一(yi)、裝置簡介
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。
我國從20世紀70年代開始引進(jin)兩套高(gao)壓(ya)聚乙烯(xi)(xi)生(sheng)產線，一套采用高(gao)壓(ya)釜(fu)式法(fa)，雙釜(fu)串聯；另一套采用高(gao)壓(ya)管式法(fa)生(sheng)產高(gao)壓(ya)聚乙烯(xi)(xi)。隨后又引進(jin)了齊(qi)格勒(le)催化(hua)劑法(fa)等生(sheng)產低壓(ya)聚乙烯(xi)(xi)。
二、典型聚乙烯(xi)裝置的工藝及(ji)特點
聚(ju)乙(yi)烯的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)有高(gao)壓(ya)法(fa)(fa)、中壓(ya)法(fa)(fa)、低(di)(di)壓(ya)法(fa)(fa)三(san)種。高(gao)壓(ya)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)低(di)(di)密度聚(ju)乙(yi)烯。由于這(zhe)種方(fang)法(fa)(fa)開發得早，用這(zhe)種方(fang)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)(de)聚(ju)乙(yi)烯至今(jin)仍占據了(le)聚(ju)乙(yi)烯產(chan)(chan)(chan)(chan)品市(shi)場的(de)(de)很(hen)大比例(li)。但隨著生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)技術和(he)催化劑(ji)的(de)(de)不斷(duan)改(gai)進，各種低(di)(di)壓(ya)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)藝發展很(hen)快。低(di)(di)壓(ya)法(fa)(fa)又分(fen)為淤漿法(fa)(fa)、溶液(ye)法(fa)(fa)和(he)氣相(xiang)法(fa)(fa)。淤漿法(fa)(fa)主要用于生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)高(gao)密度聚(ju)乙(yi)烯，而溶液(ye)法(fa)(fa)和(he)氣相(xiang)法(fa)(fa)除了(le)可以生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)高(gao)密度聚(ju)乙(yi)烯外，加人共(gong)聚(ju)單體，改(gai)變控制條(tiao)件后，還可生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)中、低(di)(di)密度聚(ju)乙(yi)烯。
圖(tu)2.15和圖(tu)2.16所示(shi)(shi)的(de)是典型聚乙(yi)烯裝置的(de)工藝流程示(shi)(shi)意圖(tu)。
我國目前(qian)較多(duo)采用齊格勒催化(hua)劑淤(yu)漿法生(sheng)產(chan)聚乙(yi)烯。某項目高密度聚乙(yi)烯裝置工藝，大致可分為五個部分，即壓縮系(xi)統(tong)(tong)、聚合系(xi)統(tong)(tong)、分離(li)和造粒系(xi)統(tong)(tong)、混合和加工系(xi)統(tong)(tong)、包裝系(xi)統(tong)(tong)。
1. 壓縮系(xi)統該系(xi)統
包(bao)括原料儲(chu)存、原料凈化(hua)、一(yi)次壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)和(he)二(er)次壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)等部分(fen)。來自界區外的原料，包(bao)括乙(yi)烯(xi)、1-丁烯(xi)、異丁烷和(he)氫氣、氮氣等在精制(zhi)后進入(ru)一(yi)級(ji)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機升壓(ya)(ya)，與(yu)循環乙(yi)烯(xi)混合后再(zai)進入(ru)二(er)級(ji)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)。再(zai)經換(huan)(huan)熱(re)器(qi)換(huan)(huan)熱(re)，送入(ru)反(fan)應系統進行聚合。
2. 聚合系統(tong)
反應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)是工藝的(de)核(he)心部分，由(you)兩臺雙(shuang)環管反應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)組成，兩臺反應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)串聯運(yun)行。聚(ju)合(he)反應(ying)(ying)(ying)在(zai)以(yi)異丁烷為稀釋(shi)劑(ji)的(de)淤漿(jiang)中(zhong)進行，經活化(hua)的(de)鉻系催化(hua)劑(ji)和其他(ta)化(hua)學品(pin)以(yi)液相注入反應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)，某些專(zhuan)利工藝的(de)生(sheng)產(chan)過程中(zhong)還需注入氫氣(qi)。乙烯和共(gong)聚(ju)單(dan)體在(zai)環管中(zhong)聚(ju)合(he)生(sheng)成粉料，軸流泵使反應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)中(zhong)的(de)淤漿(jiang)高(gao)速(su)循環。聚(ju)合(he)反應(ying)(ying)(ying)產(chan)生(sheng)的(de)熱量(liang)由(you)夾套(tao)冷卻水(shui)帶走(zou)。夾套(tao)冷卻水(shui)為閉路(lu)循環，可(ke)控制反應(ying)(ying)(ying)溫(wen)度。當需要生(sheng)產(chan)雙(shuang)峰產(chan)品(pin)時，通過中(zhong)間處理單(dan)元(yuan)來(lai)創造不同的(de)反應(ying)(ying)(ying)條件，以(yi)生(sheng)成不同性(xing)能分布的(de)聚(ju)乙烯產(chan)品(pin)。反應(ying)(ying)(ying)后的(de)物料冷卻后送往高(gao)壓分離器(qi)(qi)進行分離。
3. 分(fen)離(li)和造(zao)粒(li)系統
從反應器(qi)出(chu)(chu)來的(de)(de)淤漿在(zai)高(gao)壓(ya)分(fen)離(li)器(qi)中(zhong)(zhong)分(fen)離(li)出(chu)(chu)未聚(ju)合(he)的(de)(de)乙烯(xi)(xi)，然后送(song)(song)入低(di)壓(ya)分(fen)離(li)器(qi)進(jin)(jin)一(yi)步使未聚(ju)合(he)的(de)(de)乙烯(xi)(xi)與聚(ju)合(he)物(wu)(wu)進(jin)(jin)行分(fen)離(li)。剩下的(de)(de)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)經濃縮提(ti)濃并加(jia)(jia)熱后在(zai)高(gao)壓(ya)閃蒸罐(guan)脫(tuo)除(chu)絕(jue)大部分(fen)的(de)(de)稀(xi)釋劑(ji)(ji)(ji)。底部粉料送(song)(song)低(di)壓(ya)閃蒸罐(guan)進(jin)(jin)一(yi)步脫(tuo)除(chu)微量(liang)稀(xi)釋劑(ji)(ji)(ji)，脫(tuo)氣(qi)后的(de)(de)粉料借助重力(li)經質量(liang)流(liu)量(liang)計計量(liang)后進(jin)(jin)入螺桿輸(shu)送(song)(song)機(ji)。同時，將添加(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)按配比均勻地加(jia)(jia)入螺桿輸(shu)送(song)(song)機(ji)中(zhong)(zhong)。螺桿輸(shu)送(song)(song)機(ji)將粉料及添加(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)輸(shu)送(song)(song)到擠壓(ya)造(zao)粒(li)機(ji)中(zhong)(zhong)進(jin)(jin)行造(zao)粒(li)。
4. 混合(he)和加工系統
為改(gai)善產品的濁度和成(cheng)(cheng)膜性，從擠壓機(ji)出來的粒(li)料(liao)(liao)經(jing)脫(tuo)水、干燥后，風送(song)至摻混(hun)(hun)(hun)料(liao)(liao)倉(cang)(cang)，粒(li)料(liao)(liao)在摻混(hun)(hun)(hun)料(liao)(liao)倉(cang)(cang)中混(hun)(hun)(hun)合均化(hua)(hua)，再送(song)至均化(hua)(hua)擠壓機(ji)進行二次(ci)擠壓造粒(li)。粒(li)料(liao)(liao)經(jing)風送(song)系統送(song)往(wang)成(cheng)(cheng)品儲槽。
5. 包裝(zhuang)系(xi)統
成品粒(li)料(liao)經風送(song)至(zhi)包(bao)(bao)裝料(liao)斗，經粉(fen)末捕集與(yu)除鐵器后送(song)至(zhi)自動包(bao)(bao)裝機稱量包(bao)(bao)裝，然后送(song)至(zhi)產品倉庫。
三、介質特點
聚(ju)乙烯的(de)生(sheng)產工(gong)(gong)藝(yi)條件比(bi)較(jiao)緩和，即主系統的(de)操作壓力(li)和溫度都不是(shi)很高，而且主工(gong)(gong)藝(yi)物料（如乙烯和聚(ju)乙烯）也沒(mei)有較(jiao)強的(de)腐蝕性(xing)和毒性(xing)。
四、乙烯裂(lie)解裝置的配管設計(ji)
主要是對(dui)裂解爐、塔、換熱器、罐、泵、壓縮機等設備的配管設計。
