[教学设计]高压聚乙烯装置(ldpe)工艺说明

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1、高压聚乙烯装置（LDPE）工艺说明高压聚乙烯装置由调聚剂储存、乙烯压缩、引发剂配制及加料、聚合反应、聚合物分离及气体循环、挤压造粒和颗粒干燥、批量掺混等单元组成。装置设计可生产54个牌号，熔融指数范围为0・2〜65克/10分，密度范围为918〜926kg/的高压聚乙烯产品。装置控制系统采用H0NNYWELL公司的TPS—502系统。装置具有工艺流程短、反应温度低、单点进料、反应物料流速快、四点纯过氧化物引发单和转化率高、单线生产能力犬、控制先进合理、操作安全等特点。化学反应LDPE是通过乙烯的自由基聚合合成的，在高温、高压和引发剂的作用下，使乙烯形成乙烯口由基，Stamic

2、arbon工艺应用过氧化物作为聚合的引发剂，这些门由基与其它乙烯单体聚合生成带有长链分支的链状聚合物，加入少量的a—烯姪，可产生少量的短链分支，丙烯和丙烷则用来终止聚合反应。乙烯自由基聚合的基本反应如下：引发：引发剂分解生成能够引发聚合反应的口由基：1-2R'（引发剂分解）引发剂基团使用的引发剂如下：过氧化双叔丁基（引发剂A）过氧化苯甲酸叔丁酯（引发剂C）过氧化一2—乙基已酸叔丁酯（引发剂S）R'*ICH2=CH2->R—CH2—CH3基I才I乙烯基I才I链增长：基团与乙烯连续反应生成分了链R'—CH2+CH2*+nCH2=CH2-*R—CH2—CH2*基团乙烯聚合基团链

3、终止:活性聚合物基团并非无限增长下去，而是通过基团的偶合或歧化来终止反应。a,偶合终止2R—CH2—CH2*->R—CH2—CH2—CH2—CH2—R聚合基I才I聚合物b・歧化终止2R—CH2—CH2*-R—CH=CH2十R—CH2—CH3聚合基团聚合物聚合物链转移：乙稀自由基聚合，可发生下列链转移：a。向单体的链转移：R—ch2—ch2*+ch2=ch2-r一ch=ch2十ch3一ch2*或R—CH2—CH2*+CH2=CH2-RCH2一CH3+CH2=CH*聚合基I才I乙烯聚合物基I才Ib.向链转移剂的链转移：R—CH2—CH2*+CH3一CH2一ch3->r—CH2一

4、CH3+CH3—CH*—CH3或聚合基团丙烷聚合物基团R—CH2—CH2*+CH2=CH一CH3-R—CH2—CH3+CH2=C•一cH9聚合基团丙烯聚合物基团c,分子间链转移：这种与其它分子间的链转移，可生成K链分支：R—CH2—CH=+It‘一CH2—R”一R—CH2—CH3十R。0H。一R”聚合基团聚合物聚合协聚合基团6.分子内链转移：这种在同一分子内的链转移，可生成短链分支：R一CH2一CH2一CHo一CH2。c痴〜R—CH”一CH2—CH2一cH2一cH。聚合基团聚合基团生产过程中控制的聚合物特性冇：一密度一分子量一分子量分布（MWD）上述聚合物特性可通过下列变量

5、进行调整：一反应温度一压力一温度曲线一引发剂类型和浓度一链转移剂（CTA）类型和浓度。密度密度表示链的支化度，特别是短链支化度，（分子内链转移形成）。如果短链分支增加，聚合物的结品度就降低，相应地聚合物密度降低。影响短支链比例的因索：a。聚合温度七一温度升高，分了内键转移增加，从而引起短键增加，密度降低。b.压力如果压力（单体浓度）升高，则链增长反应速度比形成支链的速度增加的要快，因而密度上升。Co键转移剂（CTA）用丙烯做为链转移剂，可使共聚物分了内产生短链，因而密度降低。d.分子量分子量对聚合温度非常敏感，如上所述：温度上升，对链转移的影响比对链增长的影响要大，因而平均

6、分了量降低。然而，聚合温度和压力是出所要求的密度决定的，因而用其它方法來控制分子量。使用链转移剂（CTA）,如丙烷或丙烯，可十分有效地控制聚合物分了量，如杲加A&「八，可使键转移速度加剧，因而聚合物分子量降低。另一种控制分子量的变量是引发剂的类型和浓度。e,分子量分布（MWD）分了量分布对聚合物特性有很大的影响，分了量分布对聚合物的加工特性也有着重要的影响，在管式反应器屮，分子量分布是由沿反应器各反应段的操作状况决定的，宽的温度分布区威可产生宽的分子量分布。乙烯压缩因为聚合反应是在高压条件下进行的，所以反应气体必须进行压缩。增压/一次压缩机（联合机组）联合机组K102的增压

7、部分收集三股气流：该三股气流混合后的混合气体从0.24MPa被压缩到2.8MPao控制增压机的吸人压力是为了保证S-232更好、更稳定的脱气,压力是由增压机的旁路进行控制的。联合压缩机K102的一次压缩部分收集二股气流：a.来口增压机经过冷却和分离的气体，流量由增压机的人II流量控制。b.来自界区的乙烯，质量由在线分析仪连续检测。混合气由2.7MPaG被压缩到25•1——26MPa影响一次机流量/压力控制的因素：ao二次压缩机是一台容积式压缩机，要求的吸人压力范围窒窄，因此，通过二次机的质量流量是恒定的（~65t/