高壓低密度聚乙烯裝置循環(huán)壓縮機(jī)密封技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

溫澤明

摘 要：隨著我國(guó)工業(yè)化水平的不斷提高，我國(guó)對(duì)聚乙烯工藝實(shí)施及設(shè)備運(yùn)行能力已相對(duì)較高。高壓低密度聚乙烯的生產(chǎn)主要采用的為管式法，多以德國(guó)Basell公司的工藝技術(shù)為主。而作為管式法高密度聚乙烯生產(chǎn)過(guò)程中，壓縮單位的效能與生產(chǎn)效能有著直接聯(lián)系，而壓縮機(jī)密封效果直接決定了其環(huán)節(jié)效益。本文通過(guò)對(duì)我國(guó)高壓低密度聚乙烯裝置實(shí)例探討及壓縮工藝的分析，探討以管道法為基礎(chǔ)的壓縮機(jī)密封技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用。將在一定程度上，為我國(guó)高壓低密度聚乙烯裝置循環(huán)壓縮機(jī)密封技術(shù)的應(yīng)用與革新，提供有效借鑒。

關(guān)鍵詞：高壓低密度聚乙烯；密封技術(shù)；工藝

聚乙烯因其行業(yè)應(yīng)用廣泛、需求旺盛，在新的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展背景下，迎來(lái)了一個(gè)黃金時(shí)期，資料顯示，我國(guó)聚乙烯消費(fèi)總量約占全球熱塑材料總量的七成以上。其市場(chǎng)規(guī)?？偭坎粩嗯噬垡蚁D出、注射、模塑、吹塑和熔紡的產(chǎn)品成為人民生活不可或缺的一部分。我國(guó)對(duì)聚乙烯工藝的專項(xiàng)研究和規(guī)模建設(shè)起步于上世紀(jì)的七十年代而隨著我國(guó)工業(yè)化水平的不斷提高，對(duì)聚乙烯工藝實(shí)施及設(shè)備運(yùn)行能力已相對(duì)較高。聚乙烯裝置生產(chǎn)過(guò)程中，有德國(guó)管式法、淤漿法、氣相法等。而高壓低密度聚乙烯的生產(chǎn)主要采用的為管式法，多以德國(guó)Basell公司的工藝技術(shù)為主。而作為管式法高密度聚乙烯生產(chǎn)過(guò)程中，壓縮單位的效能與生產(chǎn)效能有著直接聯(lián)系，而壓縮機(jī)密封效果直接決定了其環(huán)節(jié)效益。

1 高壓低密度聚乙烯裝置

當(dāng)期，采用德國(guó)Basell公司的管式法反應(yīng)器工藝聚合過(guò)程性原料為乙烯和醋酸乙烯，一般情況下，均已氧化物作為誘發(fā)劑，而分子調(diào)節(jié)劑一般選用丙醛。其工藝設(shè)備流程單元可分為原料存儲(chǔ)、壓縮、聚合、高低壓循環(huán)其處理等多個(gè)工藝處置環(huán)節(jié)。該高壓低密度聚乙烯裝置成為高壓管式反應(yīng)。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程要經(jīng)歷如下四個(gè)過(guò)程，即鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈轉(zhuǎn)移、鏈終止。從其設(shè)備的運(yùn)行效果上看，該裝置具有聚合產(chǎn)品范圍較廣，產(chǎn)品標(biāo)號(hào)的切換時(shí)間少且過(guò)渡料浪費(fèi)小，整體的原料能耗和公用工程消耗也處于相對(duì)較低的水平。其較為突出的優(yōu)勢(shì)還表現(xiàn)在整套生產(chǎn)工藝的自動(dòng)化處理水平較高，且具有一定的自動(dòng)清洗、脫蠟功能。

2 高壓低密度聚乙烯裝置循環(huán)壓縮機(jī)的工作制度

作為高壓低密度聚乙烯裝置的重要組成單元，是決定其生產(chǎn)耗能和產(chǎn)品品質(zhì)的重要節(jié)點(diǎn)。其壓縮環(huán)節(jié)進(jìn)程一般包括一次壓縮機(jī)作業(yè)和二次壓縮機(jī)作業(yè)。主要由C1201及C1202分別完成。

2.1 增壓機(jī)、一次壓縮機(jī)工作制度

高壓低密度聚乙烯生產(chǎn)裝置中的一次壓縮機(jī)C1201多為水平移動(dòng)活塞是壓縮機(jī)，對(duì)低壓循環(huán)氣體進(jìn)行壓縮作業(yè)，增壓段為一次壓縮機(jī)的一段及二段。部分壓縮氣體作為馳放氣，進(jìn)入內(nèi)部冷囊器和分離罐。完成對(duì)馳放氣體的乙烯回收。同時(shí)，壓縮氣體在進(jìn)入三段后，經(jīng)內(nèi)部冷卻器的調(diào)節(jié)。整個(gè)加壓過(guò)程中增壓作業(yè)主要有一段和二段的旁路控制來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷提升，而一次壓縮機(jī)的六成及以上負(fù)荷主要通過(guò)乙烯原料管線的壓力控制閥得以調(diào)節(jié)。

2.2 二次壓縮機(jī)工作制度

高壓低密度聚乙烯生產(chǎn)裝置中的一次壓縮機(jī)C1202多為兩線對(duì)稱式壓縮機(jī)，其設(shè)備段的每個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)有兩個(gè)氣缸，以壓縮處理同等的混合氣流。壓縮的一段和二段其工藝吸入穩(wěn)定維持在40攝氏度左右，上下浮動(dòng)不超過(guò)3攝氏度。二次壓縮機(jī)工作過(guò)程中，分別從高壓循環(huán)氣系統(tǒng)和一次壓縮機(jī)出口輸送過(guò)來(lái)的乙烯氣體，先后經(jīng)過(guò)二次壓縮機(jī)一段氣缸、二段氣缸的連續(xù)作業(yè)，時(shí)期基本可以達(dá)到聚合反應(yīng)所需要的生產(chǎn)工藝壓力要求。

3 高壓低密度聚乙烯裝置循環(huán)壓縮機(jī)密封技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)壓縮機(jī)密封技術(shù)的不斷提升，其工藝手段在對(duì)傳統(tǒng)的迷宮型密封和環(huán)油膜密封的基礎(chǔ)上又出現(xiàn)了機(jī)械接觸式密封和干氣密封。當(dāng)前，部分石化企業(yè)壓縮機(jī)采用的是填料環(huán)組密封技術(shù)。

該種密封技術(shù)在往復(fù)式的壓縮機(jī)工作周期中：

①在壓縮階段，設(shè)備氣缸內(nèi)的高壓混合氣作用在填料密封環(huán)上，造成調(diào)料密封環(huán)的前后壓力差異，壓縮機(jī)的各個(gè)密封面可以在壓差的作用下較好地工作，其氣體逐步流向隨后的填料杯槽里且可以形成類似密封類型，最終實(shí)現(xiàn)壓縮環(huán)節(jié)密封效果；

②在吸氣階段，氣體通過(guò)填料密封環(huán)組中的徑向環(huán)的切口流回到氣缸，設(shè)備的槽內(nèi)氣壓下降，為下一壓縮過(guò)程提供新的壓差儲(chǔ)備，是填料密封環(huán)形成多達(dá)三個(gè)的密封面，實(shí)現(xiàn)吸氣環(huán)節(jié)的密封效果。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前，我國(guó)聚乙烯生產(chǎn)的工藝選擇日益的多樣化，其壓縮單元的構(gòu)成已呈現(xiàn)出一定的差異。隨著工藝設(shè)備的改良與換代，其密封效果對(duì)壓縮單元的影響將進(jìn)一步的降低。在高壓低密度聚乙烯裝置生產(chǎn)工藝中，通過(guò)等一次壓縮、二次壓縮的綜合性的優(yōu)化控制和密封監(jiān)測(cè)，確保壓縮單元的高效生產(chǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)降耗增益。

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