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世紀70年(nian)代開始引(yin)進兩套(tao)高(gao)(gao)壓(ya)聚(ju)乙烯生產線，一(yi)套(tao)采(cai)用高(gao)(gao)壓(ya)釜式(shi)法，雙釜串聯；另一(yi)套(tao)采(cai)用高(gao)(gao)壓(ya)管式(shi)法生產高(gao)(gao)壓(ya)聚(ju)乙烯。隨后又(you)引(yin)進了(le)齊格勒催化劑(ji)法等(deng)生產低壓(ya)聚(ju)乙烯。
二、典型聚(ju)乙烯裝置的工(gong)藝及特點
聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯的生(sheng)產有高壓(ya)法(fa)(fa)、中(zhong)壓(ya)法(fa)(fa)、低壓(ya)法(fa)(fa)三(san)種。高壓(ya)法(fa)(fa)生(sheng)產低密(mi)(mi)(mi)(mi)度聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯。由于(yu)這種方(fang)(fang)法(fa)(fa)開發得早，用(yong)這種方(fang)(fang)法(fa)(fa)生(sheng)產的聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯至今仍占據了(le)聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯產品市場的很大比例(li)。但隨著生(sheng)產技(ji)術和催化(hua)劑的不斷改進，各種低壓(ya)法(fa)(fa)生(sheng)產工藝發展很快。低壓(ya)法(fa)(fa)又分(fen)為淤漿(jiang)法(fa)(fa)、溶液(ye)法(fa)(fa)和氣相法(fa)(fa)。淤漿(jiang)法(fa)(fa)主要用(yong)于(yu)生(sheng)產高密(mi)(mi)(mi)(mi)度聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯，而溶液(ye)法(fa)(fa)和氣相法(fa)(fa)除了(le)可以(yi)生(sheng)產高密(mi)(mi)(mi)(mi)度聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯外(wai)，加人共聚(ju)(ju)單體，改變控制條件后，還可生(sheng)產中(zhong)、低密(mi)(mi)(mi)(mi)度聚(ju)(ju)乙(yi)(yi)烯。
圖(tu)2.15和圖(tu)2.16所示(shi)的是典型聚乙烯裝置的工藝流程示(shi)意圖(tu)。
我國目前較多采用齊格勒催化劑淤漿法生產聚乙(yi)烯(xi)。某項目高密度聚乙(yi)烯(xi)裝置(zhi)工(gong)藝，大致可分(fen)為五個部分(fen)，即壓縮系(xi)統(tong)(tong)(tong)、聚合系(xi)統(tong)(tong)(tong)、分(fen)離和造(zao)粒系(xi)統(tong)(tong)(tong)、混合和加工(gong)系(xi)統(tong)(tong)(tong)、包裝系(xi)統(tong)(tong)(tong)。
1. 壓縮系統(tong)該(gai)系統(tong)
包(bao)括原(yuan)料(liao)儲(chu)存、原(yuan)料(liao)凈(jing)化、一次壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)和(he)二次壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)等部分(fen)。來自界區外的(de)原(yuan)料(liao)，包(bao)括乙烯(xi)、1-丁烯(xi)、異(yi)丁烷和(he)氫氣、氮氣等在精制后進(jin)入一級壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)(ji)升壓(ya)(ya)，與循環(huan)乙烯(xi)混合后再(zai)進(jin)入二級壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機(ji)(ji)壓(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)。再(zai)經換熱(re)器換熱(re)，送入反(fan)應系統進(jin)行聚(ju)合。
2. 聚合(he)系統
反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)是工藝的(de)(de)核心部分，由兩臺雙環(huan)管反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)組(zu)成，兩臺反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)串聯(lian)運行。聚(ju)(ju)合反(fan)(fan)應(ying)(ying)在(zai)以異丁烷為(wei)(wei)稀釋劑的(de)(de)淤漿(jiang)中進行，經活(huo)化的(de)(de)鉻系催(cui)化劑和其他(ta)化學(xue)品以液相注(zhu)入反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)，某(mou)些專利工藝的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)過程中還需注(zhu)入氫氣。乙(yi)烯(xi)和共(gong)聚(ju)(ju)單體在(zai)環(huan)管中聚(ju)(ju)合生(sheng)(sheng)(sheng)成粉料，軸流泵使(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)中的(de)(de)淤漿(jiang)高速循環(huan)。聚(ju)(ju)合反(fan)(fan)應(ying)(ying)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)熱量由夾套(tao)冷卻(que)水帶走。夾套(tao)冷卻(que)水為(wei)(wei)閉路循環(huan)，可控制反(fan)(fan)應(ying)(ying)溫度。當需要(yao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)雙峰產(chan)(chan)(chan)品時，通過中間處理單元來(lai)創造不同的(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)條件，以生(sheng)(sheng)(sheng)成不同性(xing)能分布的(de)(de)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)產(chan)(chan)(chan)品。反(fan)(fan)應(ying)(ying)后的(de)(de)物料冷卻(que)后送(song)往(wang)高壓分離器(qi)(qi)進行分離。
3. 分(fen)離和造粒系(xi)統
從反應器出(chu)來(lai)的(de)(de)(de)淤漿在高壓(ya)分(fen)(fen)離器中(zhong)分(fen)(fen)離出(chu)未聚合(he)的(de)(de)(de)乙烯，然后(hou)送(song)入低壓(ya)分(fen)(fen)離器進一(yi)步(bu)使未聚合(he)的(de)(de)(de)乙烯與(yu)聚合(he)物進行分(fen)(fen)離。剩下的(de)(de)(de)聚合(he)物經濃(nong)縮提濃(nong)并加(jia)熱后(hou)在高壓(ya)閃(shan)(shan)蒸罐脫(tuo)(tuo)除(chu)絕大部分(fen)(fen)的(de)(de)(de)稀釋劑(ji)。底(di)部粉料(liao)送(song)低壓(ya)閃(shan)(shan)蒸罐進一(yi)步(bu)脫(tuo)(tuo)除(chu)微(wei)量(liang)稀釋劑(ji)，脫(tuo)(tuo)氣后(hou)的(de)(de)(de)粉料(liao)借助重力經質量(liang)流(liu)量(liang)計計量(liang)后(hou)進入螺(luo)(luo)桿輸(shu)(shu)(shu)送(song)機(ji)。同(tong)時(shi)，將添加(jia)劑(ji)按配比均勻地(di)加(jia)入螺(luo)(luo)桿輸(shu)(shu)(shu)送(song)機(ji)中(zhong)。螺(luo)(luo)桿輸(shu)(shu)(shu)送(song)機(ji)將粉料(liao)及添加(jia)劑(ji)輸(shu)(shu)(shu)送(song)到擠壓(ya)造(zao)粒機(ji)中(zhong)進行造(zao)粒。
4. 混合和加工系統(tong)
為改善產品(pin)的(de)濁度和成膜(mo)性，從擠(ji)壓機(ji)出來的(de)粒(li)(li)料(liao)(liao)經脫(tuo)水、干(gan)燥后，風(feng)送(song)(song)至摻混料(liao)(liao)倉，粒(li)(li)料(liao)(liao)在摻混料(liao)(liao)倉中(zhong)混合均化(hua)，再送(song)(song)至均化(hua)擠(ji)壓機(ji)進行(xing)二次擠(ji)壓造粒(li)(li)。粒(li)(li)料(liao)(liao)經風(feng)送(song)(song)系統送(song)(song)往(wang)成品(pin)儲槽。
5. 包裝系統
成(cheng)品(pin)粒料經風送至(zhi)包裝(zhuang)料斗，經粉(fen)末捕集與(yu)除鐵器后(hou)(hou)送至(zhi)自動包裝(zhuang)機稱量包裝(zhuang)，然后(hou)(hou)送至(zhi)產品(pin)倉庫(ku)。
三、介質特點
聚乙(yi)烯(xi)的生產工藝(yi)條件比較緩和，即主(zhu)(zhu)系統(tong)的操作壓力和溫度(du)都不(bu)是很高，而且主(zhu)(zhu)工藝(yi)物料（如乙(yi)烯(xi)和聚乙(yi)烯(xi)）也沒有較強(qiang)的腐(fu)蝕(shi)性(xing)和毒性(xing)。
四、乙烯裂解裝置的(de)配管(guan)設(she)計
主要是對裂解(jie)爐、塔、換熱器(qi)、罐(guan)、泵、壓縮機等設備的配(pei)管設計。
