高压聚乙烯管工艺流程

高压聚乙烯管

高压聚乙烯管

工艺流程

　　LDPE管式工艺流程示意图如图5—2所示。

　从乙烯装置来的聚合级乙烯进入界区后，一次压缩机将其压缩至30MPa（表），冷却后，这部分乙烯分成两部分：一股进入二次压缩机的吸人口，另一股作为低压冷却物料注人反应器高压减压阀后的乙烯／聚乙烯的混合物中。循环乙烯、一次压缩机送来的新鲜乙烯、调节剂混合进入二次压缩机的吸人口，然后被压缩至大约300MPa（表）左右。反应器的压力取决于聚合物的牌号，二次压缩机出来的气体进入反应器的不同人口，正面的进料被预热到180℃左右，而侧线进料则被冷却到15℃

　　有机过氧化物的混合物在反应器上分五点注入，引发聚合反应。根据不同的产品牌号和不同的注入点，过氧化物混合物的组成也不同，产品产量一般为22-28t／h。

　　通过夹套冷却水的热传递和注入冷乙烯（侧线进料）移走管式反应器内的反应生成热。

　　在反应器的出口，反应物流由高压排放阀减压到30MPa（表），高压排放阀（减压阀）同时也控制着反应器的压力。这股气体／聚合物的混合物经高压排放阀减压后被由一次压缩机来的低压急冷乙烯物流冷却，然后混合物进人高压分离器，在这里进行气体和聚合物的第一次分离，高压分离器顶部出来的气体进入高压循环系统，这一系统有多个冷却器、分离罐，将这股气体冷却、脱蜡，返回二次压缩机吸入口。

　　高压分离器底部的熔融聚合物降压至0．07Pa（表），进入低压分离器。在此，几乎所有剩余的乙烯（大约0．3kg气体／kg聚合物）从聚合物中分离出来并进入排放气压缩系统。排放气压缩机将低压分离器来的气体、一次压缩机和二次压缩机气缸的泄漏气体压缩，其中部分气体去排放气体精制单元或乙烯装置，而大部分气体汇人到一次压缩机进料组成中。从低压分离器出来的熔融聚合物进入热熔融挤出机，经水下造粒，干燥，送到掺混料仓，经脱气、掺混，再用空气输送到储存料仓，最后包装出厂。

　　（三）化学反应机理

　　1．高压聚乙烯反应的特点

　　乙烯在高压下的聚合反应按自由基反应机理进行。一个自由基形成一个寿命较短的活性中心，它带有不成对的电子，当这个自由基与乙烯分子结合，形成一个新的自由基。反应开始后，这个新的自由基继续与乙烯分子进行链增长反应，直到长链分子的增长结束。整个聚合反应方程式为：

在高压下，这种聚合反应进行得非常快。尽管商业化的聚乙烯有很复杂的结构，但是它韵聚合过程可以用典型自由基加聚反应来描述。

　　简化自由基反应机理，可以分为以下几个步骤：

　　（1）引发引发剂分解形成的自由基与乙烯单体分子反应形成聚合反应所需要的自由基活性源。

　　（2）增长单体分子接到增长的聚合物链尾端自由基上，通过一系列这样的反应，聚合反应不断进行下去。

　　（3）终止两个自由基结合到一起，形成另外一个或两个不具有活性的聚合物链，从而破坏活性自由基，终止反应。这三步反应（引发、增长、终止）是机理中决定聚合速度的部分。

　　（4）链转移反应：即活性自由基中心从增长的聚合物链的尾端转移到同一个聚合物分子的其他点，或者另外的聚合物分子上、溶剂、单体或调节剂分子上。链转移反应影响聚合物分子的大小、结构和分子末端的基团。