一、裝(zhuang)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20世紀70年代開始引進兩套(tao)高壓聚乙烯(xi)生產線，一套(tao)采用高壓釜式法(fa)，雙釜串(chuan)聯(lian)；另一套(tao)采用高壓管式法(fa)生產高壓聚乙烯(xi)。隨后又引進了齊(qi)格勒催化劑法(fa)等生產低壓聚乙烯(xi)。
二、典(dian)型聚乙(yi)烯裝(zhuang)置(zhi)的工藝及特點(dian)
聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)有高(gao)(gao)壓法(fa)(fa)、中壓法(fa)(fa)、低(di)(di)壓法(fa)(fa)三種(zhong)(zhong)(zhong)。高(gao)(gao)壓法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)低(di)(di)密度聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)。由于這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)方法(fa)(fa)開(kai)發得(de)早，用這(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)方法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)至今仍占據(ju)了(le)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)產(chan)(chan)(chan)品(pin)市場(chang)的(de)很大比例。但(dan)隨(sui)著生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)技術和(he)(he)(he)催化劑的(de)不(bu)斷改(gai)進，各種(zhong)(zhong)(zhong)低(di)(di)壓法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)工藝發展很快。低(di)(di)壓法(fa)(fa)又分為淤漿法(fa)(fa)、溶液(ye)法(fa)(fa)和(he)(he)(he)氣相法(fa)(fa)。淤漿法(fa)(fa)主要用于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)高(gao)(gao)密度聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)，而溶液(ye)法(fa)(fa)和(he)(he)(he)氣相法(fa)(fa)除了(le)可以生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)高(gao)(gao)密度聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)外，加人共聚(ju)(ju)單體，改(gai)變控制條件后，還可生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)中、低(di)(di)密度聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)。
圖(tu)2.15和圖(tu)2.16所示的是典型聚(ju)乙烯(xi)裝置的工藝流程示意圖(tu)。
我國目前較多采用齊格勒催化劑淤漿法生(sheng)產聚乙烯。某項目高密(mi)度聚乙烯裝置工(gong)藝，大致可分(fen)為五個部分(fen)，即(ji)壓縮系(xi)(xi)(xi)統(tong)、聚合系(xi)(xi)(xi)統(tong)、分(fen)離(li)和造(zao)粒系(xi)(xi)(xi)統(tong)、混合和加(jia)工(gong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)、包裝系(xi)(xi)(xi)統(tong)。
1. 壓縮系統該(gai)系統
包(bao)括原料儲(chu)存、原料凈化(hua)、一次(ci)壓縮(suo)和二次(ci)壓縮(suo)等部(bu)分(fen)。來自界區(qu)外的原料，包(bao)括乙(yi)烯(xi)、1-丁烯(xi)、異丁烷和氫氣、氮氣等在精制(zhi)后進入一級壓縮(suo)機升壓，與(yu)循(xun)環(huan)乙(yi)烯(xi)混合后再進入二級壓縮(suo)機壓縮(suo)。再經(jing)換熱(re)器(qi)換熱(re)，送入反(fan)應系統進行聚合。
2. 聚合系(xi)統
反應(ying)(ying)(ying)(ying)器是(shi)工(gong)藝的(de)核心(xin)部(bu)分(fen)(fen)，由兩臺(tai)雙環管(guan)反應(ying)(ying)(ying)(ying)器組成，兩臺(tai)反應(ying)(ying)(ying)(ying)器串聯(lian)運行。聚(ju)合(he)(he)反應(ying)(ying)(ying)(ying)在(zai)以(yi)異(yi)丁(ding)烷為稀(xi)釋劑(ji)的(de)淤漿(jiang)(jiang)中(zhong)(zhong)進行，經活化的(de)鉻系催化劑(ji)和(he)其他化學品(pin)以(yi)液相注入反應(ying)(ying)(ying)(ying)器，某(mou)些專利(li)工(gong)藝的(de)生產過程中(zhong)(zhong)還需(xu)注入氫氣。乙烯和(he)共聚(ju)單體在(zai)環管(guan)中(zhong)(zhong)聚(ju)合(he)(he)生成粉料，軸流泵使(shi)反應(ying)(ying)(ying)(ying)器中(zhong)(zhong)的(de)淤漿(jiang)(jiang)高速循環。聚(ju)合(he)(he)反應(ying)(ying)(ying)(ying)產生的(de)熱量由夾(jia)套冷(leng)卻水(shui)帶走。夾(jia)套冷(leng)卻水(shui)為閉(bi)路循環，可(ke)控制反應(ying)(ying)(ying)(ying)溫度。當需(xu)要(yao)生產雙峰產品(pin)時，通過中(zhong)(zhong)間處理單元來創造不同的(de)反應(ying)(ying)(ying)(ying)條件，以(yi)生成不同性(xing)能分(fen)(fen)布的(de)聚(ju)乙烯產品(pin)。反應(ying)(ying)(ying)(ying)后的(de)物料冷(leng)卻后送往高壓分(fen)(fen)離器進行分(fen)(fen)離。
3. 分離和(he)造粒系(xi)統
從反應器(qi)出來的(de)(de)淤(yu)漿在高壓(ya)(ya)分(fen)離(li)(li)器(qi)中(zhong)分(fen)離(li)(li)出未聚(ju)合(he)的(de)(de)乙(yi)烯，然后送(song)入低(di)壓(ya)(ya)分(fen)離(li)(li)器(qi)進(jin)一步使未聚(ju)合(he)的(de)(de)乙(yi)烯與(yu)聚(ju)合(he)物進(jin)行(xing)分(fen)離(li)(li)。剩下的(de)(de)聚(ju)合(he)物經濃縮(suo)提濃并加熱后在高壓(ya)(ya)閃蒸(zheng)罐(guan)(guan)脫(tuo)(tuo)除絕大部(bu)分(fen)的(de)(de)稀釋(shi)劑(ji)(ji)。底部(bu)粉料(liao)送(song)低(di)壓(ya)(ya)閃蒸(zheng)罐(guan)(guan)進(jin)一步脫(tuo)(tuo)除微(wei)量(liang)(liang)稀釋(shi)劑(ji)(ji)，脫(tuo)(tuo)氣后的(de)(de)粉料(liao)借助重力經質量(liang)(liang)流量(liang)(liang)計(ji)計(ji)量(liang)(liang)后進(jin)入螺桿(gan)輸(shu)送(song)機。同時，將添加劑(ji)(ji)按配比(bi)均勻地加入螺桿(gan)輸(shu)送(song)機中(zhong)。螺桿(gan)輸(shu)送(song)機將粉料(liao)及添加劑(ji)(ji)輸(shu)送(song)到擠壓(ya)(ya)造(zao)粒(li)機中(zhong)進(jin)行(xing)造(zao)粒(li)。
4. 混合(he)和加工系統
為改(gai)善產品的(de)濁度和成膜性，從擠壓(ya)機出來的(de)粒(li)料(liao)經脫水(shui)、干燥后，風(feng)送(song)(song)至摻(chan)混(hun)料(liao)倉，粒(li)料(liao)在摻(chan)混(hun)料(liao)倉中混(hun)合(he)均化(hua)，再(zai)送(song)(song)至均化(hua)擠壓(ya)機進(jin)行(xing)二次擠壓(ya)造粒(li)。粒(li)料(liao)經風(feng)送(song)(song)系(xi)統送(song)(song)往成品儲槽。
5. 包裝系統
成品(pin)粒(li)料(liao)經(jing)(jing)風送至包裝料(liao)斗，經(jing)(jing)粉末(mo)捕集與除鐵器后(hou)送至自動包裝機稱量包裝，然(ran)后(hou)送至產品(pin)倉(cang)庫(ku)。
三、介(jie)質特點(dian)
聚乙(yi)烯的生(sheng)產工(gong)藝條(tiao)件(jian)比較緩和(he)，即(ji)主(zhu)系統(tong)的操作(zuo)壓(ya)力和(he)溫度都不是很(hen)高，而(er)且主(zhu)工(gong)藝物(wu)料（如乙(yi)烯和(he)聚乙(yi)烯）也沒有較強的腐蝕性(xing)和(he)毒性(xing)。
四、乙烯裂解裝(zhuang)置(zhi)的配管設計
主要是對裂解爐、塔、換熱器(qi)、罐、泵(beng)、壓縮機等設備的(de)配管(guan)設計。
