聚乙烯生產(chǎn)工藝

聚乙烯構(gòu)造：CH2=CH2+CH2=CH2+—CH2-CH2-CH2-CH2.簡(jiǎn)稱(chēng)PE，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹(shù)脂.聚乙烯是構(gòu)造簡(jiǎn)單的高分子，也是應(yīng)用最寬泛的高分子資料。它是由重復(fù)的-CH2-單元連結(jié)而成的。聚乙烯是經(jīng)過(guò)乙烯（CH2=CH2）的加成聚合而成的.聚乙烯（PE）是通用合成樹(shù)脂中產(chǎn)量最大的品種，主要包含低密度聚乙烯（LDPE）、線型低密度聚乙烯（LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE）及一些擁有特別性能的產(chǎn)品。用途十分寬泛，主要用來(lái)制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達(dá)等的高頻絕緣資料。也合用于各樣漿點(diǎn)、粉點(diǎn)、撒粉、涂布機(jī)及噴膠機(jī)產(chǎn)品；寬泛用于服裝、服飾面料復(fù)合、制鞋、包裝、書(shū)本、無(wú)線裝訂、少兒玩具、家電等行業(yè)。合劑的首選材料。聚合實(shí)行方法：淤漿法、溶液法、氣相法產(chǎn)品密度大?。焊呙芏?、中密度、低密度、線性低密度產(chǎn)品分子量：低分子量、一般分子量、超高分子量生產(chǎn)方法：高壓法、低壓法、中壓法高壓法用來(lái)生產(chǎn)低密度聚乙烯,這類(lèi)方法開(kāi)發(fā)得早，用此法生產(chǎn)的聚乙烯到現(xiàn)在約占聚乙烯總產(chǎn)量的2/3,但跟著生產(chǎn)技術(shù)和催化劑的發(fā)展,其增加速度已大大落伍于低壓法。低壓法就其實(shí)行方法來(lái)說(shuō)，有淤漿法、溶液法隨和相法。淤漿法主要用于生產(chǎn)高密度聚乙烯，而溶液法隨和相法不單能夠生產(chǎn)高密度聚乙烯,還可經(jīng)過(guò)加共聚單體,生產(chǎn)中、低密度聚乙烯，也稱(chēng)為線型低密度聚乙烯.近來(lái)幾年來(lái)，各樣低壓法工藝發(fā)展很快。本設(shè)計(jì)中采納高壓淤漿法合成低密度聚乙烯。聚乙烯有優(yōu)秀的化學(xué)穩(wěn)固性，室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類(lèi)、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各樣化學(xué)物質(zhì)，硝酸和硫酸對(duì)聚乙烯有較強(qiáng)的損壞作用。聚乙烯簡(jiǎn)單光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下簡(jiǎn)單發(fā)生降解，碳黑對(duì)聚乙烯有優(yōu)秀的光障蔽作用。受輻射后可發(fā)生交聯(lián)、斷鏈、形成不飽和基團(tuán)等反應(yīng).聚乙烯的生產(chǎn)工藝主要原料乙烯是最簡(jiǎn)單的烯烴,常壓下是略帶芬芳?xì)馕兜臒o(wú)色可燃性氣體。乙烯幾乎不溶于水，化學(xué)性質(zhì)開(kāi)朗。與空氣混淆能產(chǎn)生爆炸性混淆物.是石油化工的基根源料。乙烯根源于液化天然氣、液化石油氣、輕柴油、重油或原油等經(jīng)裂解產(chǎn)生的裂解氣中分出；也可由焦?fàn)t煤氣分出；還可由乙醇脫水制得。2高壓聚合生產(chǎn)工藝乙烯高壓聚合是以微量氧或有機(jī)過(guò)氧化物為引起劑,將乙烯壓縮至147。1～245.2MPa高壓下，在150~290℃的條件下，乙烯經(jīng)自由基聚合反響轉(zhuǎn)變?yōu)闉榫垡蚁┑木酆戏椒?也是工業(yè)上采納自由基型氣相本體聚合的最典型方法，海事工業(yè)上生產(chǎn)聚乙烯的第一種方法，到現(xiàn)在仍舊是生產(chǎn)低密度聚乙烯的主要生產(chǎn)方法3聚合原理乙烯在高壓下按自由基聚合反響機(jī)理進(jìn)行聚合。因?yàn)榉错憸囟雀?簡(jiǎn)單發(fā)生向大分子鏈轉(zhuǎn)移反響，產(chǎn)物為帶有許多長(zhǎng)支鏈和短支鏈的線型大分子。經(jīng)測(cè)試,大分子鏈中均勻1000個(gè)碳原子的支鏈上帶有20～30個(gè)支里鏈.同時(shí)因?yàn)橹ф溤S多，造成高壓聚乙烯的產(chǎn)物結(jié)晶度低,密度小,故高壓隱約稱(chēng)為低密度聚乙烯。條件與過(guò)程描繪：純度99％以上的乙烯在催化劑四氯化鈦和一氯二乙基鋁存在下，在壓力0。1—0。5MPa和溫度65—75℃的汽油中聚合獲取HDPE的淤漿。經(jīng)醇解損壞剩余的催化劑、中和、水洗,并回收汽油和未聚合的乙烯，經(jīng)干燥、造粒獲取產(chǎn)品.主要工藝條件4.1乙烯純度聚合級(jí)乙烯氣體的規(guī)格要求，純度不低于99。9％乙烯的露點(diǎn)不大于223K，純度低，聚合遲緩，雜質(zhì)多,產(chǎn)物相對(duì)分子量低。此中特別嚴(yán)格控制對(duì)乙烯聚合有害的乙炔和一氧化碳的含量,因?yàn)檫@兩種物質(zhì)參加反響后，會(huì)降低產(chǎn)物的抗氧化能力，影響產(chǎn)物的介電性能等。4。2引起劑以氧為引起劑時(shí)，用量一定嚴(yán)格控制在乙烯量的0.003%~0。007％以內(nèi),防備氣體在高壓下發(fā)生爆炸。以有機(jī)過(guò)氧化物為引起劑時(shí),將有機(jī)過(guò)氧化物溶解于液體白臘中,配置成1％～25％的引起劑溶液。4.3相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)理劑工業(yè)生產(chǎn)中為了控制聚乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量(或熔融指數(shù)），合適加入調(diào)理劑(如烷烴中的乙烷、丙烷、丁烷、己烷環(huán)己烷；烯烴中的丙烯、異丁烯；氫;丙酮和丙醛等）,最常用的是丙烯、丙烷、乙烷。其純度要求為：丙烯〉99。0%（體積）;丙烷純度>97％（體積）；乙烷純度〉95％。它們的雜質(zhì)含量：炔烴<40cm3/m3；S含量＜0.3cm3/m3氧含量＜0。2cm3/m34。4聚合溫度取決與引起劑種類(lèi).以氧為引起劑溫度控制在230℃以上；以有機(jī)過(guò)氧化物為引起劑時(shí)，溫度控制在150℃左右。4。5聚合壓力108~245MPa,高低依照聚乙烯生產(chǎn)牌號(hào)確立。壓力愈大，產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量愈大。4.6聚合轉(zhuǎn)變率與產(chǎn)率聚合轉(zhuǎn)變率為16％～27％即采納低轉(zhuǎn)變率聚合,未轉(zhuǎn)變的乙烯經(jīng)冷卻器冷卻后循環(huán)使用，總產(chǎn)率高達(dá)95％。聚合時(shí)進(jìn)料溫度為40℃，乙烯-聚乙烯混淆物出料溫度160～280℃，大多數(shù)反響熱由走開(kāi)反響器的物料帶走。反響器夾套冷卻只好除掉部分熱量。4。7生產(chǎn)方法HDPE最往常的生產(chǎn)方法是經(jīng)過(guò)淤漿或氣相加工法,也有少量用溶液相加工生產(chǎn).全部這些加工過(guò)程都是由乙烯單體、a-烯烴單體、催化劑系統(tǒng)（可能是不只一種化合物）和各樣類(lèi)型的烴類(lèi)稀釋劑參加的放熱反響.氫氣和一些催化劑用來(lái)控制分子量.淤漿反響器一般為攪拌釜或是一種更常用的大型環(huán)形反響器,在此中料漿能夠循環(huán)攪拌。當(dāng)乙烯和共聚單體（依據(jù)需要）和催化劑一接觸，就會(huì)形成聚乙烯顆粒.除掉稀釋劑后，聚乙烯顆?；蚍蹌┑挠贊{法。聚合反響設(shè)施此刻工業(yè)采納的乙烯高壓聚合反響器可分為釜式反響器和管式反應(yīng)器。本設(shè)計(jì)中采納釜式反響器。其材質(zhì)為優(yōu)良合金鋼，形狀為圓筒形，采納頂伸式攪拌器。生產(chǎn)中能夠單速操作，也能夠兩釜串連操作。釜內(nèi)(L/D較大）攪拌軸上帶有分區(qū)擋板，合適于單線操作。容積為3135m的釜式反響器單線生產(chǎn)能力為100000t/a.其最大特色是生產(chǎn)易控，產(chǎn)品多樣.乙烯高壓聚合生產(chǎn)工藝流程主要過(guò)程分為壓縮、聚合、分別和攪合4個(gè)階段。來(lái)自總管的壓力為1。18MPa的聚合級(jí)乙烯進(jìn)入接收器（1），與來(lái)自協(xié)助壓縮機(jī)（2）的循環(huán)乙烯混淆。經(jīng)一次壓縮機(jī)（3）29。43MPa在于來(lái)自于低聚物分別器(4）的返回乙烯進(jìn)入混淆器（5），由泵（6）注入調(diào)理劑丙烯或丙烷。氣體物料經(jīng)二次壓縮機(jī)(7）加壓到113～196。20MPa（詳細(xì)壓力依據(jù)聚乙烯的型號(hào)確立)而后進(jìn)入聚合釜（8),同時(shí),由泵（9）連續(xù)向反響器內(nèi)注入微量配置好的引起劑溶液，使乙烯進(jìn)行高壓聚合。出粒料。本設(shè)計(jì)采納齊格勒催化從聚合釜出來(lái)的聚乙烯與未反響的乙烯經(jīng)反響器底部減壓閥進(jìn)入冷凝器(10），冷卻至一定溫度后進(jìn)入高壓分別器（11），減壓至24.53~29.43MPa;分別出來(lái)的大多數(shù)未反響的乙烯與2低聚物，經(jīng)低聚物分別器(4），分別出低聚物后,乙烯返回混淆器（5）循環(huán)使用；低聚物在低聚物分液器（14）中回收夾帶的乙烯后排出。由高壓分別器（11）出來(lái)的聚乙烯物料（含少許未反響的乙烯），在低壓分別器（12)中減壓至49.1kPa，此中分別出來(lái)的剩余乙烯進(jìn)入乙烯接收器(13）.在低壓分別器底部加入抗氧劑、抗靜電劑等后，與熔融狀態(tài)的聚乙烯一同經(jīng)擠壓齒輪泵（15）送至切粒機(jī)(16）進(jìn)行水下切粒。切成的粒子和冷卻水一同到脫水槽（17）脫水,再經(jīng)振動(dòng)篩（18）過(guò)篩后，料粒用氣流送到摻工段。用氣流送來(lái)的料粒第一經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分別器（19）,經(jīng)過(guò)氣固分別后，顆粒落入磁力分別器(20）以除掉夾帶的金屬粒子，而后進(jìn)入緩沖器(21）。緩沖器中料粒經(jīng)過(guò)自動(dòng)磅秤和三通換向閥進(jìn)入三此中間貯槽（22）中的一個(gè)，取樣剖析,合格產(chǎn)品進(jìn)入攪合器（23）中進(jìn)行氣動(dòng)循環(huán)攪合；不合格品送至等外品貯槽(24)進(jìn)行攪合或儲(chǔ)存包裝。參合均勻后的合格品——聚乙烯顆粒用氣流送至合格品貯槽(25)儲(chǔ)存，而后用磅秤稱(chēng)量，裝袋后送至成品庫(kù)房。生產(chǎn)工藝研究新進(jìn)展長(zhǎng)久以來(lái)，在聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，向來(lái)是多種工藝并存，各展其長(zhǎng)。當(dāng)今最廣泛的工藝技術(shù)有以下六種。冷凝及超冷凝技術(shù)冷凝及超冷凝技術(shù)是指在一般的氣相法PE流化床反響器工藝的基礎(chǔ)上，使反響的聚合熱由循環(huán)氣體的溫升和冷凝液體的蒸發(fā)潛熱共同帶出反響器，進(jìn)而提升反響器的時(shí)空產(chǎn)率和循環(huán)氣散熱的一種技術(shù)。不造粒技術(shù)跟著催化劑技術(shù)的進(jìn)步，此刻已出現(xiàn)了直接由聚合釜中制得無(wú)需進(jìn)一步造粒的球形PE樹(shù)脂的技術(shù)。直接生產(chǎn)不需造粒樹(shù)脂,不只好省去大批耗能的擠出造粒等步驟，并且從反響器中獲取的低結(jié)晶產(chǎn)品不發(fā)生形態(tài)變化,這樣有益于縮短加工周期、節(jié)儉加工能量。共聚技術(shù)采納共聚技術(shù)對(duì)PE進(jìn)行改性近來(lái)幾年得長(zhǎng)足白勺展.低壓PE工藝白勺顯然進(jìn)展之－就HDPELLDPE白勺共聚單體從1-丁烯向高級(jí)α—烯烴(1—己烯、1-辛烯四-甲基—1-戊烯)轉(zhuǎn)變。一般以為長(zhǎng)鏈單體共聚白勺LLDPE比短鏈單體共聚白勺樹(shù)脂具更高白勺整體韌性強(qiáng)度，且長(zhǎng)鏈單體對(duì)LLDPE樹(shù)脂性能改良白勺峰值處于1-己烯與1—辛烯之間，而1-辛烯共聚LLDPE韌性最好。反響器新配置近來(lái)，開(kāi)型管式反響器生產(chǎn)LDPE白勺趨向，釜式工藝變得越超出，但二臺(tái)釜式反響器串連操作技術(shù)白勺開(kāi)，使釜式反響器工藝白勺生產(chǎn)花費(fèi)可與管式反響器競(jìng)爭(zhēng)。雙峰技術(shù)雙峰聚乙烯指相對(duì)分子質(zhì)量散布曲線體現(xiàn)兩峰值白勺聚乙烯樹(shù)脂,雙峰樹(shù)脂可獲取優(yōu)勝物理性能和加工性能。當(dāng)前，生產(chǎn)雙峰樹(shù)脂白勺方法主熔融共混、反響器串連、單－反響器使用雙金屬催化劑或混淆催化劑等方法。原位法技術(shù)工業(yè)生產(chǎn)LLDPE往常反響器加入－定比率白勺α—烯烴（如—丁烯、1—己烯1-辛烯）與乙烯進(jìn)行共聚，些單體均由乙烯齊集生成.原位