(三)化學(xué)反應(yīng)過程
主要反應(yīng)
乙烯在低壓狀態(tài)下,經(jīng)催化劑作用聚合成高密度聚乙烯的反應(yīng)機(jī)理說法甚多,其中以陰離子配位聚合的機(jī)理較為成熟,目前已得到較為普遍的承認(rèn)。
在陰離子配位聚合反應(yīng)中,催化劑之所以有活性,是因為它的分子結(jié)構(gòu)中含有金屬—烷基鍵,乙烯及共聚單體可以迅速地插人金屬—烷基鍵之間,而生成長鍵高聚物,其過程分為下列三步:
①鏈引發(fā)。其過程可概括為:擴(kuò)散(包括溶解)一吸附(包括絡(luò)合、極化)一插入。
②鏈增長一擴(kuò)散(包括溶解)一吸附(包括絡(luò)合、極化)一插入。
③鏈終止一增長中的聚乙烯鏈因各種原因而停止增長,在生產(chǎn)過程中一般添加氫使鏈
(四)主要操作條件
聚合溫度:(85±3)℃
聚合壓力:0.25-0.7MPa
離心機(jī)扭矩:<20kg?m
離心機(jī)電流:<23A
粉料干燥溫度:97-99℃
混煉機(jī)電流:<237A
蒸餾塔壓力:(0.3±0.05)MPa
蒸餾塔液位:50%-70%
(五)原料及產(chǎn)品性質(zhì)
1.主要原料性質(zhì)
主要原料包括乙烯、丙烯、1—丁烯、氫氣等。
(1)乙烯化學(xué)式:CH2=CH2
乙烯規(guī)格>99.96%
危險特性:與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。
危害處理:發(fā)生泄漏,人員應(yīng)該迅速撤離至上風(fēng)處,切斷氣源。并隔離至氣體散盡,應(yīng)急理時應(yīng)戴呼吸器,穿防護(hù)服。
(2)丙烯化學(xué)式:CH3CH=CH2
丙烯規(guī)格:>99.6%
危險特性:與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。
危害處理:發(fā)生泄漏,人員應(yīng)該迅速撤離至上風(fēng)處,切斷氣源。并隔離至氣體散盡,應(yīng)急處理時應(yīng)戴呼吸器,穿防護(hù)服。
(3)1—丁烯
1—丁烯規(guī)格>99.0%
危險特性:與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。
危害處理:發(fā)生泄漏,人員應(yīng)該迅速撤離至上風(fēng)處,切斷氣源。并隔離至氣體散盡,應(yīng)急處理時應(yīng)戴呼吸器,穿防護(hù)服。
(4)氫氣化學(xué)式:H2
氫氣規(guī)格:氫≥90%
化學(xué)危險性:與空氣混合形成爆炸性混合物,遇明火即會引起燃燒爆炸。爆炸極限:4.1%-74.1%(體積)。氣體比空氣較輕,在室內(nèi)儲存與使用時易爆炸。
2.主要產(chǎn)品
聚乙烯其粉末系爆炸性粉塵,易產(chǎn)生靜電,要注意輸送系統(tǒng)必須在氮?dú)獗Wo(hù)下進(jìn)行。
二、重點(diǎn)部位及設(shè)備
(一)重點(diǎn)部位
1.反應(yīng)系統(tǒng)
主要由聚合釜、風(fēng)機(jī)組成。原料氣在這里采用淤漿法聚合反應(yīng)。
安全要求:處理催化劑泄漏時要用跖石、黃沙滅火。禁止使用水、泡沫滅火。消防人員應(yīng)穿戴鋁或石棉層服裝和面罩。處理己烷時務(wù)必戴上手套和面罩,著火時應(yīng)用泡沫、干粉等滅火。發(fā)現(xiàn)氣體泄漏時應(yīng)及時切斷進(jìn)料閥。
2.回收系統(tǒng)
主要由蒸餾塔、氣提塔組成。將三區(qū)分離出的母液進(jìn)行回收利用。
安全要求:杜絕跑、冒、滴、漏,嚴(yán)禁隨地排放物料。避免儲罐超溫超壓。
3.分離系統(tǒng)
主要由離心機(jī)、干燥機(jī)組成。將聚合的漿液進(jìn)行分離和干燥。
安全要求:杜絕跑、冒、滴、漏,嚴(yán)禁隨地排放物料。避免儲罐超溫超壓。處理己烷時務(wù)必戴上手套和面罩,著火時應(yīng)用泡沫、干粉等滅火。
4.造粒系統(tǒng)
主要由造粒機(jī)組組成。將粉末造粒。
安全要求:本系統(tǒng)機(jī)械操作較多,因此在操作時必須佩戴好防護(hù)用品,穩(wěn)定及配制人員必須戴好防塵口-罩。為了防止粉末物料系統(tǒng)的粉塵爆炸,系統(tǒng)內(nèi)必須進(jìn)行氮封。經(jīng)常清除粉塵,防止粉塵飛揚(yáng)污染環(huán)境及引起粉塵爆炸。
(二)重點(diǎn)設(shè)備
1.聚合釜
特點(diǎn):容積80m3,采用兩支點(diǎn)懸掛軸,軸上部設(shè)受液盤,下部有三檔開式滑輪攪拌器,最下檔攪拌器下裝有穩(wěn)定器,增加阻逆,減少軸端擺動量。
2.離心機(jī)
工作原理是轉(zhuǎn)鼓在1450r/min高速轉(zhuǎn)動下,將聚乙烯粉末與己烷分離,差速器使轉(zhuǎn)鼓與螺旋差速18r/min,螺旋把分離的粉末推出機(jī)端,落人料斗,己烷從另一端流下。
3.干燥機(jī)
干燥機(jī)頭部采用螺旋輸送機(jī),把含有30%己烷的聚合物送人轉(zhuǎn)筒,在回轉(zhuǎn)過程中物料從高端走向低端,由蒸汽管加熱,己烷汽隨循環(huán)干燥氣帶出,干粉由尾端出料。
4.造粒機(jī)
本裝置采用神戶制鋼生產(chǎn)的造粒機(jī),缸體與螺旋直徑從加料段、混合段到熔融輸送段采取變徑設(shè)計,較適用于淤漿法CX工藝的HDPE低指數(shù)松散密度的特點(diǎn),有利于進(jìn)料,輸送段直徑小,有利于降低能耗。