一(yi)、裝(zhuang)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)國從20世(shi)紀70年(nian)代開始引(yin)進兩套(tao)(tao)高(gao)壓(ya)聚(ju)乙(yi)烯生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)線，一套(tao)(tao)采用高(gao)壓(ya)釜(fu)式法，雙釜(fu)串聯；另一套(tao)(tao)采用高(gao)壓(ya)管式法生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)高(gao)壓(ya)聚(ju)乙(yi)烯。隨后(hou)又引(yin)進了齊格勒催化劑法等(deng)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)低壓(ya)聚(ju)乙(yi)烯。
二(er)、典型聚乙烯裝置的工藝及特點
聚(ju)乙烯(xi)的(de)生(sheng)產(chan)有高壓法(fa)(fa)、中壓法(fa)(fa)、低(di)(di)壓法(fa)(fa)三種。高壓法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)低(di)(di)密(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)。由于這(zhe)(zhe)種方(fang)法(fa)(fa)開發得早，用這(zhe)(zhe)種方(fang)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)的(de)聚(ju)乙烯(xi)至今仍占據了(le)聚(ju)乙烯(xi)產(chan)品市場的(de)很大比例(li)。但(dan)隨著(zhu)生(sheng)產(chan)技(ji)術和(he)催(cui)化劑(ji)的(de)不斷改進，各(ge)種低(di)(di)壓法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)工藝發展(zhan)很快。低(di)(di)壓法(fa)(fa)又分為淤(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)、溶(rong)液法(fa)(fa)和(he)氣(qi)(qi)相法(fa)(fa)。淤(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)主要(yao)用于生(sheng)產(chan)高密(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)，而溶(rong)液法(fa)(fa)和(he)氣(qi)(qi)相法(fa)(fa)除了(le)可以生(sheng)產(chan)高密(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)外，加人(ren)共聚(ju)單體，改變控制條件后，還可生(sheng)產(chan)中、低(di)(di)密(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)。
圖2.15和圖2.16所示(shi)的(de)是(shi)典型(xing)聚乙烯裝置的(de)工藝流程示(shi)意圖。
我國目前較多采用齊格(ge)勒催化劑淤漿(jiang)法生產聚乙烯。某(mou)項(xiang)目高密度聚乙烯裝(zhuang)置工藝，大致(zhi)可分(fen)為五個部分(fen)，即壓縮(suo)系(xi)統、聚合系(xi)統、分(fen)離和造粒(li)系(xi)統、混合和加工系(xi)統、包(bao)裝(zhuang)系(xi)統。
1. 壓縮系(xi)統該系(xi)統
包括原(yuan)料(liao)儲存、原(yuan)料(liao)凈化、一次(ci)壓(ya)(ya)縮(suo)和(he)二次(ci)壓(ya)(ya)縮(suo)等部分。來自(zi)界區外的(de)原(yuan)料(liao)，包括乙烯(xi)、1-丁烯(xi)、異丁烷和(he)氫(qing)氣、氮氣等在精(jing)制后(hou)進入(ru)一級(ji)壓(ya)(ya)縮(suo)機升壓(ya)(ya)，與(yu)循環乙烯(xi)混(hun)合后(hou)再(zai)進入(ru)二級(ji)壓(ya)(ya)縮(suo)機壓(ya)(ya)縮(suo)。再(zai)經換熱器換熱，送(song)入(ru)反應(ying)系統進行聚(ju)合。
2. 聚合系統
反(fan)(fan)應(ying)(ying)器是工藝的(de)(de)核心部分(fen)(fen)，由(you)兩(liang)臺(tai)雙(shuang)環(huan)管反(fan)(fan)應(ying)(ying)器組成，兩(liang)臺(tai)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器串聯(lian)運行。聚(ju)合反(fan)(fan)應(ying)(ying)在(zai)以(yi)異丁烷為稀釋劑(ji)的(de)(de)淤漿(jiang)中(zhong)進行，經活化(hua)的(de)(de)鉻系(xi)催化(hua)劑(ji)和(he)其(qi)他化(hua)學品以(yi)液相(xiang)注(zhu)入反(fan)(fan)應(ying)(ying)器，某些專利(li)工藝的(de)(de)生產過程中(zhong)還需注(zhu)入氫(qing)氣。乙烯和(he)共聚(ju)單體(ti)在(zai)環(huan)管中(zhong)聚(ju)合生成粉(fen)料，軸流泵(beng)使反(fan)(fan)應(ying)(ying)器中(zhong)的(de)(de)淤漿(jiang)高速循環(huan)。聚(ju)合反(fan)(fan)應(ying)(ying)產生的(de)(de)熱量由(you)夾套冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)帶(dai)走。夾套冷(leng)卻(que)水(shui)(shui)為閉路(lu)循環(huan)，可控制反(fan)(fan)應(ying)(ying)溫度。當需要生產雙(shuang)峰產品時，通過中(zhong)間(jian)處(chu)理(li)單元來創造不同的(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)條件(jian)，以(yi)生成不同性(xing)能(neng)分(fen)(fen)布的(de)(de)聚(ju)乙烯產品。反(fan)(fan)應(ying)(ying)后(hou)的(de)(de)物(wu)料冷(leng)卻(que)后(hou)送往高壓分(fen)(fen)離(li)器進行分(fen)(fen)離(li)。
3. 分離和造粒(li)系統
從反應(ying)器出來的(de)(de)(de)淤漿在高(gao)壓(ya)分離(li)器中(zhong)分離(li)出未聚(ju)合的(de)(de)(de)乙(yi)烯，然后送(song)(song)(song)入低壓(ya)分離(li)器進(jin)一步使未聚(ju)合的(de)(de)(de)乙(yi)烯與聚(ju)合物進(jin)行分離(li)。剩下(xia)的(de)(de)(de)聚(ju)合物經濃(nong)縮提濃(nong)并加熱后在高(gao)壓(ya)閃蒸(zheng)罐脫(tuo)除絕大部分的(de)(de)(de)稀釋劑(ji)(ji)。底部粉料送(song)(song)(song)低壓(ya)閃蒸(zheng)罐進(jin)一步脫(tuo)除微量(liang)稀釋劑(ji)(ji)，脫(tuo)氣(qi)后的(de)(de)(de)粉料借助重力(li)經質(zhi)量(liang)流量(liang)計(ji)計(ji)量(liang)后進(jin)入螺桿輸(shu)送(song)(song)(song)機。同時，將(jiang)添(tian)加劑(ji)(ji)按配比均勻(yun)地加入螺桿輸(shu)送(song)(song)(song)機中(zhong)。螺桿輸(shu)送(song)(song)(song)機將(jiang)粉料及添(tian)加劑(ji)(ji)輸(shu)送(song)(song)(song)到擠(ji)壓(ya)造粒機中(zhong)進(jin)行造粒。
4. 混合(he)和加(jia)工系統
為改(gai)善產品(pin)的濁度和成(cheng)膜性，從(cong)擠(ji)壓機出來的粒料經脫水、干燥后，風(feng)送至(zhi)摻混料倉(cang)，粒料在摻混料倉(cang)中混合均化，再送至(zhi)均化擠(ji)壓機進行二次擠(ji)壓造粒。粒料經風(feng)送系(xi)統送往(wang)成(cheng)品(pin)儲槽。
5. 包(bao)裝系統
成品粒料(liao)經風送(song)至包(bao)裝(zhuang)(zhuang)料(liao)斗(dou)，經粉末捕集與除(chu)鐵器(qi)后送(song)至自動(dong)包(bao)裝(zhuang)(zhuang)機稱量包(bao)裝(zhuang)(zhuang)，然后送(song)至產品倉(cang)庫(ku)。
三、介質(zhi)特點
聚(ju)乙烯(xi)的生產工藝條件比較緩和，即主系統的操(cao)作(zuo)壓力和溫(wen)度都不是很高(gao)，而且主工藝物料（如乙烯(xi)和聚(ju)乙烯(xi)）也(ye)沒有較強的腐蝕性(xing)和毒性(xing)。
四、乙烯裂解裝置的配管設計
主要是對(dui)裂解爐、塔、換熱器(qi)、罐、泵、壓縮機(ji)等設備的配管設計(ji)。
