一、裝置簡介

　　(一)裝置發(fā)展及類型

　　1．裝置發(fā)展

　　低壓裝置始于20世紀50年代中期，Ziegler、Natta等人發(fā)現(xiàn)了金屬有機絡合引發(fā)體系，在較低的壓力和溫度下，制得了高密度聚乙烯(1953—1955)。低級烯烴得到了利用，在高分子合成方面進入了新的領域。

　　自我國1979年引進三井油化的CX(淤漿法)工藝以來，國內(nèi)(揚子、大慶、蘭州、燕化)共計四套采用三井技術生產(chǎn)高密度聚乙烯裝置。三井油化的CX工藝是淤漿聚合生產(chǎn)HDPE樹脂的著名工藝，工藝成熟，與氣相法生產(chǎn)的IIDPE、高壓法生產(chǎn)的LDPE并駕齊驅。產(chǎn)品覆蓋面廣，同一種催化劑體系，通過改變產(chǎn)品的相對分子質量、相對分子質量分布、密度，可以生產(chǎn)出薄膜、吹塑、注塑、窄帶、單絲、管材等一系列產(chǎn)品。

　　2．裝置的主要類型

　　低壓聚乙烯裝置采用兩條生產(chǎn)線，裝置的核心部分為四臺聚合釜，四臺聚合釜可以串聯(lián)也可以并聯(lián)生產(chǎn)。

　　(二)裝置單元組成與工藝流程

　　1．組成單元

　　本裝置按工藝流程可分為以下七個部分：

　　(1)催化劑配制進料系統(tǒng)；(2)聚合系統(tǒng)；(3)分離干燥系統(tǒng)；(4)混煉造粒系統(tǒng)；(5)溶劑回收系統(tǒng)；(6)低聚物處理系統(tǒng)；(7)公用工程。

　　2．各單元作用及流程介紹

　　低壓聚乙烯裝置工藝流程見圖5—1。

　　(1)催化劑配置進料系統(tǒng)

　　BCH(國內(nèi)生產(chǎn)的四氯化鈦催化劑)主催化劑通過罐車運至車間，通過氮氣加壓至BCH儲罐中。每次配置由儲罐頂部加氮氣壓至計量罐，再進入稀釋罐頂部加溶劑HX進行稀釋。攪拌均勻后，通過進料泵加入聚合釜。

　　AT(三乙基鋁)助催化劑由AT儲罐壓至計量罐，通過計量壓至稀釋罐中，攪拌均勻后，通過進料泵加入聚合釜。

　　(2)聚合系統(tǒng)

　　由界區(qū)引入的1.8MPa氣態(tài)乙烯通過減壓至1．2MPa，通過乙烯預熱器，由中壓蒸氣加熱至40℃，然后在乙烯流量控制閥按規(guī)定流量加入烴蒸氣循環(huán)管線后進入聚合釜。由界區(qū)引入的2．8MPa氫氣經(jīng)減壓至1。2MPa，加入烴蒸氣循環(huán)管線后進入聚合釜。由界區(qū)引入的1．8MPa液態(tài)丙烯進入丙烯蒸發(fā)器，被低壓蒸汽加熱氣化，壓力控制在1．4MPa，氣化丙烯按規(guī)定比例加入烴蒸氣循環(huán)管線后進入聚合釜，串聯(lián)牌號產(chǎn)品需用丁烯—1進行調節(jié)密度時，就將液態(tài)丁烯—1分批引入丁烯—1儲罐中，通過輸送泵送至蒸發(fā)器，被低壓蒸汽氣化，壓力控制在1．2MPa，按規(guī)定比例加入烴蒸汽循環(huán)管線后進入聚合釜。

　　乙烯、丙烯或丁烯—1、氫氣，先與循環(huán)烴蒸氣混合，通過8根進料管進入聚合釜底部，由攪拌器充分攪拌，通過催化劑作用在己烷溶劑中進行聚合反應，生成具有規(guī)定濃度的漿液。聚合反應為放熱反應，聚合反應生成的熱量約80％由己烷蒸發(fā)潛熱除去，其余熱量通過聚合釜夾套的冷卻水帶走。聚合溫度通過控制循環(huán)氣流量而控制在規(guī)定值。未反應的夾帶有大量己烷的循環(huán)氣被送至釜頂冷凝器，將己烷冷凝下來后流人己烷接受罐，通過己烷凝液輸送泵返回聚合釜，其中部分沖洗氣相出口管線，部分沖洗聚合釜分液盤，余下部分用來控制液位。循環(huán)氣由循環(huán)氣鼓風機返回聚合釜。聚合釜漿液溢流進入漿液稀釋罐，在此被分成液相和氣相，氣相通過平衡管返回聚合釜，液相被送人閃蒸罐，經(jīng)減壓閃蒸，閃蒸氣經(jīng)換熱器冷卻，被冷凝下的己烷回到閃蒸罐。未冷凝氣體由閃蒸氣壓縮機升壓至1．2MPa，經(jīng)冷凝，液體進人集液罐，分離出的己烷送入母液罐，未冷凝氣體返回乙烯裝置進行回收。進行串聯(lián)牌號生產(chǎn)時，第一閃蒸罐中的漿液通過泵送至第二聚合釜。當在并聯(lián)操作時，兩個釜的漿液都進入第二閃蒸罐，第二閃蒸罐中的漿液由泵經(jīng)控制后送人離心機進行分離處理。

　　(3)分離干燥系統(tǒng)

　　從聚合過來含有濃度30％漿液連續(xù)進入臥式沉降離心機，進料由調節(jié)閥控制，既能保證液位的平穩(wěn)又能夠保證離心機電流、扭矩不會超高。離心機的轉鼓為圓錐形，漿液由進料管引入內(nèi)轉鼓中間錐體部分，在內(nèi)轉鼓高速旋轉產(chǎn)生離心作用，通過錐體的8個孔，甩人外轉鼓并隨之旋轉。內(nèi)轉鼓轉速1432r／rain，外轉鼓轉速1450r／rain。內(nèi)外轉鼓在行星擺線齒輪差速器的作用下產(chǎn)生18r／min的差速，相當于18r／rain的螺旋進料器。濕餅從固相口卸出，濕餅的濕含量為30％(質量)，母液從溢流口溢出，其固含量小于0．2％(質量)，溢流口的高度根據(jù)牌號的不同和固含量的分析結果進行調整。濕餅經(jīng)螺旋加料器送到干燥機，母液流至母液罐，經(jīng)母液輸送泵加壓后，70％返回聚合釜，30％送至己烷回收單元。

　　經(jīng)離心機分離出的濕餅送人干燥機進行干燥處理，用低壓蒸汽進行加熱，使干燥機出口聚合物的溫度保持在98—102℃，以保證粉末中揮發(fā)物含量小于0．3％(質量)，干燥出的己烷隨干燥循環(huán)氣與物料逆向接觸，從進料側帶走。聚乙烯粉末停留約30rain離開干燥機。來自干燥機中含有少量細小聚乙烯粉末的混合氣體，進入干燥器洗滌，內(nèi)有三層塔板，用以去除氣體中的聚乙烯粉末。被收集來的聚乙烯粉末和冷凝下來的己烷通過泵回收到第二閃蒸罐。氣體經(jīng)干燥冷凝器冷卻后，由干燥氣風機加壓，一部分氣體經(jīng)冷卻器冷卻和干燥氣體除沫分離器除沫后，由干燥氣體加熱器加熱后進人干燥機，另一部分氣體進入壓縮機吸人罐，經(jīng)壓縮機加壓至0．3MPa后供給干燥機的填料函進行吹掃。

　　(4)造粒系統(tǒng)

　　來自干燥機的聚乙烯粉末，經(jīng)旋轉閥，由風機送到旋風分離器分離，粉末進入料倉。料倉中的粉末經(jīng)閘閥、旋轉閥進入計量稱計量后進人單螺旋輸送器。液體穩(wěn)定劑加入液體穩(wěn)劇劑儲罐中，利用自身重力流人儲罐，利用輸送泵加入到螺旋輸送器。固體穩(wěn)定劑按比例加入到混合器，混合均勻后送到儲罐中，然后經(jīng)旋轉閥進入計量稱計量加入螺旋輸送器。由一區(qū)來的凝液加至水穩(wěn)定劑罐，由泵按配比加人到螺旋輸送器。粉末在螺旋輸送器與各種穩(wěn)定劑混合，進入混煉機料斗，在混煉機加熱混煉均勻后由齒輪泵送至換網(wǎng)器過濾，經(jīng)模板擠出即被高速旋轉的切刀切成直徑3mm的顆粒，由顆粒水泵將顆粒送至塊料分離器分離大塊料，合格后顆粒進入干燥器進行干燥，干燥后進人顆粒振動篩除去不合格顆粒，合格顆粒進入料斗，再經(jīng)旋轉閥，由顆粒輸送風機送至料倉，合格品經(jīng)摻合15min，由顆粒輸送風機送至刨裝料斗進行包裝。

　　(5)回收系統(tǒng)

　　來自母液罐的母液，視生產(chǎn)需要，分別切至己烷汽提塔或粗己烷罐。母液罐(粗己烷罐)中母液由泵送至預熱器，預熱后進人己烷汽提塔進行蒸餾分離。汽提塔再沸器的中壓蒸汽流量控制調節(jié)。當釜液位濃度偏高，黏度過大，傳熱差時，啟動泵強制再沸器物料流動。塔田力由氣相出料控制閥來控制，壓力為0．3MPa，在第一塊塔板上引入高壓己烷進行沖洗，以防氣相夾帶低聚物和粉末，通過差壓報警，檢查塔板的工作狀態(tài)，以防堵塔。塔頂部的己烷蒸氣經(jīng)塔頂冷凝器冷卻，依靠重力流人接受槽中，接受槽內(nèi)裝有擋板以增強己烷和水的分離作用，使己烷和水分層，水的排除由調節(jié)閥控制。己烷層的液位通過脫水塔的進料閥控制。接受槽中含有水的己烷由泵送至脫水塔的第一塊塔板，低壓蒸汽通過調節(jié)閥通人再沸器，塔中物料30％在此氣化。塔頂出來的薊烷蒸氣液進行冷凝。塔底由泵送至冷卻器進行冷凝，冷凝后送至精己烷罐。精己烷罐中的己烷由泵加壓后到干燥器進行干燥，干燥后進過濾器至用戶。

　　(6)低聚物系統(tǒng)

　　經(jīng)過塔處理后殘存與塔底的低聚物由泵加壓至2．8MPa，進入閃蒸預熱器加熱。低聚物溶液從閃蒸罐頂部進入，進行減壓閃蒸。閃蒸氣返回塔，閃蒸罐內(nèi)有高壓蒸氣盤管進行加熱。低聚物靠自身壓力進入去活器，去活后用泵送往低聚物儲罐。

　　(7)公用工程系統(tǒng)

　?、倜芊庥拖到y(tǒng)

　　密封油系統(tǒng)分為高壓密封油和低壓密封油。是供給聚合釜攪拌、稀釋罐攪拌、閃蒸罐攪拌、羅茨風機密封。壓力靠氮氣進行調節(jié)。

　?、诶鋬鱿到y(tǒng)

　　本系統(tǒng)由冷凍機、鹽水罐、泵組成。在鹽水罐中配制含乙二醇36％的鹽水，由鹽水泵經(jīng)冷凍機組的冷卻器進行冷卻至—1O℃，然后供給各鹽水冷卻器，回收己烷，鹽水升溫至O℃后返回鹽水罐。

　?、蹆x表風系統(tǒng)

　　儀表風壓縮機將界區(qū)來的儀表風壓縮至1．9MPa，并儲存在儲罐中作為應急用儀表風。

　　④分子篩再生系統(tǒng)

　　己烷干燥器中的分子篩到一定的周期就要進行再生，再生采用氮氣，用循環(huán)風機保持壓力0．1MPa，并進行加熱至200℃，送人分子篩干燥器進行分子篩再生。冷卻后經(jīng)風機進行⑤蒸汽和冷凝液回收系統(tǒng)

　　本裝置有高壓蒸汽、中壓蒸汽、低壓蒸汽三種。本系統(tǒng)低壓蒸汽由高壓蒸汽凝液和低壓蒸汽凝液減壓產(chǎn)生。

　?、藁鹁嫦到y(tǒng)

　　本裝置所有工藝設備上的安全閥緊急排放和緊急泄壓排放的不凝氣體都排人火炬系統(tǒng)。