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(guo)從20世紀70年代開始引進(jin)(jin)兩套(tao)(tao)(tao)高壓(ya)聚(ju)乙(yi)烯生(sheng)(sheng)產(chan)線，一套(tao)(tao)(tao)采(cai)用高壓(ya)釜式法(fa)(fa)，雙釜串聯；另一套(tao)(tao)(tao)采(cai)用高壓(ya)管式法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)高壓(ya)聚(ju)乙(yi)烯。隨后又引進(jin)(jin)了齊(qi)格勒催化劑法(fa)(fa)等生(sheng)(sheng)產(chan)低壓(ya)聚(ju)乙(yi)烯。
二、典型聚乙烯(xi)裝置的工藝(yi)及特點
聚(ju)乙(yi)烯(xi)的生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)有高壓法(fa)(fa)、中(zhong)壓法(fa)(fa)、低(di)壓法(fa)(fa)三種。高壓法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)低(di)密度聚(ju)乙(yi)烯(xi)。由(you)于這種方法(fa)(fa)開發得早，用(yong)這種方法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的聚(ju)乙(yi)烯(xi)至今仍占據了(le)聚(ju)乙(yi)烯(xi)產(chan)(chan)品(pin)市場的很大比例。但隨著生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)技術和催(cui)化劑的不斷改進，各種低(di)壓法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝發展很快。低(di)壓法(fa)(fa)又(you)分為淤漿(jiang)法(fa)(fa)、溶液(ye)法(fa)(fa)和氣(qi)相法(fa)(fa)。淤漿(jiang)法(fa)(fa)主要用(yong)于生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)高密度聚(ju)乙(yi)烯(xi)，而溶液(ye)法(fa)(fa)和氣(qi)相法(fa)(fa)除了(le)可以生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)高密度聚(ju)乙(yi)烯(xi)外(wai)，加人(ren)共聚(ju)單體(ti)，改變控制條(tiao)件后，還可生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)、低(di)密度聚(ju)乙(yi)烯(xi)。
圖2.15和圖2.16所示的是典型聚乙烯裝置的工藝(yi)流程(cheng)示意(yi)圖。
我國(guo)目前較多采(cai)用齊(qi)格勒催化(hua)劑淤漿(jiang)法(fa)生(sheng)產聚乙(yi)烯。某項目高密度(du)聚乙(yi)烯裝置工(gong)藝(yi)，大致可分為五(wu)個部分，即(ji)壓縮系統(tong)、聚合(he)系統(tong)、分離和造粒系統(tong)、混合(he)和加工(gong)系統(tong)、包(bao)裝系統(tong)。
1. 壓縮系(xi)統該系(xi)統
包括(kuo)原(yuan)料儲(chu)存、原(yuan)料凈化(hua)、一(yi)次壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)和二(er)次壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)等部分(fen)。來(lai)自界區(qu)外的原(yuan)料，包括(kuo)乙烯、1-丁烯、異丁烷(wan)和氫氣、氮(dan)氣等在精制后進(jin)入(ru)一(yi)級壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機(ji)升壓(ya)(ya)，與循環乙烯混合后再進(jin)入(ru)二(er)級壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)機(ji)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)。再經換熱器換熱，送入(ru)反(fan)應(ying)系統進(jin)行聚合。
2. 聚(ju)合系統
反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)是工(gong)藝(yi)的(de)核心部分(fen)，由兩臺雙(shuang)環(huan)管(guan)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)組成，兩臺反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)串聯運行。聚(ju)合反(fan)(fan)應(ying)(ying)在(zai)(zai)以(yi)異(yi)丁烷為(wei)稀釋劑(ji)的(de)淤(yu)漿中進(jin)行，經活化的(de)鉻系催(cui)化劑(ji)和其他化學(xue)品(pin)以(yi)液(ye)相(xiang)注入(ru)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)，某些專(zhuan)利工(gong)藝(yi)的(de)生(sheng)產(chan)過程中還(huan)需注入(ru)氫(qing)氣。乙烯(xi)和共(gong)聚(ju)單(dan)體在(zai)(zai)環(huan)管(guan)中聚(ju)合生(sheng)成粉料，軸流泵使反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)中的(de)淤(yu)漿高速循環(huan)。聚(ju)合反(fan)(fan)應(ying)(ying)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量由夾(jia)(jia)套冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)帶走。夾(jia)(jia)套冷(leng)(leng)卻(que)水(shui)為(wei)閉路循環(huan)，可控(kong)制反(fan)(fan)應(ying)(ying)溫度。當需要生(sheng)產(chan)雙(shuang)峰產(chan)品(pin)時，通過中間處理單(dan)元來創造(zao)不同的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)條(tiao)件，以(yi)生(sheng)成不同性(xing)能分(fen)布的(de)聚(ju)乙烯(xi)產(chan)品(pin)。反(fan)(fan)應(ying)(ying)后(hou)的(de)物料冷(leng)(leng)卻(que)后(hou)送往高壓(ya)分(fen)離器(qi)(qi)進(jin)行分(fen)離。
3. 分離和造粒系統
從反應(ying)器(qi)(qi)出(chu)(chu)來的(de)(de)(de)淤漿在高壓(ya)(ya)分離器(qi)(qi)中(zhong)分離出(chu)(chu)未(wei)聚合(he)的(de)(de)(de)乙(yi)烯，然(ran)后(hou)送(song)(song)入低壓(ya)(ya)分離器(qi)(qi)進(jin)(jin)(jin)一(yi)步使未(wei)聚合(he)的(de)(de)(de)乙(yi)烯與(yu)聚合(he)物(wu)(wu)進(jin)(jin)(jin)行分離。剩下的(de)(de)(de)聚合(he)物(wu)(wu)經濃(nong)縮提濃(nong)并加(jia)熱后(hou)在高壓(ya)(ya)閃蒸罐脫除(chu)(chu)絕大(da)部(bu)分的(de)(de)(de)稀釋(shi)(shi)劑。底部(bu)粉料送(song)(song)低壓(ya)(ya)閃蒸罐進(jin)(jin)(jin)一(yi)步脫除(chu)(chu)微量稀釋(shi)(shi)劑，脫氣后(hou)的(de)(de)(de)粉料借助重力經質量流(liu)量計(ji)計(ji)量后(hou)進(jin)(jin)(jin)入螺(luo)桿輸送(song)(song)機(ji)。同時(shi)，將(jiang)添加(jia)劑按配比均勻地加(jia)入螺(luo)桿輸送(song)(song)機(ji)中(zhong)。螺(luo)桿輸送(song)(song)機(ji)將(jiang)粉料及添加(jia)劑輸送(song)(song)到擠壓(ya)(ya)造(zao)粒機(ji)中(zhong)進(jin)(jin)(jin)行造(zao)粒。
4. 混合和加工系統
為改善產品的(de)濁度和成膜(mo)性，從(cong)擠(ji)壓機出來的(de)粒料經脫水、干燥后，風送至摻混料倉(cang)，粒料在摻混料倉(cang)中(zhong)混合均(jun)化(hua)，再送至均(jun)化(hua)擠(ji)壓機進行二次擠(ji)壓造粒。粒料經風送系(xi)統(tong)送往(wang)成品儲(chu)槽。
5. 包裝系(xi)統
成(cheng)品(pin)粒料經風送(song)至包(bao)裝(zhuang)料斗，經粉(fen)末捕集與(yu)除鐵器后送(song)至自動包(bao)裝(zhuang)機(ji)稱量包(bao)裝(zhuang)，然后送(song)至產品(pin)倉(cang)庫。
三、介質特點
聚乙烯的生產工(gong)(gong)藝條件比較(jiao)緩和，即主(zhu)系統(tong)的操作壓力和溫度都(dou)不是(shi)很高，而且主(zhu)工(gong)(gong)藝物料（如乙烯和聚乙烯）也沒有(you)較(jiao)強(qiang)的腐蝕性和毒性。
四、乙烯裂解裝置的配管(guan)設計
主要是對裂(lie)解(jie)爐、塔、換熱器、罐、泵、壓縮機(ji)等設(she)備(bei)的配管設(she)計。
