高密度聚乙烯淤浆外循环技术探讨

2023-01-03

在现代高密度聚乙烯生产过程中原有的一些设备技术已经不能满足当前社会的需求, 对于这些设备的改造主要是朝着淤浆外循环技术方向发展, 该技术不仅可以提高生产效率, 在经济方面也是比较合理, 对我国现代高密度聚乙烯生产意义重大。

1 高密度聚乙烯生产工艺介绍

高密度聚乙烯生产工艺的发明源于20世界50年代, 对于生产的主要工艺方法包括三种, 分别是溶剂聚合、淤浆聚合以及气象聚合[1]。这其中应用比较多的就是淤浆聚合, 这种方法在生产高密度聚乙烯方面比较成熟, 使用的时间较早, 在生产出来的聚乙烯质量方面也有保证, 同时在乙烯的聚合过程中对于乙烯的利用率比较高, 这些优势都使得淤浆聚合方法在工业生产高密度聚乙烯方面受到关注, 特别是日本的三井油化淤浆法在世界范围内得到了广泛应用, 该技术可以提高原来高密度聚乙烯装置的生产能力, 有着实际的意义。

2 淤浆法工艺概况

(1) 淤浆法工艺操作流程及原理该工艺的操作主要是重视工艺过程中的每一个环节, 首先在原料上要保证乙烯的高纯度, 对于溶剂使用的是己烷, 聚合物单体主要是丙烯或者是1-丁烯, 在催化剂方面有一个基础催化剂还有一个辅助催化剂, 基础催化剂使用的是一些高效的催化剂, 辅助催化剂使用的是AT, 催化剂一定要保证合适的温度和压力才能使催化剂的效果发挥到最好, 温度一般控制在78~85℃之间, 压力保证在0.25~0.8MPa之间, 在控制好温度和压力之后就可以进行双斧低压聚合, 在聚合过程中注意控制氢气的加入量, 为的是控制好产品的分子量, 对于聚合单体的调节主要是对产品的密度进行控制, 这些都要根据实际情况做出相应的调节, 生产出来的高密度聚乙烯经过分离干燥之后, 再通过造粒、包装就可以送到库房。

(2) 工艺操作过程中聚合釜主要的参数控制该工艺在聚合的过程中对于聚合釜的参数要严格控制, 这样才能保证生产效率和生产质量, 其中涉及到的参数主要有以下几个[2]:

(1) 浆液的浓度。对于浆液的要求有一个明确的规定值, 这是因为过高的浆液虽然可以使得单位体积内的产量提高, 但同时影响到了收率。 (3) 温度。温度在聚合过程中也是比较重要的, 这是因为一方面影响着催化剂的正常作用, 另一方面, 温度过高可以促进乙烯的活化, 增加收率, 但同时会使得溶剂中的乙烯量减少, 影响到聚合过程中的聚合速度, 对于反应过程中产生的热量通常通过下面几种方法来降低温度, 大部分的热量需要通过己烷潜热除去, 一小部分通过聚合釜夹套的冷却作用除去, 其余的在浆液的外循环过程中除去。 (3) 聚合釜的液面。为了防止液面的波动引起雾沫夹带, 所有的聚合釜液面要保持在一个水平线上, 一般选择通过溢流的方法使得所有聚合釜液面保持一致。 (4) 聚合过程中的停留时间, 停留时间过短将会使得产量下降, 所以要控制好聚合过程中的停留时间主要就是控制好气体的进气速度。 (5) 原料的供应, 在原料上保证供应才能确保聚合过程中的顺利进行。

3 淤浆外循坏技术概况

淤浆外循环技术是在原有的技术设备上经过改进形成的新技术, 具体的淤浆外循环就是将聚合釜中的部分淤浆通过一定的方法引出来从而实现外循环, 在循环的过程中可以将反应过程中产生的热量带出来, 在一定程度上可以起到降低温度的作用[3], 还可以有效的提高聚合过程中的转化率, 提高产量。对于原有技术设备只需要增加聚合釜外循环冷却系统就可以实现, 在实际的改造中已经有了较多的例子。整个流程也比较简单, 主要是从第一和第二聚合釜抽出来的淤浆在经过冷却之后再重新回到第一、第二聚合釜中, 冷却系统在其中起着重要的作用, 为了保证冷却质量, 在冷却器的入口需要补充冷却水, 同时在冷却系统的出口要排出部分温度过高的冷却水, 从而保证冷却系统的循环作用。

4 技术设备改造后的优势

在原有技术设备的改造上主要是通过增加聚合釜外循环冷却系统实现的, 改造之后的技术设备主要有以下几点优势:

(1) 高密度聚乙烯的生产能力得到了有效的提高, 改造之前的普遍生产能力为70kt/a, 改造之后, 这个生产提高到了100kt/a, 一下子就提升了30kt/a。 (2) 改造之后, 在生产高密度聚乙烯过程中消耗的一些能源降低了, 比如说冷却水的消耗和耗电量, 虽然减少的幅度不是很大, 但是对于大量的生产而言, 还是可以节约好多资源的。 (3) 改造过程中的造价满足经济型要求, 总造价在预算范围内。 (4) 改造在原有的技术设备上进行, 降低在改造过程中对产地、改造结束后对人员的要求。

5 结语

在原有技术设备上改造之后的高密度聚乙烯淤浆外循环技术, 在提高了产量的同时还降低了一些能源的消耗, 使得在生产过程中的温度很好的得到控制, 该技术的应用使得高密度聚乙烯生产不仅可以满足社会主义市场下的需求, 同时还可以提高企业在未来发展过程中的核心竞争力, 这种技术改造所需要的造价满足经济方面的要求, 所以高密度聚乙烯淤浆外循环技术在实际的应用中有着重要意义, 值得推广使用。

摘要：本文探讨了高密度聚乙烯淤浆外循环技术的相关问题, 在具体的论述过程中, 首先从高密度聚乙烯生产工艺入手去分析, 其次对淤浆法工艺概况做了介绍, 最后分析和总结了淤浆外循坏技术应用的优势。

关键词：高密度聚乙烯,淤浆外循环技术