一、裝置(zhi)簡介
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(wo)國(guo)從20世紀70年(nian)代開始引(yin)進兩套(tao)高壓(ya)聚乙(yi)烯(xi)(xi)生產(chan)(chan)線(xian)，一(yi)套(tao)采(cai)用高壓(ya)釜式法(fa)，雙釜串(chuan)聯；另一(yi)套(tao)采(cai)用高壓(ya)管式法(fa)生產(chan)(chan)高壓(ya)聚乙(yi)烯(xi)(xi)。隨后又引(yin)進了齊格勒催化劑(ji)法(fa)等生產(chan)(chan)低壓(ya)聚乙(yi)烯(xi)(xi)。
二(er)、典(dian)型聚(ju)乙烯裝置的工藝及特點
聚(ju)乙(yi)烯(xi)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)有高壓(ya)法(fa)、中壓(ya)法(fa)、低(di)壓(ya)法(fa)三種。高壓(ya)法(fa)生(sheng)產(chan)低(di)密(mi)度(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)。由于(yu)這(zhe)種方法(fa)開發得早，用(yong)這(zhe)種方法(fa)生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)聚(ju)乙(yi)烯(xi)至今仍占據了(le)聚(ju)乙(yi)烯(xi)產(chan)品市場的(de)(de)(de)很(hen)大比例。但隨著(zhu)生(sheng)產(chan)技術和(he)催化劑的(de)(de)(de)不斷改進，各種低(di)壓(ya)法(fa)生(sheng)產(chan)工藝發展很(hen)快。低(di)壓(ya)法(fa)又(you)分(fen)為(wei)淤漿法(fa)、溶(rong)液法(fa)和(he)氣相法(fa)。淤漿法(fa)主要用(yong)于(yu)生(sheng)產(chan)高密(mi)度(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)，而溶(rong)液法(fa)和(he)氣相法(fa)除了(le)可以(yi)生(sheng)產(chan)高密(mi)度(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)外，加(jia)人共聚(ju)單體，改變控制條(tiao)件(jian)后，還可生(sheng)產(chan)中、低(di)密(mi)度(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)。
圖(tu)2.15和圖(tu)2.16所示的是(shi)典型(xing)聚乙(yi)烯裝置(zhi)的工藝流程(cheng)示意圖(tu)。
我國目(mu)(mu)前(qian)較多采用齊格(ge)勒催化劑(ji)淤漿法(fa)生(sheng)產聚乙(yi)烯(xi)。某項目(mu)(mu)高密度聚乙(yi)烯(xi)裝置工(gong)藝，大致可分為五個部分，即壓縮系(xi)統(tong)、聚合(he)系(xi)統(tong)、分離和(he)造(zao)粒系(xi)統(tong)、混合(he)和(he)加工(gong)系(xi)統(tong)、包(bao)裝系(xi)統(tong)。
1. 壓縮系統該系統
包(bao)括(kuo)原(yuan)料(liao)儲存、原(yuan)料(liao)凈(jing)化、一次(ci)壓(ya)縮和二次(ci)壓(ya)縮等部分。來自界區外的原(yuan)料(liao)，包(bao)括(kuo)乙烯、1-丁烯、異丁烷和氫氣、氮氣等在精制(zhi)后(hou)進(jin)入(ru)一級壓(ya)縮機升壓(ya)，與循環(huan)乙烯混合后(hou)再進(jin)入(ru)二級壓(ya)縮機壓(ya)縮。再經換熱器(qi)換熱，送入(ru)反應系統進(jin)行聚(ju)合。
2. 聚合系統
反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)是工藝的(de)(de)核心部分，由兩臺(tai)(tai)雙環管(guan)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)組成(cheng)，兩臺(tai)(tai)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)串(chuan)聯運行。聚合反(fan)(fan)應(ying)在以異(yi)丁烷(wan)為(wei)稀釋劑的(de)(de)淤漿中進行，經(jing)活化的(de)(de)鉻系催化劑和其他化學品以液相注入反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)，某些專利(li)工藝的(de)(de)生產(chan)過程中還需注入氫氣。乙(yi)烯(xi)和共聚單體在環管(guan)中聚合生成(cheng)粉料，軸(zhou)流泵使反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)淤漿高速循(xun)環。聚合反(fan)(fan)應(ying)產(chan)生的(de)(de)熱量由夾套(tao)冷(leng)卻水(shui)(shui)帶走。夾套(tao)冷(leng)卻水(shui)(shui)為(wei)閉路循(xun)環，可控(kong)制反(fan)(fan)應(ying)溫度(du)。當需要生產(chan)雙峰(feng)產(chan)品時，通(tong)過中間處理單元(yuan)來創造不同的(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)條件(jian)，以生成(cheng)不同性(xing)能分布的(de)(de)聚乙(yi)烯(xi)產(chan)品。反(fan)(fan)應(ying)后的(de)(de)物料冷(leng)卻后送往高壓分離(li)器(qi)(qi)(qi)(qi)進行分離(li)。
3. 分離和(he)造(zao)粒系統
從反(fan)應器出來的(de)(de)淤(yu)漿在高壓分(fen)(fen)離器中分(fen)(fen)離出未(wei)聚合的(de)(de)乙烯，然(ran)后(hou)送(song)(song)(song)入(ru)低壓分(fen)(fen)離器進一步(bu)使未(wei)聚合的(de)(de)乙烯與聚合物進行分(fen)(fen)離。剩(sheng)下(xia)的(de)(de)聚合物經濃縮提濃并加熱(re)后(hou)在高壓閃(shan)蒸罐脫(tuo)除(chu)絕大部分(fen)(fen)的(de)(de)稀釋劑(ji)。底部粉(fen)料送(song)(song)(song)低壓閃(shan)蒸罐進一步(bu)脫(tuo)除(chu)微量(liang)稀釋劑(ji)，脫(tuo)氣(qi)后(hou)的(de)(de)粉(fen)料借(jie)助重(zhong)力經質量(liang)流(liu)量(liang)計計量(liang)后(hou)進入(ru)螺桿輸送(song)(song)(song)機。同時(shi)，將(jiang)添(tian)加劑(ji)按(an)配比均勻(yun)地(di)加入(ru)螺桿輸送(song)(song)(song)機中。螺桿輸送(song)(song)(song)機將(jiang)粉(fen)料及添(tian)加劑(ji)輸送(song)(song)(song)到擠(ji)壓造(zao)粒機中進行造(zao)粒。
4. 混(hun)合和加(jia)工系統
為改善產(chan)品的濁度和成(cheng)膜性，從擠(ji)壓(ya)機(ji)出來的粒料經脫(tuo)水、干(gan)燥后，風送至摻混料倉，粒料在(zai)摻混料倉中混合均化，再(zai)送至均化擠(ji)壓(ya)機(ji)進(jin)行二次擠(ji)壓(ya)造(zao)粒。粒料經風送系統送往成(cheng)品儲槽。
5. 包裝系統(tong)
成品(pin)(pin)粒料經(jing)風送至包(bao)裝料斗，經(jing)粉(fen)末捕集與除鐵(tie)器后(hou)送至自(zi)動包(bao)裝機稱量包(bao)裝，然后(hou)送至產品(pin)(pin)倉庫。
三、介質(zhi)特點
聚乙(yi)烯的(de)生產(chan)工藝條件比較(jiao)緩和(he)，即主(zhu)系統的(de)操作(zuo)壓力(li)和(he)溫(wen)度都(dou)不是(shi)很高，而且主(zhu)工藝物(wu)料（如(ru)乙(yi)烯和(he)聚乙(yi)烯）也(ye)沒有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)腐蝕性和(he)毒性。
四、乙(yi)烯裂(lie)解裝置的配管設計
主要是對裂(lie)解爐、塔(ta)、換熱器、罐、泵(beng)、壓縮(suo)機等設(she)備的配管設(she)計。
