LDPE装置粘壁原因及处理措施

[摘 要]反应粘壁问题在国内LDPE装置中普遍存在，本文对该问题出现原因及处理措施进行了阐述。

[关键词]高压聚乙烯；粘壁

中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0108-01

1 LDPE装置简介

LDPE装置采用德国Basell公司LUPOTECHTR管式法反应器专利技术，由意大利TECNIMONT公司承建，以乙烯为主要原料，醋酸乙烯（VA）为共聚单体，以过氧化物为引发剂，丙烯和丙醛为分子量调节剂，该技术采用乙烯单点进料，过氧化物由四点注入脉冲式反应器。整个装置由原料贮存、压缩、聚合、挤压造粒、热水、高低压循环气处理、产品混合、包装及储存等单元组成。

装置具有工艺复杂高温、高压、易燃、易爆、联锁点多（A/B/C三级联锁共计522点），操作难度大的特点。

单程最大转化率35%，产品密度：0.915g/cm3～0.935 g/cm3 ，熔融指数： 0.15～50g/10min，可生产产品牌号16个（其中通用树脂3个、专用均聚树脂9个、EVA树脂4个）。

2 LDPE装置反应粘壁产生原因

反应粘壁，是指由于某种原因，使反应时出现了相对分子量较高的聚合物，这些聚合物粘在反应器的内壁上且极难脱落，我们把这种现象称之为粘壁。反应粘壁的出现，将会大大降低装置的产量，LDPE装置自建成投产以来一直存在反应粘壁问题，严重制约了装置的负荷及创效。

LDPE装置反应粘壁产生原因：

①二次机中冷器、高循流通性能差产生挂壁料

②引发剂过氧化物配方不合理

③开车时丙醛注入量不合理，产生较多的大分子量聚合物

④开停车时置换不彻底，系统含杂质

⑤反应器夹套撤热水量不合理

⑥反应管光洁度不够，容易附着粘壁料

⑦二次机内部油的影响

3 LDPE装置反应粘壁处理措施

3.1 通过技术措施，改善装置粘壁

3.1.1 清洗反应器

LDPE装置可以通过反应器溶剂油清洗来处理反应粘壁，用清洗液（异十二烷）温度升到200°C后，进行反应器溶剂油清洗，通过观察析出物多少来判定清洗是否彻底。反应器溶剂油清洗效果在LDPE装置得到验证，清洗前装置生产负荷为22.1 t/h。反应器经溶剂油清洗后，开车7天后负荷为24.0 t/h，14天后装置负荷为 26.2t/h，由此可见清洗反应器对改善装置粘壁、提高装置负荷的作用较为明显。因此LDPE装置可以利用停车检修机会对反应器进行溶剂油清洗，但考虑清洗反应器准备工作复杂，溶剂油高温易燃，危险性大，所以反应器清洗工作应由专业的清洗公司完成。

3.1.2 更换抛光反应管

反应管光洁度不好，表面容易附着粘壁料，从而加重反应粘壁，因此可以将更换抛光反应管列入粘壁调整措施中，LDPE装置可以利用停车检修的机会更换抛光反应管，经过效果一验证每次更换后反应尾部温度能降低2-3℃，装置的负荷有所提高，但如果每次更换的抛光反应管数量较少，效果仍不会很明显，所以LDPE装置应该多准备几根备用反应管，利用停车检修机会按顺序对反应管进行抛光更换，这样装置的粘壁减轻效果较为明显。

3.1.3 更换二次机内部油

LDPE装置的核心设备是二次压缩机，而二次压缩机内部油是影响二次机运行工况的关键因素，因此内部油种类的选择非常重要，目前二次机内部油有矿物油和合成油两种，二机内部油使用矿物油时二次机的框架振动及填料泄漏量均较大，柱塞和填料更换频繁。使用合成油时段间差压增大，中冷器粘壁换、热效果不好，但填料泄漏较小，使用合成油期间清洗二次机中冷器后装置的负荷会明显提高。所以LDPE装置根据这两种油的优点和缺点将对二次机内部油进行有计划的更换，保证二次机处于良好的运行状态，提高二次机打气量，从而提高装置的负荷。

3.2 通过工艺优化，减轻装置粘壁

3.2.1 优化过氧化物配方

过氧化物是LDPE装置的反应引发剂，因此过氧化物配方成为影响聚合反应好坏的关键因素。优化过氧化物配方主要是降低高温过氧化物比例，增加了低温过氧化物比例，使反应温峰前移，使分解温度高、分解时间长的过氧化物尽量少的进入后系统。配方修改后记录相关温度参数，绘制反应温峰曲线，通过与配方修改前的温峰曲线对比观察调整效果，确定下一步优化参数。从各段的转化率来看，LDPE装置过氧化物配方的修改顺序应该为：反应一峰、反应二峰、反应三峰、反应四峰，因为随着温峰的后移，反应转化率逐渐降低。目前修改过氧化物配方在LDPE装置粘壁调整上已得到效果验证，经过多次修改后装置的生产负荷提高了0.1t/h。

3.2.2 调整反应器夹套撤热水流量、压力

反应器夹套热水的主要作用是撤走聚合反应产生的热量，因此水量及温度的高低对聚合反应的好坏影响很大。水温高起到加热效果，有利于处理粘壁料，但换热效果差。水温低换热效果好，但到不到处理粘壁料的作用。水量大能使热量撤走及时，温峰温度较低，而水量小热量撤走不及时，容易分解，而且容易使换热水汽化，所以合理的调节换热水的流量和温度很重要，既能保证热量能及时撤走，又可以达到处理粘壁的效果。LDPE装置每天根据来回水的温差，调节反应各段换热水量和温度，调整反应粘壁。

3.2.3 优化开停车操作

①优化开停车期间丙醛的注入量，保证聚合前系统的丙醛含量，避免由开车时丙醛注入量过少，导致高分子低指数粘壁料的产生。

②完善LDPE装置在各种程序动作后操作要点，规范员工操作，保证LDPE装置在计划停车和程序动作后，操作人员能够安全平稳停车，有合理的丙醛注入，合理的置换和开停车，避免了LDPE装置在停车时水和蒸汽进入系统的可能。

③减少高压低温区时间，反应器压力由1200bar升高至2600bar时迅速建立反应，减少系统中的微量氧在此阶段引发反应，减少大分子聚合物产生。

④加快注氧聚合的速度，尽可能快的建立反应温峰，减少聚合初期大分子聚合物产生。

⑤每次LDPE装置全线停车时，启动丙醛泵，系统补注丙醛10公斤，保证在压缩机循环运转期间，能充分带走系统内的物料。

3.2.4 降低循环水温度

LDPE装置循环水用户多，当循环水温度出现波动时，装置的很多工艺参数都会出现波动，不利于装置的平稳运行，而且循环水温度高换热器换热效果差，导致压缩机的打气量降低，还会造成高循粘壁切换频繁，加重了物料夹带，使得粘壁更加严重。参考国内同类装置，各装置的循环水温度都较低，而且波动较小。较低的循环水温度，一方面可以提高换热器换热效果，提高压缩机打气量，另一方面可以延长装置循粘壁的处理周期，减轻物料夹带，两个方面都有利于改善装置粘壁、提高装置负荷。现在经过相关方面的协调，LDPE装置的循环水来水温度控制在25℃以内，而且比较稳定，装置的生产负荷比之前循环水温度高时也有所提高。

4 奋斗目标

解决粘壁问题，任重而道远。LDPE装置粘壁攻关小组将在上级领导的带领下，按照既定的计划，采取多种手段调整装置的粘壁。我们将以生产负荷提高1t/h为奋斗目标，我们有信心、有能力达到这一目标，为企业多创效益。