聚氯乙烯的生產流程綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u13322聚氯乙烯的生產流程綜述 1103321.1聚合原理及化學反應 1277691.1.1工藝配方和聚合反應條件 159731.1.2聚合反應機理 1250441.2聚合工段生產流程簡述 2202381.2.1聚合系統(tǒng) 3223771.2.2蒸汽蒸餾系統(tǒng) 4275661.2.3粉末干燥系統(tǒng) 41.1聚合原理及化學反應1.1.1工藝配方和聚合反應條件產品牌號：GF7750聚合溫度：80-84℃聚合壓力：0.7-1.4MPa催化劑濃度：0.1-0.35mmolTi/L（EV）（釜中溫度）活化劑濃度：0.6-0.9mmolTi/L（EV）（釜中溫度）相比：EV（m3）EE（T）=1.5-4乙烯：丙烯：氫氣=1：0.004：0.0007（質量比）1.1.2聚合反應機理采用沸程135—170℃的鏈烷烴做溶劑(生產上稱稀釋劑)，產物聚乙烯粉末懸浮液其中，不溶于稀釋劑，故稱之為淤漿聚合，固體粉末濃度約為30%。為將產品與溶劑分離，并得到合格的聚乙烯粉末產品，在聚合釜后設置了離心機進行固液分離，可將漿料中約80%的稀釋劑脫除，因溶劑的沸點高于產物的熔點，因此應用水蒸汽蒸餾，把基本除去稀釋劑含大量水量的濕物料先經(jīng)螺旋脫水器，后經(jīng)流化床干燥器，使產品最終濕含量達到工藝要求。乙烯及單體丙烯在催化劑的作用下，進行陰離子配位聚合反應生成聚乙烯粉末。催化劑體系：主要催化劑：TiCl4；助催化劑：Al(CH2CH3)3；載體：Mg(OCH2CH3)。反應機理如下：乙烯以及乙烯的共聚單體丙烯，通過用載體化的齊格勒納塔催化劑體系進行陰離子配位聚合從而生成聚乙烯粉末。催化劑形成：R—LnM+R-m→LnM過度金屬化合物：有機金屬化合物鏈增長RR…CH2|配位|||LnM+CH2=CH2→LnM…CH2LnM | CH2=CH2→CH2-CH2-R→LnM…CH2配位|CH2…CH2|CH2-R →LnM-CH2-CH2-CH2-CH2-R→LnM-（CH2-CH2）n-R 插入鏈終止aP-消除法：H |CH2-C-（CH2-CH2）n-R→LnM-CH2-CH3+CH2=CH-（CH2-CH2）nR||CH2 LnM||CH2B氫化法LnM-（CH2-CH2）n-R+H2→LnM-H+CH3-CH2-（CH2-CH2）n-1-R1.2聚合工段生產流程簡述聚合工段的任務是將來自氣體混合站的原料氣在催化劑的作用下，制成合格的聚乙烯粉末。為此，將聚合工段設計成由三個工序組成的高密度聚乙烯生產線，即：聚合工序：單體轉化成聚合物；分離工序：聚合物和溶劑分離(離心機離心脫水、水蒸汽蒸餾)；干燥工序：濕物料干燥成合格產品(螺旋脫水和流化床干燥)。EV混合蒸汽蒸汽蒸餾離心反應聚合反應漿料濾餅↑濕物料蒸汽蒸餾離心反應聚合反應原材料→ →→ →↑ ↓ ↑↓氮氣濾液 飽和蒸汽廢水1.2.1聚合系統(tǒng)系統(tǒng)采用催化劑制備系統(tǒng)催化氣體混合站出來的混合氣體，來制的HDPE的粉末，并且送往蒸汽蒸餾系統(tǒng)。乙烯和丙烯的聚合反應在三臺反應器中進行，兩臺反應釜K11301A、K11301B以及反應釜K11303。聚合釜（K11301A/B）為并聯(lián)操作，兩釜同時進料:主要產品牌號:GA7260、GB7750、GC7260、GD7255、GF7750、GF7750F或GF7750M。來自氣體混合站的原料氣（乙烯、丙烯、氫氣）通過乙烯管線I分別經(jīng)流量調節(jié)系統(tǒng)控制進入聚合反應釜（K11301A/B）。催化劑懸浮液由催化劑進料泵送進兩臺聚合釜，含有活化劑的母液由泵送進K11301A/B。其量分別由各自計量調節(jié)系統(tǒng)控制。聚合金操作壓力控制在0.7-1.4MPa之間，溫度控制在83--84℃之間，反應熱由聚合釜夾套、內冷管及漿料外循環(huán)冷卻器取出，反應溫度由夾套水流量調節(jié)控制。物料在釜內停留時間約6小時，漿料濃度約為30%，反應后的漿料由釜頂部出料管自流至后聚合釜（K11303）。聚合釜溫度由夾套冷卻水流量調節(jié)，在初次開車時，必須用中壓蒸汽通過蒸汽噴射泵將冷卻水加熱，使聚合釜達到反應溫度，反應開始后用冷卻水冷卻。混合氣體和催化劑進釜量均由其管線上的流量調節(jié)儀表控制。反應壓力（包括后聚合釜壓力）統(tǒng)一由后聚合釜出料管線上的壓力調節(jié)儀器控制，由過后聚合釜出料量控制，一般為1.0MPa左右。開車時，為防止分子量無限增加，通過由氣體混合站來的氫氣管線向每臺聚合釜中分別通入一定量的氫氣，量由其管線流量指示儀表指示，手動控制。為了使反應均勻，反應器底部設有攪拌器，當攪拌器停止運轉時，可通過連鎖控制系統(tǒng)通入中壓氮氣進行鼓泡攪拌，以防懸浮物沉降于釜底。當聚合釜壓力過高時安全閥起跳，其懸浮液通過氣液分離器（R11308），分離后氣體排往本裝置火炬去燃燒。正常工作時，安全閥用高壓氮氣（1.5MPa）保護以防懸浮液堵塞。聚合釜懸浮液由壓差自動流入后聚合釜（K11303），在此未反應乙烯繼續(xù)反應，最終使乙烯轉化率98%以上，溫度為70℃。懸浮液進入緩沖罐（R11305）后，為此使懸浮液溫度達到后面設備（X11401）離心機的操作要求。為使懸浮液降到45℃，用泵（P11309）以80m2/h流量將漿料引入換熱器（E11310）進行釜外循環(huán)。緩沖罐壓力為0.02MPa（表），是通過壓力表控制氣液分離器（R11309）氣體排放量實現(xiàn)的。正常操作時，緩沖罐維持20-40%液位，以保證有一定的緩沖余量。1.2.2蒸汽蒸餾系統(tǒng)該系統(tǒng)是將聚合系統(tǒng)來的聚合物懸浮液經(jīng)離心機分離，分離所得母液送至m化劑制備系統(tǒng)循環(huán)利用，含有稀釋劑的粉末經(jīng)螺旋輸送器送至水蒸氣蒸餾金（R11403A），經(jīng)雙釜串聯(lián)水蒸氣蒸餾，稀釋劑通過水蒸氣被帶出，剩下的大約含濕10%的粉末送往干燥工段。來自緩沖罐（R11305）的懸浮液由泵打入沉降離心機（X11401）中進行離心分離，溫度為45℃，壓力為0.01MPa。部分稀釋劑（80%）被分離出來作為母波自流至催化劑制備罐（R11210）循環(huán)利用。分離后含稀釋劑的物料經(jīng)螺旋輸送器（L11402）送入水蒸氣蒸餾釜（R11403），該釜共有兩臺，進行串聯(lián)操作。低壓蒸汽通過過濾器（R11411）由壓力控制閥減壓至0.08MPa（表），直接加入到蒸氣蒸餾釜（R11403）內。每臺釜有兩個蒸汽入口，流量分別由蒸汽管線上的流量控制器控制，聚合釜由釜內蒸汽溫度控制為98℃。稀釋劑和水的混合蒸汽由釜頂部出去，一部分到氮氣預熱器（E11502），對其進行第一段加熱。由蒸氣蒸餾釜（R11403A/B）得到含濕10%的聚乙烯粉末，經(jīng)過螺旋脫水器（X11415）送至流化床干燥器（X11504）進行干燥。由蒸氣蒸餾釜頂端通過頸管流出來的蒸汽冷凝液自流至水槽（R11408），通過水泵（P11410）又返回到蒸餾釜，多余部分有水槽（R11408）排至下水道。來自稀釋劑蒸餾的低聚物蠟加入到第一釜內。沉降離心機（X11401）內部氮封，殘留的乙烯氣體和部分稀釋劑蒸汽通過氮封罐（R11412）經(jīng)氣液分離器（R11313）后排往火炬（S11315）。1.2.3粉末干燥系統(tǒng)來自蒸汽蒸餾釜的濕粉末經(jīng)過杓輪進入硫化床干燥器（11504X）用熱氮氣分三段進行干燥.干燥后的粉末通過11506X輪用鼓風機（11511X）風送至粉末均化系統(tǒng)。結塊的粉末經(jīng)振動篩（11507X）將其篩出。出干燥器的氮氣帶有部分粉料，進入袋濾器（11510Xa/b），分離所夾帶的聚乙烯粉末，分離后的氮氣進入氮氣冷卻塔（11509X）。分離下來的粉末經(jīng)星型出料器返回干燥器（11504X）。在氮氣冷卻塔中，氮氣和冷卻水逆流接觸而得到冷卻并析出超出該溫度下飽和部分的水分。出塔的氮氣經(jīng)引風機（1154