一、裝置簡介

  聚乙烯簡稱PE，是結(jié)構(gòu)最簡單、應(yīng)用最廣泛的高分子材料。它是通過乙烯（H₂C=CH₂發(fā)生加成聚合反應(yīng)，由重復(fù)的-CH₂-單元連接而成。聚乙烯是目前合成樹脂中產(chǎn)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(chǎn)品。低壓聚乙烯的熔點(diǎn)、剛性、硬度和強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(hù)套、管材、纖維等，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、電子、電氣、機(jī)械、日用等領(lǐng)域。

  我國從20世紀(jì)70年代開始引進(jìn)兩套高壓聚乙烯生產(chǎn)線，一套采用高壓釜式法，雙釜串聯(lián)；另一套采用高壓管式法生產(chǎn)高壓聚乙烯。隨后又引進(jìn)了齊格勒催化劑法等生產(chǎn)低壓聚乙烯。

二、典型聚乙烯裝置的工藝及特點(diǎn)

  聚乙烯的生產(chǎn)有高壓法、中壓法、低壓法三種。高壓法生產(chǎn)低密度聚乙烯。由于這種方法開發(fā)得早，用這種方法生產(chǎn)的聚乙烯至今仍占據(jù)了聚乙烯產(chǎn)品市場的很大比例。但隨著生產(chǎn)技術(shù)和催化劑的不斷改進(jìn)，各種低壓法生產(chǎn)工藝發(fā)展很快。低壓法又分為淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用于生產(chǎn)高密度聚乙烯，而溶液法和氣相法除了可以生產(chǎn)高密度聚乙烯外，加人共聚單體，改變控制條件后，還可生產(chǎn)中、低密度聚乙烯。

  圖2.15和圖2.16所示的是典型聚乙烯裝置的工藝流程示意圖。

  我國目前較多采用齊格勒催化劑淤漿法生產(chǎn)聚乙烯。某項(xiàng)目高密度聚乙烯裝置工藝，大致可分為五個部分，即壓縮系統(tǒng)、聚合系統(tǒng)、分離和造粒系統(tǒng)、混合和加工系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)。

 1. 壓縮系統(tǒng)該系統(tǒng) 

   包括原料儲存、原料凈化、一次壓縮和二次壓縮等部分。來自界區(qū)外的原料，包括乙烯、1-丁烯、異丁烷和氫氣、氮?dú)獾仍诰坪筮M(jìn)入一級壓縮機(jī)升壓，與循環(huán)乙烯混合后再進(jìn)入二級壓縮機(jī)壓縮。再經(jīng)換熱器換熱，送入反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行聚合。

 2. 聚合系統(tǒng) 

   反應(yīng)器是工藝的核心部分，由兩臺雙環(huán)管反應(yīng)器組成，兩臺反應(yīng)器串聯(lián)運(yùn)行。聚合反應(yīng)在以異丁烷為稀釋劑的淤漿中進(jìn)行，經(jīng)活化的鉻系催化劑和其他化學(xué)品以液相注入反應(yīng)器，某些專利工藝的生產(chǎn)過程中還需注入氫氣。乙烯和共聚單體在環(huán)管中聚合生成粉料，軸流泵使反應(yīng)器中的淤漿高速循環(huán)。聚合反應(yīng)產(chǎn)生的熱量由夾套冷卻水帶走。夾套冷卻水為閉路循環(huán)，可控制反應(yīng)溫度。當(dāng)需要生產(chǎn)雙峰產(chǎn)品時(shí)，通過中間處理單元來創(chuàng)造不同的反應(yīng)條件，以生成不同性能分布的聚乙烯產(chǎn)品。反應(yīng)后的物料冷卻后送往高壓分離器進(jìn)行分離。

 3. 分離和造粒系統(tǒng) 

   從反應(yīng)器出來的淤漿在高壓分離器中分離出未聚合的乙烯，然后送入低壓分離器進(jìn)一步使未聚合的乙烯與聚合物進(jìn)行分離。剩下的聚合物經(jīng)濃縮提濃并加熱后在高壓閃蒸罐脫除絕大部分的稀釋劑。底部粉料送低壓閃蒸罐進(jìn)一步脫除微量稀釋劑，脫氣后的粉料借助重力經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入螺桿輸送機(jī)。同時(shí)，將添加劑按配比均勻地加入螺桿輸送機(jī)中。螺桿輸送機(jī)將粉料及添加劑輸送到擠壓造粒機(jī)中進(jìn)行造粒。

 4. 混合和加工系統(tǒng) 

   為改善產(chǎn)品的濁度和成膜性，從擠壓機(jī)出來的粒料經(jīng)脫水、干燥后，風(fēng)送至摻混料倉，粒料在摻混料倉中混合均化，再送至均化擠壓機(jī)進(jìn)行二次擠壓造粒。粒料經(jīng)風(fēng)送系統(tǒng)送往成品儲槽。

 5. 包裝系統(tǒng) 

   成品粒料經(jīng)風(fēng)送至包裝料斗，經(jīng)粉末捕集與除鐵器后送至自動包裝機(jī)稱量包裝，然后送至產(chǎn)品倉庫。

三、介質(zhì)特點(diǎn)

  聚乙烯的生產(chǎn)工藝條件比較緩和，即主系統(tǒng)的操作壓力和溫度都不是很高，而且主工藝物料（如乙烯和聚乙烯）也沒有較強(qiáng)的腐蝕性和毒性。

四、乙烯裂解裝置的配管設(shè)計(jì)

  主要是對裂解爐、塔、換熱器、罐、泵、壓縮機(jī)等設(shè)備的配管設(shè)計(jì)。