高壓低密度聚乙烯裝置循環壓縮機密封技術及發展趨勢

溫澤明

摘 要：隨著我國工業化水平的不斷提高，我國對聚乙烯工藝實施及設備運行能力已相對較高。高壓低密度聚乙烯的生產主要采用的為管式法，多以德國Basell公司的工藝技術為主。而作為管式法高密度聚乙烯生產過程中，壓縮單位的效能與生產效能有著直接聯系，而壓縮機密封效果直接決定了其環節效益。本文通過對我國高壓低密度聚乙烯裝置實例探討及壓縮工藝的分析，探討以管道法為基礎的壓縮機密封技術的系統應用。將在一定程度上，為我國高壓低密度聚乙烯裝置循環壓縮機密封技術的應用與革新，提供有效借鑒。

關鍵詞：高壓低密度聚乙烯；密封技術；工藝

聚乙烯因其行業應用廣泛、需求旺盛，在新的經濟和社會發展背景下，迎來了一個黃金時期，資料顯示，我國聚乙烯消費總量約占全球熱塑材料總量的七成以上。其市場規模總量不斷攀升，聚乙烯擠出、注射、模塑、吹塑和熔紡的產品成為人民生活不可或缺的一部分。我國對聚乙烯工藝的專項研究和規模建設起步于上世紀的七十年代而隨著我國工業化水平的不斷提高，對聚乙烯工藝實施及設備運行能力已相對較高。聚乙烯裝置生產過程中，有德國管式法、淤漿法、氣相法等。而高壓低密度聚乙烯的生產主要采用的為管式法，多以德國Basell公司的工藝技術為主。而作為管式法高密度聚乙烯生產過程中，壓縮單位的效能與生產效能有著直接聯系，而壓縮機密封效果直接決定了其環節效益。

1 高壓低密度聚乙烯裝置

當期，采用德國Basell公司的管式法反應器工藝聚合過程性原料為乙烯和醋酸乙烯，一般情況下，均已氧化物作為誘發劑，而分子調節劑一般選用丙醛。其工藝設備流程單元可分為原料存儲、壓縮、聚合、高低壓循環其處理等多個工藝處置環節。該高壓低密度聚乙烯裝置成為高壓管式反應。整個反應過程要經歷如下四個過程，即鏈引發、鏈增長、鏈轉移、鏈終止。從其設備的運行效果上看，該裝置具有聚合產品范圍較廣，產品標號的切換時間少且過渡料浪費小，整體的原料能耗和公用工程消耗也處于相對較低的水平。其較為突出的優勢還表現在整套生產工藝的自動化處理水平較高，且具有一定的自動清洗、脫蠟功能。

2 高壓低密度聚乙烯裝置循環壓縮機的工作制度

作為高壓低密度聚乙烯裝置的重要組成單元，是決定其生產耗能和產品品質的重要節點。其壓縮環節進程一般包括一次壓縮機作業和二次壓縮機作業。主要由C1201及C1202分別完成。

2.1 增壓機、一次壓縮機工作制度

高壓低密度聚乙烯生產裝置中的一次壓縮機C1201多為水平移動活塞是壓縮機，對低壓循環氣體進行壓縮作業，增壓段為一次壓縮機的一段及二段。部分壓縮氣體作為馳放氣，進入內部冷囊器和分離罐。完成對馳放氣體的乙烯回收。同時，壓縮氣體在進入三段后，經內部冷卻器的調節。整個加壓過程中增壓作業主要有一段和二段的旁路控制來實現負荷提升，而一次壓縮機的六成及以上負荷主要通過乙烯原料管線的壓力控制閥得以調節。

2.2 二次壓縮機工作制度

高壓低密度聚乙烯生產裝置中的一次壓縮機C1202多為兩線對稱式壓縮機，其設備段的每個環節都設有兩個氣缸，以壓縮處理同等的混合氣流。壓縮的一段和二段其工藝吸入穩定維持在40攝氏度左右，上下浮動不超過3攝氏度。二次壓縮機工作過程中，分別從高壓循環氣系統和一次壓縮機出口輸送過來的乙烯氣體，先后經過二次壓縮機一段氣缸、二段氣缸的連續作業，時期基本可以達到聚合反應所需要的生產工藝壓力要求。

3 高壓低密度聚乙烯裝置循環壓縮機密封技術及發展趨勢

隨著我國壓縮機密封技術的不斷提升，其工藝手段在對傳統的迷宮型密封和環油膜密封的基礎上又出現了機械接觸式密封和干氣密封。當前，部分石化企業壓縮機采用的是填料環組密封技術。

該種密封技術在往復式的壓縮機工作周期中：

①在壓縮階段，設備氣缸內的高壓混合氣作用在填料密封環上，造成調料密封環的前后壓力差異，壓縮機的各個密封面可以在壓差的作用下較好地工作，其氣體逐步流向隨后的填料杯槽里且可以形成類似密封類型，最終實現壓縮環節密封效果；

②在吸氣階段，氣體通過填料密封環組中的徑向環的切口流回到氣缸，設備的槽內氣壓下降，為下一壓縮過程提供新的壓差儲備，是填料密封環形成多達三個的密封面，實現吸氣環節的密封效果。

4 結語

綜上所述，當前，我國聚乙烯生產的工藝選擇日益的多樣化，其壓縮單元的構成已呈現出一定的差異。隨著工藝設備的改良與換代，其密封效果對壓縮單元的影響將進一步的降低。在高壓低密度聚乙烯裝置生產工藝中，通過等一次壓縮、二次壓縮的綜合性的優化控制和密封監測，確保壓縮單元的高效生產的同時，實現降耗增益。

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