一(yi)、裝置簡介
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(shi)引進(jin)兩套(tao)(tao)高(gao)(gao)壓聚乙烯生(sheng)產線，一套(tao)(tao)采(cai)用高(gao)(gao)壓釜(fu)式(shi)法，雙釜(fu)串聯；另一套(tao)(tao)采(cai)用高(gao)(gao)壓管式(shi)法生(sheng)產高(gao)(gao)壓聚乙烯。隨后又引進(jin)了(le)齊(qi)格勒催化劑法等生(sheng)產低壓聚乙烯。
二、典型聚(ju)乙(yi)烯裝(zhuang)置的(de)工藝(yi)及特點
聚乙(yi)烯(xi)(xi)的(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)有高壓(ya)(ya)法(fa)、中壓(ya)(ya)法(fa)、低壓(ya)(ya)法(fa)三種(zhong)(zhong)。高壓(ya)(ya)法(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)低密(mi)度聚乙(yi)烯(xi)(xi)。由于(yu)這(zhe)種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)開發得早，用這(zhe)種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)聚乙(yi)烯(xi)(xi)至今(jin)仍占據了聚乙(yi)烯(xi)(xi)產(chan)(chan)(chan)品(pin)市場的(de)很大(da)比(bi)例。但隨著生(sheng)產(chan)(chan)(chan)技術(shu)和催化劑的(de)不斷改進(jin)，各種(zhong)(zhong)低壓(ya)(ya)法(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工(gong)藝(yi)發展很快(kuai)。低壓(ya)(ya)法(fa)又(you)分為淤(yu)(yu)漿法(fa)、溶(rong)液法(fa)和氣(qi)相(xiang)法(fa)。淤(yu)(yu)漿法(fa)主要用于(yu)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)高密(mi)度聚乙(yi)烯(xi)(xi)，而溶(rong)液法(fa)和氣(qi)相(xiang)法(fa)除了可以生(sheng)產(chan)(chan)(chan)高密(mi)度聚乙(yi)烯(xi)(xi)外(wai)，加人共聚單體，改變控制條件后，還可生(sheng)產(chan)(chan)(chan)中、低密(mi)度聚乙(yi)烯(xi)(xi)。
圖(tu)2.15和(he)圖(tu)2.16所示(shi)的是典型聚乙(yi)烯(xi)裝置(zhi)的工(gong)藝(yi)流(liu)程示(shi)意圖(tu)。
我國目(mu)前較(jiao)多(duo)采(cai)用齊格勒催(cui)化劑淤漿(jiang)法(fa)生產聚乙(yi)烯(xi)。某(mou)項目(mu)高密度聚乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置工(gong)藝，大致(zhi)可分為五個部分，即(ji)壓縮系統(tong)、聚合系統(tong)、分離和造粒系統(tong)、混合和加工(gong)系統(tong)、包裝(zhuang)系統(tong)。
1. 壓縮系統(tong)該(gai)系統(tong)
包(bao)括原料(liao)(liao)儲存、原料(liao)(liao)凈化、一次(ci)(ci)壓(ya)縮(suo)和(he)二(er)次(ci)(ci)壓(ya)縮(suo)等部分。來自界區外的原料(liao)(liao)，包(bao)括乙烯、1-丁烯、異丁烷(wan)和(he)氫(qing)氣(qi)、氮氣(qi)等在精制后(hou)進入(ru)(ru)一級壓(ya)縮(suo)機升壓(ya)，與(yu)循環(huan)乙烯混合(he)后(hou)再進入(ru)(ru)二(er)級壓(ya)縮(suo)機壓(ya)縮(suo)。再經換熱(re)器換熱(re)，送入(ru)(ru)反應系(xi)統(tong)進行聚(ju)合(he)。
2. 聚合(he)系統
反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器是(shi)工藝的(de)(de)(de)(de)核心部分(fen)(fen)，由兩臺(tai)(tai)雙環(huan)管反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器組成(cheng)(cheng)，兩臺(tai)(tai)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器串(chuan)聯(lian)運(yun)行(xing)。聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)在以異丁烷為稀釋劑的(de)(de)(de)(de)淤漿中(zhong)進(jin)行(xing)，經活化的(de)(de)(de)(de)鉻系催化劑和其他化學品(pin)以液相(xiang)注(zhu)入(ru)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器，某(mou)些專利(li)工藝的(de)(de)(de)(de)生產過(guo)程中(zhong)還(huan)需注(zhu)入(ru)氫(qing)氣。乙(yi)烯(xi)和共(gong)聚(ju)(ju)單體在環(huan)管中(zhong)聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)生成(cheng)(cheng)粉料(liao)，軸流泵使反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器中(zhong)的(de)(de)(de)(de)淤漿高速循(xun)環(huan)。聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)產生的(de)(de)(de)(de)熱量由夾套(tao)冷卻水(shui)帶走。夾套(tao)冷卻水(shui)為閉路循(xun)環(huan)，可(ke)控(kong)制(zhi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)溫度。當需要生產雙峰產品(pin)時(shi)，通過(guo)中(zhong)間處理單元(yuan)來(lai)創造不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)條(tiao)件，以生成(cheng)(cheng)不(bu)同(tong)性能分(fen)(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)產品(pin)。反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)后的(de)(de)(de)(de)物料(liao)冷卻后送(song)往高壓分(fen)(fen)離器進(jin)行(xing)分(fen)(fen)離。
3. 分離和造粒系統
從反應器(qi)出來的(de)(de)淤漿在高壓(ya)(ya)分(fen)(fen)離器(qi)中(zhong)(zhong)分(fen)(fen)離出未(wei)聚(ju)合(he)的(de)(de)乙(yi)烯，然(ran)后送(song)入(ru)低壓(ya)(ya)分(fen)(fen)離器(qi)進一步使未(wei)聚(ju)合(he)的(de)(de)乙(yi)烯與聚(ju)合(he)物進行(xing)分(fen)(fen)離。剩下的(de)(de)聚(ju)合(he)物經濃(nong)縮提濃(nong)并加(jia)(jia)熱后在高壓(ya)(ya)閃(shan)蒸罐脫除絕大(da)部分(fen)(fen)的(de)(de)稀(xi)釋(shi)劑(ji)(ji)。底部粉(fen)料送(song)低壓(ya)(ya)閃(shan)蒸罐進一步脫除微量稀(xi)釋(shi)劑(ji)(ji)，脫氣后的(de)(de)粉(fen)料借助重(zhong)力(li)經質量流量計(ji)計(ji)量后進入(ru)螺桿輸送(song)機(ji)。同時(shi)，將(jiang)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)按(an)配(pei)比(bi)均勻地加(jia)(jia)入(ru)螺桿輸送(song)機(ji)中(zhong)(zhong)。螺桿輸送(song)機(ji)將(jiang)粉(fen)料及(ji)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)輸送(song)到擠壓(ya)(ya)造(zao)粒機(ji)中(zhong)(zhong)進行(xing)造(zao)粒。
4. 混合和加(jia)工(gong)系統
為改善產品(pin)的濁度和(he)成(cheng)膜性，從擠(ji)壓機出來的粒料經(jing)脫水、干燥后，風(feng)送至摻混料倉，粒料在(zai)摻混料倉中混合均化(hua)，再送至均化(hua)擠(ji)壓機進行二次擠(ji)壓造粒。粒料經(jing)風(feng)送系(xi)統(tong)送往成(cheng)品(pin)儲槽。
5. 包裝(zhuang)系統
成品粒料經風送(song)至包(bao)裝料斗，經粉末(mo)捕集與除鐵器(qi)后(hou)送(song)至自動包(bao)裝機稱量包(bao)裝，然后(hou)送(song)至產品倉庫。
三、介(jie)質特點
聚乙烯(xi)的生(sheng)產工藝條件比較緩和，即主系統的操作壓力(li)和溫度都不(bu)是很(hen)高(gao)，而且主工藝物(wu)料（如乙烯(xi)和聚乙烯(xi)）也沒有較強的腐蝕性和毒(du)性。
四(si)、乙烯(xi)裂(lie)解裝置的配管設計
主(zhu)要是對裂解爐、塔、換熱(re)器、罐、泵、壓縮機等設備的配管設計。
