Hostalen淤浆法高密度聚乙烯工艺副产物蜡的排出操作及技术改造

第 50 卷 第 6 期
2021 年 6 月
Vol.50 No.6Jun. 2021
化工技术与开发
Technology & Development of Chemical Industry
Hostalen 淤浆法高密度聚乙烯工艺副产物蜡的排出操作及
技术改造
邓东升
（中韩（武汉）石油化工有限公司聚烯烃二部，湖北 武汉 430000）
摘 要：聚乙烯蜡是Hostalen淤浆法高密度聚乙烯工艺的主要副产物，聚乙烯蜡的正常排出是决定装置稳定生产的重要因素。

聚乙烯蜡的排出操作步骤包括己烷闪蒸、加水降温蜡成型和蜡排出等。

在实际生产中，会出现丁烯加入量大导致聚乙烯蜡较多，母液重组分脱除装置处理量大的情况。

某公司通过技术改造，新增了重组分脱除装置蜡蒸发器/分离器E3102-V3101，可提高处理负荷，避免装置降产或停车。

关键词：聚乙烯蜡；Hostalen淤浆法；蜡蒸发器/分离器；高密度聚乙烯
中图分类号：TQ 325.1+2 文献标识码：B 文章编号：1671-9905(2021)06-0064-02
作者简介：邓东升（1992-），女，硕士，研究方向为聚烯烃工艺及设备。

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收稿日期：2021-03-11
1　工艺简介
Basell 公司的Hostalen 低压淤浆聚合工艺为悬浮聚合[1]
，己烷作为分散剂，将乙烯、1-丁烯、催化剂、聚乙烯粒子均匀分散，使用齐格勒·纳塔催化剂，生产分子量分布为单双多峰的高密度聚乙烯产品。

目前，Basell 聚烯烃公司专供的Z501催化剂主要用于生产PE80、PE100级管材料产品，Z509催化剂主要用于生产双多峰高性能聚乙烯薄膜料产品。

高密度聚乙烯是Hostalen 低压淤浆聚合工艺的主要产品，此外还有副产物蜡生成。

2　聚乙烯蜡的排出操作
聚乙烯是典型的半晶高聚物，其聚集态结构由晶区和非晶区组成[2]。

结晶度的大小以及晶片的厚度是材料刚性的主要影响因素。

蜡是在聚合期间反应生成的低聚物，从己烷精制系统排出并送至蜡蒸馏单元。

部分链长极短的非晶体聚乙烯蜡[3]
，可在反应温度下溶解于分散剂中。

这些低聚物的分子量通常低于1万，由于分子量相对较低且粒径小，很难通过离心分离将其与己烷分离出来，因此己烷母液中通常夹带有较多的低聚物[4]。

聚乙烯蜡的正常排出，是决定装置稳定生产的重要因素。

蜡的量大且块状较多时，可能会造成管线堵塞。

聚乙烯蜡排出操作的主要步骤如下：蜡罐D-3302A 接收蜡液位至20%时，打开HV-33018，关闭HV-33017，切换至蜡罐D-3302B 进料。

打开底部的低压蒸汽阀FV-33102，将D-3302A 蜡罐温度升至100℃，对蜡中的己烷进行闪蒸并恒温0.5h，确保己烷脱除完全。

恒温结束后，关闭底部的低压蒸汽供应。

通知现场操作人员打开D-3302A 顶部的工业水进蜡罐手阀，将蜡罐温度降至50℃以下，关闭工业水进蜡罐手阀，准备排蜡。

现场操作人员与中控确认可以进行排蜡作业后，将蜡槽放置于排蜡口，打开D-3302A 底部的排蜡切断阀HV-33104,打开排蜡口现场球阀，将蜡罐D-3302A 中的水排出。

由于水与蜡的密度不同，起初蜡槽接收的是大量的水及少部分带出的固体蜡。

当大量的固体蜡排入蜡槽时，关闭排蜡口现场球阀，逐一打开其他已安装好蜡袋的排蜡口，接收固体蜡。

排蜡完毕后，关闭D-3302A 底部的排蜡切断阀HV-33104及排蜡口球阀，并给蜡罐充压至20kPa 左右，关闭充压线。

打开D-3302A 底部的排蜡切断阀HV-33104，及排蜡口现场球阀吹扫D-3302A 底部排蜡口、切断阀HV-33104、排蜡管线防止堵塞。

吹扫结束后，关闭D-3302A 底部排蜡切断阀HV-33104，打开顶部D-3302A 工业水进水线。

流程给D-3302A
充液至
生产工艺
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6%，准备再次接蜡。

为确保各排蜡口通畅，现场打开排蜡线上的氮气手阀充压，逐一打开排蜡口现场球阀，检查是否有堵塞现象。

由于生产牌号多样，在实际的排蜡操作过程中，排蜡温度可视牌号、蜡量、蜡状而定。

例如HS GC 7260牌号生产的蜡状态正常，排蜡温度在48℃左右；ACP 5831D牌号中的蜡为拉丝状，排蜡温度在80℃左右。

若块状蜡或拉丝蜡较多、出现排蜡困难的情况，可多次升温并重复排蜡操作，例如生产ACP 5831D牌号时，D-3302B罐重复进行了3次排蜡操作。

由于有聚乙烯蜡生成，Hostalen淤浆工艺的特点导致在设备、管线的低点弯头等处易发生堵塞。

若发生堵塞，工艺退料无法进行，检维修作业存在较大的安全隐患，特别是聚合反应系统的各处退料管线会频繁发生堵塞。

3　技术改造
在实际生产中，聚乙烯蜡的形态并非标准的球状或粉末状，其形态较难控制，因此拉丝状、块状的蜡在高丁烯-1加入牌号时经常出现。

大量的拉丝状、块状蜡的生成，会造成蜡蒸发器/分离器的负荷提高。

随着生产负荷提高，聚合副反应又产生了较多的蜡，使得蜡液变得黏稠，流动性能下降，逐渐累积并黏附于蒸发器的管束上，导致蜡蒸发器的壳程压力迅速上涨，换热效果明显下降，已不能及时有效地处理聚合系统产生的母液，严重影响了装置高负荷生产。

当蜡的生成量超过己烷精制系统的处理量时，会造成聚合系统降产，严重时导致装置停车。

为此我们进行了技术改造，新增了图1所示的重组分脱除装置蜡蒸发器/分离器E3102-V3101。

蜡蒸发器/分离器的工作原理是热虹吸现象。

母液进入蒸发器后被加热，变成气液混合物，密度变小，可从蒸发器上部进入分离罐。

而分离罐底部的母液因密度较大，自动流向蒸发器。

分离罐→分离罐底部→蒸发器→分离罐顶部，形成了一个自然循环，母液不断被加热蒸发分离。

当生产负荷提高时，聚合副反应产生了较多的蜡，使蜡液变得黏稠，流动性能下降，逐渐累积黏附于蒸发器的管束上。

新增加1台蜡蒸发器/分离器E3102-V3101后，2台蜡蒸发器/分离器一同运行，提高了母液的处理负荷，避免了因反应生成大量蜡导致己烷精制单元处理能力不
足造成的聚合反应降产及装置停车的情况。

图1　蜡蒸发器/分离器E3102-V3101
参考文献：
[1] 张敏锋，马宝军，孙丽娜，等.Hostalen工艺生产聚
乙烯管材料的工艺改进[J].石化技术与应用，2017，35(5)：388-391.
[2] 代军，晏华，郭骏骏，等.结晶度对聚乙烯热氧老化特
性的影响[J].材料研究学报，2017，31(1)：41-48
[3] 杨来琴.采用DSC快速测试聚乙烯密度的方法研究[J].
橡塑技术与装备，2019，16(5)：2-3.
[4] 贾寅寅.聚乙烯副产物聚乙烯蜡的深加工研究[D].长春：
长春工业大学，2013.
邓东升：Hostalen淤浆法高密度聚乙烯工艺副产物蜡的排出操作及技术改造
Operation and Technical Transformation of By-product Wax Removal from HDPE
Process by Hostalen Slurry Process
DENG Dongsheng
(SINOPEC-SK(WUHAN) Petrochemical Company Ltd., Wuhan 430000, China)。