一、裝置(zhi)簡(jian)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(jin)兩套高(gao)(gao)壓聚(ju)乙烯生產線，一套采用高(gao)(gao)壓釜式法(fa)，雙釜串聯；另一套采用高(gao)(gao)壓管式法(fa)生產高(gao)(gao)壓聚(ju)乙烯。隨后又引進(jin)了齊(qi)格勒催(cui)化劑法(fa)等(deng)生產低壓聚(ju)乙烯。
二、典(dian)型聚乙烯(xi)裝(zhuang)置的工藝及特(te)點
聚(ju)乙烯(xi)的生(sheng)產(chan)有高(gao)壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)、中(zhong)(zhong)壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)三種(zhong)。高(gao)壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)產(chan)低(di)(di)密度(du)(du)聚(ju)乙烯(xi)。由于這種(zhong)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)開發得早，用這種(zhong)方(fang)法(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)產(chan)的聚(ju)乙烯(xi)至(zhi)今仍(reng)占(zhan)據了聚(ju)乙烯(xi)產(chan)品市場的很(hen)(hen)大比例。但隨著生(sheng)產(chan)技術(shu)和催化劑的不斷改進，各(ge)種(zhong)低(di)(di)壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)產(chan)工藝發展很(hen)(hen)快(kuai)。低(di)(di)壓(ya)(ya)(ya)法(fa)(fa)(fa)(fa)又分為淤(yu)漿法(fa)(fa)(fa)(fa)、溶液法(fa)(fa)(fa)(fa)和氣相(xiang)法(fa)(fa)(fa)(fa)。淤(yu)漿法(fa)(fa)(fa)(fa)主要用于生(sheng)產(chan)高(gao)密度(du)(du)聚(ju)乙烯(xi)，而溶液法(fa)(fa)(fa)(fa)和氣相(xiang)法(fa)(fa)(fa)(fa)除了可(ke)以(yi)生(sheng)產(chan)高(gao)密度(du)(du)聚(ju)乙烯(xi)外，加人共(gong)聚(ju)單體(ti)，改變控(kong)制條件后(hou)，還可(ke)生(sheng)產(chan)中(zhong)(zhong)、低(di)(di)密度(du)(du)聚(ju)乙烯(xi)。
圖2.15和圖2.16所示(shi)的(de)(de)是典型(xing)聚乙烯裝(zhuang)置的(de)(de)工藝流程示(shi)意圖。
我國(guo)目前(qian)較多采用齊格勒催化劑淤漿法生產(chan)聚(ju)乙(yi)烯。某項目高密(mi)度聚(ju)乙(yi)烯裝置工藝(yi)，大致可分為(wei)五個部(bu)分，即壓縮系統(tong)、聚(ju)合(he)系統(tong)、分離(li)和造粒系統(tong)、混合(he)和加工系統(tong)、包裝系統(tong)。
1. 壓縮系(xi)統該(gai)系(xi)統
包括原料儲存、原料凈(jing)化(hua)、一(yi)次(ci)壓縮和(he)二次(ci)壓縮等部分。來自界區外(wai)的原料，包括乙烯(xi)(xi)、1-丁(ding)(ding)烯(xi)(xi)、異丁(ding)(ding)烷和(he)氫(qing)氣、氮氣等在精(jing)制后(hou)進(jin)入一(yi)級(ji)壓縮機升壓，與(yu)循環乙烯(xi)(xi)混合后(hou)再進(jin)入二級(ji)壓縮機壓縮。再經換熱(re)器(qi)換熱(re)，送入反應(ying)系統進(jin)行聚合。
2. 聚合系統
反(fan)(fan)應(ying)(ying)器是工藝(yi)的(de)核心部分，由(you)兩臺雙(shuang)環管(guan)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器組成(cheng)，兩臺反(fan)(fan)應(ying)(ying)器串聯運行。聚(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)應(ying)(ying)在以(yi)(yi)異丁烷為稀釋劑(ji)的(de)淤漿中進(jin)行，經活(huo)化的(de)鉻系催化劑(ji)和其他化學(xue)品以(yi)(yi)液(ye)相注入反(fan)(fan)應(ying)(ying)器，某些(xie)專(zhuan)利(li)工藝(yi)的(de)生(sheng)產(chan)(chan)過程中還需注入氫氣。乙(yi)烯和共聚(ju)(ju)單體在環管(guan)中聚(ju)(ju)合(he)生(sheng)成(cheng)粉料(liao)，軸流泵使反(fan)(fan)應(ying)(ying)器中的(de)淤漿高速循環。聚(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)應(ying)(ying)產(chan)(chan)生(sheng)的(de)熱量由(you)夾(jia)套(tao)冷(leng)卻(que)水帶走(zou)。夾(jia)套(tao)冷(leng)卻(que)水為閉路循環，可控制反(fan)(fan)應(ying)(ying)溫度。當(dang)需要生(sheng)產(chan)(chan)雙(shuang)峰產(chan)(chan)品時，通過中間處理單元來創造不同(tong)的(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)條(tiao)件，以(yi)(yi)生(sheng)成(cheng)不同(tong)性(xing)能分布的(de)聚(ju)(ju)乙(yi)烯產(chan)(chan)品。反(fan)(fan)應(ying)(ying)后(hou)的(de)物料(liao)冷(leng)卻(que)后(hou)送往(wang)高壓分離(li)器進(jin)行分離(li)。
3. 分(fen)離和造粒系統
從反應器出來的淤漿在高壓(ya)分(fen)離器中分(fen)離出未聚(ju)(ju)合的乙烯(xi)，然后送入(ru)(ru)低壓(ya)分(fen)離器進一(yi)步使未聚(ju)(ju)合的乙烯(xi)與聚(ju)(ju)合物進行分(fen)離。剩下的聚(ju)(ju)合物經(jing)濃縮(suo)提濃并加(jia)熱后在高壓(ya)閃(shan)蒸罐(guan)脫(tuo)除絕大(da)部分(fen)的稀釋(shi)劑(ji)。底部粉料(liao)送低壓(ya)閃(shan)蒸罐(guan)進一(yi)步脫(tuo)除微量稀釋(shi)劑(ji)，脫(tuo)氣后的粉料(liao)借助重(zhong)力經(jing)質(zhi)量流量計(ji)計(ji)量后進入(ru)(ru)螺桿(gan)(gan)輸(shu)送機(ji)(ji)。同(tong)時，將(jiang)添加(jia)劑(ji)按配比均勻(yun)地加(jia)入(ru)(ru)螺桿(gan)(gan)輸(shu)送機(ji)(ji)中。螺桿(gan)(gan)輸(shu)送機(ji)(ji)將(jiang)粉料(liao)及添加(jia)劑(ji)輸(shu)送到擠壓(ya)造(zao)粒(li)機(ji)(ji)中進行造(zao)粒(li)。
4. 混(hun)合和加(jia)工系統
為改善產(chan)品的(de)濁(zhuo)度和成(cheng)膜性(xing)，從擠(ji)壓(ya)機出來的(de)粒(li)料(liao)(liao)經脫(tuo)水(shui)、干(gan)燥后，風送(song)至摻混料(liao)(liao)倉(cang)，粒(li)料(liao)(liao)在摻混料(liao)(liao)倉(cang)中(zhong)混合均化(hua)，再送(song)至均化(hua)擠(ji)壓(ya)機進行二次(ci)擠(ji)壓(ya)造粒(li)。粒(li)料(liao)(liao)經風送(song)系統送(song)往成(cheng)品儲槽。
5. 包裝(zhuang)系統
成(cheng)品粒(li)料(liao)經(jing)風(feng)送至包裝料(liao)斗，經(jing)粉末捕集與除(chu)鐵器(qi)后送至自(zi)動包裝機(ji)稱量包裝，然后送至產品倉(cang)庫。
三、介質特點
聚乙烯的(de)生(sheng)產工藝條(tiao)件比較緩(huan)和(he)(he)，即主系統的(de)操(cao)作壓力和(he)(he)溫度都不是(shi)很高，而且主工藝物料（如乙烯和(he)(he)聚乙烯）也沒有(you)較強的(de)腐蝕性和(he)(he)毒性。
四、乙烯裂解(jie)裝置的配管設計
主要是對裂解(jie)爐、塔、換熱器(qi)、罐(guan)、泵(beng)、壓縮機等(deng)設(she)備的配管設(she)計。
