一(yi)、裝置簡介(jie)
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年代開始引進兩套(tao)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)聚乙(yi)烯(xi)生(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)，一套(tao)采用高(gao)(gao)壓(ya)(ya)釜式法，雙(shuang)釜串聯(lian)；另一套(tao)采用高(gao)(gao)壓(ya)(ya)管式法生(sheng)(sheng)產(chan)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)聚乙(yi)烯(xi)。隨后又引進了齊格(ge)勒催化劑(ji)法等(deng)生(sheng)(sheng)產(chan)低壓(ya)(ya)聚乙(yi)烯(xi)。
二、典型聚乙烯裝(zhuang)置的工(gong)藝及特(te)點
聚(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)有高(gao)(gao)壓(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)、中壓(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)、低壓(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)三種(zhong)。高(gao)(gao)壓(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)低密(mi)度(du)(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)。由于(yu)這(zhe)種(zhong)方法(fa)(fa)(fa)(fa)開發得早，用這(zhe)種(zhong)方法(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)聚(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)至今仍占據(ju)了(le)聚(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)產(chan)品市場的(de)很大比例(li)。但(dan)隨(sui)著生(sheng)(sheng)產(chan)技術和催化劑的(de)不斷改(gai)(gai)進，各種(zhong)低壓(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)工藝發展很快(kuai)。低壓(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)又分(fen)為淤漿法(fa)(fa)(fa)(fa)、溶液法(fa)(fa)(fa)(fa)和氣相(xiang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。淤漿法(fa)(fa)(fa)(fa)主要用于(yu)生(sheng)(sheng)產(chan)高(gao)(gao)密(mi)度(du)(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)，而溶液法(fa)(fa)(fa)(fa)和氣相(xiang)法(fa)(fa)(fa)(fa)除(chu)了(le)可以生(sheng)(sheng)產(chan)高(gao)(gao)密(mi)度(du)(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)外(wai)，加(jia)人共聚(ju)單(dan)體，改(gai)(gai)變(bian)控制條件后，還(huan)可生(sheng)(sheng)產(chan)中、低密(mi)度(du)(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)。
圖(tu)2.15和圖(tu)2.16所示的(de)是典型聚乙烯裝置的(de)工藝流程示意圖(tu)。
我國目前較多采用(yong)齊格勒催(cui)化劑(ji)淤漿法生產聚(ju)乙烯。某項目高密度聚(ju)乙烯裝(zhuang)置工藝(yi)，大(da)致可(ke)分為五個部分，即壓縮系(xi)統、聚(ju)合(he)系(xi)統、分離和造粒系(xi)統、混合(he)和加工系(xi)統、包裝(zhuang)系(xi)統。
1. 壓縮系(xi)(xi)統該(gai)系(xi)(xi)統
包括原(yuan)料(liao)儲存、原(yuan)料(liao)凈(jing)化、一次(ci)壓縮(suo)和二(er)次(ci)壓縮(suo)等部分。來(lai)自界(jie)區外(wai)的原(yuan)料(liao)，包括乙烯(xi)、1-丁烯(xi)、異丁烷和氫(qing)氣、氮氣等在精制后進入一級(ji)壓縮(suo)機升壓，與循環乙烯(xi)混合后再進入二(er)級(ji)壓縮(suo)機壓縮(suo)。再經換熱器(qi)換熱，送入反應系統進行聚合。
2. 聚合系統
反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)是工(gong)藝的(de)(de)核心部分(fen)(fen)，由(you)兩臺(tai)雙環管(guan)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)組(zu)成，兩臺(tai)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)串聯運行(xing)。聚(ju)合(he)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)在以異(yi)丁(ding)烷為(wei)稀釋劑(ji)的(de)(de)淤漿中(zhong)(zhong)進(jin)行(xing)，經活化的(de)(de)鉻系催化劑(ji)和(he)其他化學品以液相注入反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)，某些專利工(gong)藝的(de)(de)生產(chan)過程中(zhong)(zhong)還需(xu)注入氫氣。乙(yi)烯(xi)和(he)共聚(ju)單體在環管(guan)中(zhong)(zhong)聚(ju)合(he)生成粉料，軸流泵使反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)淤漿高速循環。聚(ju)合(he)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)產(chan)生的(de)(de)熱量由(you)夾套冷卻(que)水帶走。夾套冷卻(que)水為(wei)閉路(lu)循環，可控(kong)制(zhi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)溫度。當(dang)需(xu)要生產(chan)雙峰產(chan)品時，通過中(zhong)(zhong)間處理單元(yuan)來(lai)創造不同的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)條(tiao)件，以生成不同性(xing)能分(fen)(fen)布的(de)(de)聚(ju)乙(yi)烯(xi)產(chan)品。反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)后的(de)(de)物料冷卻(que)后送往高壓分(fen)(fen)離器(qi)進(jin)行(xing)分(fen)(fen)離。
3. 分離(li)和造粒系統
從反應器(qi)出(chu)來的(de)淤漿(jiang)在(zai)高壓分(fen)(fen)離器(qi)中(zhong)分(fen)(fen)離出(chu)未聚(ju)合(he)(he)的(de)乙(yi)烯，然后(hou)送(song)入(ru)低(di)壓分(fen)(fen)離器(qi)進(jin)一步使(shi)未聚(ju)合(he)(he)的(de)乙(yi)烯與聚(ju)合(he)(he)物進(jin)行(xing)(xing)分(fen)(fen)離。剩(sheng)下的(de)聚(ju)合(he)(he)物經濃縮(suo)提濃并加熱后(hou)在(zai)高壓閃蒸罐(guan)脫(tuo)除絕(jue)大部(bu)分(fen)(fen)的(de)稀釋劑(ji)。底(di)部(bu)粉料送(song)低(di)壓閃蒸罐(guan)進(jin)一步脫(tuo)除微量稀釋劑(ji)，脫(tuo)氣后(hou)的(de)粉料借(jie)助重力經質量流(liu)量計計量后(hou)進(jin)入(ru)螺(luo)桿(gan)輸(shu)送(song)機(ji)。同時，將添加劑(ji)按配比均勻地加入(ru)螺(luo)桿(gan)輸(shu)送(song)機(ji)中(zhong)。螺(luo)桿(gan)輸(shu)送(song)機(ji)將粉料及添加劑(ji)輸(shu)送(song)到擠壓造(zao)粒機(ji)中(zhong)進(jin)行(xing)(xing)造(zao)粒。
4. 混合和加工系統
為改善產(chan)品的(de)濁度和成膜性，從擠壓(ya)機(ji)出來的(de)粒料(liao)經脫水、干燥(zao)后，風送至摻(chan)混料(liao)倉(cang)，粒料(liao)在(zai)摻(chan)混料(liao)倉(cang)中混合均化，再(zai)送至均化擠壓(ya)機(ji)進行二次擠壓(ya)造粒。粒料(liao)經風送系統(tong)送往成品儲(chu)槽(cao)。
5. 包(bao)裝系統(tong)
成品粒(li)料經風送(song)至包(bao)裝(zhuang)料斗，經粉末捕(bu)集與除鐵器后送(song)至自動包(bao)裝(zhuang)機稱(cheng)量包(bao)裝(zhuang)，然后送(song)至產品倉(cang)庫。
三、介質特點
聚(ju)乙烯(xi)(xi)的(de)生產工(gong)藝條件比較緩和(he)，即主系統的(de)操作壓力(li)和(he)溫度都不是很高(gao)，而且主工(gong)藝物料（如乙烯(xi)(xi)和(he)聚(ju)乙烯(xi)(xi)）也沒有較強的(de)腐蝕性和(he)毒性。
四、乙烯裂解(jie)裝(zhuang)置的配(pei)管設計
主(zhu)要是對(dui)裂解爐、塔、換熱器、罐(guan)、泵、壓縮機(ji)等設(she)備(bei)的配管設(she)計。
