高壓聚乙烯管

工藝流程

　　LDPE管式工藝流程示意圖如圖5—2所示。

　從乙烯裝置來的聚合級乙烯進入界區(qū)后，一次壓縮機將其壓縮至30MPa（表），冷卻后，這部分乙烯分成兩部分：一股進入二次壓縮機的吸人口，另一股作為低壓冷卻物料注人反應器高壓減壓閥后的乙烯／聚乙烯的混合物中。循環(huán)乙烯、一次壓縮機送來的新鮮乙烯、調(diào)節(jié)劑混合進入二次壓縮機的吸人口，然后被壓縮至大約300MPa（表）左右。反應器的壓力取決于聚合物的牌號，二次壓縮機出來的氣體進入反應器的不同人口，正面的進料被預熱到180℃左右，而側(cè)線進料則被冷卻到15℃

　　有機過氧化物的混合物在反應器上分五點注入，引發(fā)聚合反應。根據(jù)不同的產(chǎn)品牌號和不同的注入點，過氧化物混合物的組成也不同，產(chǎn)品產(chǎn)量一般為22-28t／h。

　　通過夾套冷卻水的熱傳遞和注入冷乙烯（側(cè)線進料）移走管式反應器內(nèi)的反應生成熱。

　　在反應器的出口，反應物流由高壓排放閥減壓到30MPa（表），高壓排放閥（減壓閥）同時也控制著反應器的壓力。這股氣體／聚合物的混合物經(jīng)高壓排放閥減壓后被由一次壓縮機來的低壓急冷乙烯物流冷卻，然后混合物進人高壓分離器，在這里進行氣體和聚合物的*次分離，高壓分離器頂部出來的氣體進入高壓循環(huán)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)有多個冷卻器、分離罐，將這股氣體冷卻、脫蠟，返回二次壓縮機吸入口。

　　高壓分離器底部的熔融聚合物降壓至0．07Pa（表），進入低壓分離器。在此，幾乎所有剩余的乙烯（大約0．3kg氣體／kg聚合物）從聚合物中分離出來并進入排放氣壓縮系統(tǒng)。排放氣壓縮機將低壓分離器來的氣體、一次壓縮機和二次壓縮機氣缸的泄漏氣體壓縮，其中部分氣體去排放氣體精制單元或乙烯裝置，而大部分氣體匯人到一次壓縮機進料組成中。從低壓分離器出來的熔融聚合物進入熱熔融擠出機，經(jīng)水下造粒，干燥，送到摻混料倉，經(jīng)脫氣、摻混，再用空氣輸送到儲存料倉，zui后包裝出廠。

　　（三）化學反應機理

　　1．高壓聚乙烯反應的特點

　　乙烯在高壓下的聚合反應按自由基反應機理進行。一個自由基形成一個壽命較短的活性中心，它帶有不成對的電子，當這個自由基與乙烯分子結(jié)合，形成一個新的自由基。反應開始后，這個新的自由基繼續(xù)與乙烯分子進行鏈增長反應，直到長鏈分子的增長結(jié)束。整個聚合反應方程式為：

在高壓下，這種聚合反應進行得非常快。盡管商業(yè)化的聚乙烯有很復雜的結(jié)構(gòu)，但是它韻聚合過程可以用典型自由基加聚反應來描述。

　　簡化自由基反應機理，可以分為以下幾個步驟：

　　（1）引發(fā)引發(fā)劑分解形成的自由基與乙烯單體分子反應形成聚合反應所需要的自由基活性源。

　　（2）增長單體分子接到增長的聚合物鏈尾端自由基上，通過一系列這樣的反應，聚合反應不斷進行下去。

　　（3）終止兩個自由基結(jié)合到一起，形成另外一個或兩個不具有活性的聚合物鏈，從而破壞活性自由基，終止反應。這三步反應（引發(fā)、增長、終止）是機理中決定聚合速度的部分。

　　（4）鏈轉(zhuǎn)移反應：即活性自由基中心從增長的聚合物鏈的尾端轉(zhuǎn)移到同一個聚合物分子的其他點，或者另外的聚合物分子上、溶劑、單體或調(diào)節(jié)劑分子上。鏈轉(zhuǎn)移反應影響聚合物分子的大小、結(jié)構(gòu)和分子末端的基團。