高压聚乙烯装置反应器黏壁的原因与处理措施

高压聚乙烯装置反应器黏壁的原因与处理措施

李云海

大庆石化公司塑料厂

摘要：高压低密度聚乙烯（LDPE）在许多行业中都有着广泛应用，在具体生产过程中，容易出现粘壁情况，这将会对生产造成不良影响，并且会影响LDPE质量，因此，要做好相应的分析工作，制定合理的解决措施，从而确保生产工作的顺利进行。 关键词：LEDP；粘壁原因；解决措施

在我国快速发展过程中，经济在迅猛发展，社会在不断进步，对高压聚乙烯产品的需要量不断增加，对其生产量也不断增多。在当前实际生产的过程中，经常采用的是高压聚乙烯生产工艺，生产工艺流程相对比较复杂。一旦任何环节出现了问题，会对产品质量造成不小的影响。文章对影响高压聚乙烯产品质量的因素和应对策略进行探讨，希望对促进我国化工产业的发展，可以起到有利的作用。

1 LDPE生产过程中出现粘壁的原因 通过对LDPE的生产过程中进行分析，可以发现LDPE生产是一项复杂的工作，在该过程中，出现粘壁的原因如下：在生产初期，因为加入的引发剂的量少，这将会导致自由基数量偏少，单体转化率偏低，因此反应过程中释放的热量也较低，因此，第一反应区温度上升的速度相对较慢，依据反应机理情况来看，反应器内部会存在大量未反应乙烯，进而将会生成大量流动性差、分子质量高的聚合物。在该期间，受聚合物和乙烯热动力驱动影响，两者将会发生分离，并且该现象会出现在反应器“近冷”壁范围内，这也就会导致沉积物粘到反应器内部上，从而引起粘壁现象[1]。需要注意的是，沉积物导热系数偏低，在该区间，如果能够及时的将热反应撤出，会在反应器内壁形成一层树脂夹层；如果因为各种因素限制，无法快速撤出，生产过程中，可以对反应器中温度进行合理控制，应当减少过氧化物加入量，这也就会导致乙烯转换率降低[2]。在该过程中，如果反应热聚集过于严重，有可能会引发爆炸，这将会造成巨大的经济损失。 2 粘壁情况出现造成的不良影响 2.1 降低产品产量 生产过程中，如果出现年粘壁现象，产品的产量会明显降低。以某化化工有限公司的LDPE装置为例进行分析，在进行2426H生产时，正常生产过程的产量为43t/h，如果生产过程中，物料粘壁严重，其产量会降低到34t/h。 2.2 反应温峰和峰谷都会发生变化 当反应器壁上存在大量粘附物时，生产过程中，反应器壁的传热效率将会变得更差，如果生产过程中，热水流量和热水温度以及有机氧化物注入量没有发生改变的情况下，反应温度会出现明显上升。在该过程中，为了避免反应期间，温度超过允许最大值，只能降低有机氧化物注入量，通过该方式，确保装置在运行过程中不会出现任何温度[3]。通过实际分析可以返现，无法及时撤走反应热，会致使峰谷温度出现明显上升，同时，在第二点引发剂开始注入引发反应时，温度又会明显上升，这也就会导致反应温峰向后移动。 2.3 产品异常 若物料粘结在反应器壁上，在生产过程中，部分粘壁物料也将会随着正常熔融物料进入到造粒系统中，从而将会造成生产的粒料会出现色粒、凝胶离子，同时，在薄膜上还会形成“鱼眼”情况，这会对LDPE质量造成直接影响。 3 解决粘壁的合理措施 3.1 适当调整水温与流量 在LDPE装置中，热水发挥的主要用途是给反应器撤热。在实际生产过程中，依据压力等级上的差别，可以将热水分为低压和中压两种。因为热水压力等级不同，温度也会存在一定差异，在实际作业过程中，通过对热水压力进行控制，可以达到控制热水温度的作用。正常情况下，低压热水温度应当控制在170-175℃以内，中压热水温度则应当控制在180-185℃[4]。在确保装置运行正常的情况下，应适当调整低压热水和中压热水，通过对热胀冷缩原理进行应用，提高破坏物的稳定性，同时，通过对物流冲刷作用的合理应用，将粘贴在壁物料上的物质冲刷掉。 3.2 对脉冲阀参数进行适当调整 在实际生产过程中，脉冲阀起到的作用是特定的脉冲频率下，使反应器内构成周期性压力变化，在确保聚合反应需要的压力值能够得到满足的基础下，可以通过降压的方式，使反应器内物料的具体流速能够得到快速提高。生产过程中，一旦反应器出现粘壁现象，在实际处理过程中，可以增加脉冲更深度、缩短脉冲周期，增加最低压力持续时间等不同方式，使反应器内部物料可以形成更加强力脉冲，处理粘壁方面取得了不错的效果，达到相应的处理目的。下面在实际分析过程中，以生产2426H牌号产品为例进行，具体内容如下：脉冲阀的脉冲个周期为70s，脉冲深度大小为50MPa；生产过程中如果出现粘壁现象，可以对脉冲周期进行调整，将其设置为50s，压力可以调整在70MPa。通过该调整方式，可以增加脉冲次数，并且可以增加脉冲压力，这对于冲刷反应器内粘壁料来说意义重大。 3.3 控制物料的具体循环时间 装置计划停车期间，为了使反应器物料能够排入到高压产品分离其中，应当在停止聚合反应的的状况下，对反应器内的具体压力大小进行控制，通常来说应将该压力应当控制在约100MPa，二次压缩机运行的时长应当超过30分钟，通过该方式，能够确保工艺气将存在于反应器中的物料全部都带入到高压产品分离器中，这也就减少了反应器中聚合物料，达到控制粘壁现象出现的目的。 3.4 清除粘壁物料 在产品生过程中，如果通过分析发现反应器物料粘壁现象十分严重，该现象对装置的正常生产造成不良影响，在对装置进行停车后，作业人员应当通过合理的方式将反应器中与管线进行连接的法兰拆除，同时，在该过程中，要将每一段反应器都放置在特定的油锅中，通过该方式完成多次高温处理，通过高温处理之后，再进行清洗，确保其清洁性能能够达到相应施工要求后，再进行回装处理[5]。需要特别注意的是，该方法在实际应用过程中，不仅费力、费时，并且在完成反应器回装操作后，还需要重新进行打压、试漏、置换等各项操作，工序相对来说比较复杂，应用起来容易出现各种问题。在装置停车后，可以将溶剂油注入到反应器中，通过对反应器夹套中热水加热反应器的合理应用，溶解粘壁料，清除掉反应器粘壁物料。

　3.5适当降低脉冲强度

　　由于反应器脉冲阀参数对反应器钻壁有一定程度的影响，因此可以适当调整反应器脉冲阀的脉冲强度。在生产熔融指数高的产品时，可以直接设定为较低的反应器脉冲阀脉冲强度。在生产熔融指数高的产品时，可以一开始设定为较高的反应器脉冲阀脉冲强度，在生产完成后立刻降低反应器脉冲阀脉冲强度。一般来说，反应器脉冲阀脉冲深度40兆帕，持续时间0.5秒，脉冲周期80秒即可满足高压聚乙烯反应器生产所需要的气体速度，同时还能够避免出现过氧化物夹带现象。

　　3.6反应器钻壁的处理措施

　　反应器茹壁后可通过停车处理或在线处理两种方法解决停车处理时需拆卸高压管道、法兰、透镜垫，将其置于特制的油锅中进行高温蒸煮清洗，或向反应管中注入高温高压的异十二烷进行长时间溶解冲刷，通过观察析出物多少来判定清洗是否彻底[f=1这种方法的清洗效果已被同类装置验证，效果明显但清洗反应器准备工作复杂，操作难度高，异十二烷高温易燃，危险性大，不利于生产，故一般都采取在线处理。

　　结语

综上所述，通过对高压聚乙烯装置反应器黏壁现象的原因分析，可以得出反应器黏壁现象将会对整个工程建造产生不同程度的危害，要想提升其生产效率与生产安全，需要加强对各方面的技术保障、安全保障等。生产程序的建造需要预防与升级，通过科技创新，才能将高压聚乙烯的生产装置进行科学性的升级，加强其生产对市场的迎合状态。

[1]姜海霞.管式法高压低密度聚乙烯生产的危险性和安全对策[J].当代化工,2018.