一、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(wo)國從20世紀70年代開始引進(jin)兩套高(gao)(gao)(gao)壓聚(ju)乙烯生產線，一(yi)套采用(yong)高(gao)(gao)(gao)壓釜(fu)式法，雙釜(fu)串聯；另一(yi)套采用(yong)高(gao)(gao)(gao)壓管式法生產高(gao)(gao)(gao)壓聚(ju)乙烯。隨(sui)后又引進(jin)了齊(qi)格勒催(cui)化劑法等生產低(di)壓聚(ju)乙烯。
二、典型聚乙烯裝置的(de)工藝及特點
聚(ju)乙(yi)(yi)烯的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)有高(gao)壓(ya)法(fa)(fa)(fa)、中壓(ya)法(fa)(fa)(fa)、低(di)(di)壓(ya)法(fa)(fa)(fa)三種。高(gao)壓(ya)法(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)低(di)(di)密度聚(ju)乙(yi)(yi)烯。由于這種方法(fa)(fa)(fa)開(kai)發得早，用(yong)這種方法(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)聚(ju)乙(yi)(yi)烯至今仍(reng)占據(ju)了(le)聚(ju)乙(yi)(yi)烯產(chan)(chan)品市場的(de)(de)很(hen)大比例。但隨著生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)技術和(he)催化(hua)劑的(de)(de)不斷改(gai)(gai)進，各(ge)種低(di)(di)壓(ya)法(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)發展很(hen)快。低(di)(di)壓(ya)法(fa)(fa)(fa)又分為淤漿法(fa)(fa)(fa)、溶(rong)液法(fa)(fa)(fa)和(he)氣相法(fa)(fa)(fa)。淤漿法(fa)(fa)(fa)主要用(yong)于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)高(gao)密度聚(ju)乙(yi)(yi)烯，而溶(rong)液法(fa)(fa)(fa)和(he)氣相法(fa)(fa)(fa)除(chu)了(le)可(ke)以生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)高(gao)密度聚(ju)乙(yi)(yi)烯外，加(jia)人共聚(ju)單體，改(gai)(gai)變控制條(tiao)件后(hou)，還可(ke)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中、低(di)(di)密度聚(ju)乙(yi)(yi)烯。
圖2.15和圖2.16所示的是典型聚(ju)乙烯裝置的工藝流程示意圖。
我國目前較(jiao)多采用齊格勒(le)催化劑(ji)淤漿法生產聚(ju)乙(yi)(yi)烯(xi)。某項目高(gao)密(mi)度聚(ju)乙(yi)(yi)烯(xi)裝置工藝，大(da)致可(ke)分為(wei)五個部分，即(ji)壓縮系(xi)統(tong)、聚(ju)合系(xi)統(tong)、分離和(he)造粒系(xi)統(tong)、混合和(he)加工系(xi)統(tong)、包裝系(xi)統(tong)。
1. 壓縮(suo)系統(tong)該系統(tong)
包(bao)括(kuo)原料儲存(cun)、原料凈化(hua)、一(yi)次壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)和(he)二次壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)等部分(fen)。來自界(jie)區外的原料，包(bao)括(kuo)乙烯(xi)、1-丁烯(xi)、異丁烷和(he)氫氣、氮氣等在(zai)精制后(hou)進入一(yi)級壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機升壓(ya)(ya)(ya)，與循(xun)環(huan)乙烯(xi)混合(he)后(hou)再(zai)進入二級壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)機壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)(suo)。再(zai)經換熱器(qi)換熱，送入反應系(xi)統(tong)進行聚合(he)。
2. 聚合系統
反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)是(shi)工藝的(de)(de)核心部分(fen)，由(you)兩臺雙環管反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)組成，兩臺反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)串聯運(yun)行(xing)。聚(ju)(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)在(zai)以(yi)異丁烷(wan)為稀釋劑(ji)的(de)(de)淤漿中(zhong)(zhong)進行(xing)，經活化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)鉻系催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)和(he)其他化(hua)(hua)(hua)學(xue)品以(yi)液(ye)相注入反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)，某(mou)些(xie)專利(li)工藝的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)過(guo)程中(zhong)(zhong)還需(xu)注入氫氣(qi)。乙烯(xi)和(he)共聚(ju)(ju)(ju)單體在(zai)環管中(zhong)(zhong)聚(ju)(ju)(ju)合(he)生(sheng)(sheng)成粉料(liao)，軸流泵使反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)淤漿高(gao)(gao)速循環。聚(ju)(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱量由(you)夾(jia)套冷(leng)卻(que)水帶走。夾(jia)套冷(leng)卻(que)水為閉路循環，可控制反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)溫度。當(dang)需(xu)要生(sheng)(sheng)產(chan)雙峰產(chan)品時，通過(guo)中(zhong)(zhong)間處理單元來(lai)創造不同的(de)(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)條件，以(yi)生(sheng)(sheng)成不同性能分(fen)布的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)乙烯(xi)產(chan)品。反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)后(hou)的(de)(de)物料(liao)冷(leng)卻(que)后(hou)送(song)往高(gao)(gao)壓分(fen)離器(qi)進行(xing)分(fen)離。
3. 分(fen)離和造(zao)粒系統
從反應(ying)器出來的(de)淤漿在(zai)高壓(ya)(ya)分離(li)(li)器中分離(li)(li)出未聚(ju)合(he)(he)的(de)乙烯，然后送入低壓(ya)(ya)分離(li)(li)器進一(yi)步使未聚(ju)合(he)(he)的(de)乙烯與聚(ju)合(he)(he)物進行(xing)分離(li)(li)。剩下的(de)聚(ju)合(he)(he)物經(jing)(jing)濃(nong)縮(suo)提濃(nong)并加熱后在(zai)高壓(ya)(ya)閃蒸罐脫除絕大部分的(de)稀(xi)(xi)釋劑。底部粉料(liao)(liao)送低壓(ya)(ya)閃蒸罐進一(yi)步脫除微量稀(xi)(xi)釋劑，脫氣后的(de)粉料(liao)(liao)借(jie)助(zhu)重力經(jing)(jing)質量流量計計量后進入螺桿輸(shu)送機(ji)(ji)。同時，將(jiang)添(tian)(tian)加劑按配比均勻(yun)地加入螺桿輸(shu)送機(ji)(ji)中。螺桿輸(shu)送機(ji)(ji)將(jiang)粉料(liao)(liao)及(ji)添(tian)(tian)加劑輸(shu)送到擠壓(ya)(ya)造粒機(ji)(ji)中進行(xing)造粒。
4. 混合和加工系統
為改善產(chan)品的濁度和成膜性，從擠壓機(ji)(ji)出來的粒(li)料經脫(tuo)水、干燥后，風(feng)送(song)至摻混(hun)(hun)料倉(cang)，粒(li)料在摻混(hun)(hun)料倉(cang)中(zhong)混(hun)(hun)合均化，再送(song)至均化擠壓機(ji)(ji)進行(xing)二次(ci)擠壓造粒(li)。粒(li)料經風(feng)送(song)系(xi)統送(song)往成品儲槽。
5. 包裝系(xi)統
成品(pin)粒料經風送至(zhi)包(bao)(bao)裝(zhuang)料斗，經粉末捕集與除鐵器后送至(zhi)自動(dong)包(bao)(bao)裝(zhuang)機稱量包(bao)(bao)裝(zhuang)，然后送至(zhi)產品(pin)倉庫。
三(san)、介質特點
聚(ju)乙烯(xi)的(de)生產(chan)工(gong)藝條件比較(jiao)緩和，即(ji)主系(xi)統的(de)操作壓力和溫度都不(bu)是很高(gao)，而且主工(gong)藝物料（如乙烯(xi)和聚(ju)乙烯(xi)）也(ye)沒有較(jiao)強的(de)腐蝕性和毒性。
四、乙烯裂解(jie)裝置(zhi)的配(pei)管設計
主要是對裂解(jie)爐、塔、換熱器、罐、泵、壓縮機等設備(bei)的配管設計。
