一、裝(zhuang)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(kai)始(shi)引進兩套(tao)(tao)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)聚(ju)乙(yi)烯(xi)生產線(xian)，一套(tao)(tao)采用(yong)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)釜式法，雙釜串聯；另一套(tao)(tao)采用(yong)高(gao)(gao)壓(ya)(ya)管式法生產高(gao)(gao)壓(ya)(ya)聚(ju)乙(yi)烯(xi)。隨后又引進了(le)齊格勒催化(hua)劑(ji)法等生產低壓(ya)(ya)聚(ju)乙(yi)烯(xi)。
二、典型聚乙烯(xi)裝置的(de)工藝及(ji)特點
聚乙(yi)(yi)烯的生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)有高壓(ya)法(fa)(fa)(fa)、中壓(ya)法(fa)(fa)(fa)、低(di)壓(ya)法(fa)(fa)(fa)三種。高壓(ya)法(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)低(di)密度聚乙(yi)(yi)烯。由于這種方(fang)法(fa)(fa)(fa)開發得早，用這種方(fang)法(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)的聚乙(yi)(yi)烯至今(jin)仍占(zhan)據(ju)了聚乙(yi)(yi)烯產(chan)(chan)(chan)品市(shi)場的很大比例。但隨著生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)技(ji)術和(he)催化(hua)劑的不斷改(gai)進，各種低(di)壓(ya)法(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)工藝發展很快。低(di)壓(ya)法(fa)(fa)(fa)又分為(wei)淤漿法(fa)(fa)(fa)、溶液(ye)法(fa)(fa)(fa)和(he)氣(qi)相法(fa)(fa)(fa)。淤漿法(fa)(fa)(fa)主要(yao)用于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)高密度聚乙(yi)(yi)烯，而溶液(ye)法(fa)(fa)(fa)和(he)氣(qi)相法(fa)(fa)(fa)除(chu)了可(ke)以(yi)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)高密度聚乙(yi)(yi)烯外，加人共聚單體，改(gai)變控(kong)制條(tiao)件后，還可(ke)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)中、低(di)密度聚乙(yi)(yi)烯。
圖(tu)2.15和圖(tu)2.16所示的是典型(xing)聚乙烯裝(zhuang)置(zhi)的工藝流程示意圖(tu)。
我國目前較多采(cai)用齊格勒催化劑淤漿法生產聚乙烯。某項目高密度(du)聚乙烯裝置工藝，大致可分(fen)為五個部分(fen)，即壓縮系(xi)統(tong)、聚合(he)(he)系(xi)統(tong)、分(fen)離和造粒系(xi)統(tong)、混合(he)(he)和加工系(xi)統(tong)、包(bao)裝系(xi)統(tong)。
1. 壓縮系統該系統
包括原(yuan)料儲存、原(yuan)料凈化、一(yi)次壓縮(suo)和二次壓縮(suo)等部分(fen)。來(lai)自界區外的原(yuan)料，包括乙烯(xi)、1-丁烯(xi)、異(yi)丁烷(wan)和氫(qing)氣、氮氣等在精制后進入(ru)一(yi)級(ji)壓縮(suo)機(ji)升壓，與循環(huan)乙烯(xi)混(hun)合(he)后再進入(ru)二級(ji)壓縮(suo)機(ji)壓縮(suo)。再經換熱(re)器換熱(re)，送入(ru)反(fan)應系統進行聚合(he)。
2. 聚合系統(tong)
反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)是工藝(yi)的(de)核心部分(fen)(fen)(fen)，由兩(liang)臺雙(shuang)環(huan)管反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)組(zu)成，兩(liang)臺反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)串(chuan)聯運行(xing)。聚(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)在以異(yi)丁烷為稀釋劑(ji)的(de)淤漿(jiang)中(zhong)進行(xing)，經(jing)活化(hua)(hua)的(de)鉻系催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)和其他化(hua)(hua)學品以液相注(zhu)(zhu)入反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)，某(mou)些專利工藝(yi)的(de)生(sheng)產(chan)過程中(zhong)還(huan)需(xu)(xu)注(zhu)(zhu)入氫(qing)氣(qi)。乙烯和共聚(ju)(ju)單體在環(huan)管中(zhong)聚(ju)(ju)合(he)生(sheng)成粉料，軸(zhou)流(liu)泵(beng)使反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)中(zhong)的(de)淤漿(jiang)高速循環(huan)。聚(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)產(chan)生(sheng)的(de)熱量由夾套(tao)冷卻(que)水(shui)帶(dai)走。夾套(tao)冷卻(que)水(shui)為閉路循環(huan)，可(ke)控制(zhi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)溫度。當(dang)需(xu)(xu)要(yao)生(sheng)產(chan)雙(shuang)峰(feng)產(chan)品時(shi)，通過中(zhong)間處理單元來創造不(bu)同的(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)條件(jian)，以生(sheng)成不(bu)同性能(neng)分(fen)(fen)(fen)布(bu)的(de)聚(ju)(ju)乙烯產(chan)品。反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)后的(de)物料冷卻(que)后送往高壓分(fen)(fen)(fen)離(li)器(qi)進行(xing)分(fen)(fen)(fen)離(li)。
3. 分離和造粒系統(tong)
從反應器出來的(de)(de)(de)淤(yu)漿在高(gao)(gao)壓(ya)分離(li)器中(zhong)分離(li)出未(wei)(wei)聚(ju)合的(de)(de)(de)乙烯(xi)，然后(hou)(hou)送(song)入低壓(ya)分離(li)器進(jin)(jin)一步使未(wei)(wei)聚(ju)合的(de)(de)(de)乙烯(xi)與聚(ju)合物進(jin)(jin)行(xing)(xing)分離(li)。剩下(xia)的(de)(de)(de)聚(ju)合物經(jing)(jing)濃縮提濃并加熱后(hou)(hou)在高(gao)(gao)壓(ya)閃蒸(zheng)罐脫除絕大部分的(de)(de)(de)稀釋劑。底部粉(fen)(fen)料送(song)低壓(ya)閃蒸(zheng)罐進(jin)(jin)一步脫除微量(liang)(liang)稀釋劑，脫氣后(hou)(hou)的(de)(de)(de)粉(fen)(fen)料借助(zhu)重力經(jing)(jing)質量(liang)(liang)流量(liang)(liang)計計量(liang)(liang)后(hou)(hou)進(jin)(jin)入螺桿(gan)輸(shu)送(song)機(ji)。同時，將(jiang)添(tian)加劑按配比均勻地加入螺桿(gan)輸(shu)送(song)機(ji)中(zhong)。螺桿(gan)輸(shu)送(song)機(ji)將(jiang)粉(fen)(fen)料及添(tian)加劑輸(shu)送(song)到(dao)擠壓(ya)造(zao)粒機(ji)中(zhong)進(jin)(jin)行(xing)(xing)造(zao)粒。
4. 混合和加工系統
為改善(shan)產(chan)品(pin)的(de)濁度和成膜性，從擠(ji)壓機(ji)出來的(de)粒(li)料(liao)經(jing)脫水、干燥后，風送(song)至(zhi)摻混(hun)料(liao)倉，粒(li)料(liao)在(zai)摻混(hun)料(liao)倉中(zhong)混(hun)合均化，再送(song)至(zhi)均化擠(ji)壓機(ji)進行二次擠(ji)壓造粒(li)。粒(li)料(liao)經(jing)風送(song)系統送(song)往成品(pin)儲槽。
5. 包裝系統
成品(pin)粒料經風送至(zhi)包裝(zhuang)料斗，經粉末捕(bu)集與(yu)除鐵器后(hou)送至(zhi)自動包裝(zhuang)機(ji)稱量(liang)包裝(zhuang)，然后(hou)送至(zhi)產品(pin)倉庫。
三、介質(zhi)特點
聚乙烯(xi)的(de)生(sheng)產工藝(yi)條(tiao)件比較緩(huan)和，即主(zhu)系(xi)統(tong)的(de)操(cao)作(zuo)壓力(li)和溫度都不(bu)是很高，而(er)且主(zhu)工藝(yi)物料（如乙烯(xi)和聚乙烯(xi)）也沒有較強的(de)腐蝕(shi)性和毒性。
四(si)、乙(yi)烯(xi)裂解裝置(zhi)的配管設計
主(zhu)要是對裂解爐、塔(ta)、換熱(re)器、罐、泵(beng)、壓縮機等設備(bei)的配管設計。
