流程示(shi)意圖(tu)(tu)。
我國目前較(jiao)多采用齊格勒催化劑(ji)淤(yu)漿法生(sheng)產聚乙(yi)烯(xi)。某(mou)項目高密度聚乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置工藝，大致可分為五個部分，即壓縮(suo)系統(tong)(tong)、聚合(he)系統(tong)(tong)、分離(li)和(he)造粒系統(tong)(tong)、混合(he)和(he)加(jia)工系統(tong)(tong)、包裝(zhuang)系統(tong)(tong)。
1. 壓(ya)縮系統該(gai)系統
包(bao)(bao)括(kuo)原(yuan)(yuan)料儲存、原(yuan)(yuan)料凈化、一(yi)次壓(ya)縮(suo)(suo)和二(er)次壓(ya)縮(suo)(suo)等部分。來自界(jie)區外(wai)的原(yuan)(yuan)料，包(bao)(bao)括(kuo)乙(yi)烯、1-丁烯、異丁烷和氫氣、氮氣等在精制(zhi)后(hou)進入一(yi)級(ji)(ji)壓(ya)縮(suo)(suo)機升壓(ya)，與循環(huan)乙(yi)烯混合后(hou)再(zai)進入二(er)級(ji)(ji)壓(ya)縮(suo)(suo)機壓(ya)縮(suo)(suo)。再(zai)經換(huan)熱(re)器換(huan)熱(re)，送入反應系統進行聚合。
2. 聚合系統
反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)是工藝的(de)核心部分，由(you)兩臺(tai)雙環(huan)(huan)管反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)組成(cheng)，兩臺(tai)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)串聯運(yun)行(xing)(xing)。聚(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)在以(yi)(yi)異丁(ding)烷為稀(xi)釋劑的(de)淤(yu)漿中進(jin)行(xing)(xing)，經活化(hua)的(de)鉻(ge)系(xi)催(cui)化(hua)劑和其他化(hua)學品以(yi)(yi)液相注入(ru)(ru)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)，某些專(zhuan)利工藝的(de)生(sheng)(sheng)產過程中還需(xu)注入(ru)(ru)氫氣。乙烯和共聚(ju)(ju)單體在環(huan)(huan)管中聚(ju)(ju)合(he)生(sheng)(sheng)成(cheng)粉料(liao)，軸(zhou)流泵(beng)使反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)中的(de)淤(yu)漿高速循環(huan)(huan)。聚(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)產生(sheng)(sheng)的(de)熱量由(you)夾(jia)套冷(leng)卻(que)(que)水帶走。夾(jia)套冷(leng)卻(que)(que)水為閉路循環(huan)(huan)，可(ke)控制反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)溫度。當需(xu)要(yao)生(sheng)(sheng)產雙峰產品時，通過中間處(chu)理單元來創造不同的(de)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)條件，以(yi)(yi)生(sheng)(sheng)成(cheng)不同性能分布的(de)聚(ju)(ju)乙烯產品。反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)后的(de)物(wu)料(liao)冷(leng)卻(que)(que)后送往(wang)高壓(ya)分離器(qi)進(jin)行(xing)(xing)分離。
3. 分離和造粒系(xi)統
從(cong)反應器出來的(de)淤(yu)漿在高(gao)壓分(fen)離器中(zhong)分(fen)離出未聚(ju)合的(de)乙(yi)烯(xi)，然后(hou)(hou)送(song)入低(di)壓分(fen)離器進一(yi)步(bu)使未聚(ju)合的(de)乙(yi)烯(xi)與聚(ju)合物進行分(fen)離。剩(sheng)下的(de)聚(ju)合物經(jing)濃縮提濃并加(jia)熱后(hou)(hou)在高(gao)壓閃蒸罐(guan)脫(tuo)除絕大部(bu)分(fen)的(de)稀(xi)釋(shi)劑。底部(bu)粉(fen)料(liao)送(song)低(di)壓閃蒸罐(guan)進一(yi)步(bu)脫(tuo)除微量(liang)稀(xi)釋(shi)劑，脫(tuo)氣后(hou)(hou)的(de)粉(fen)料(liao)借助重力(li)經(jing)質量(liang)流量(liang)計計量(liang)后(hou)(hou)進入螺桿輸送(song)機。同(tong)時，將(jiang)添(tian)加(jia)劑按配比均勻地(di)加(jia)入螺桿輸送(song)機中(zhong)。螺桿輸送(song)機將(jiang)粉(fen)料(liao)及添(tian)加(jia)劑輸送(song)到(dao)擠壓造粒(li)機中(zhong)進行造粒(li)。
4. 混(hun)合和加工系統
為改善產品(pin)的濁(zhuo)度和成(cheng)膜性，從擠(ji)壓機出來的粒料(liao)經(jing)脫水(shui)、干燥(zao)后，風送至(zhi)摻混(hun)料(liao)倉，粒料(liao)在摻混(hun)料(liao)倉中混(hun)合均(jun)化，再送至(zhi)均(jun)化擠(ji)壓機進(jin)行二次擠(ji)壓造(zao)粒。粒料(liao)經(jing)風送系統送往成(cheng)品(pin)儲槽。
5. 包裝系統(tong)
成(cheng)品粒料經風(feng)送至(zhi)包裝料斗，經粉末捕集(ji)與除鐵器后送至(zhi)自動包裝機稱量包裝，然后送至(zhi)產品倉(cang)庫。
三、介質特點
聚(ju)乙(yi)(yi)烯(xi)的(de)生產(chan)工(gong)藝條件比較緩(huan)和(he)，即主(zhu)系(xi)統的(de)操作(zuo)壓力和(he)溫度(du)都不是很(hen)高，而且主(zhu)工(gong)藝物料（如乙(yi)(yi)烯(xi)和(he)聚(ju)乙(yi)(yi)烯(xi)）也沒有(you)較強的(de)腐蝕性和(he)毒性。
四、乙烯裂解裝(zhuang)置的配管(guan)設計
主要是(shi)對裂(lie)解(jie)爐、塔、換熱器(qi)、罐、泵、壓(ya)縮機等(deng)設(she)(she)備的配管設(she)(she)計(ji)。
