1工藝簡述
目前世界上有二十多種工藝路線生產(chǎn)低壓高密度聚乙烯(HDPE),國內(nèi)也有多種生產(chǎn)工藝路線,主要有沸騰床氣相法和淤漿法。采用淤漿法低壓高密度聚乙烯生產(chǎn)工藝,由催化劑配制、聚合、分離干燥、造粒、包裝、溶劑回收和已烷切割等工序組成。
簡要工藝過程是以高純度乙烯為主原料,丙烯或丁烯-1為共聚單體和氫氣混合,以已烷或90號溶劑油為溶劑,使用高活性的鈦基催化劑(PZ)和三乙基鋁活化劑(AT),分別用溶劑已烷稀釋到規(guī)定濃度后由泵打入聚釜,在約85℃溫度及0.3~0.6MPa低壓條件下進行淤漿聚合,聚合后的淤漿用離心機分離成濾餅和溶劑。濾餅在轉(zhuǎn)筒干燥器內(nèi)用蒸氣干燥,再用氮氣輸送至粉末貯倉。粉末和穩(wěn)定劑經(jīng)計量后進入混煉機、造粒機造粒,粒料用空氣送入料倉,得到各種不同牌號的高密度聚乙烯顆粒產(chǎn)品。
生產(chǎn)中所用物料丙烯、乙烯、氫氣、已烷和三乙基鋁催化劑等,均為易燃易爆有毒危險品。
2重點部位
2.1聚合釜 是聚乙烯生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,每條生產(chǎn)線有兩臺聚合釜。工藝物料乙烯、丙烯與空氣混合爆炸極限較寬,溶劑已烷又是低燃點物料,一旦泄漏極易發(fā)生事故。
2.2溶劑回收 是除去母液中的水分和少量的共聚單體,進行溶劑回收的單元。回收的溶劑已烷是一種低燃點的可燃液體,且有毒,操作中必須認真對待。因本工序設(shè)備容器較多,操作一旦出現(xiàn)失誤,容易造成跑料而發(fā)生危險。
2.3催化劑配制 對聚合釜反應(yīng)至關(guān)重要,必須嚴格按規(guī)定要求在稀釋槽用已烷稀釋到規(guī)定濃度(鈦基催化劑濃底為5mg分子鈦/IPZ漿液,三乙基鋁催化劑濃度為100mg分子鋁/IAT溶液)然后由催化劑加料泵計量打入聚合釜。三乙基鋁見空氣即著火,遇水激烈燃燒而發(fā)生爆炸;鈦基催化劑遇水則分解,易灼傷皮膚;溶劑已烷又是低燃點的可燃性物質(zhì)。因此,稍有泄漏或控制失當,就會發(fā)生著火、爆炸。
3安全要點
3.1聚合釜 聚合釜不得超溫、超壓運行,當聚合釜溫度超過85℃、壓力超過0.6MPa時,就可能發(fā)生聚合物溶融粘壁的“溶爐”和“爆聚”事故。
清理聚合釜時,塑料粉末下泄撞擊,會造成靜電荷積累自燃,為防止靜電危害,應(yīng)對清理物料作噴水處理。
若沉積物堵塞時,不得用鐵棒錘擊堵料,必須使用銅質(zhì)工具或涂有黃油的工具。不得帶壓處理物料。
3.2已烷回收塔 不能超溫、超壓。當塔內(nèi)壓力超過0.4MPa、溫度超過105℃時,就有可能發(fā)生燃燒、爆炸或中毒事故。
3.3催化劑配制 三乙基鋁催化劑配料槽,關(guān)鍵是密閉防泄漏。要經(jīng)常檢查法蘭、管線有無泄漏。系統(tǒng)必須有氮氣置換、保護,氧含量不得超過0.2%,系統(tǒng)露點小于或等于-50℃,系統(tǒng)壓力要維持在0.02MPa,嚴防泄壓或負壓。向接受槽裝鈦基催化劑時,嚴防不純物質(zhì)如氧、硫化物等進入系統(tǒng)。
3.4其它部位
3.4.1一定要把低聚物切片中的已烷蒸干,低聚物已烷含量不得超過0.2%,防止已烷帶到包裝工序引起著火。抽風機不能停轉(zhuǎn),以防可燃氣體濃度超標而引起著火。
3.4.2已烷高壓換熱器不得泄漏,蒸汽壓力不得超過4.0MPa,內(nèi)部壓力不得超過3.0MPa,否則容易引起火災(zāi)。
3.4.3已烷貯罐區(qū)不得超儲或負壓,液位不應(yīng)超過貯罐容積的80%。
3.4.4在處理鈦基催化劑時,必須穿戴橡膠手套和面罩,以防灼傷。
3.4.5在操作擠壓機時,要使用專用的安全工具。
3.4.6為防止靜電危害,在生產(chǎn)過程中的壓料、泄料或取樣時,必須注意流速不能過快。
3.4.7專用消防設(shè)施如聚合釜、稀釋罐上的水幕要可靠好用。裝置中的事故越限報警信號和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)報警、聯(lián)鎖裝置要定期調(diào)試和維護保養(yǎng)。
3.4.8聚乙烯粉末系爆炸性粉塵,易產(chǎn)生靜電,要注意輸送系統(tǒng)必須在氮氣保護下進行。