一、裝置(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。
我國從(cong)20世(shi)紀70年代開(kai)始引進兩套高(gao)壓(ya)聚(ju)乙烯(xi)生(sheng)產線，一套采(cai)(cai)用(yong)高(gao)壓(ya)釜(fu)式(shi)法，雙釜(fu)串聯(lian)；另一套采(cai)(cai)用(yong)高(gao)壓(ya)管式(shi)法生(sheng)產高(gao)壓(ya)聚(ju)乙烯(xi)。隨后又引進了齊(qi)格勒催化劑(ji)法等生(sheng)產低壓(ya)聚(ju)乙烯(xi)。
二、典型聚乙烯(xi)裝置的工藝及特點
聚(ju)乙(yi)烯(xi)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)有高壓法(fa)(fa)(fa)、中壓法(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)壓法(fa)(fa)(fa)三(san)種(zhong)。高壓法(fa)(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)低(di)(di)密(mi)(mi)(mi)度(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)。由(you)于這種(zhong)方法(fa)(fa)(fa)開發得早，用這種(zhong)方法(fa)(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)(de)聚(ju)乙(yi)烯(xi)至今仍(reng)占據了聚(ju)乙(yi)烯(xi)產(chan)(chan)(chan)品市場的(de)(de)很大比例(li)。但隨著生(sheng)產(chan)(chan)(chan)技(ji)術和(he)(he)催化劑的(de)(de)不斷改進，各種(zhong)低(di)(di)壓法(fa)(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工藝發展很快。低(di)(di)壓法(fa)(fa)(fa)又(you)分為淤漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)、溶(rong)液(ye)法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)氣(qi)相法(fa)(fa)(fa)。淤漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)主要用于生(sheng)產(chan)(chan)(chan)高密(mi)(mi)(mi)度(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)，而溶(rong)液(ye)法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)氣(qi)相法(fa)(fa)(fa)除了可以生(sheng)產(chan)(chan)(chan)高密(mi)(mi)(mi)度(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)外，加人共(gong)聚(ju)單(dan)體，改變(bian)控制條(tiao)件后(hou)，還可生(sheng)產(chan)(chan)(chan)中、低(di)(di)密(mi)(mi)(mi)度(du)聚(ju)乙(yi)烯(xi)。
圖2.15和圖2.16所(suo)示的(de)是典型聚乙烯(xi)裝置的(de)工藝流程示意(yi)圖。
我國目前(qian)較多采(cai)用齊格勒催(cui)化劑淤漿法生(sheng)產聚乙烯。某項目高(gao)密度聚乙烯裝(zhuang)置工藝，大致可分(fen)為五個部(bu)分(fen)，即(ji)壓縮系統(tong)(tong)、聚合系統(tong)(tong)、分(fen)離(li)和造(zao)粒系統(tong)(tong)、混(hun)合和加工系統(tong)(tong)、包裝(zhuang)系統(tong)(tong)。
1. 壓縮系統該系統
包括原料儲存、原料凈化、一次(ci)壓縮和(he)二次(ci)壓縮等部分。來自界(jie)區外的(de)原料，包括乙烯(xi)、1-丁烯(xi)、異(yi)丁烷和(he)氫氣、氮氣等在(zai)精(jing)制(zhi)后進(jin)入一級壓縮機升壓，與循(xun)環乙烯(xi)混(hun)合(he)后再進(jin)入二級壓縮機壓縮。再經換熱(re)器換熱(re)，送入反應系統進(jin)行聚合(he)。
2. 聚合(he)系統
反應(ying)(ying)器(qi)是工藝(yi)(yi)的(de)核心部分，由(you)兩臺雙環(huan)管反應(ying)(ying)器(qi)組(zu)成(cheng)，兩臺反應(ying)(ying)器(qi)串(chuan)聯運(yun)行(xing)。聚合反應(ying)(ying)在(zai)(zai)以異丁烷為稀釋劑(ji)的(de)淤漿中進(jin)行(xing)，經活化(hua)的(de)鉻系催(cui)化(hua)劑(ji)和其他化(hua)學品(pin)以液相(xiang)注入(ru)反應(ying)(ying)器(qi)，某(mou)些專利工藝(yi)(yi)的(de)生產(chan)過(guo)程中還需注入(ru)氫氣(qi)。乙(yi)烯和共聚單體在(zai)(zai)環(huan)管中聚合生成(cheng)粉(fen)料(liao)，軸(zhou)流泵使反應(ying)(ying)器(qi)中的(de)淤漿高速循(xun)環(huan)。聚合反應(ying)(ying)產(chan)生的(de)熱量(liang)由(you)夾套冷卻水帶走。夾套冷卻水為閉路循(xun)環(huan)，可(ke)控制反應(ying)(ying)溫度。當(dang)需要生產(chan)雙峰產(chan)品(pin)時(shi)，通過(guo)中間處理單元(yuan)來創造不(bu)同的(de)反應(ying)(ying)條件，以生成(cheng)不(bu)同性能分布(bu)的(de)聚乙(yi)烯產(chan)品(pin)。反應(ying)(ying)后(hou)的(de)物(wu)料(liao)冷卻后(hou)送往(wang)高壓分離器(qi)進(jin)行(xing)分離。
3. 分離和造粒系統(tong)
從反應器(qi)出(chu)來的(de)(de)淤漿在(zai)高壓分(fen)(fen)離器(qi)中(zhong)(zhong)分(fen)(fen)離出(chu)未(wei)聚合(he)的(de)(de)乙(yi)烯，然后(hou)送入(ru)低壓分(fen)(fen)離器(qi)進(jin)一步使未(wei)聚合(he)的(de)(de)乙(yi)烯與(yu)聚合(he)物進(jin)行(xing)分(fen)(fen)離。剩(sheng)下的(de)(de)聚合(he)物經濃(nong)縮(suo)提濃(nong)并加(jia)熱后(hou)在(zai)高壓閃(shan)(shan)蒸罐(guan)(guan)脫除(chu)絕大(da)部分(fen)(fen)的(de)(de)稀釋劑。底(di)部粉料(liao)送低壓閃(shan)(shan)蒸罐(guan)(guan)進(jin)一步脫除(chu)微量稀釋劑，脫氣后(hou)的(de)(de)粉料(liao)借助重力經質量流量計(ji)計(ji)量后(hou)進(jin)入(ru)螺桿輸送機(ji)。同時，將(jiang)添(tian)加(jia)劑按配比均(jun)勻地加(jia)入(ru)螺桿輸送機(ji)中(zhong)(zhong)。螺桿輸送機(ji)將(jiang)粉料(liao)及(ji)添(tian)加(jia)劑輸送到擠壓造粒機(ji)中(zhong)(zhong)進(jin)行(xing)造粒。
4. 混合(he)和加(jia)工(gong)系統(tong)
為改(gai)善產品的(de)濁度(du)和成(cheng)膜性，從擠(ji)壓機出來的(de)粒(li)料(liao)經(jing)脫水、干燥(zao)后(hou)，風送(song)至(zhi)摻(chan)混(hun)料(liao)倉，粒(li)料(liao)在摻(chan)混(hun)料(liao)倉中(zhong)混(hun)合(he)均化(hua)，再送(song)至(zhi)均化(hua)擠(ji)壓機進行二次(ci)擠(ji)壓造粒(li)。粒(li)料(liao)經(jing)風送(song)系(xi)統送(song)往成(cheng)品儲槽。
5. 包裝系(xi)統
成品(pin)粒料(liao)經風送(song)至包裝料(liao)斗(dou)，經粉末捕集與除鐵器后送(song)至自動包裝機稱量包裝，然后送(song)至產品(pin)倉庫。
三(san)、介質特點
聚(ju)乙(yi)烯(xi)的(de)生(sheng)產工(gong)藝條件比較緩和(he)，即主系統(tong)的(de)操作壓力和(he)溫度都不(bu)是很高，而(er)且主工(gong)藝物(wu)料（如乙(yi)烯(xi)和(he)聚(ju)乙(yi)烯(xi)）也沒有較強的(de)腐蝕(shi)性和(he)毒性。
四、乙烯(xi)裂解(jie)裝置的配管(guan)設計
主要(yao)是(shi)對裂解(jie)爐、塔、換熱器、罐、泵、壓縮機(ji)等設(she)備的配管(guan)設(she)計。
