全密度聚乙烯生產工藝簡析

李林響

【摘 要】文中簡單的介紹了大慶石化公司塑料廠全密度聚乙烯二套裝置的生產工藝及特點。

【關鍵詞】特點；原料；工藝

大慶石化公司塑料廠全密度聚乙烯二套裝置采用UNIVATION公司的UNIPOL氣相流化床聚乙烯冷凝技術生產工藝，以乙烯為原料，丁烯-1或己烯-1為共聚單體、氫氣為鏈轉移劑、異戊烷為誘導冷凝劑可生產高、中、低各種密度的聚乙烯產品。

一、工藝特點

大慶石化公司塑料廠全密度聚乙烯二套裝置采用UNIVATION公司的UNIPOL氣相流化床聚乙烯冷凝技術生產工藝，工藝流程簡單源于其先進的氣相流化床技術、先進的催化劑技術以及較低的操作壓力。操作條件溫和，無溶劑回收，且流化床反應為自限性的，即使反應失控，也不會造成反應設備超壓。因此，潛在的不安全因素小，而且三廢排放量較小，易處理，能滿足各種環保法規的要求。

二、原料部分

本裝置生產工藝的原料主要由乙烯、氫氣、丁烯、己烯、異戊烷等組成，各原料在反應過程中的作用及精制過程如下表所示：

三、生產工藝

本裝置的生產工藝可以分為原料精制、反應系統、樹脂脫氣、排放氣回收、樹脂添加劑處理、造粒、風送等單元。

3.1反應系統

反應系統包括反應器、循環氣冷卻器、循環氣壓縮機和各反應原料進料線。經過原料精制系統的氣體反應物（乙烯、丁烯或己烯及氫氣的混合物）和惰性組分（氮氣）通過循環氣壓縮機在含有少量催化劑的樹脂流化床中不斷地循環并反應。反應熱通過誘導冷凝劑（異戊烷）汽化和來自循環冷卻器的低溫氣體吸收，氣化后的誘導冷凝劑和吸熱后的氣體又通過循環氣冷卻器將熱量帶走，通過氣體的不斷循環將反應熱不斷帶出使反應系統的溫度保持穩定。必要時可將少量的循環氣通過脫氣倉排放到火炬以維持反應系統中合適的反應物濃度。聚合反應在流化床反應器內進行，通過外部循環的反應氣既讓反應器床層流化又能撤除反應熱。催化劑和精制后的反應物（乙烯、丁烯或己烯和氫氣）連續進入反應器，粉料樹脂產品通過兩套出料系統的交替操作間歇排出。

反應器有兩套產品出料系統，每條排料系統分別由兩罐組成，產品出料罐和產品吹出罐。正常情況下兩條排料系統交替排料，但每套出料系統也可獨立工作。當其中一條產品出料系統故障時，系統還提供產品出料系統單線排料的功能，單條產品出料系統的排料也能滿足正常生產的要求。在交替排料模式下，通過氣體在兩套排料系統間的轉移，減少排料過程中氣體的排出量，節約反應氣。粉料樹脂和反應氣從反應器間歇地排入到產品出料罐中，氣體和樹脂在出料罐中分離，氣體返回到反應器，粉料樹脂產品從出料罐排到產品吹出罐，然后再用來自排放氣回收單元的排放氣或氮氣密相輸送到產品脫氣倉。反應器床層料位達到預定高度時，出料循環自動啟動。

3.2樹脂脫氣

粉料樹脂由反應出料系統輸送到立式沉降床產品脫氣倉，并在其中停留約3小時，以脫除樹脂中溶解的烴。脫氣倉的工作壓力略高于大氣壓，樹脂溫度接近于反應器溫度。

產品脫氣倉由兩部分構成，上段用于脫除樹脂中的烴，下段用于水解樹脂中殘留的烷基鋁和活性催化劑。通過向產品脫氣倉的上部分注入氮氣來脫除溶解于樹脂中的烴類。樹脂從產品脫氣倉中流下，返混量很小，氮氣由下至上通過樹脂。通過將產品脫氣倉上部分樹脂料位控制在預定范圍內來維持脫氣所需充分的停留時間。料位由產品脫氣倉旋轉加料器的轉速控制。氮氣通過兩個位置進入脫氣倉的上段，一個是內部倒錐分配器的頂部，一個是器壁內錐的下部，此內錐與倒錐基本位于同一高度，氮氣流量在這兩個位置上均分為兩股。氮氣、輸送氣和從樹脂中脫除的烴類經產品脫氣倉過濾器從脫氣倉頂部排出。過濾器出口物料進入排放氣回收系統。離開產品脫氣倉底部的樹脂僅含有微量的烴類，滿足了安全與環保的要求。

3.3排放氣回收

排放氣回收系統用于回收產品脫氣倉排放氣中的共聚單體和異戊烷，提高單體利用率。回收的氣體用于排料系統輔助輸送載氣，從而降低了氮氣的消耗。從脫氣倉頂部過濾器出來的排放氣經排放氣回收壓縮機后收集的凝液送回反應循環系統，氣體一部分用作從產品吹出罐至產品脫氣倉樹脂的密相輸送氣，一部分排火炬。高壓冷凝器的冷劑由排放氣回收制冷系統供給。

3.4樹脂添加劑處理

固體添加劑通過添加劑系統直接進料到造粒系統。添加劑系統包括四個倒袋站、添加劑緩沖倉和四個失重式加料器，可以處理不同的添加劑。添加劑從固體添加劑加料器靠重力流到樹脂/添加劑輸送器與粉料樹脂主物流混和進入混煉機料斗。

3.5造粒

粉料樹脂和各種添加劑在混煉機中熔融、混合，經水下切粒、干燥后送往樹脂后處理系統。

3.6風送

干燥后的粒料樹脂經風送系統送到摻混料倉摻混后再風送到包裝料倉進行成品包裝。在送往成品包裝系統前，樹脂還要用淘析器除去風送過程中產生的細粉或拉絲。粉料輸送用于種子床更換、存儲，PPB循環等。

結束語

本裝置的生產工藝靈活性大，能生產高、中、低各種密度的全系列產品，且具有較大的操作彈性，產品性能均一，易于操作。在傳統工藝的基礎上開發了“冷凝”技術，使生產能力大幅提高，投資費用降低，原材料和公用工程消耗降低，經濟性能顯著提高。

（作者單位：大慶石化公司塑料廠）