线性低密度聚乙烯装置冷凝态技术探讨

党胜宏

摘要：本文章以抚顺石化公司为例，根据其线性低密度聚乙烯装置的具体生产情况来对冷凝操作模式进行简单的介绍。其中，冷凝操作不仅可以影响到气相流化床的反应，同时也能够大大提升催化剂的活性与时空产率。基于此，本文章主要针对线性低密度聚乙烯装置冷凝态技术展开了全面的探讨，以便为线性低密度聚乙烯装置的后续生产提供有价值的借鉴。

关键词：线性低密度；聚乙烯装置；冷凝态技术；淤浆区

在实际应用中，由于线性低密度聚乙烯本身就具有抗热性、抗低温等多方面的性能优势，且生产成本相对较低，这就在一定程度上决定了该种材料在市场上的有利位置。特别是近些年来，随着我国市场对聚乙烯装置产品需求的持续增加，这就要求相关企业要不断提高聚乙烯装置的建设水平与新建装置的生产效率。而气相法冷凝操作模式作为生产线性低密度聚乙烯装置的一种重要工艺技术，不仅可以提高该装置的时空产率，同时也能够保证装置的稳定生产。

1冷凝液概述

1.1冷凝液种类

抚顺石化公司在生产线性低密度聚乙烯装置的过程中，主要采用的是冷凝操作模式，在这种模式下，要充分重视冷凝介质的选取，并要认真考虑如下几种情况：

第一，露点不可太低，一旦低于反应器入口的温度，就无法开展冷凝模式操作；

第二，露点不能太高，当露点马上要接近反应温度时，就极易出现树脂粘结情况；

第三，要将浓度控制在合理的范围之内。这主要是因为浓度太高会发生树脂粘结的情况。而就抚顺石化线性来说，其在满负荷生产状态下，浓度最高控制在12%~13%左右。

另外，在使用气相法流化床开展聚乙烯生产活动时，一定要将循环气的露点温度控制在反应温度与入口温度之间^[1]。其中，反应入口的温度，要通过调整表观气速的大小来调节循环气量；而露点温度则要通过调整冷凝介质的种类、浓度以及改变循环气压力等进行合理的调节。

1.2露点温度

在实际应用中，循环气露点温度是与反应器达到冷凝态操作模式，保证安全生产的一个重要参数。但由于循环气的露点温度是不能通过常规的仪表来进行测量的，因此就需要利用热力学模型来对物流的压力与组成成分进行测量，以此来准确的计算出相关参数。与此同时，在冷凝态技术的研究中，对循环气的露点温度进行准确的计算是十分关键的。

2冷凝模式切换

冷凝操作模式现存的最大问题就是淤浆区，而淤浆区的出现在大多数情况下都与聚乙烯颗粒的夹带量密切相关。据部分研究表明，在开展非冷凝态操作的过程中，流化床的循环系统能够容下一定量的细粉夹带^[2]，但在其刚刚进入冷凝态，或者是即将离开冷凝态时，受循环气中冷凝液减少的影响，管道中就极易产生一种与浆糊十分相似的物质，进而堵塞管道。但在一般情况下，当冷凝液的含量>3%，淤浆区就会消失。

目前，快速进入冷凝态，或者是快速退出冷凝态的操作方法主要有两种。具体就是将一定量的异戊烷注入到反应器当中，通过改变循环气的组成成分来提升循环气的传热功能与密度，提高露点的温度。对于两种操作方法来说，最大的不同之处就是其循环气流速不同，详见图1、2。

图1冷凝操作模式的切换路径（a）

分析图1操作方法可知，当反应在低流速状态时进入冷凝态，管路中所夹带的聚乙烯颗粒就相对较少，且淤浆区会明显变窄，这就可以为其顺利穿过淤浆区提供有力的条件。

图2冷凝操作模式的切换路径（b）

分析图2操作方法可知，当反应在高流速状态下进入冷凝态，管路中所夹带的聚乙烯颗粒就相对较多，此时淤浆区也会变宽，但这种情况可以为反应器换热提供良好的条件，因此抚顺石化公司采用的就是第一种切换模型。

3冷凝液浓度操作

3.1进入冷态操作

当反应已经满足要求的异戊烷浓度时，就要对组分进行合理的调节。同时，露点温度会随着反应器内异戊烷浓度的提高而升高；当露点温度即将接近反应器的入口温度时，就要迅速进入冷凝模式^[3]。同样，在反应负荷相对较高时，也要快速的进入。

3.2退出冷态操作

要想顺利的退出冷态，就要先将异戊烷的浓度降低。在进行此操作时，必须要停止异戊烷的注入，并要多加注意淤浆区。

图3退出冷态操作路径

分析图3可知，退出冷凝态的操作模式同样有两种。

第一种：首先要将异戊烷的浓度降低，进而持续降低入口温度与露点温度。在即将进入淤浆区的情况下，要通过提高表观气速来降低负荷，顺利退出冷凝态。其次。要继续降低反应器内异戊烷的浓度。该种操作方法主要应用于反应始终保持在高负荷状态的情况^[4]。

第二种：通过降低催化剂含量来确保系统能够有序的退出冷凝态，并在低负荷的情况下降低异戊烷的浓度。该种操作模式在实际应用中，由于符合会随着异戊烷浓度的降低而提高，因此就可以大大减少产量损失。

4流化质量与冷凝液浓度关系

由于流化质量会直接影响到带液操作气相流化床反应器的稳定性，因此就要充分重视流化质量的实际变化情况。流态化原理表明，流化床的疏密度越小，流化质量就会越差。当异戊烷的浓度在反应系统中不断提高时，流化密度就会相应的降低

^[5]，这也就表明，流化质量在慢慢的变差。相反，若流化密度会随着异戊烷浓度的降低而升高时，这就意味着流化质量在逐步变好。因此，要想确保线性低密度聚乙烯装置的平稳生产，就要将异戊烷浓度控制在合理的范围内。

结束语

总而言之，要想充分发挥冷凝态技术在线性低密度聚乙烯装置生产过程中的实际效用，就要根据聚乙烯装置的特点来选择恰当的物质当做冷凝介质；当进退冷凝态时，要尽量缩短淤浆区的停留时间，以此来确保反应的平稳性，有效防止反应器结块的情况发生。这样可以保证反应的平稳性，降低反应器结块的可能性。与此同时，工作人员也要严密监测冷凝液的浓度与流化密度，及时进行合理的调整，以此来保证线性低密度聚乙烯装置的安全生产。

参考文献：

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