聚乙烯装置流化床反应器开车优化方法研究
[摘 要]淤浆法聚乙烯工艺中，流化床反应器是反应的核心设备。流化床反应器开工及操作方法的优化与否，对装置生产、产品质量有着重要作用。本文就对其优化方法做出了具体概述，有利于提升其工作效率，因此更利于帮助企业提升效益，提高产能。
[关键词]聚乙烯装置 流化床 反应器
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）13-0106-01
一、概述
聚乙烯装置流化床反应器是淤浆法聚乙烯工艺的核心设备，在化工生产中起着重要的作用，对于生产聚乙烯制品等有着重要的作用。德国BASELL聚乙烯公司的HOSTALEN低压淤浆聚乙烯工艺的流化床反应器的开工好坏直接影响装置的稳定性，以及装置的经济效益，特别是对装置的改进以及在生产加工过程有着重要的影响。
二、聚乙烯装置的流化床反应器概述
德国BASELL聚烯烃公司的HOSTALEN低压淤浆工艺以己烷作为分散剂，乙烯为原料，丁烯-1为共聚单体，使用齐格勒-纳塔催化剂，乙烯、共聚单体、氢气、催化剂、活化剂、己烷和回收的母液连续由底部进入反应器，聚合反应发生迅速，单程的总转化率高于99%。
主要工艺流程为：乙烯、丁烯-1、氢气、己烷、催化剂、活化剂、母液按比例进入聚合反应器，聚合反应产生的淤浆在离心机中进行初步分离，大部分分理处的母液经母液收集罐循环回反应器。离心机出口的粉料在流化床干燥器内用氮气进行干燥，在粉料处理仓内用氮气及低压蒸汽做进一步处理，将粉料中所含有的己烷降低到≤0.01%wt，氮气中残留的己烷在膜回收中进行回收利用。合格粉料送至造粒单元进行造粒。
该工艺流化床反应器反应时，共聚单体、氢气、催化剂、活化剂和循环的己烷组成的混合物连续送至反应器。聚合反应在两台反应器中发生，这两台反应器可以是串联或者是并联，反应温度为78-85℃，反应压力在0.3-1.0MPaG之间，乙烯聚合反应为强烈放热反应，由反应器夹套和外循环冷却器撤出反应热。聚合悬浮液或淤浆从反应器通过淤浆泵送至后反应器，在后反应器中完成最后的聚合反应，使乙烯转化率达99.5%，悬浮液输送至悬浮液接收罐。
三、聚乙烯装置的流化床反应器开车方法优化
（一）冷却系统优化
装置在运行过程中，需要依靠内部各个部件共同运转来完成聚乙烯颗粒的生成，同时还需要借助外部条件，使其达到生产条件。装置在运行过程中需要消耗蒸汽，因此对水温的温度必须有一个要求，至少是在78摄氏度以上才能发挥该功能，在生产和开车期间都需要使用蒸汽，对蒸汽的条件要求很高。为了达到该标准，对其内部装置进行了改进，可以增加一个换热器，使其内部装置达到该温度要求，对冷却系统进行优化，可以提高生产效率，同时还可以降低能量消耗，在加工过程中，每小时需要消耗一定量的蒸汽，但是为了提高生产效率，也为了节约资源，在该系统中对消耗的蒸汽也进行了收集，即循环再利用，对蒸汽形成后的冷凝水进行了再加工，以使其成为蒸汽，如此反复利用，提高了对水资源的利用率。同时为了优化该装置，增加了一个换热器，使其缩短了开车准备时间，大大提升了生产效率。
（二）置换条件优化
反应器在该装置生产过程中是需要借助氮气来进行的，同时其他设备也在该过程中发挥一定作用，通过反复利用氮气，使其反复发挥作用，以达到操作要求，在置换过程中，该步骤必不可少，但是该置换方法也有局限性，如置换效率低下，同时在置换过程中产生的水分也会影响到该设备的使用，每次启动也需要消耗大量的电，要求其额定功率达到3600千瓦，因此，对电网以及电力设备的要求极高，所以需要对置换条件进行优化。
在生产加工过程中，需要对其水分以及温度进行控制，以使其达到置换条件，研究发现，置换气体的温度会影响其氮气置换的水分，在置换过程中，要对氮气的温度进行控制，以使其达到最佳置换效果。要将其置换温度与每次置换过程中所接触的水的时间进行控制，将其控制在合理范围内，同时要对氮气用量进行控制，使其达到最佳置换效果。
（三）检修环节优化
聚乙烯装置在开车期间会排放出大量物料，因此会造成资源的损失，所以要改变这种情况，就需要及时采取措施以对其进行调整。造成物料浪费的原因主要有以下几点：要保证该装置的运行，需要经常对内部零件进行维护和检修，如换热器在该装置使用过后需要进行清洁，以防止在加工过程中影响机器的正常运转，造成内部堵塞，从而影响其正常使用，因此需要对其经常进行清理，这就造成了置换次数过多，从而造成了物料在置换过程中的浪费，在置换过程中，反应器内部会积水，这也是其影响原因之一。所以，要采取一些优化措施，对换热器定期检查，以及时清洗，以防止管道堵塞，要保持换热器内部管道清洁干燥，所以要用空氣对其吹干，使其内部保持干燥，不会影响其功能。反应器管道内的固体颗粒要及时清除掉，同时要保持管道内清洁干燥，以不会影响聚乙烯装置的正常使用。
（四）开车步骤优化
在开车时会有几个重要参数会影响到装置的正常使用，如催化剂、温度、时间等，要对装置进行优化，就需要合理调整参数，以使其发挥最佳作用。调整反应器内的床层料位，在加工过程中，要适时调整管道内的氮气含量以及所用物料，以防止原料过多影响其正常运行。同时要控制反应器内的氢气浓度，还有就是对催化剂的量要加以控制，使其保持在固定范围内，以防浓度过大影响其生产效果。控制反应器内各组分的浓度，需要对该装置内的各成分用量进行调整，使其能达到最佳状态，不会影响其生产效果。
四、总结
聚乙烯装置可以用来生产加工聚乙烯产品，在生产制作过程中，需要依赖该装置内部各个系统进行配合，本文对该装置在运行过程中的影响因素进行了改进，以提升其工作效率，采取了以下方法进行优化，将冷却系统进行了改进，对其置换条件也进行了调整，将其控制在合理范围之内，在检修环节也制定了措施，以更好的检修装置，同时降低了原料浪费的情况，对开车步骤也进行了合理改进，这些措施都能促进该装置发挥功能，优化其内部结构，优化其置换条件，使聚乙烯装置发挥其作用。本文也对聚乙烯装置在使用过程中出现的问题做了简要分析，并根据问题做出了针对性优化措施，因此更利于该装置发挥功能。在聚乙烯生产加工过程中，应用了该装置有利于更好的提高生产效率，同时也能改善原料浪费的现象，有利于帮助生产企业提高经济效益。
参考文献
[1]气固流化床中倾斜分布板上射流深度的研究[J]. 陈伟博，李俊国，程中虎，房倚天，王洋.化学反应工程与工艺. 2014（01）.
[2]增塑剂在氯磺化聚乙烯橡胶中的应用[J]. 陈兴武，李海全，解向前，邹华，田明，吴丝竹.橡胶工业. 2014（01）.
[3]改性氯磺化聚乙烯橡胶和空气阻止剂NM360在全钢载重子午线轮胎气密层胶中的应用[J]. 余政纲，胡录伟，袁德彬，夏科伟，杨维建轮胎工业. 2013（07）.
[4]改性氯磺化聚乙烯橡胶在全钢载重子午线轮胎气密层胶中的应用[J].高绪风，姜杰，黄义钢，张建勋，林向阳.轮胎工业. 2013（06）.
[5]氯磺化聚乙烯的结构与性能[J]. 白雪峰，何雪莲，张军，朱啸，张海洋，刘柏平. 华东理工大学学报（自然科学版）. 2012（04）.