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4#聚乙烯装置操作工培训教材 第二校 上海石化塑料事业部 目 录 第一章 25万吨/年双峰工艺（BORSTAR）聚乙烯装置 第一节 概 述 第二节 工艺原理 第三节 工艺流程 第四节 技术特点 第二章 工艺操作 第一节 质量控制 第二节 基本操作 第三节 产品的切换 第四节 正常开、停车 第五节 异常情况判断处理 第三章 设备 第一节 4PE装置设备概述 第二节 专用机、泵介绍 第四章 电器、仪表 第一节 自动控制水平 第二节 主要仪表系统 第三节 仪表选型 第四节 安全技术措施 第五节 动力供应 第五章 操作案例 第一章 25万吨/年双峰工艺（BORSTAR）聚乙烯装置 第一节 概 述 上海石油化工股份有限公司塑料事业部4PE装置是上海石化四期工程70万吨乙烯改造项目的主体装置，系引进北欧化工公司“BORSTAR”双峰聚乙烯专利技术，可生产双峰LLDPE至HDPE的全密度聚乙烯产品，且具有生产自然色和黑色产品的能力。本装置设计生产能力为25万吨/年，运转时数为8000小时/年，操作弹性为70%～110%。产品密度范围为（918～970）kg/m3；熔体流动速率范围为2(MFR21)～100(MFR2)；分子量分布范围为5～30。共可生产六大类型、21个牌号的产品，其中：薄膜料6个、吹塑料3个、挤出涂层料1个、管材料5个、电(光)缆护套料2个、注塑料4个，其中管材料和电(光)缆护套料为黑色产品。 表1-1 设计品种年产量分类比例 品种 比例 薄膜料 30％ 吹塑料 25％ 管材料 20％ 电(光)缆护套料 15％ 注塑料 5％ 挤出涂层料 5％ 北星双峰聚乙烯工艺技术基于串联的淤浆环管反应器和流化床气相反应器，由一个预聚合反应器、一个环管反应器及一个气相反应器组成的多个反应器串联，各反应器的反应条件完全独立，采用北欧化工公司自行开发的齐格勒-纳塔(Ziegler-Natter)型催化剂（BCM40G、BCM25E）生产所有产品。该工艺核心是在环管反应器中以超临界丙烷为稀释剂进行乙烯聚合反应，所生成的产物连续送入串联的气相反应器中进一步反应，生成低密度、高分子量的聚乙烯产品基料，整个工艺过程高度灵活，易于控制聚乙烯分子量和共聚单体分布宽度。通过优化聚乙烯主、支链的结构及分子量的分布，使所生产的聚乙烯聚合物成为双峰型聚乙烯聚合物。通过调节共聚单体的含量可以控制密度，可生产HDPE、MDPE和LLDPE等聚合物，本工艺除了可控制共聚单体含量外，还可控制共聚单体的分布。 本装置聚乙烯牌号覆盖面较广，产品在不同的应用中显示出优良的性能。选用廉价的丁烯-1作为共聚单体，能达到比任何单峰产品更优异的性能。例如：产品可用于要求较高的、更高压力级别的管子（如PE100管道）或增大管道管径、减薄管道壁厚，由于双峰聚乙烯的强度较高，因而相比可节省30%~50%以上的材料。在生产线性低密度聚乙烯薄膜中，菱形袋和层压膜要比典型的LD/HD或LD/LLD混合物节省31-47%的材料。在一般的和家用化学品（HIC）中空吹塑制品应用中，要比典型的单峰牌号节省20-30%的材料。另一个性能是由于机械性能的提高，使得塑料制品循环利用率的程度提高。 根据工艺生产特点，该装置可分成7个区域。即： 表1-2 装置区域分布 0区 公用工程 2区 原料精制系统 3区 预聚环管反应器/环管反应器 4区 气相反应器 5区 稀释剂回收系统 6区 助催化剂系统 7区 造粒、掺混和粒料贮存系统 第二节 工艺原理 1.2.1 高效催化剂 双峰聚乙烯技术采用齐格勒-纳塔型催化剂。一般而言，齐格勒-纳塔催化剂是一种络合物，它是通过IV-V 族过渡金属化合物(卤化物、醇盐、烷烃或是芳基衍生物)和I-III族金属卤化物或芳基醇盐反应得到。前者被称为催化剂，后者为助催化剂。虽然对金属的选择范围很大，但并不是所有的组合都具有活性，在实际生产中，使用钛化合物和烷基铝的组合体系。该催化剂对氧气和水特别敏感，因此它们必须严格地在惰性条件下进行制备。 最普通齐格勒-纳塔催化剂是钛(Ti)、钒(V)、锆(Zr)、铪(Hf)、钴(Co)和镍(Ni)。这些金属中Ti几乎是在PE生产中唯一应用于工业中的。这些金属一般以卤化盐的形式使用。优先选用的化合物为氯化钛(TiCl4)、三氯化钛(TiCl3)、三氯化钒(VCl3)和三氯氧化钒(VOCl3)。齐格勒-纳塔催化剂有内部载体或无内部载体。内部载体通常是改善催化剂的结构，一般使用硅或氯化镁。 助催化剂为有机金属化合物，碳原子与金属原子键合在一起。优先选用的助催化剂为烷基铝。所有这些烷基金属都是可自燃的，必须储存于惰性状态下。当被碳氢化合物高度稀释，它们的活性会有所降低。 1.2