【正文】 均分子量240003200053000280004800076000原料新鮮乙烯來自乙烯精制車間，此時可進入一次壓縮機的中段壓縮至25MPa。二次壓縮機的最高壓力因設(shè)備的要求不同而不同。反應(yīng)物料經(jīng)適當(dāng)冷卻后進入高壓分離器，減壓至25MPa。是殘存的乙烯進一步分離。聚乙烯樹脂在低壓分離器中與抗氧化劑等添加劑混合后經(jīng)擠出切粒，得到粒狀聚乙烯，被水流送往脫水振動篩，與大部分水分離后，進入離心干燥器，以脫除表面附著的水分，然后經(jīng)振動篩分去不合格的粒料后，成品用氣流輸送至計量設(shè)備計量，混合后為一次成品。二次成批經(jīng)包裝出廠為商品聚乙烯乙烯高壓聚合是以微量氧或有機過氧化物為引發(fā)劑，~，在150~290℃的條件下，乙烯經(jīng)自由基聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)變成為聚乙烯的聚合方法。下圖為工藝流程草圖圖1工藝流程草圖詳細的帶控制點的工藝流程圖見附圖一（1）乙烯乙烯高壓聚合過程中單程轉(zhuǎn)化率僅為15%30%，所以大量的單體乙烯（70%85%）要循環(huán)使用。%。CH2=CH2→CH4+C+CH2=CH2→2C+2H2+回收的循環(huán)乙烯，由于有些雜質(zhì)在聚合過程中可能已消耗，所以雜質(zhì)中主要是不易參加聚合反應(yīng)的惰性氣體，如氮、甲烷、乙烷等。（2）分子量調(diào)節(jié)劑在工業(yè)生產(chǎn)中為了控制產(chǎn)品聚乙烯的熔融指數(shù)，必須加適當(dāng)量的分子量調(diào)節(jié)劑，可用的調(diào)節(jié)劑包括烷烴（乙烷、丙烷、丁烷、己烷和環(huán)己烷）、烯烴（丙烯、異丁烯）、氫、丙酮和丙醛等。在鏈轉(zhuǎn)移過程中，叔碳原子上的氫最活潑，其次為仲碳原子相結(jié)合的氫，伯碳原子上相結(jié)合的氫原子最不活潑，但是當(dāng)與伯碳原子相結(jié)合的碳原子含雙鍵時（例如丙烯的甲基）則活性大為增加，因此鏈轉(zhuǎn)移活性表現(xiàn)為：丙烯＞＞丙烷＞乙烷規(guī)格要求：丙烯純度＞%（體積）丙烷純度＞%（體積）乙烷純度＞%（體積）炔烴雜質(zhì)的含量＜400x106（體積）S含量＜30x106（體積）O2含量＜20x106（體積）用于乙烯聚合的分子量調(diào)節(jié)劑的轉(zhuǎn)移常數(shù)見下表分子量調(diào)節(jié)劑溫度，176。調(diào)節(jié)劑是在一次壓縮機的進口進入反應(yīng)系統(tǒng)的。聚乙烯在長期使用過程中，由于日光紫外線照射而易老化，性能逐漸變壞。聚乙烯主要用來生產(chǎn)薄膜，為了使吹塑支撐的聚乙烯塑料袋易于開口而需要添加開口劑。業(yè)上應(yīng)用的聚乙烯添加劑主要有以下幾種。乙烯高壓聚合需加入自由基引發(fā)劑，工業(yè)上常稱為催化劑，所用的引發(fā)劑主要是氧和過氧化物，早期工業(yè)生產(chǎn)中主要用氧作為引發(fā)劑。而且在200℃以下是，氧是乙烯聚合阻聚劑，不會在壓縮機系統(tǒng)中或者乙烯回收系統(tǒng)中引發(fā)聚合。由于氧在一次壓縮機進口處加入，所以不能迅速的用改變引發(fā)劑用量的辦法控制反應(yīng)溫度。因此目前除了管式反應(yīng)器中還可以用氧作引發(fā)劑以外，釜式反應(yīng)器已全部改為過氧化物引發(fā)劑。此外尚有過氧化碳酸二丁酯，過氧化辛酰等。乙烯在高壓條件下雖然仍是氣體狀態(tài)，已接近液態(tài)烴的密度，近似于不能在被壓縮的液體，稱氣密相狀態(tài)。由于每千克乙烯聚合時可產(chǎn)生33503765kj熱量，而在140MPa壓力下，150300℃范圍，所以乙烯聚合轉(zhuǎn)化率升高1%則反應(yīng)物料將升高1213℃，如果熱量不能及時移去，溫度上升到350℃以上則發(fā)生爆炸性分解。（1） 聚合反應(yīng)條件反應(yīng)溫度一般在130350℃范圍；反應(yīng)壓力一般為122303MPa、或更高些。因產(chǎn)品牌號的不同而采用不同的反應(yīng)條件在聚合反應(yīng)器內(nèi)未反應(yīng)的乙烯和聚合生成的聚乙烯熔融物保持均相狀態(tài)時，反應(yīng)進行順利，兩者是否分相與聚乙烯的含量、反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度有關(guān)反應(yīng)條件的變化不僅影響聚合反應(yīng)速度，而且對于產(chǎn)品聚乙烯的分子量也發(fā)生影響。（2）聚合反應(yīng)設(shè)備目前工業(yè)生產(chǎn)采用的乙烯高壓聚合反應(yīng)器可分兩種類型：這類反應(yīng)器一般用于處理黏度較低的均相反應(yīng)物料。管式反反應(yīng)器一般分為二段，第一段為聚合引發(fā)段，需加熱達到引發(fā)劑或氧發(fā)生引發(fā)聚合作用的溫度。管式反應(yīng)器約占聚合反應(yīng)器的10% ~ 20%，如乙烯高壓聚合、苯乙烯本體聚合、己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合、尼龍66的預(yù)縮聚等。其特點是，強制物料流動，強化傳熱與傳質(zhì)效果；使物料充分接觸，均勻混合；強化表面更新作用，有利于分子組分氣化；使非均相物料分散。據(jù)統(tǒng)計，攪拌釜式反應(yīng)器在聚合反應(yīng)器中占80% ~ 90%，如乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯、醋酸乙烯、丙烯腈以及丁苯橡膠、氯丁橡膠、順丁橡膠等。C某一范圍可高達330176。約60~300s生產(chǎn)能力可在較大范圍之內(nèi)變化取決于反應(yīng)管的參數(shù)物料流動狀況與每一反應(yīng)區(qū)內(nèi)充分混合接近柱塞式流動，中心至管壁表面為層流反應(yīng)器表面的清洗方法不需要特別清洗用壓力脈沖法清洗管壁表面共聚條件可能在廣泛范圍內(nèi)共聚只可與少量第二單體共聚能否防止乙烯分解反應(yīng)易于控制，從而可防止乙烯分解難以防止偶然的分解產(chǎn)品聚乙烯分子量分布窄寬長鏈分枝多少微粒凝膠少多自聚合反應(yīng)器中流出的物料經(jīng)減壓裝置進入高壓分離器，高壓分離器內(nèi)的壓力為2025MPa，大部分為反應(yīng)的乙烯和聚乙烯分離，經(jīng)冷卻，脫除蠟狀的低聚物后回收循環(huán)使用。后處理過程已在生產(chǎn)流程中敘述。為了使產(chǎn)品規(guī)格符合生產(chǎn)要求，合格產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)在大型料倉庫中進行混批，以保證大批量生產(chǎn)某一熔融指數(shù)的合格品。乙烯氣相自由基本體聚合在高溫130176。C、高壓110MPa~250MPa甚至300MPa的壓力的苛刻條件下進行。提高反應(yīng)溫度，可提高乙烯的反應(yīng)活性，易發(fā)生聚合反應(yīng)，但純乙烯再350176。為了安全生產(chǎn)，使生成的PE呈熔融狀態(tài)，不發(fā)生凝聚，聚合溫度一般控制在130176。C。此時乙烯分子間的距離顯著縮小，從而增加了自由基與乙烯分子的碰撞概率，故易發(fā)生聚合反應(yīng)。因此，所用的原料一小部分是新鮮的乙烯，大部分是循環(huán)回收的乙烯。由于每千克乙烯聚合時可產(chǎn)生聚合熱3344kj~3762kj，在140MPa，150176。C溫度范圍內(nèi)乙烯的比熱容2500J/(KG*K)~2800 J/(KG*K)，所以乙烯聚合時其轉(zhuǎn)化率每升高1%，分應(yīng)物料的溫度要升高12176。C。由于乙烯再350176。因此，乙烯聚合時應(yīng)防止局部過熱，防止反應(yīng)器仲產(chǎn)生過熱點。同時，聚合釜中采用高速攪拌，保證釜內(nèi)物料與引發(fā)劑充分混合，不產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象。乙烯經(jīng)二級壓縮后進入反應(yīng)器，在壓力100～300MPa、溫度200～300℃及引發(fā)劑作用下聚合為聚乙烯，反應(yīng)物經(jīng)減壓分離，使未反應(yīng)的乙烯回收后循環(huán)使用，熔融狀的聚乙烯在加入塑料助劑后擠出造粒。生產(chǎn)聚乙烯的反應(yīng)屬于加聚類型的反應(yīng)，其反應(yīng)大致分為下列三個階段：鏈引發(fā)，鏈增長，鏈終止。這個階段相當(dāng)于“播種”，這些自由基就相當(dāng)于“種子”。 ＋ 2CO2這里的C6H5為了簡便起見，下面用R”表示一個未配對電子。RR－CH2－CH2……R－（CH2－CH2）n一種典型的情況是兩個增長著的鏈互相碰撞：R－（CH2－CH2）n（CH2－CH2）m－R ——＞ R－（CH2－CH2）n－（CH2－CH2）m－R此外，增長中的鏈與其它分子碰撞時，也有可能奪取電子而配對。設(shè)計任務(wù)書中規(guī)定的年產(chǎn)量為6萬噸②生產(chǎn)時間。④化學(xué)變化及物理化學(xué)變化的變化關(guān)系 表33 各物料的相對分子質(zhì)量化合物名稱乙烯PE鏈節(jié)聚合物相對分子質(zhì)量符號相對分子質(zhì)量282813000 連續(xù)操作過程，可選擇時間為計算基準(zhǔn)，計算單位為kg/h。 PE熔體流量與乙烯理論投料的關(guān)系為: 該生產(chǎn)裝置年產(chǎn)量為6萬噸,年開工300d,連續(xù)生產(chǎn),切粒、%,因此PE熔體流量為: 乙烯實際投料質(zhì)量流量為: 乙烯實際投料摩爾流量為: 順流程展開計算 R101物料衡算如上圖為R101物料平衡示意圖① ——乙烯進料 乙烯: ② —— 高壓分離器回收的乙烯(設(shè)其分離率為X)R201回收的乙烯：③ —— 低壓分離器回收的乙烯由于經(jīng)聚合后剩余的乙烯在低壓分離器要完全進行回收再利用，故其分離率為100%R301回收的乙烯： 分子量調(diào)節(jié)劑： 合計： ④ ——聚合產(chǎn)物原料乙烯聚合生成的產(chǎn)物原料乙烯經(jīng)聚合后剩余的乙烯回收的乙烯聚合生成的產(chǎn)物 回收的乙烯經(jīng)聚合后剩余的乙烯 分子量調(diào)節(jié)劑：合計 R101物料平衡驗算： 總進料量= 總出料量X取30%，所以帶入數(shù)據(jù)計算結(jié)果得總進料量=總出料量=總出料量等于總進料量，符合物料守恒定律，說明整個聚合工序的物料衡算過程是正確的 整理計算結(jié)果 編寫物料平衡表。kg,物料進,出口溫度,℃。恒容變化過程中,系統(tǒng)與環(huán)境交換的熱量,kJ.③液體或固體: ④混合物物料體系:其中:各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù) 各組分恒壓熱容⑤連續(xù)操作過程q1=WCV(T2T1)(2) 的計算(化學(xué)反應(yīng)熱,相變熱,溶解熱,混合熱)①當(dāng)物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時:其中:W反應(yīng)物質(zhì)量,kg。kmol,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化由于物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng),系統(tǒng)與外界交換熱量,kJ.吸熱反應(yīng)為正.②當(dāng)物料發(fā)生其他物理變化時:其中:發(fā)生某種變化的物質(zhì)的量質(zhì)量流量,單位物質(zhì)發(fā)生該變化吸收或放出的熱量,kJ=0 (4) 的計算(熱損失)其中:設(shè)備各部分表面積,m178。m設(shè)備各部分表面溫度,℃。t操作時間,h.為簡化計算，常取熱損失速率為總傳熱速率的10%聚乙烯比熱容：℃）=（kg℃）=（kg Q1=125=105kcal/hQ3=810=105kcal/hQ4=170=105kcal/h4) 攪拌熱H=P總=3600kcal/h=105kcal/h5)制冷劑帶出的熱量Q2=Q1+Q3+HQ4=(++)105=105kcal/h6) 設(shè)備負荷與冷卻水消耗量聚合釜是連續(xù)操作，以kcal/h為計算基準(zhǔn)，設(shè)備負荷等于Q2冷卻水t入口=10℃，t出口=45℃，CP=（kg因此，對于設(shè)備的設(shè)計和選擇首先要考慮的是工藝上的要求；要運行可靠，操作安全；便于連續(xù)化和自動化生產(chǎn)；要能夠創(chuàng)造良好的工作環(huán)境和無污染，以及便于購置和容易制造等，總之，要全面貫徹先進、適用高效、安全、可靠、省材和節(jié)資等原則?，F(xiàn)分述如下：⑴單位生產(chǎn)能力單位生產(chǎn)能力是指設(shè)備的單位體積、單位重量或單位面積在單位時間內(nèi)完成的任務(wù)。通常，設(shè)備的生產(chǎn)能力愈高愈好，但其效率卻與設(shè)備的大小和結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此要分析比較，權(quán)衡利弊，合理選擇?；ぎa(chǎn)品的單耗不但與采用的工藝路線有關(guān)，而且也與采用設(shè)備有關(guān)，例如：合成氨廠中，氨產(chǎn)品的煙煤單耗就與鍋爐設(shè)備的消耗系數(shù)有著密切的關(guān)系，一般說來，消耗系數(shù)越低越好。顯然，一般要選擇價格便宜，制造容易，結(jié)構(gòu)簡單，用材不多的設(shè)備，但要注意設(shè)備質(zhì)量和生產(chǎn)效率。要盡量選用管理費用低的設(shè)備，以降低產(chǎn)品的成本?！　』ぴO(shè)備除了要滿足上述技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)外，還要滿足下述各項結(jié)構(gòu)要求。所謂強度要求是指合理的或符合化工設(shè)備規(guī)范的要求?！　、苿偠龋褐冈O(shè)備及其構(gòu)件在外壓作用下能保持原狀的能力。例如，塔設(shè)備的塔盤板，其厚度常常由材料的剛度來決定。一般化工設(shè)備的使用年限為十至十二年，而高壓設(shè)備則為二十至二十五年，但在實際生產(chǎn)中設(shè)備的使用年限則于設(shè)備的被腐蝕情況?！　、让芊庑裕夯ぴO(shè)備的密封性是一個很重要的問題，特別是在處理易燃、易爆、有毒介質(zhì)時成為重要，在設(shè)備中應(yīng)根據(jù)有毒物質(zhì)在車間內(nèi)的允許濃度來確定設(shè)備的密封性?！　、什僮骱蜋z修：化工設(shè)備的構(gòu)件還要顧及操作、安裝、日常維修的方便，例如人孔太小就會影響日常的檢修，延長檢修時間，從而減少化工生產(chǎn)的有效時間，影響設(shè)備能力的發(fā)揮。采用水運時，尺寸限制不嚴(yán)，采用陸運時，則設(shè)備的直徑、長度和重量要符合公路、鐵路的運輸規(guī)定。設(shè)備的選型可參考國家的標(biāo)準(zhǔn)圖集或有關(guān)手冊和生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品目錄、說明書等?！　、菍Χㄐ驮O(shè)備選型時，考慮設(shè)備生產(chǎn)能力時還應(yīng)注意兩點：一是如果不能選到與生產(chǎn)能力對口的定型設(shè)備則可按生產(chǎn)能力偏高的選用；二是如果工廠近期內(nèi)要發(fā)展，可按工廠的發(fā)展要求選配，以免使用不久又要更換或增加設(shè)備。有些設(shè)備也應(yīng)從偏高一個等級選用，例如：工藝上要求使用10公斤/厘米2