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20世(shi)紀(ji)70年代開始引進兩(liang)套(tao)高(gao)(gao)壓(ya)聚(ju)乙(yi)烯生產(chan)線，一套(tao)采用高(gao)(gao)壓(ya)釜式法，雙釜串聯；另一套(tao)采用高(gao)(gao)壓(ya)管式法生產(chan)高(gao)(gao)壓(ya)聚(ju)乙(yi)烯。隨后又引進了(le)齊格(ge)勒催化劑法等生產(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)(ju)乙(yi)烯(xi)的(de)生產(chan)(chan)(chan)(chan)有高壓(ya)法(fa)(fa)(fa)、中(zhong)(zhong)壓(ya)法(fa)(fa)(fa)、低壓(ya)法(fa)(fa)(fa)三種(zhong)。高壓(ya)法(fa)(fa)(fa)生產(chan)(chan)(chan)(chan)低密(mi)度(du)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)。由于這種(zhong)方法(fa)(fa)(fa)開發得早，用這種(zhong)方法(fa)(fa)(fa)生產(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)至(zhi)今仍占(zhan)據了(le)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)產(chan)(chan)(chan)(chan)品市場(chang)的(de)很(hen)大比例。但隨著生產(chan)(chan)(chan)(chan)技術和(he)(he)(he)催化劑的(de)不(bu)斷改進，各(ge)種(zhong)低壓(ya)法(fa)(fa)(fa)生產(chan)(chan)(chan)(chan)工藝(yi)發展很(hen)快。低壓(ya)法(fa)(fa)(fa)又分為淤漿法(fa)(fa)(fa)、溶液法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)(he)氣相(xiang)法(fa)(fa)(fa)。淤漿法(fa)(fa)(fa)主(zhu)要用于生產(chan)(chan)(chan)(chan)高密(mi)度(du)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)，而溶液法(fa)(fa)(fa)和(he)(he)(he)氣相(xiang)法(fa)(fa)(fa)除了(le)可以生產(chan)(chan)(chan)(chan)高密(mi)度(du)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)外，加人共(gong)聚(ju)(ju)單體，改變(bian)控制條件后，還可生產(chan)(chan)(chan)(chan)中(zhong)(zhong)、低密(mi)度(du)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)。
圖2.15和(he)圖2.16所示的是典(dian)型聚乙烯裝置的工藝(yi)流程示意圖。
我國目(mu)前較多采(cai)用齊格勒催化劑淤漿法生產(chan)聚乙烯。某項(xiang)目(mu)高密度(du)聚乙烯裝置(zhi)工(gong)藝，大致可分(fen)為五(wu)個部分(fen)，即壓(ya)縮系(xi)統(tong)、聚合系(xi)統(tong)、分(fen)離和造粒(li)系(xi)統(tong)、混合和加工(gong)系(xi)統(tong)、包裝系(xi)統(tong)。
1. 壓縮系統該系統
包括(kuo)原料儲存(cun)、原料凈化、一次(ci)壓(ya)(ya)縮(suo)和二次(ci)壓(ya)(ya)縮(suo)等部分。來自界(jie)區外的原料，包括(kuo)乙烯、1-丁烯、異丁烷和氫氣(qi)、氮氣(qi)等在精(jing)制后(hou)進入一級壓(ya)(ya)縮(suo)機(ji)(ji)升壓(ya)(ya)，與循環乙烯混(hun)合后(hou)再進入二級壓(ya)(ya)縮(suo)機(ji)(ji)壓(ya)(ya)縮(suo)。再經換(huan)熱(re)器換(huan)熱(re)，送入反應系統(tong)進行聚合。
2. 聚(ju)合系統
反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)是(shi)工藝的(de)核心(xin)部分，由兩臺雙(shuang)環(huan)管(guan)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)組成(cheng)，兩臺反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)串聯運行。聚合反(fan)(fan)應(ying)(ying)在(zai)以(yi)(yi)異丁烷為(wei)稀釋劑的(de)淤漿中(zhong)(zhong)(zhong)進行，經(jing)活化(hua)(hua)(hua)的(de)鉻系(xi)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑和其他化(hua)(hua)(hua)學品以(yi)(yi)液(ye)相注入(ru)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)，某些(xie)專利工藝的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)還需注入(ru)氫氣。乙(yi)烯(xi)和共聚單(dan)體在(zai)環(huan)管(guan)中(zhong)(zhong)(zhong)聚合生(sheng)(sheng)成(cheng)粉料，軸流泵使反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)淤漿高速循環(huan)。聚合反(fan)(fan)應(ying)(ying)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)熱量(liang)由夾套冷卻水帶走(zou)。夾套冷卻水為(wei)閉(bi)路循環(huan)，可(ke)控制(zhi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)溫度。當(dang)需要生(sheng)(sheng)產(chan)雙(shuang)峰(feng)產(chan)品時，通過(guo)(guo)中(zhong)(zhong)(zhong)間處理單(dan)元來創(chuang)造不同(tong)(tong)的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)條件，以(yi)(yi)生(sheng)(sheng)成(cheng)不同(tong)(tong)性能分布的(de)聚乙(yi)烯(xi)產(chan)品。反(fan)(fan)應(ying)(ying)后的(de)物料冷卻后送往高壓分離器(qi)進行分離。
3. 分離和造粒系統
從反(fan)應(ying)器(qi)出來的(de)淤(yu)漿(jiang)在高壓(ya)分(fen)離(li)器(qi)中分(fen)離(li)出未聚(ju)(ju)合的(de)乙烯，然(ran)后送(song)入(ru)低壓(ya)分(fen)離(li)器(qi)進一步使未聚(ju)(ju)合的(de)乙烯與聚(ju)(ju)合物進行(xing)分(fen)離(li)。剩(sheng)下(xia)的(de)聚(ju)(ju)合物經濃縮提濃并加(jia)熱后在高壓(ya)閃(shan)蒸罐(guan)(guan)脫(tuo)除絕大部分(fen)的(de)稀釋(shi)劑(ji)。底(di)部粉(fen)料(liao)(liao)送(song)低壓(ya)閃(shan)蒸罐(guan)(guan)進一步脫(tuo)除微(wei)量(liang)稀釋(shi)劑(ji)，脫(tuo)氣后的(de)粉(fen)料(liao)(liao)借助重(zhong)力經質量(liang)流量(liang)計計量(liang)后進入(ru)螺桿輸送(song)機。同(tong)時，將添加(jia)劑(ji)按(an)配比均勻地加(jia)入(ru)螺桿輸送(song)機中。螺桿輸送(song)機將粉(fen)料(liao)(liao)及添加(jia)劑(ji)輸送(song)到擠壓(ya)造粒機中進行(xing)造粒。
4. 混合和加(jia)工系(xi)統
為改善(shan)產品(pin)的(de)濁度和成膜性，從擠(ji)(ji)壓(ya)機出來的(de)粒料經脫水、干燥后(hou)，風送(song)至摻混(hun)料倉，粒料在摻混(hun)料倉中混(hun)合均(jun)(jun)化(hua)，再(zai)送(song)至均(jun)(jun)化(hua)擠(ji)(ji)壓(ya)機進行二次擠(ji)(ji)壓(ya)造粒。粒料經風送(song)系統送(song)往成品(pin)儲槽。
5. 包裝系統
成品粒料經(jing)風送(song)至包裝料斗(dou)，經(jing)粉末捕集與除鐵(tie)器后(hou)送(song)至自動包裝機稱(cheng)量(liang)包裝，然后(hou)送(song)至產品倉(cang)庫(ku)。
三、介質特點(dian)
聚乙(yi)(yi)烯的生產(chan)工(gong)藝條件比較(jiao)緩和(he)(he)，即主系(xi)統的操(cao)作壓力和(he)(he)溫(wen)度都(dou)不是(shi)很高，而且(qie)主工(gong)藝物(wu)料（如乙(yi)(yi)烯和(he)(he)聚乙(yi)(yi)烯）也沒有較(jiao)強的腐蝕性(xing)和(he)(he)毒性(xing)。
四、乙(yi)烯裂解裝置的(de)配管設計(ji)
主要是對裂解爐、塔、換熱器、罐、泵、壓(ya)縮機等(deng)設備的配(pei)管(guan)設計(ji)。
