一、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70年代開(kai)始引(yin)(yin)進兩(liang)套高壓(ya)(ya)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)生(sheng)產線(xian)，一(yi)套采用高壓(ya)(ya)釜式(shi)法，雙釜串聯；另一(yi)套采用高壓(ya)(ya)管(guan)式(shi)法生(sheng)產高壓(ya)(ya)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)。隨后(hou)又(you)引(yin)(yin)進了齊格(ge)勒催化劑法等生(sheng)產低壓(ya)(ya)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)。
二(er)、典型(xing)聚乙烯裝置(zhi)的工(gong)藝及特點
聚(ju)乙烯(xi)的(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)有高(gao)(gao)壓法(fa)(fa)、中(zhong)壓法(fa)(fa)、低(di)(di)壓法(fa)(fa)三(san)種(zhong)(zhong)。高(gao)(gao)壓法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)低(di)(di)密(mi)(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)。由于這種(zhong)(zhong)方法(fa)(fa)開發得早，用這種(zhong)(zhong)方法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)聚(ju)乙烯(xi)至今仍占據了聚(ju)乙烯(xi)產(chan)(chan)(chan)品市場的(de)很(hen)大比例。但隨(sui)著生(sheng)產(chan)(chan)(chan)技術(shu)和催化劑的(de)不(bu)斷改進，各(ge)種(zhong)(zhong)低(di)(di)壓法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工藝發展很(hen)快(kuai)。低(di)(di)壓法(fa)(fa)又(you)分為(wei)淤漿法(fa)(fa)、溶液法(fa)(fa)和氣相法(fa)(fa)。淤漿法(fa)(fa)主要(yao)用于生(sheng)產(chan)(chan)(chan)高(gao)(gao)密(mi)(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)，而溶液法(fa)(fa)和氣相法(fa)(fa)除(chu)了可以(yi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)高(gao)(gao)密(mi)(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)外，加人共(gong)聚(ju)單體，改變控制條(tiao)件后，還(huan)可生(sheng)產(chan)(chan)(chan)中(zhong)、低(di)(di)密(mi)(mi)度(du)聚(ju)乙烯(xi)。
圖2.15和圖2.16所示的是典型聚(ju)乙烯裝置的工藝流程示意圖。
我國目前較(jiao)多采用齊格勒(le)催化劑淤漿(jiang)法生產聚(ju)乙烯(xi)。某(mou)項目高密度聚(ju)乙烯(xi)裝(zhuang)置工藝，大致(zhi)可分為五(wu)個部分，即壓縮系(xi)(xi)統、聚(ju)合系(xi)(xi)統、分離和(he)造粒(li)系(xi)(xi)統、混合和(he)加工系(xi)(xi)統、包(bao)裝(zhuang)系(xi)(xi)統。
1. 壓縮系(xi)統該(gai)系(xi)統
包(bao)括(kuo)原(yuan)料儲存、原(yuan)料凈化(hua)、一次(ci)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)和二(er)次(ci)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)等部分。來(lai)自界區外的原(yuan)料，包(bao)括(kuo)乙烯(xi)、1-丁(ding)(ding)烯(xi)、異丁(ding)(ding)烷和氫氣、氮氣等在(zai)精制后進入(ru)(ru)一級壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機升壓(ya)(ya)，與循(xun)環乙烯(xi)混(hun)合(he)后再(zai)進入(ru)(ru)二(er)級壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)。再(zai)經換(huan)熱器換(huan)熱，送入(ru)(ru)反應系統(tong)進行聚合(he)。
2. 聚合系(xi)統(tong)
反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)是工藝的(de)(de)核(he)心部分，由兩臺雙環(huan)管(guan)(guan)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)組成，兩臺反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)串(chuan)聯運行(xing)。聚(ju)合(he)(he)反(fan)(fan)應(ying)在以(yi)異丁烷(wan)為(wei)稀釋劑的(de)(de)淤漿(jiang)中(zhong)(zhong)進行(xing)，經活化的(de)(de)鉻系催化劑和其他化學品以(yi)液相(xiang)注入(ru)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)，某些專利工藝的(de)(de)生產(chan)過程(cheng)中(zhong)(zhong)還需(xu)注入(ru)氫氣。乙烯和共聚(ju)單體在環(huan)管(guan)(guan)中(zhong)(zhong)聚(ju)合(he)(he)生成粉料(liao)，軸流泵使反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)淤漿(jiang)高速循環(huan)。聚(ju)合(he)(he)反(fan)(fan)應(ying)產(chan)生的(de)(de)熱(re)量由夾套冷(leng)卻水帶走。夾套冷(leng)卻水為(wei)閉(bi)路循環(huan)，可(ke)控制反(fan)(fan)應(ying)溫度。當(dang)需(xu)要(yao)生產(chan)雙峰產(chan)品時，通過中(zhong)(zhong)間處理單元(yuan)來創造不同(tong)的(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)條件，以(yi)生成不同(tong)性能分布的(de)(de)聚(ju)乙烯產(chan)品。反(fan)(fan)應(ying)后的(de)(de)物料(liao)冷(leng)卻后送往高壓(ya)分離(li)器(qi)(qi)進行(xing)分離(li)。
3. 分(fen)離和造粒系(xi)統
從反應器出(chu)來(lai)的(de)(de)淤漿在高壓分(fen)離(li)(li)器中分(fen)離(li)(li)出(chu)未聚(ju)合(he)的(de)(de)乙(yi)烯(xi)，然后送(song)(song)(song)入低壓分(fen)離(li)(li)器進(jin)(jin)一步(bu)使未聚(ju)合(he)的(de)(de)乙(yi)烯(xi)與聚(ju)合(he)物進(jin)(jin)行(xing)分(fen)離(li)(li)。剩下的(de)(de)聚(ju)合(he)物經濃縮提濃并加(jia)熱后在高壓閃蒸罐(guan)脫(tuo)除絕(jue)大(da)部分(fen)的(de)(de)稀(xi)釋劑(ji)。底部粉料(liao)送(song)(song)(song)低壓閃蒸罐(guan)進(jin)(jin)一步(bu)脫(tuo)除微(wei)量稀(xi)釋劑(ji)，脫(tuo)氣(qi)后的(de)(de)粉料(liao)借助重力(li)經質量流量計(ji)計(ji)量后進(jin)(jin)入螺(luo)(luo)桿輸送(song)(song)(song)機(ji)(ji)。同時，將(jiang)添加(jia)劑(ji)按(an)配比均勻(yun)地加(jia)入螺(luo)(luo)桿輸送(song)(song)(song)機(ji)(ji)中。螺(luo)(luo)桿輸送(song)(song)(song)機(ji)(ji)將(jiang)粉料(liao)及添加(jia)劑(ji)輸送(song)(song)(song)到擠壓造粒(li)機(ji)(ji)中進(jin)(jin)行(xing)造粒(li)。
4. 混(hun)合和加工(gong)系統
為改善(shan)產(chan)品的濁度和成膜性，從擠壓(ya)(ya)機出(chu)來的粒(li)料經脫水、干燥后，風送至(zhi)摻混(hun)料倉，粒(li)料在摻混(hun)料倉中混(hun)合均化，再送至(zhi)均化擠壓(ya)(ya)機進(jin)行(xing)二次擠壓(ya)(ya)造粒(li)。粒(li)料經風送系(xi)統送往成品儲槽。
5. 包裝系(xi)統
成品粒料經風(feng)送(song)至(zhi)包裝(zhuang)料斗，經粉(fen)末捕集與除鐵器后送(song)至(zhi)自動包裝(zhuang)機稱量包裝(zhuang)，然后送(song)至(zhi)產(chan)品倉庫。
三(san)、介質特(te)點
聚乙烯(xi)(xi)的生(sheng)產工(gong)(gong)藝(yi)(yi)條件比(bi)較緩和(he)，即主系統的操作(zuo)壓(ya)力和(he)溫度都不(bu)是(shi)很高(gao)，而且主工(gong)(gong)藝(yi)(yi)物料（如乙烯(xi)(xi)和(he)聚乙烯(xi)(xi)）也沒有(you)較強的腐蝕性和(he)毒性。
四、乙烯裂解裝(zhuang)置的配管設計(ji)
主要是對裂解(jie)爐、塔、換熱器(qi)、罐(guan)、泵、壓縮機等(deng)設備的配管設計(ji)。
