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。

  我國從20世紀70年代開始引進兩套高壓聚乙烯生產線，一套采用高壓釜式法，雙釜串聯；另一套采用高壓管式法生產高壓聚乙烯。隨后又引進了齊格勒催化劑法等生產低壓聚乙烯。

二、典型聚乙烯裝置的工藝及特點

  聚乙烯的生產有高壓法、中壓法、低壓法三種。高壓法生產低密度聚乙烯。由于這種方法開發得早，用這種方法生產的聚乙烯至今仍占據了聚乙烯產品市場的很大比例。但隨著生產技術和催化劑的不斷改進，各種低壓法生產工藝發展很快。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高密度聚乙烯，而溶液法和氣相法除了可以生產高密度聚乙烯外，加人共聚單體，改變控制條件后，還可生產中、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聚乙烯。某項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、聚合系統、分離和造粒系統、混合和加工系統、包裝系統。

 1. 壓縮系統該系統 

   包括原料儲存、原料凈化、一次壓縮和二次壓縮等部分。來自界區外的原料，包括乙烯、1-丁烯、異丁烷和氫氣、氮氣等在精制后進入一級壓縮機升壓，與循環乙烯混合后再進入二級壓縮機壓縮。再經換熱器換熱，送入反應系統進行聚合。

 2. 聚合系統 

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

 3. 分離和造粒系統 

   從反應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一步使未聚合的乙烯與聚合物進行分離。剩下的聚合物經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一步脫除微量稀釋劑，脫氣后的粉料借助重力經質量流量計計量后進入螺桿輸送機。同時，將添加劑按配比均勻地加入螺桿輸送機中。螺桿輸送機將粉料及添加劑輸送到擠壓造粒機中進行造粒。

 4. 混合和加工系統 

   為改善產品的濁度和成膜性，從擠壓機出來的粒料經脫水、干燥后，風送至摻混料倉，粒料在摻混料倉中混合均化，再送至均化擠壓機進行二次擠壓造粒。粒料經風送系統送往成品儲槽。

 5. 包裝系統 

   成品粒料經風送至包裝料斗，經粉末捕集與除鐵器后送至自動包裝機稱量包裝，然后送至產品倉庫。

三、介質特點

  聚乙烯的生產工藝條件比較緩和，即主系統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）也沒有較強的腐蝕性和毒性。

四、乙烯裂解裝置的配管設計

  主要是對裂解爐、塔、換熱器、罐、泵、壓縮機等設備的配管設計。