浅析影响UNIPOL气相法聚乙烯聚合系统的原因及处理方法

Unipol气相流化床反应器结片原因分析和对策
周铜峰;张文辉;翟学刚;毛东辉;宋寿亮
【期刊名称】《四川化工》
【年(卷),期】2023(26)1
【摘要】某装置采用Unipol气相法生产聚丙烯工艺,近期出现了反应器分布板上方温度点呈规律性跳跃波动、静电波动幅度大、一条排料线排料少和大小头处取出的长条状片料等现象,通过采取一系列的调整手段后,反应器状态趋于良好。

本文从静电、原料、催化剂体系、细粉、种子床以及操作等方面分析反应器内出现片料的原因,并将理论分析与实践操作中的有效调整手段相结合,总结出反应器出现结片时的调整策略,从而保证了反应器连续稳定运行。

【总页数】4页(P22-25)
【作者】周铜峰;张文辉;翟学刚;毛东辉;宋寿亮
【作者单位】中国石油天然气股份有限公司广西石化分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ3
【相关文献】
1.UNIPOL气相流化床聚丙烯反应器静电的预防及控制
2.聚丙烯装置气相流化床反应器结片的判断及处理
3.Unipol工艺气相流化床反应器结片原因分析及控制措施
4.UNIPOL工艺气相流化床反应器结片原因分析及控制措施
5.Unipol工艺气相法聚乙烯流化床反应器回路压降的控制
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浅谈Unipol聚乙烯工艺技术的发展现状及最新进展【摘要】改革开放以来，我国石油化工行业发展迅速，合成材料的技术也已日益成熟。

其中，Unipol聚乙烯作为包装材料，是应用最广泛的一种材料之一，发展前景巨大。

本文作者结合自己多年的工作经验和课本知识，并查阅相关资料，介绍了Unipol聚乙烯的发展现状和工艺发展历程；重点介绍了Unipol聚乙烯的工艺流程和技术发展的最新进展。

并给与了分析。

以供读者参考。

【关键词】Unipol聚乙烯；发展现状；工艺技术；最新进展1 Unipol聚乙烯发展现状20世纪70年代初，Unipol聚乙烯首次被成功开发，由于其优异的性能和低成本的制造，它在许多领域被广泛应用。

Unipol聚乙烯优点很多，它的最大的一个优势就是包装，很受广大消费者欢迎。

2011年，国内PE需求量达到18Mt以上，比2010年增长了7.8%，其中，Unipol聚乙烯的消费量约为6Mt，占PE 消费总量的30%。

由此可见，Unipol聚乙烯的消费增速是惊人的，消费市场是巨大的。

目前，生产Unipol聚乙烯有两种工艺法，通常用气相法和溶液法。

但由于气相法具有生产成本低、操作简单、工艺流程简短、副产品少等优点，它被国内外广泛运用。

其中，我国大部分厂家生产的Unipol聚乙烯多采用气相法，美国Univation公司的低压气相流化床工艺就是生产LLDPE最普遍的工业化工艺。

2 Unipol聚乙烯工艺2.1 Unipol聚乙烯工艺发展历程1968年美国联合碳化物公司建立了第一套Unipol工艺生产HDPE的装置，1970年又实现了Unipol工艺生产LLDPE的工业化，Unipol工艺经过不断地改进，在20世纪80年代后可在同一反应器中生产出高、中、低密度的各种牌号PE。

Unipol聚乙烯是在流化床反应器中，用乙烯和共聚单体在催化剂的作用下反应产生的。

它从1968年到现在几十年里，Unipol聚乙烯工艺流程越来越成熟，利用气相法技术，已经成为当前制造Unipol聚乙烯的最受广泛接受的技术。

第 50 卷 第 5 期2021 年 5月Vol.50 No.5May.2021化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry生产工艺Unipol聚丙烯工艺中聚合反应活性的影响因素刘　洋，范新枭，鲁　敏，李佳卓，张晓朋（中国石油广西石化公司，广西 钦州 535000）摘 要：分析了Unipol聚丙烯工艺中各种因素对聚合反应活性的影响，结合生产实践，总结了对应的优化方案。

聚合反应的核心是催化剂，在生产实践中，通过控制催化剂自身的物性及外界条件来提高催化剂的活性，是提高聚合反应活性的关键。

关键词：Unipol聚丙烯工艺；聚合反应；催化剂；优化方案中图分类号：TQ 325.1+4 文献标识码：B 文章编号：1671-9905(2021)05-0077-03收稿日期：2021-02-01Unipol工艺是一种气相流化床聚丙烯工艺，具有相对简单、灵活、经济和安全的特点，只需要用一台流化床主反应器就可生产均聚物和无规共聚物产品，可在较大范围内调节操作条件，使产品性能保持均一。

聚合反应的活性是聚丙烯生产的重要指标，表示单位质量的催化剂所能生产的树脂质量。

在生产中保持并提高聚合反应的活性，是降低生产成本的主要途径之一，也是降低聚丙烯产品灰分和提高聚丙烯产品质量的关键。

1　Unipol聚丙烯工艺流程简述Unipol聚丙烯工艺主要由原料精制系统、聚合反应系统、尾气回收系统、产品排出和脱气系统、挤压造粒系统、粒料处理和包装码垛系统等组成[1]。

其中的聚合反应单元主要由流化床反应器、循环气压缩机和循环气冷却器组成，是整个装置的核心。

精制后的丙烯原料和回收丙烯经循环气管线连续注入反应器中，在连续注入的主催化剂、给电子体和三乙基铝（TEAL）的作用下聚合成聚丙烯粉料，然后通过产品排出系统排至粉料吹扫系统中脱除烃组分，再经水蒸气灭活残余催化剂后进入挤压造粒系统造粒，最后粒料进入后处理系统和包装码垛系统。

气相法聚乙烯反应器静电的形成原因及消除方法作者：池洋来源：《山东工业技术》2015年第08期摘要：本文分析了气相法聚乙烯反应器中静电的形成及对反应造成的危害，并根据不同的静电产生的原因分析了静电的消除方法，静电产生后应采取有效地措施进行预防，及时消除静电才能保证装置运行情况良好。

关键词：聚乙烯；反应器；静电；消除武汉乙烯线性低密度聚乙烯（LLDPE）装置采用气相法冷凝工艺。

该工艺投资少，工艺简单，主要通过反应气体循环过程中在催化剂的作用下聚合生成原粒聚乙烯树脂，循环气起到反应和提供流化的作用。

在流化状态下，颗粒与颗粒，颗粒与壁面以及颗粒与气体之间存在不断的碰撞和摩擦，原料中存在的杂质在与活化剂三乙基铝反应的过程中会分别生成正负静电引发剂，因此，不可避免地会造成静电的产生和积累。

产生的静电会严重影响流化床内的流体流动行为，形成死区和沟流，并造成颗粒团聚、粘壁甚至熔融结片等现象的发生。

当静电积累到一定程度，还可能引起火花放电甚至爆炸。

反应器的静电情况对我们能否顺利开车成功有着很大的影响，它也是开车平稳后操作人员需要注意的最重要的参数之一，因此弄清楚流化床反应器中静电的产生机理对我们今后的生产有着至关重要的意义。

1 静电的产生一般来说，产生电荷和消除电荷是同时进行的，整个系统的带电情况遵循电荷守恒定律：聚合电荷=产生电荷一消除电荷。

在流化床反应器中，循环气中的粉料在反应器中主要存在两种接触方式，分别是粉料与粉料之间的接触以及粉料与反应器壁之间的接触。

粉料之间的接触发生在同一种材料之间并且随机发生的，因此会产生偶极电荷粒子的分布；粉料与反应器壁接触时会在接触点产生同性电荷，直到他们之间的电压达到平衡值。

通常这两种方式产生的静电量能被异性电荷中和，或是产生的少量较弱的静电能被反应器的接地及出料系统的出料带出，所以这种方式产生的静电对操作影响基本上可以忽略不计。

而在反应器使用钛系催化剂时，需要向反应器内注入还原剂三乙基铝，其化学式为Al （C2H5）3。

聚乙烯技术发展概况文摘：对我国聚乙烯的生产技术和特性进行了概述，并对我国的发展状况进行了简要的阐述，并对我国的发展趋势进行了展望。

关键字：低压聚乙烯产能产品开发目前聚乙烯的生产技术有15种，其中以聚乙烯为主的6种工艺技术，按反应压强的高低可划分为：低密度聚乙烯（LDPE）、乙烯-醋酸乙烯（EVA）、乙烯-丙烯酸（EAA）、乙烯-丙烯酸-甲基酯共聚（EMA）等；1 PE生产技术特征与技术特性1.1气体相分析目前，气体乙烯的聚合工艺技术包括 Univation公司的 Unipol工艺技术、三井油化公司 Evolue工艺技术、 Basell公司的 Spherilene工艺技术以及Ineos Innovene工艺技术。

在80-110摄氏度的工作环境下，在1.0-3.0 MPa的工作压力下，单条生产线的产能为30-500,000 t/a。

在2-5小时内，聚合产物在气相中形成。

该装置具有产能大、工艺简便、运行环境柔和、无需进行低聚体、不需溶剂再循环、投资、三废排放等优点。

然而，在制造高价值的 PE时，存在着难以掌握的工艺、原材料的高标准、高的催化剂和单体的高价格。

在世界范围内， Unipol技术的生产线已达160余条，而中国50%以上的聚乙烯都是使用此技术进行生产。

本技术使用的是一种单层/双层反应器，在运行压力1.5-3.0 MPa、50-120摄氏度、3-5小时的驻留期和0.915-0.970克/cm3的产物的熔融流量（MFR）为0.10-200.00克/10分钟。

主导的生产技术包括：HDPE, LLDPE, mLLDPE, mLLDPE,Ti-Mg系，铬系，钒系，以及茂系的催化剂系统。

它具有以下特点：1）生产过程缩短，降低了投入；2)本发明的产品具有较好的稳定性，且不会受到产品的粘度及溶解性能的影响；3)通过使用超冷凝工艺，可以显著地增加生产效率。

其不足之处在于：1）铬系和钒系催化剂难以得到有效的调控，且含有少量毒性物质会使催化剂的性能下降；2)在流动床层中容易出现静电现象，其单流程的转化效率仅为2.0%；3)易形成大面积或块状，开关板数时间布易结块[3].1.2泥浆处理浆料聚合技术是采用一种以氢作为相对分子量调节的方法，采用一种惰性稀释剂进行聚合。

unipol技术在全密度聚乙烯生产中的应用全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：随着工业的不断发展，全密度聚乙烯已经成为人们生活中不可或缺的塑料产品。

在全密度聚乙烯的生产过程中，技术的进步起着至关重要的作用。

unipol技术是目前全密度聚乙烯生产中广泛应用的一种技术，其具有高效、环保和经济的特点，受到了众多生产厂家的青睐。

unipol技术是由美国联合制造公司（UNIPOL）研发并推广的一种聚合工艺技术，其主要特点是采用气相聚合法。

在这种技术下，聚合反应发生在流体床内，利用催化剂和气态乙烯在高温高压下进行聚合反应，最终生成全密度聚乙烯产品。

相比于传统的溶液聚合法，unipol技术具有生产效率高、能耗低、操作简单等优点。

在全密度聚乙烯生产中，unipol技术具有以下几个显著的应用优势：1. 高效率：unipol技术能够实现高产率和高质量的全密度聚乙烯产品。

在气相聚合法下，由于聚合反应发生在流体床内，催化剂和气态乙烯充分混合，可以有效提高反应效率，降低生产成本。

2. 环保：相比于传统的溶液聚合法，unipol技术不使用有机溶剂，减少了挥发性有机化合物的排放，对环境友好。

由于产品质量高，废料产生少，降低了处理和处置成本。

3. 稳定性：unipol技术具有稳定的操作性和产品质量，可以保证生产过程中的持续和稳定性，提高生产效率和产品的市场竞争力。

4. 节能减排：unipol技术采用气相聚合法，无需加热溶剂和产物脱除有机溶剂，减少了能源消耗，降低了二氧化碳和其他有害气体的排放，符合低碳生产的要求。

unipol技术在全密度聚乙烯生产中的应用具有广泛的前景和意义。

随着全密度聚乙烯市场需求的增加和环保节能的要求，unipol技术必将成为该领域发展的主要方向和趋势。

生产厂家应不断改进和优化生产工艺，推动技术革新，提高产品质量和生产效率，实现经济效益和环保效益的双赢。

希望在未来的发展中，unipol技术能够更加成熟和完善，为全密度聚乙烯的生产带来更多的发展机遇和挑战。

题目：气相法聚乙烯工艺树脂生片结块的原因探究摘要：聚乙烯生产在我国的近些年的工业生产发展过程之中有着重要意义，加强对于材料能源的应用有利于提升我国的工业生产产业的经济利润，对于保障的工业生产行业的可持续性发展而言十分关键。

而在聚乙烯反应器的铯源块料探测器指示值超量程过程当中，应用于气相法可以实现较高的工作效率和质量水平。

相关的技术部门以及管理人员应该在对于树脂出现生片结块加强对于产业的优化升级，使得相应的生产更加的平稳合理。

关键词：气相法；聚乙烯；树脂生片结块聚乙烯作为世界上产量极大的一种合成树脂，在众多领域都得到了很大程度的应用，并且在我国的合成树脂当中是产量最大的一种，同时也是在进出口量上占比最多的一种，能够对于我国经济水平的发展起到极其关键的推动作用，与此同时，这种聚乙烯生产工艺包含了很多种工艺方法，其中最为常用的有溶液法和气相法以及高压聚乙烯。

这些工艺都会在聚乙烯生产过程当中起到良好的工艺效应，同时我国目前采用最为普遍的气相法工艺代表为Unipol、Innovene G，这两项气相法工艺代表所采用的生产流程是极其相似的，所应用的技术生产设备也较为相近，是我国的主流生产工艺。

一、核源块料探测器应用原理监控反应器内的树脂流化状态是在气相法聚乙烯生产工作过程当中的一项重点工作内容，相关的内操和技术管理人员必须要确保监控工作的持续性和稳定性，要时刻了解生产反应器内部的实际状况才能够为气相法聚乙烯生产工作提供可靠的数据保障。

与此同时作为反应流化参数的测量手段，铯源探测器是极其关键的，需要了解的是这种探测器的本质实际上就是应用一种密度测量的方法，用以显示反应器内部的流化状态。

具体来说就是将被测物料所发射出来的射线进行吸收分析处理，从而能够在其中找到一个吸收规律，按照这个规律就能够检测出来整个床层的厚度，并且由此可以计算测量得到最终的物料密度值。

除此之外，在这个过程当中，还会涉及很多能够穿透物质的射线光子，这些射线光子是无法被物质吸收的，但是除了这些射线光子以外的光子在与物质之间发生作用之后，本身含有的能量会被这些物质所吸收，这些能量会在物质当中通过两个渠道来消耗，首先就是会产生诸多种类的光子和射线，其次就是会有一部分转化为热能的形式扩散消耗。

理工学院毕业论文学生姓名：陈帅学号： 11L******* 专业：安全工程题目：聚乙烯生产系统粉尘爆炸危险性因素分析与安全对策措施指导教师：董文庚（教授）评阅教师：冉海潮（教授）2015 年 6 月河北科技大学理工学院毕业设计（论文）成绩评定表毕业设论文中文摘要毕业论文外文摘要1 引言随着我国经济的快速发展，我国的工业也取得了空间的发展，从一个落后的工业国家发展到较发达的工业国家。

聚乙烯作为工业发展不可或缺的一部分，其生产量和生产工艺也取得了很大的进步。

聚乙烯英文名为Polyethylene，简称PE。

目前，世界聚烯烃聚合物产量有45000万吨，其中聚乙烯占70%，而占总塑料产量的45%以上，为最大的通用塑品之一。

按照生产技术开发顺序主要可分为: 高压聚乙烯，也称低密度聚乙烯(HP-LDPE )，低压聚乙烯，也称高密度聚乙烯(HDPE )，线型低密度聚乙烯(LLDPE )[1]。

改革开放初期我国聚乙烯的生产水平较低，生产的聚乙烯不能满足本国的需求，所以改进生产技术，增加聚乙烯的产量提高质量，应该成为我国发展石油化工产业的第一要务。

二十一世纪初期，我国所需求的进口聚乙烯的量还是非常巨大的，本国的生产水平还是相对较低，不能满足自身的需求量，接近一半的聚乙烯需求量还仍需要进口。

随着世界经济的快速发展，在世界范围内的聚乙烯生产能力也得到了大幅提升，已有20世纪70年代的5万吨/年扩大到1500万吨/年的规模。

在世界范围内聚乙烯的生产还主要集中在几个地区和国家范围内，仍有大部分地区和国家还没有长或比较完善的聚乙烯生产工艺，在较为发达和富裕的国家中，他们已经掌握了最新最完善的生产工艺，使得他们生产技术达到了很高的境界，然而他们的产量和质量同样也优于他国。

与此同时，其他国家也在不断的改进自己的生产工艺，而在亚太地区则处于快速增长时期，并且聚乙烯的生产能力已超过欧美国家。

我国现处于工业化、城镇化快速发展的阶段，对于聚乙烯的需求量巨大，并且存在着巨大潜力。

影响高压聚乙烯长周期运行的因素分析及改进措施摘要：某企业高压聚乙烯装置在建设和投产后，因设备、工艺和设计等原因，导致了多起停机事故，严重影响了装置的稳定运行，并导致了大量的物耗和能耗，对装置的经济效益造成了很大的影响。

文章通过对影响该装置长期运转的各种因素的分析和研究，找出了各部分设备出现的问题，并对其成因进行了剖析，并提出了相应的对策。

关键词：高压聚乙烯；长周期运行；过程优化由于高压装置具有工作压力高、温度高、联锁点多等特性，因此对工艺、设备、仪表、电气等方面的要求十分严格，对工艺操作的要求十分严格，如果操作过程中出现任何的失误，或者是仪表出现了错误，都会引起装置的停车，使装置的工作周期缩短。

装置经常开、停、检修，对装置的产能、效益、安全、稳定的生产造成了很大的影响。

文章从设备运行中存在的问题入手，指出了影响设备长期稳定运转的重要原因，并针对这些原因，提出了相应的对策，从而降低了设备停车次数，为装置长周期运行提供保障。

1换热器腐蚀泄露的原因分析和改进措施1.1换热器金属腐蚀换热设备的腐蚀形式大致可以划分为全腐蚀和局部腐蚀两种类型，其中局部腐蚀包括电偶腐蚀、孔洞腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀和应力腐蚀等，而换热设备的腐蚀形式主要是由循环水中的腐蚀引起的管道的腐蚀和渗漏引起的。

从宏观观察可以看出，传热管道表面的污垢导致了金属表面的污垢迅速侵蚀，而对管束处的涡流探伤表明，大部分管束处都有均质和凹坑的侵蚀。

1.2改进方法首先对循环水的来源进行严格的选择，并按照水质检验的结果，对水质进行及时的处理，使腐蚀物保持在一个很低的水平，例如，对水中的氧和氯离子等的含量进行控制。

强化对水处理的管理，聘请有经验的水处理公司，对其进行技术指导，具体内容涉及：工艺流程的优化、药剂的筛选和评估、加量的控制、加量的时间、以及操作的管理；在强腐蚀水面进行热固化抗菌；定期对管束作涡流探伤，若有腐蚀变薄现象，应立即予以封堵；对流程的运行参数进行优化，禁止循环水长时间在低流速度条件下运转，以避免腐蚀介质在管道束中长时间的积聚。

浅析HDPE的生产工艺及影响因素发表时间：2020-12-08T08:17:26.871Z 来源：《中国科技人才》2020年第23期作者：魏江涛[导读] 聚乙烯（Polyethylene）是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。

大庆石化公司塑料厂低压聚乙烯车间摘要：聚乙烯（Polyethylene）是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。

聚乙烯主要分为线性低密度聚乙烯（LLDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）三大类。

文中对大庆石化公司塑料厂HDPE装置的生产工艺做了简单的介绍，并对聚合系统的影响因素进行了总结。

关键词：HDPE；生产方法；生产工艺；影响因素一、引言HDPE是一种由乙烯共聚生成结晶度高、非极性的热塑性树脂。

原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。

其具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性，它能抗强氧化剂（浓硝酸）、酸碱盐以及有机溶剂（四氯化碳）的腐蚀和溶解。

该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于防潮防渗用途。

高密度聚乙烯用低压法生产，因此又称为低压聚乙烯，生产方式有液相法，气相法两种，液相法又包括溶液法和淤浆法，大庆石化公司塑料厂HDPE装置采用淤浆法生产工艺，年设计24万吨高密度聚乙烯颗粒，根据聚合条件及聚合釜连接方式的不同，可生产出注塑、挤塑、吹塑等三大系列42个牌号的产品。

二、生产方法聚合反应是采用低压己烷浆液法工艺，聚合釜D-201和D-221按并联或串联方式排列。

作为主要原料的乙烯单体，作为调节浆液浓度的高压脱水己烷以及催化剂按指定的加料速率连续地加至聚合釜中。

作为分子量调节剂的氢气，调节密度的丙烯或丁烯－１连续地与乙烯气体进行预混合，然后混合气体加至聚合釜的循环气管线上。

反应热由己烷的蒸发潜热与聚合釜夹套冷却水除去。

通过调节聚合反应条件来控制聚合釜中聚合物的性质。

三、生产工艺简述3.1乙烯聚合熔剂己烷、催化剂和原料气各以一定的流量加入聚合釜，在0.2-0.7Mpa的压力，80～90℃的条件下在熔剂中进行反应，反应产生的热量通过己烷的蒸发和聚合釜夹套冷却水冷却等两种途径带走，反应形成浆液达到一定液面后溢流，经闪蒸罐闪蒸出其中的不凝气，然后去离心机。