【正文】 界上擁有聚乙烯技術(shù)的公司很多，擁有LDPE技術(shù)的有7家，LLDPE和全密度技術(shù)的企業(yè)有10家，HDPE技術(shù)的企業(yè)有12家。對(duì)于確定尺寸的設(shè)備能夠用AUTO CAD畫出其剖視圖以及主要部件的俯視圖，還要能繪制出廠區(qū)平面布置圖。另一方面，我國PE的發(fā)展前景卻不宜過于樂觀。到2010年，中東地區(qū)出口到中國的PE達(dá)到了200萬t，補(bǔ)充了國內(nèi)近50%的缺口。 目前我國PE用量已列于五大通用塑料原料之首，中國已成為世界PE的最大進(jìn)口國和第二大消費(fèi)國。PE的主要消費(fèi)地區(qū)仍然集中在中東、美國、西歐及中國。 設(shè)計(jì)規(guī)模及原料規(guī)格 設(shè)計(jì)規(guī)模本廠的設(shè)計(jì)規(guī)模為年產(chǎn)20萬噸聚乙烯，年實(shí)際工作日為330天，日產(chǎn)能為606噸。1975年以來，高密度聚乙烯薄膜也得到發(fā)展，它的強(qiáng)度高、耐低溫、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。 在工業(yè)上，也包括乙烯與少量 α－烯烴的共聚物。聚乙烯主要分為線性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大類。本文對(duì)聚乙烯的研究，生產(chǎn)和應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的概述，闡述了其在化學(xué)工業(yè)中的作用和地位。 關(guān)鍵詞：聚乙烯（PE）；物料衡算；熱量衡算；聚合反應(yīng)；經(jīng)濟(jì)分析 AbstractThe process design of synthesis section of twenty thousand tons Polyethylene in workshop was designed. In this paper, firstly, synthesis method of Polyethylene, production and application were outlined. Its effect and status was introduced in chemical industry. Secondly, process of Polyethylene was selected in the design. Mass balance and heat balance calculation were finished, and the size and type of key equipments and pipes were selected. Discussing the methods of treating “three wastes”and bining with the design do a simple technical economical analysis. According to the design specification, we draw process flow diagram with control points and need to use CAD to draw a device layout and one device charts.Keywords: Polyethylene（PE）；Mass balance ；heat balance ；condensation reaction ；economic analysis1 緒論 PE的概述 聚乙烯(Polyethylene)是五大合成樹脂之一，是我國合成樹脂中產(chǎn)能最大、進(jìn)口量最多的品種。聚乙烯是最結(jié)構(gòu)簡單的高分子，也是應(yīng)用最廣泛的高分子材料。 聚乙烯的主要用途 （1）加工應(yīng)用聚乙烯可用吹塑、擠出、注射成型等方法加工，廣泛應(yīng)用于制造薄膜、中空制品、纖維和日用雜品等。乙綸主要用于生產(chǎn)漁網(wǎng)和繩索，或紡成短纖維后用作絮片，也可用于工業(yè)耐酸堿織物。到2011年，中東PE在全球產(chǎn)能中的比例從之前的7%增至14%，中國成為了目標(biāo)市場，而歐洲則成為了一個(gè)備選市場。相對(duì)而言，華南地區(qū)及華東地區(qū)發(fā)展較快。近年來，中東國家利用得天獨(dú)厚的油氣資源大力發(fā)展石化工業(yè), 在全球所占市場份額快速增長。 雖然全球聚烯烴產(chǎn)能增長很快，但全球新增產(chǎn)能仍將主要集中在中東地區(qū)，該地區(qū)雖然擁有最低的原料成本，但在中國市場的價(jià)格卻不一定是最低。 課題的目的及意義 目的 在國內(nèi)外聚乙烯的研究發(fā)展方興未艾的大環(huán)境下，我們作為本科畢業(yè)生在全國人民為祖國偉大復(fù)興而艱苦奮斗的時(shí)候，于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)選取線性低密度聚乙烯生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)，具有非同一般的意義。但是供應(yīng)過剩的根源還在于需求的銳減。低壓法生產(chǎn)HDPE和LLDPE，主要采用鈦系和絡(luò)系催化劑，歐洲和日本多采用齊格勒型鈦系催化劑，而美國多采用絡(luò)系催化劑。 氣相法是近幾年發(fā)展起來的技術(shù)，有較好的共聚性及氫調(diào)敏感性，故可生產(chǎn)不同用途的產(chǎn)品。CX工藝通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器，而不改變催化劑體系可以生產(chǎn)雙峰型樹脂，分子量分布可以自由調(diào)節(jié)，且容易控制，生產(chǎn)樹脂的MI（聚合物熔融指數(shù)）范圍也很寬。京華系統(tǒng)包括壓縮、冷凍、活性炭吸附、干燥（固堿、硅膠、分子篩）等過程。各種氣態(tài)烯烴和烷烴的物理常數(shù)列于表22，其中也包括氫氣、氮?dú)夂鸵谎趸迹驗(yàn)樗鼈兪橇呀鈿庵谐Ｒ姷慕M分。塔頂分凝器用乙烯蒸發(fā)制冷，蒸發(fā)溫度101℃；塔底用20℃丙烯蒸氣加熱。塔頂?shù)玫骄酆霞?jí)精乙烯(%)，塔底乙烷回裂解爐作原料。反應(yīng)完成后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到具有良好流動(dòng)性能的粉狀BCEI催化劑[4]。也是間歇聚合的一個(gè)重要條件，氫氣是乙烯聚合物的分子量調(diào)節(jié)劑。200000247。m3Mmol=1009mol2g/mol=2018g 氫氣的加入速率為：Vm=2018g/h= 由生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)得乙烯的轉(zhuǎn)化率為： 1000247。=6m3/h 乙烯的摩爾進(jìn)料速率為：Vn=N(C2H4)/t=301786mol247。28g/mol= 進(jìn)入膜分離的乙烯的質(zhì)量：M膜= 進(jìn)入膜分離的乙烯的物質(zhì)的量：N膜=M膜/Mmol=247。反應(yīng)溫度為85℃，輸出物質(zhì)的溫度為55℃?！?己烯Cp℃(8525)℃=1617330kJ 已烷的質(zhì)量流量為：m=M(C6H14) = 己烷的內(nèi)能變量為：△E=mCp△T=℃247。對(duì)從國外引進(jìn)的設(shè)備，同樣必須強(qiáng)調(diào)設(shè)備及其所采用材質(zhì)的可靠性，特別對(duì)生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，一定要在充分調(diào)查研究和對(duì)比的基礎(chǔ)上，作出科學(xué)的選定。,進(jìn)料時(shí)間τ1=90min,則每秒進(jìn)料流率：V進(jìn)=V物/τ1=247。()= 179。選泵時(shí)，由于工藝過程設(shè)計(jì)中管道系統(tǒng)壓力降計(jì)算比較復(fù)雜，因此泵的揚(yáng)程要留有適當(dāng)?shù)挠嗔?，～。③明火設(shè)備必須布置在處理可燃液體或氣體設(shè)備的全年最小頻率風(fēng)向的下側(cè)，并集中布置在裝置（車間）邊緣。其次，必須從生產(chǎn)需要出發(fā)，最大限度的滿足生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。采用單層還是多層主要應(yīng)根據(jù)工藝生產(chǎn)的需要。（四）了解其他專業(yè)對(duì)本車間布置的要求。（2）考慮到通風(fēng)和采光效果，一般將生產(chǎn)區(qū)集中放在北面，輔助室、生活室放在南面。氣候條件：主導(dǎo)風(fēng)向要求較穩(wěn)定，場地應(yīng)選擇在城鎮(zhèn)常年空氣下風(fēng)側(cè)，河流下游，盡量遠(yuǎn)離居民區(qū)。（6）當(dāng)班工人，不得任意脫離工作崗位，傳動(dòng)設(shè)備合閘前，要按操作法規(guī)定，嚴(yán)格細(xì)致檢查，注意設(shè)備內(nèi)外是否有人工作。（9）安全閥、防爆膜、壓力表要經(jīng)常保持靈活好用，均應(yīng)按照受壓容器管理規(guī)范要求，按期進(jìn)行核驗(yàn)，并作好記錄，打好鉛封，記錄上應(yīng)有檢驗(yàn)人簽字存檔備查，如遇特殊情況，例如安全閥誤操作跳開，低改高型號(hào)樹脂生產(chǎn)，要隨時(shí)調(diào)校安全閥。（16）凡本廠職工及外來實(shí)習(xí)參觀人員都必須嚴(yán)格執(zhí)行。飯前應(yīng)洗手、漱口。（3）加強(qiáng)崗位操作的安全責(zé)任感，生產(chǎn)實(shí)踐證明，操作不當(dāng)，巡回檢查不及時(shí)或誤操作均會(huì)造成重大事故。 固體廢棄物：日常生產(chǎn)中會(huì)有較多的工藝清洗。參考文獻(xiàn)[l]楊忠華，張洪濤，國內(nèi)外聚乙烯生產(chǎn)工藝研究新進(jìn)展[J].煉化與化工，2009，20(1): 1215[2]鄧世強(qiáng)，房廣信，何小龍．HDPE工藝技術(shù)進(jìn)展[J].合成樹脂及塑料，2002，19(5): 4853[3]張勇，郭子方，周俊領(lǐng)．乙烯淤漿聚合BCE催化劑的工業(yè)應(yīng)用[J]．石油化工，2008，37(3): 281285[4]陳偉，郭子方，周俊領(lǐng)等．一種用于乙烯聚合或共聚合的催化劑其制備方法．中國，CN1552743. 2003[5]郭子方，張敬梅，陳偉，周俊領(lǐng)，楊紅旭，新型高效淤漿工藝聚乙烯催化劑的制備及其催化性能[J].石油化工，2005，34(9): 840843[6]楊紅旭，郭子方，周俊領(lǐng)．高性能淤漿法聚乙烯催化劑的研究[J].石油化工，2007，36(11):11191122[7]李恩明，徐寶成．BCH催化劑在淤漿法HDPE裝置上的應(yīng)用[J]．合成樹脂及塑料，1996，13(3): 2023[8]肖維泰，范吉權(quán)．淤漿法HDPE裝置間歇聚合條件及程序的優(yōu)化[J]．合成樹脂及塑料，1995，12(1): 2730[9]童本進(jìn)，際明華，丁素琴，揚(yáng)子石化公司淤漿法HDPE生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)及國產(chǎn)化[J].合成樹脂及塑料，1997，14(1): 2931[10]Gupta R K. 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。CX工藝以乙烯為原料，丙烯或丁烯1為共聚單體，氫氣為鏈轉(zhuǎn)移劑，采用國產(chǎn)BCE1催化劑，在低壓間歇聚合反應(yīng)釜中聚合，生產(chǎn)高密度聚乙烯樹脂。我們要加強(qiáng)產(chǎn)品與市場的有機(jī)結(jié)合，在進(jìn)一步提高HDPE產(chǎn)量規(guī)模的同時(shí)，提高HDPE生產(chǎn)技術(shù)水平。由于國產(chǎn)能力的擴(kuò)容，HDPE的進(jìn)口量增長速度開始放緩，但進(jìn)料加工在進(jìn)口原料中的主導(dǎo)地位反映出我國國產(chǎn)HDPE在外貿(mào)加工中的競爭弱勢(shì)，證明國外制品企業(yè)對(duì)國產(chǎn)原料的質(zhì)量尚存疑問。 預(yù)計(jì)未來幾年，中東將逐步成為石化產(chǎn)品出口的新霸主。預(yù)計(jì)未來5年，HPE在各地區(qū)消費(fèi)的增長速度有快有慢。在產(chǎn)能增長地區(qū)，中東地區(qū)產(chǎn)能增長較快。對(duì)于確定尺寸的設(shè)備能夠用AUTO CAD畫出其剖視圖以及主要部件的俯視圖，還要能繪制出廠區(qū)總平面圖。她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的好榜樣，在此對(duì)她表示誠摯的謝意。用水清洗之前，必須排放工藝物質(zhì)，大都是低聚物。7 三廢治理 廢水治理聚乙烯生產(chǎn)中廢水主要來源于鍋爐排放水、熱媒真空噴射水、地面沖洗水、化驗(yàn)污水等。工作服不應(yīng)與非工作服混放。 防毒生產(chǎn)中所用的反應(yīng)物品大多對(duì)人身有健康危害，化學(xué)物品經(jīng)吸入、食入、經(jīng)皮吸收等途徑向人體侵入。（11）系統(tǒng)設(shè)備管道停車檢修，必須將物料處理干凈，排N2置換。②物料管道等斷開并堵盲板，切斷物料等。能源：保證電網(wǎng)供電充足，燃料油供應(yīng)方便充足。（4）輔助室、生活室和生產(chǎn)區(qū)間應(yīng)考慮用防火防爆墻隔離。（六）車間所采用的勞動(dòng)保護(hù)、防腐蝕措施是否符合要求。對(duì)于為新產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)而設(shè)計(jì)的廠房，由于生產(chǎn)過程中對(duì)工藝流程和設(shè)備需要不斷改進(jìn)和完善，一般都設(shè)計(jì)一個(gè)較高的單層廠房，利用便于移動(dòng)、拆裝、