高壓聚乙烯裝置反應器黏壁的影響因素及應對措施

李學武

摘? ?要：聚乙烯壓縮，配制和引發(fā)劑進料，聚合反應LDPE存儲裝置，分離聚合物和氣體循環(huán)法，擠出造粒，并將顆粒干燥，其它單元的共混量。該裝置具有工藝流程短、反應溫度低、單點加料、反應物料流速快、四點純過氧化物引起的單次轉(zhuǎn)化率高、單線生產(chǎn)能力大、控制先進合理、安全運行等特點。分子量對聚合溫度非常敏感。如前所述，溫度升高對鏈轉(zhuǎn)移的影響大于鏈生長的影響，從而降低了平均分子量。本文針對高壓聚聚乙烯裝置的反應器的工作進行分析，解決其黏壁的影響，提高石油產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)量。

關鍵詞：高壓聚聚乙烯? 反應器? 黏壁原因? 應對措施

中圖分類號：TQ325.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）03（a）-0098-02

在油氣開發(fā)領域，高壓聚聚乙烯裝置反應器技術作為重要的技術之一，對油氣資源的安全開發(fā)起著至關重要的作用。現(xiàn)在，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)對石油，天然氣和其他能源資源的需求不斷增加。這種情況也導致了石油公司的快速發(fā)展。同時對聚聚乙烯裝置的工作流程進行了探討、檢查，分析了問題產(chǎn)生的原因，為企業(yè)的發(fā)展提供了有益的幫助。在改進技術的前提下，通過積極的觀念、主動的意識、實踐的訓練、可靠的設備、實用的技術、系統(tǒng)的管理和有序的應急反應，對設備和設備進行檢查是絕對安全的，不斷提高油田企業(yè)的風險防范和控制能力，做好安全控制工作，確保石油企業(yè)的產(chǎn)量，也提高企業(yè)內(nèi)部對裝置反應器的應用，最終實現(xiàn)裝置的更好利用。

1? 裝置介紹

1.1 裝置工作工藝

一種是壓縮機，其控制劑進入二次混合，然后進入反應器，冷卻，脫蠟，然后回到次級入口。從低壓分離器出來的熔融聚合物進入擠出機，經(jīng)過造粒，由顆粒水輸送到干燥機和振動篩，再由風機輸送到脫氣倉和儲料倉，最后進行包裝和輸送。

1.2 高壓聚乙烯裝置反應器工作原理

聚乙烯分解反應的機理聚乙烯高壓聚合為自由基引發(fā)加成反應。根據(jù)自由基反應機理，聚乙烯聚合主要經(jīng)歷了鏈引發(fā)、鏈生長、鏈終止和鏈轉(zhuǎn)移四個過程。反應是聚乙烯的不可控聚合，即強放熱過程分解。當系統(tǒng)中積累了足夠的能量時，就可能發(fā)生這種情況。在高溫高壓下，聚合不穩(wěn)定性增加，分解反應的可能性增加。

2? 高壓低密度聚聚乙烯的管式聚合反應器發(fā)生黏壁的主要原因

啟動初期，由于引發(fā)劑用量少，自由基少，單體轉(zhuǎn)化率低，反應放熱量低，第一反應區(qū)溫度升高緩慢。根據(jù)反應機理，反應器中大量未反應聚乙烯會形成相對分子質(zhì)量高、流動性差的低熔體流動指數(shù)聚合物。熱動力學驅(qū)動兩個聚乙烯聚合物相分離，分離過程發(fā)生在反應器內(nèi)“接近冷”壁區(qū)，導致聚合物粘附反應器內(nèi)壁，形成粘壁。沉積物導熱系數(shù)很低[約0.26W/（m.c）]此時，如果反應熱及時除去，則在反應器內(nèi)壁上形成樹脂中間層;如果不及時除去，為了更好地控制反應器的內(nèi)部溫度，就必須減少過氧化物的加入量，從而降低聚乙烯轉(zhuǎn)化率。當反應過熱時，就會引起爆炸。

3? 反應器黏壁處理

反應器的粘合壁需要及時處理，以保證設備的更好運行。在這個過程中，停車處理和在線處理時，總是要暫停的裝置中，或通過重新運行過程。粘在管壁上的聚合物很難停止和去除，所以需要拆下法蘭和高壓管，然后放入專用油鍋中進行高溫烹飪和單獨清洗，或?qū)⒏邷馗邏寒愂橐敕磻髦羞M行長期溶解和沖洗。這不僅浪費了人力、物力和財力，而且不利于生產(chǎn)，所以一般采用在線清洗。因為只有在開車時，反應器的溫度才能達到300℃，聚合物處于流動狀態(tài)。

在正常生產(chǎn)時，通常采取的是保持一定的鏈轉(zhuǎn)移速率，形成像壁措施，以防止高分子量聚合物防止粘附現(xiàn)象。在聚合初期，要保證相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑丙醛的質(zhì)量分數(shù)為0.011%左右，且在反應前0.5h加入丙醛，以控制聚合物熔體流動指數(shù)為0.17～0.22g/min。預熱器溫度要適中（約為164℃），太低會形成黏壁，太高則會導致聚合物分解。聚乙烯是一種易燃易爆物質(zhì)，在聚合過程中會釋放熱量。如果反應條件控制不當，很容易發(fā)生事故。因生產(chǎn)高壓低密度聚聚乙烯的壓力為260～270MPa，所以反應過程中流體流速很高。若聚乙烯與聚聚乙烯混合物以15m/s進入反應器，根據(jù)反應器管長計算可知，在第一至第四反應區(qū)的停留時間分別為36，30，30，24s;第一至第四反應區(qū)的溫度分別為290～305℃，290～310℃，290～310℃，290～305℃。在這些條件下，聚乙烯是不穩(wěn)定的，可以裂解成碳化物、甲烷和氫氣。一旦發(fā)生裂解反應，所產(chǎn)生的熱量將進一步加劇該反應，直至其爆炸。因此，預熱器溫度必須嚴格地控制在164℃左右。

4? 裝置精細管理

4.1 裝置安全管理

與此同時在安全生產(chǎn)責任方面，主管和經(jīng)理在這個崗位明確，系統(tǒng)的管理的安全問題在各個層面的落實。鉆井施工安全責任制要突出“責任”，根據(jù)相關責任，制定一系列安全生產(chǎn)戰(zhàn)略和相關安全指標，對安全問題有防范意識，采取一定的防護措施，嚴格糾正存在安全隱患的環(huán)節(jié)，嚴肅處理安全問題，注重安全意識。鉆井隊通常是第一個負責生產(chǎn)隊的安全和進度，以及安全管理和現(xiàn)場監(jiān)督隊的安全的人。在施工過程中，鉆井船長不僅要有責任心，不能只談安全問題，要實施具體的安全項目管理，組織安全管理隊伍，并與各職能部門共同實施安全責任制度，如在各任務組中設置安全人員，根據(jù)各自的工作特點制定安全生產(chǎn)制度，從各個工作環(huán)節(jié)界定安全責任。

4.2 裝置定期檢查

對于石油開采，不僅要保證機械設備的完整性，石油才可以正常工作。對于石油鉆井機械設備的維護保養(yǎng)，需要有關部門給予更多的重視。鉆井機械設備的維護保養(yǎng)是保證采油工業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要保證。 由于采油環(huán)境惡劣，機械設備的使用壽命會因天氣變化而縮短，機械設備的維護保養(yǎng)需要大量的人力物力。機械設備的過早損壞會導致油操作的延遲。要應用專業(yè)技能對機械設備進行維護和保護，保證機械設備使用壽命的延長，以提高采油效率..但設備的維護需要掌握機械設備的使用，性能，以及在鉆井現(xiàn)場的分析，結(jié)合自身的工作技能，以保證正常使用的石油鉆采設備。石油鉆井機械設備維修是指維修人員按有關規(guī)定定期檢查、潤滑、加油、清洗和記錄機械設備的正常運行。在維修期間，如機械設備有任何故障或隱患，應特別留意維修人員，并首次按照有關的維修手冊處理。一般來說，根據(jù)運行時間或機械設備要求的不同，石油鉆井機械設備的維修可分為兩類：一次維修和二次維修。

4.3 密閉性監(jiān)測

通常情況下，油和氣體回收在密閉環(huán)境中進行，對于使用該設備需要的那些要保持關閉。油罐車、油氣回收管道、地下油罐等均加蓋印章，系統(tǒng)嚴密性需定期檢查，避免油氣泄漏。定期檢查有關設備，確保油氣完好無損，并嚴格檢查設備的安裝，確保整個試驗處于極度封閉的環(huán)境中。油氣采收率測試儀的安裝需要保證科學合理，否則不能正確進行油氣回收試驗。

5? 結(jié)語

通過以上措施，改進裝置，在車內(nèi)設備初粘壁現(xiàn)象將很好地消除負載也得到改善。后期啟動采取的預防措施能有效解決高壓反應器粘壁問題，在解決過程中注重技術的培養(yǎng)，提高裝置運行的穩(wěn)定性和安全性，保證產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品產(chǎn)量。

參考文獻

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