全密度聚乙烯催化剂生产监控系统工艺流程及图示
聚乙烯工艺流程图(1).pptt
数据来源：SRI
中国石油化工集团公司
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（一）世界乙烯工业发展概况
4.亚洲乙烯工业发展迅速 亚洲在2007年超过北美成为全球最大的乙烯生产和需求地区。 装置开工率高于世界平均水平。
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（一）世界乙烯工业发展概况
5.中东乙烯产能快速增长，下游石化产能大量过剩。 中东是全球乙烯产能增长最快的地区。但下游制造业发展远 远落后于石化工业，使得近年石化产能过剩局面愈发严重。
12000
10000 8000 6000 4000 2000 0 2008年 2009年 2010年 2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 能力 需求 开工率
86.0
85.0 84.0 83.0 82.0 81.0 80.0
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（一）世界乙烯工业发展概况
8. 中国乙烯工业取得长足发展，未来将进入到乙烯扩能高峰期 未来几年中国将建成多套乙烯装置，到2015年国内乙烯产能将 达到2178万吨/年，当量需求在3500万吨左右，仍有近1400万吨 缺口。
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（一）世界乙烯工业发展概况
1.世界乙烯产能稳定增长 2000-2009年世界乙烯供应稳步增长，年均增长3.4%。新增产 能主要集中在亚洲和中东地区，占全球新增产能的53%。
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（一）世界乙烯工业发展概况
2.世界乙烯产能主要分布在亚洲、北美、西欧和中东
700
Байду номын сангаас
其中： 2010-2015年亚洲地区 新增聚乙烯能力为 1058万吨/年，2015年 达到3556万吨/年； 2010-2015年中东地区 新增聚乙烯能力为 504万吨/年，2015年 达到1597万吨/年；
浅析全密度聚乙烯装置生产工艺
浅析全密度聚乙烯装置生产工艺摘要：聚乙烯的应用在当前时期的发展速度日益加快，为了充分应对我国各行业对于聚乙烯的应用需求，同时提升我国聚乙烯生产在国际上的竞争力，近年来，我国研究人员逐步加强了对于聚乙烯的研究，尤其是加强了对于全密度的聚乙烯的重视。
本文便是以全密度的聚乙烯作为主题，着重探讨了目前开展进行全密度的聚乙烯生产工作所应用的工艺状况。
关键词：全密度聚乙烯装置；工艺特点；工艺原理一、引言聚乙烯（PE）主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）及一些具有特殊性能的产品。
由于LLDPE的分子结构与HDPE相似，也是呈线型，在生产工艺上与HDPE有部分相同之处，因此，可利用许多新设计的装置，通过改变进料组成和工艺参数生产0.910～0.970 g/cm3的全密度聚乙烯（简称LLDPE/HDPE swing units）。
全密度聚乙烯装置多数是以生产LLDPE为主，兼生产HDPE牌号的产品，具有相当大的灵活性及市场应变能力，因此全密度聚乙烯装置发展得很快，成为PE生产装置的一个发展趋势。
二、工艺特点全密度聚乙烯装置主要由原料精制系统、聚合反应系统、树脂脱气和排放气回收系统、造粒系统、风送系统及产品储存、包装系统等组成。
具有以下特点：2.1工艺简单聚合反应在较低温度、压力下进行，其工艺流程较短。
高催化活性和准确的分子量的控制，可始终如一地生产出高质量树脂，使系统兼有稳定性和灵活性。
2.2产品灵活根据市场的需要，较易调节产品质量和产量。
在生产能力不变的情况下，用单一的反应器可生产出各种不同密度的聚乙烯产品。
2.3操作方便流化床反应系统是UNIPOL聚乙烯工艺的核心，反应器可以在50-110％负荷下操作而不影响产品质量，操作弹性大，产品均匀，操作和控制简便。
2.4经济性强UNIPOL聚乙烯工艺流程短，设备简单，大多数设备采用碳钢，装置布置紧凑，占地面积小，从而大大降低了操作、维修和建设费用。
气相流化床法全密度聚乙烯生产工艺分析
气相流化床法全密度聚乙烯生产工艺分析气相流化床法是全密度的聚乙烯生产的主要工艺，本文探讨了三种不同流化床工艺技术的流程以及优缺点，并指出适合我国全密度聚乙烯生产的工艺。
标签：全密度聚乙烯；生产工艺；现状1 气相流化床法工艺技术下面以全密度聚乙烯LLDPE/HDPE装置为例，将世界上三家专利商的技术进行简单比较。
1.1 工艺流程不同专利商的聚乙烯生产过程是类似的，都由原料配置、聚合、脱气、造粒、输送及包装几部分组成。
聚合级乙烯、聚合级1-丁烯或1-己烯在催化剂的作用下，在流化床中聚合反应生成粉料树脂，生成的聚合物借助压缩机产生高速气流而保持流化状态。
反应气通过外部冷却循环移走反应热，催化剂和反应气体连续加入反应器。
聚合产品通过排料系统排出反应器，输送到树脂脱气设备脱除其中溶解和夹带的烃类，脱出的气体，通过排放气回收系统返回反应器，提高共聚单体收率。
粉料树脂送到造粒系统，然后经造粒机造粒，干燥后经风送系统送至掺混料仓。
掺混后的产品通过风送至包装线。
1.2 原材料以及设备原材料消耗相差不大，主要差异表现在公用工程消耗量上，Univation技术需要的公用工程消耗量最小，BP技术需要的公用工程总消耗最高。
三家公司工艺技术所采用设备的材质差异不大，除换热器和机泵/机械采用不锈钢和碳钢外，其余设备均为碳钢，但是Univation技术中不需要催化剂活化设备，设备总台数最少.BASELL技术需要的催化剂设备和设备总台数最多，设备的费用最高。
1.3 不同工艺的差异性分析三种工艺的差异性主要是从反应技术、反应器结构形式、转化率以及产品性能几个方面对比。
在反应技术方面，Univation采用单台流化床反应器，系统流程最简单。
BP 化学公司取消原有预聚合工艺，采用单台流化床反应器，循环气系统有旋风分离器分离夹带粉末。
上述两种工艺均采用冷凝技术，通过惰性组分在系统中冷凝，撤出反应热，从而利于提高生产能力。
BASELL公司技术采用两台流化床反应器串联操作，用单一体系Z-N催化剂可生产双峰产品，不需种子树脂，从而可降低操作费用。
全密度聚乙烯生产反应器系统操作指南
全密度聚乙烯生产反应器系统操作指南1.1 反应器系统操作原则1.1.1严格按照规定的产品牌号，控制本岗位各种工艺参数。
1.1.2负责将未反应的单体乙烯、共聚单体丁烯一1等原料按一定的工艺条件输送至回收区。
1.1.3严格按照一定的工艺步骤，负责将熔融聚合物输送至造粒系统。
1.1.4严格按照工艺指令和工艺控制条件，负责产品牌号的切换并保证产品质量。
1.1.5严格按照杜邦工艺要求控制好热处理时间和温度。
1.1.6严格按照工艺要求定期切换溶液吸附器，并严格按照操作规程，完成溶液吸附器的装料、充填、升温、升压、切换、冲洗、卸料的过程。
1.2 反应系统操作指南：1.1.1 控制范围：XI1401B:20.4%或21.4％。
TIC-1090:240－245℃，或 245－255℃生产牌号不同范围不同PIC-1150:14000KPA,TIC-1133:295-305℃1.1.2 控制目标：乙烯浓度在规定范围内稳定，反应温度稳定，系统压力稳定，预热器出口温度在规定范围内。
1.1.3相关参数：催化剂浓度XN1408B/XN1407B:预热器DTA加热量FIC1331H2注入量：FIC-1293 /12951.1.4 控制方式提高催化剂浓度控制来提高反应温度TIC-1090；提高FIC-1331的流量提高预热器出口温度TIC1133；提高H2的注入量来提高产品的MI。
1.1.5 流程简图 E-EA-105DC-101高压氢气催化剂系统A-GB-108TIC-1090A/BE-EA-103E-EA-104低压氢气P-GA-104FV-10771.1.6正常调整：(P)-确认 润滑油温度控制在50～55℃，最高不能超过60℃。
(I)(P)- 确认密封冲洗水温度大约在30℃。
(P)- 确认齿轮箱内温度大约在60℃。
(P)- 确认润滑油压力：0．2～0．3MPa(g)。
(P)- 确认齿轮箱润滑油压泵的人口压力与高位罐压力相同。
浅析全密度聚乙烯生产工艺赵延新康凯范洪伟
浅析全密度聚乙烯生产工艺赵延新康凯范洪伟发布时间：2023-06-03T02:42:10.122Z 来源：《中国科技人才》2023年6期作者：赵延新康凯范洪伟[导读] 大庆石化公司塑料厂全密度聚乙烯二套装置采用UNIV ATION公司的UNIPOL气相流化床聚乙烯冷凝技术生产工艺，以乙烯为原料，丁烯-1或己烯-1为共聚单体、氢气为链转移剂、异戊烷为诱导冷凝剂可生产高、中、低各种密度的聚乙烯产品。
文中简单的介绍了其生产工艺及特点。
大庆石化公司塑料厂全密度二车间摘要：大庆石化公司塑料厂全密度聚乙烯二套装置采用UNIV ATION公司的UNIPOL气相流化床聚乙烯冷凝技术生产工艺，以乙烯为原料，丁烯-1或己烯-1为共聚单体、氢气为链转移剂、异戊烷为诱导冷凝剂可生产高、中、低各种密度的聚乙烯产品。
文中简单的介绍了其生产工艺及特点。
关键词：全密度聚乙烯；特点；生产工艺一、引言大庆石化公司塑料厂全密度聚乙烯二套装置前系统采用美国UNIV ATION公司的UNIPOL低压气相法聚乙烯生产工艺专利技术，以乙烯为原料，1-丁烯或1-己烯为共聚单体、氢气为分子量调节剂，以异戊烷为诱导冷凝剂，可以生产高、中、低密度的聚乙烯产品，产品的密度范围为0.915g/cm3至0.963g/cm3。
后系统采用德国CWP公司双螺杆挤出造粒技术及挤出机组。
二、工艺特点大庆石化公司塑料厂全密度聚乙烯二套装置采用UNIV ATION公司的UNIPOL气相流化床聚乙烯冷凝技术生产工艺，工艺流程简单源于其先进的气相流化床技术、先进的催化剂技术以及较低的操作压力。
操作条件温和，无溶剂回收，且流化床反应为自限性的，即使反应失控，也不会造成反应设备超压。
因此，潜在的不安全因素小，而且三废排放量较小，易处理，能满足各种环保法规的要求。
三、生产工艺本装置的生产工艺可以分为原料精制、反应系统、树脂脱气、排放气回收、树脂添加剂处理、造粒、风送、PPB循环系统、料仓净化系统、料仓冲洗水系统、其他辅助系统等单元。
全密度聚乙烯催化剂全自动生产监控系统
全密度聚乙烯催化剂全自动生产监控系统摘要：为了满足化工厂生产全密度聚乙烯催化剂的需求，在此特提出了一种基于SHCAN2000的现场总线控制系统。
该系统由两个部分组成：控制部分和监控部分。
通过将本文提出的全密度聚乙烯催化剂全自动生产监控系统投入实际应用中，通过验证分析，可以实现安全、稳定以及高精度控制需求。
因此，该全自动生产监控系统具有巨大的发展潜力，可以为企业带来更多的积极作用。
关键词：全密度聚乙烯催化剂；SHCAN2000；FIX当今，全密度聚乙烯在塑料制造领域的重要性愈发突出，其独特的优势是拥有极高的价值和多样性的功能。
催化剂是全密度聚乙烯生产过程中不可或缺的要素，因此，开发出具有高性能和高活性的催化剂显得尤为重要。
现如今，全密度聚乙烯催化剂的生产面临诸多问题，迫切地需要从传统的生产模式转变为更加高效、精准的自动化生产模式，为了保证催化剂的质量和可靠性，建立一套完善的、可靠的、高标准的全密度聚乙烯催化剂全自动生产监控系统已经成为必然之势。
一、全自动生产监控系统总体设计SHCAN2000系统是一种以CAN总线为基础的控制系统，它将DCS和FCS的优势完美结合在一起，既拥有前者强大的模拟量控制能力，也拥有后者的危险分散特性，而且还可以选择更加经济实惠的现场变送器和控制设备，从而实现低成本的控制效果。
SHCAN2000型现场总线系统可以有效地支持中、小型化工企业的生产管理，故而在此次提出的全密度聚乙烯催化剂生产控制方案中选择使用该系统。
根据图1可以看到，整个系统由两个层次组成：控制层和监控层。
图1 控制系统的结构框图系统的主要功能有：（1）控制层负责收集、运算处理数据，并实现闭环控制输出。
（2）监控层负责实现人机交互。
通过可视化的界面，展示出生产过程、监控、历史趋势以及报警情况等画面。
通过实时监测，相关操作者不仅能够掌握整个生产过程中的设备及其参数的运行情况，还能够通过图像上的数据连接，更加准确地控制现场的设备，大大提升监控的效率。
全密度聚乙烯生产关键部位取样操作程序及注意事项
全密度聚乙烯生产关键部位取样操作程序及注意事项1.1催化剂的取样步骤：［Ｐ］－工具准备：玻璃瓶、橡胶塞、取样针头、透明管套、催化剂防护服［Ｐ］－取催化剂样要求必须是两人操作，一人取样，一人监护（监护者按应急预案做好应急准备；两人都必须按要求全身穿催化剂防护服。
［Ｐ］－在催化剂配制后搅拌完全，静置1小时后，催化剂罐在N2的正压保护之下。
取样人员可以取样。
［Ｐ］－装上清洁的取样针，紧固连接件，装上针管套，将取样瓶放入保护箱内，放气针斜压入取样瓶的瓶塞上，取样针穿过瓶塞进入瓶内，打开N2置换至少三遍。
［Ｐ］－慢慢打开取样导淋阀，加注至1/3液位处，然后关闭阀门，卸下取样瓶，卸下放气针，取另一个取样瓶，重复上述过程，将瓶加注标志编号，送分析室分析。
［Ｐ］－取下针和管套后，将取样导淋加上管帽。
［Ｐ］－注意事项：主、助催化剂所用的防护服有不同的要求，不要混淆。
此方法只用于催化剂金属浓度较小的催化剂溶液的取样，较大浓度的催化剂取样需要专门的防护措1.2 乙烯的取样［Ｐ］－工具准备：取样胆、扳手、防溅眼镜、软皮手套、长套袖［Ｐ］－将防护用具佩戴齐全，将胆连接在取样点上，手动紧固结合件，小心而缓慢的开阀对胆进行置换。
［Ｐ］－关闭排气阀，对胆进行加注，然后关闭进气阀，开排气阀排气，三次后再次加满，断开取样胆［Ｐ］－对取样胆加标签，送分析。
注意：此方法仅限于气体乙烯的取样。
1.3环己烷的取样步骤：［Ｐ］－工具准备：玻璃瓶、橡胶塞、取样针头、或带有密封盖的玻璃容器。
［Ｐ］－取环己烷样要求必须戴防溅面罩操作，人员取样时，要按步骤缓慢操作，要戴皮手套和长套袖。
［Ｐ］－采样时，慢慢打开取样导淋阀，加注至3/4液位处，然后关闭阀门，卸下取样瓶，将瓶加注标志编号，送分析室分析。
［Ｐ］－注意事项：取样时，要看取样冷却器的冷却水是否投用，防止样品温度过高，使玻璃容器炸裂或人员烫伤。
取样瓶排气时，一定要缓慢，避免喷射或溅出。
1.4 丁烯-1的取样［Ｐ］－工具准备：取样钢瓶、扳手、防溅眼镜、软皮手套、长套袖。
全密度聚乙烯装置控制系统设计实现
炼油与化工REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第27卷摘要：分析了300kt/a 全密度聚乙烯生产工艺路线，根据工艺特点提出了DCS 控制解决方案，实现了DCS 软硬件配置和组态设计，对熔融指数等重要工艺指标给出了实现稳定控制的方案。
结果表明，该控制系统设计合理，影响产品质量的熔融指数指标的控制稳定，产品质量合格，效果良好。
关键词：聚乙烯装置；组态软件；DCS；功能块；CS3000中图分类号：TP273文献标识码：B文章编号：1671-4962（2016）04-0052-03全密度聚乙烯装置控制系统设计实现刘晰宇(大庆石化公司信息技术中心,黑龙江大庆163714)Control system design and implementation of FDPE plantLiu Xiyu(IT Center of Daqing Petrochemical Company,Daqing 163714,China)Abstract ：This paper analyzed production process route of the 300kt/a FDPE plant,put forward DCS control solution based ontechnological characteristics,realized DCS software &hardware configuration and configuration design,and provided stable control solution for process indexes such as melt index.The result showed that this control system has a rational design,and the control of melt index influencing product quality is stable,product quality is acceptable,and effect is good.Keywords ：PE plant;configuration software;DCS;function block;CS30000某300kt/a 全密度聚乙烯装置主要分为原料处理、聚合反应和造粒等主要部分。
全密度聚乙烯装置控制系统的设计
全密度聚乙烯装置控制系统的设计简单介绍了全密度聚乙烯装置(Unipol工艺)的工艺流程，针对聚乙烯装置主要环节对控制的要求，阐述了装置控制系统的选型及基本配置方案。
标签：全密度聚乙烯装置；控制系统；设计引言大庆石化公司120万吨/年乙烯工程全密度聚乙烯装置(II)2010年10月完成详细工程设计，于2012年8月一次开车成功。
该装置工艺流程较短，聚合反应本身是压力自限性的，没有超压危险，但是各单元联系紧密，对控制系统的稳定性、可靠性、自动化程度要求较高。
本文将根据装置各环节要求、特点等介绍控制系统的选型设计。
1 工艺介绍全密度聚乙烯装置采用Unipol低压气相流化床聚合工艺技术[1]，主要以乙烯为原料，丁烯－1或己烯－1为共聚单体，氢气为分子量调节剂，生产线性低密度聚乙烯和部分中、高密度聚乙烯颗粒树脂，产品密度范围0.915－0.965g/cm3。
该聚合工艺采用异戊烷作为诱导冷凝剂，在冷凝模式下进行操作，即聚合反应过程中保持循环气中凝液含量为10%wt左右，以提高反应效率。
全密度装置分为原料精制系统、聚合反应系统、回收系统、造粒系统、风送系统、包装系统。
（1）原料精制系统原料精制主要是对乙烯、共聚单体（丁烯和己烯）、氮气等介质中的一氧化碳、氧气、二氧化碳、水和其它极性组分进行处理，原料中杂质浓度较高会影响整个工艺流程及最终产品质量。
共聚单体（丁烯和己烯）共用一套精制系统。
来自界区的共聚单体进入脱气塔脱去轻组分，然后通过冷却器冷却，再由共聚单体进料泵升压后通过一个干燥器除掉水分和其它极性组分后进入反应系统。
来自界区氮气经催化剂床除去氧气并通过干燥器除去水分，再采用氮气压缩机将氮气增压成高压氮气，最后经过滤器去除微粒杂质送至反应系统。
来自界区的乙烯经乙烯换热器换热，再经预热器加热后进入脱氧床脱氧，然后进入一氧化碳脱除床去除一氧化碳，从一氧化碳脱除床出来的乙烯经乙烯换热器冷却进入干燥器除掉水分和极性杂质，最后进入催化剂床脱除CO2，送至反应系统。
生产全密度聚乙烯的工艺
生产全密度聚乙烯的工艺有以下三种。
(1) .浆液法聚合工艺以美国ChevronPhillips 公司的CPC 工艺、英国INEOS 公司的InnoveneS 工艺（用异丁烷稀释剂的连续流动的环管反应器）、日本三井公司的CX 工艺、BASELL公司的HOSTALEN 工艺（搅拌釜反应器）等为代表。
乙烯气体分散溶解于溶剂中，在催化剂作用下，乙烯聚合形成悬浮在烃类稀释剂中的聚合物粒子。
淤浆法工艺是生产高密度聚乙烯的重要方法。
此法工业化时间早，工艺技术成熟，产品质量较好，聚合中乙烯溶于脂肪烃稀释剂，生成的聚乙烯悬浮于其中，反应压力、温度较温和，乙烯单程转化率为95％～98％，可生产超高分子量的产品和双峰产品。
该工艺按反应器形式分为搅拌釜式聚合和环管聚合两种。
1) 搅拌釜式聚合工艺该工艺的代表有德国Hoechst工艺和日本三井油化工艺。
Hoechst公司首创的搅拌釜式工艺使用两个反应器，主催化剂为乙氧基镁为载体的TiCl4，助催化剂为有机铝，正己烷作为溶剂，乙烯的转化率达到98%。
该工艺利用改变催化剂组分的方法调节产品的分子量，用共聚单体调节产品密度，产品的熔体指数为0.2-80g/10min，密度范围在0.942-0.965g/cm3，其优势产品是管材专用料和超高分子量的MDPE。
2) 环管聚合工艺环管聚合工艺的典型代表是美国的Phillips工艺。
该工艺采用铬系催化剂，以异丁烷为稀释剂，乙烯在环管反应器内聚合，用轴流泵使淤浆组分循环，用夹套冷却水撤除反应热，通过精确控制反应温度保证产品质量。
该工艺具有建设费用少，操作成本低，反应物不易粘在反应器壁上等优点，可生产分子量很高的产品，分子量分布可宽可窄，产品密度范围0.92-0.97 g/cm3。
(2) 溶液聚合工艺乙烯在溶剂中聚合，聚合物溶解在反应溶剂（一般为环己烷或脂肪烃）中。
有三种反应器类型，即中压（10.3MPa）反应器（如Nova 公司的Sclairtech 工艺）、低压（2.76MPa）冷却型反应器（如道化学）和低压绝热反应器（如DSM 公司的Stamicarbon工艺）。
聚乙烯工艺流程图完整.tppt课件
0.0 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年
亚洲乙烯贸易趋势
300.0 250.0
进口
出口
200.0
150.0
100.0
50.0
0.0 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年
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7.未来5年将进入世界乙烯扩能高峰，乙烯能力明显增加 2010-2015年世界乙烯将进入扩能高峰期，预计到2015年世界 乙烯能力将达到1.70亿吨/年，较2008年增加4200万吨/年。
未来世界乙烯工业供需预测 万吨/年，%
其中中国乙烯产能将 达到2178万吨/年， 较2008年增加1200万 吨/年； 中东乙烯产能为3134 万吨/年，较2008年 增加1660万吨/年； 印度乙烯产能为614 万吨/年，较2008年 增加290万吨/年。
数据来源：SRI
. 中国石油化工集团公司 6
（一）世界乙烯工业发展概况
4.亚洲乙烯工业发展迅速 亚洲在2007年超过北美成为全球最大的乙烯生产和需求地区。 装置开工率高于世界平均水平。
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（一）世界乙烯工业发展概况
5.中东乙烯产能快速增长，下游石化产能大量过剩。 中东是全球乙烯产能增长最快的地区。但下游制造业发展远 远落后于石化工业，使得近年石化产能过剩局面愈发严重。
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（一）世界乙烯工业发展概况
2010-2012年中东及亚洲其他国家主要新增乙烯计划
万吨/年
公司 Q-Chem II
SHARQ Shell Eastern Chemicals
聚乙烯工艺流程图
再生催化剂性能恢
复
再生后的催化剂性能可能有所降 低，需要进行性能恢复。可以通 过调整反应条件、添加助剂等方 法恢复催化剂性能。
副反应与杂质控制
副反应类型
在聚合反应过程中，可能会发生多种副反应，如链转移、链终止 等。了解副反应类型有助于控制副产物生成和优化反应条件。
热塑性
聚乙烯是一种热塑性塑料，可以通过加热重 复塑形。
低密度
聚乙烯的密度低于大多数其他塑料，使其成 为包装和储运的理想选择。
聚乙烯的应用
包装材料
由于其防水、防潮、耐冲击的特性， 聚乙烯广泛用于食品、化工产品的包 装。
电线电缆
由于其优良的电绝缘性，聚乙烯常用 于制造电线电缆的外绝缘层。
管道系统
高密度聚乙烯管道因其耐压、耐腐蚀 、寿命长的特点，广泛应用于给排水 和化工领域。
杂质来源与影响
杂质可能来源于原料、设备、催化剂等。杂质的存在可能导致产 品质量下降、催化剂失活和副产物增加。因此，需要严格控制杂
质来源和含量。
杂质去除方法
针对不同类型的杂质，可以采用不同的去除方法，如精馏、过滤 、萃取等。选择合适的去除方法有助于提高产品质量和稳定性。
05
CATALOGUE
聚乙烯生产的环境影响与可持续发展
03
乙烯的来源主要是石油工业，通过裂解石油获得。
其他原料
01 除了乙烯，还需要一些辅助原料，如压力气体、 水和催化剂等。
02 这些辅助原料的种类和数量会根据具体的生产工 艺和产品需求进行调整。
03 辅助原料的质量和稳定性对聚乙烯的生产过程和 产品质量也有重要影响。
聚乙烯工艺流程图(1)ppt课件
茂金属催化剂：
降低成本
链转移反应，生成长支链
非茂高性能催化剂高活性
高活性和单一活性中心
具有齐聚功能
双峰生产技术
熔体混合法（掺混）
多个反应器串联
复配两种以上的催化剂
45
总结
PE生产新工艺的不断开发，将极大地促进世 界PE工业的发展。目前冷凝及超冷凝技术在 我国PE的生产中得到了实际应用，并取得了 很好的效果。今后应该重点加强双峰技术在 我国PE生产中的应用，同时积极开发适合于 我国国情的新的生产工艺，以提高我国PE工 业生产的整体技术水平，促进我国聚乙烯行 业的快速发展
320°C 反应接近平推流，夹套撤热 单程转化率：20—40% 密度范围：0.916—0.936g/cm³ 分子量：10万—50万
31
高压聚乙烯生产流程图
7
乙烯
1
2
1 一次压缩机 2 二次压缩机 3 反应器 4 分离器 5低压贮 6 造控机 7料助压缩机
5 聚乙烯 去干燥
32
二次压缩机
聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压) 有机化合物催化条件下进行聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。 这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量 高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190–210C)， 过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯 (LDPE)，它是支化结构的。
2 聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外 线作用下容易发生降解，炭黑对聚乙烯有优异的 光屏蔽作用。
3 受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等 反应。
8
成型性能
1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动 性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填 充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不 均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔 和变形。
全密度聚乙烯催化剂生产组态画面图示
全密度聚乙烯催化剂生产组态画面图示在组态王软件左侧视图中选择画面指令进行创建，并且对创建的画面重新命名，要与具体功能相互对应，然后再对画面进行图形编辑，通过组态王软件中的调色板功能对画面中的控制对象进行编辑，而且需要对具体生产任务中的管路进行选择与编辑，并对需要的物件进行分类，按照工艺要求进行设计。
为了更加直观的进行表示，下面使用项目中的全密催化剂生产的监控界面来进行举例说明。
可以通过此监控界面来反映现场所有的实际设备以及进行操控的按钮设置。
在对其生产监控界面的总图全部完成以后，就需要对其余各相关功能的画面进行相对应的设计以及绘制等，具体配制流程如图5.4所示，回收流程如图5.5所示。
图5.4 配制流程画面图5.5 回收流程画面在对画面进行编辑时，要注意对报警控件的绘制以及一些其他控件的绘制，并要注意画面之间可以进行切换。
在图形界面设置完成后，需要将图形对象与相对应的元器件进行动态的连接并对其属性进行设置。
如下图5.6所示，是对釜温控制方式之间进行切换，保证现场操作人员可以根据具体生产状况进行切换。
图5.6 温度控制方式切换在界面设置完成后，要对画面进行相对应的控制，针对全密催化剂生产自动监控系统的控制方法有很多种，其中较为典型的有热水罐水位控制，母液釜压力控制，干燥釜压力控制，置换程序控制等，由于它们的控制原理是相通的，除了置换程序外，基本都是通过改变P、Ti、Td数值对PID参数进行相对应的设置，从而实现对全密度催化剂生产进行自动控制。
具体如图5.7所示，以TRCA3001B的温度控制为例子，可以通过对相应参数的调整，实现对其温度的监控,不仅仅如此，对其进行手自动切换以及温度上下限的设定等操作也都是通过该界面进行。
而置换程序控制则是如图5.8所示，以全密催化剂的配置釜步骤切换程序为例进行相应控制，并设计与之对应电机的控制开关，具体如图5.9所示。
图5.7 TRCA3001B温度控制图5.8置换程序控制图5.9 搅拌电机控制。
全密度聚乙烯生产仪表控制系统操作法
全密度聚乙烯生产仪表控制系统操作法1.l DCS系统概述集散系统（Fotal Distributed Microprocessor Control System）是七十年代中期发展起来的转型控制系统。
它是计算机技术控制技术，通讯技术和图形显示技术的结合，是完成过程控制，过程管理的现代化设备。
集散系统大致分为以下几个部分：完成现场控制功能的控制器，它是该系统的核心部件；具有管理功能的人——机接口装置，通常是以CRT为基础的控制台；连接各个装置的通迅网络及上位计算机。
集散系统与常规模拟仪表相比，其优点是：控制功能完善，它把数字直接控制，顺序逻辑控制和分批控制有机地结合在一起。
数据处理方便，集散系统除能对各控制变量进行必要的运算外，一般对非控制变量还专门没有数据采集系统，并能实现各种数据处理。
显示操作集中，以CRT为中心显示，改变了过去操作人员来回在仪表盘前对找数据，进行操作的状况，做到把流程的全部数据在恰当的时间，以易懂的方式呈现在操作员面前。
使操作员能把握全局，方便自由地进行操作。
安装接线简单，集散系统制造厂，一般都根据用户要求将装置系统化成套出厂，用户只要配上一些简单的外接线，就能实现系统控制。
此外还大大减少了以往模拟仪表之间的内接线。
灵活性,可靠性好，用户需要变更控制方案时，不需改变接线，只要变更程序即可。
当用户需要扩充设备时，只要添置一些现场控制装置，直接接到数据通讯网络上就可使用。
有自诊断功能自动检测，发现故障后自动报警显示。
总之，到目前为止，无论是集散系统制造厂家还是用户都无人怀疑集散系统的优越性，都承认它的生命力。
据不完全统计，现在世界上大约有60多家公司向市场推出自己开发的集散系统。
我们聚乙烯装置所采用的是美国TAYLOR公司在1985年向市场推出的MOD300集散系统。
TAYLER公司在1978年曾在市场销售MODIII系统，1982年又推出MOD30系统，这二个系统都是建立在一个微处理器反处理一个回路的设计思想，而MOD300系统即利用原有的MOD30仪表子系统，又发展了多回路控制器构成一个规模很大的系统。
聚乙烯工艺流程图(1)
聚乙烯的性质
一、物理性质
1 聚乙烯为白色、蜡状半透明材料，具有优越的介 电性能。
2 易燃烧，且离火后继续燃烧。 3 透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。 4 透明度随结晶度增加而下降，在一定结晶度下，
透明度随分子量增加而提高。 5 高密度聚乙烯熔点范围为132～135℃，低密度聚
乙烯熔点较低﹙112℃﹚且范围宽。 6 常温下不溶于任何已知溶剂中，70℃以上可少量
H 扬子石油化工股份有限公司 D 塑料 厂 P 燕山石化有限公司化工一厂
北京助剂二厂（UHMWPE）
E 上海金菲石化有限公司
兰州石化公司石油化工厂
77.53
97.3
小计
2010
2009
2010 2006 2004 2003
装置能力
设计 00.3 3.5
现有 0.8 7
14 24
14 14
14 16
使用技术
低压淤浆法（国内技术） 德国Hoechst淤浆法 三井油化淤浆法聚合工 艺 UCC气相流化床工艺
三井油化淤浆法聚合工艺
14 14
淤浆法（国内技术）
1
1
10 13.5 Philips环管淤浆法
7
7
淤浆法（国内技术）
聚乙烯国内外状况
最新进展和发展趋势
茂金属催化剂： 降低成本 链转移反应，生成长支链 非茂高性能催化剂高活性 高活性和单一活性中心 具有齐聚功能 双峰生产技术 熔体混合法（掺混） 多个反应器串联 复配两种以上的催化剂
全密度聚乙烯催化剂全自动生产监控系统
分类号：学校代号：10150 U D C：密级：学号：20133030全日制专业硕士学位论文全密度聚乙烯催化剂全自动生产监控系统The full density polyethylene catalyst automatic production monitoring system学生姓名：校内导师及职称：企业导师及职称：工程领域：研究方向：论文类型：申请学位：论文答辩日期：2015年6月日学位授予单位：摘要摘要全密度聚乙烯在当今塑料生产行业中占有举足轻重的地位，具有高附加值、高功能的特点。
而其催化剂是全密度聚乙烯生产合成的关键，因此，高性能、高活性的全密度聚乙烯催化剂生产就成为了迫切需要。
目前，在全密度聚乙烯催化剂生产过程中存在着技术落后、工作环境差、生产自动化程度低等问题，因此，设计一套安全、有效、先进的全密度聚乙烯催化剂全自动生产监控系统是非常有必要的。
本文针对某化工厂全密度聚乙烯催化剂的生产设计需要，提出了一套基于SHCAN2000型现场总线控制系统的控制方案。
本系统结构上分为控制层和监控层。
控制层选用了SHCAN6102智能测控组件来完成对现场过程变量的检测、控制以及报警功能。
监控层采用研华工控机，通过网卡及CAN总线连接到控制层。
监控层选用了FIX 组态软件来完成人机接口界面，通过设计丰富的监控画面，实现了人机交互、远程实时监控、数据记录报警等功能。
本文设计的全密度聚乙烯催化剂全自动生产监控系统已经在该化工厂正式投产运行，经验证能够达到安全、稳定、高精度的控制要求。
因而，全密度聚乙烯催化剂全自动生产监控系统有着良好的应用价值和推广前景。
关键词：全密度聚乙烯催化剂；SHCAN2000；FIX大连交通大学工程硕士学位论文AbstractNowadays, owing to the characteristics of high value-added and high function, the full density polyethylene plays a significant role in the plastic industry. And the catalyst is the key to the full density polyethylene production synthesis. Therefore, the full density polyethylene catalyst production with high performance and high activity has become urgent needs. At present, there exists lag in technology, poor working environment, and low degree of automation of production in the full density polyethylene catalyst production process. Thus, designing a set of safe, effective and advanced full density polyethylene catalyst automatic production monitoring system is very necessary.Aiming at the design and production of the full density polyethylene catalyst, a set of control scheme based on SHCAN2000 fieldbus control system is proposed. The system structure is divided into control and monitoring layers. Among them, the control layer adopts SHCAN6102 intelligent measurement and control components to complete the detection of process variables on the spot, control and alarm function, and industrial monitoring layer is realized by Advantech IPC, which is connected to the control layer by means of the network card and CAN bus. Monitoring layer adopts FIX configuration software to complete the man-machine interface, realizes implementation of human-computer interaction, remote real-time monitoring and data record alarm, etc.The full density polyethylene catalyst automatic monitoring system has been officially put into operation in the chemical factory, which meets the security, stability, high precision of control requirements after verification. Therefore, the full density polyethylene catalyst automatic monitoring system has good application value and promotion prospects.Key Words：The full density polyethylene catalyst；SHCAN2000；FIX目录目 录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 第一章绪论 (1)1.1 课题来源与研究意义 (1)1.2 化工自动化间歇生产过程的发展 (2)1.3 课题主要研究内容 (3)本章小结 (3)第二章全密度聚乙烯催化剂生产监控系统总体设计 (4)2.1 系统生产流程简介 (4)2.2 控制方案的比较与选择 (5)2.3 SHCAN2000现场总线控制系统的硬件体系 (7)2.3.1 上位机 (8)2.3.2 网卡 (8)2.3.3 智能测控组件 (10)2.4 SHCAN2000现场总线控制系统软件体系 (11)2.4.1 FIX软件 (12)2.4.2 I/O驱动程序 (12)2.4.3 SHCAN下载与调试工具 (13)2.4.4 网卡的软件设置 (13)2.4.5 SHCAN智能测控组件的组态软件 (14)本章小结 (14)第三章系统的控制层设计 (15)3.1硬件设备选型 (15)3.2 设计双线回路图 (16)3.3 绘制配线图 (17)3.4 下位机功能组态 (19)3.4.1 应用组态 (19)3.4.2 实时数据库参数设置 (23)本章小结 (24)第四章系统的监控层设计 (25)4.1 组态软件简介 (25)4.2 组态软件选择 (25)大连交通大学工程硕士学位论文4.3 上位机监控组态 (27)4.3.1 设计FIX通信变量表 (27)4.3.2 I/O驱动程序设置 (30)4.3.3 创建过程数据库 (31)4.3.4 设计人机监控界面 (32)本章小结 (38)第五章系统调试 (39)5.1 SHCANCFG软件 (39)5.2 组态与参数的下载 (39)5.2.1 智能测控组件设置 (39)5.2.2 组态的下载 (40)5.2.3 参数的下载 (41)5.3 信号调试 (42)本章小结 (42)结论 (43)参考文献 (44)附录A 双线回路图 (46)附录B 组态序列表 (47)附录C FIX通信变量表 (54)致谢 (57)第一章绪论第一章绪论1.1 课题来源与研究意义本课题来源于某化工厂全密度聚乙烯催化剂生产的工程项目，为生产连续、稳定、高效的运行提供保障。
全密度聚乙烯生产工艺技术流程
全密度聚乙烯生产工艺技术流程一、原料准备。
聚乙烯的生产原料那可是很关键的呢。
一般来说呀，主要的原料就是乙烯啦。
这乙烯得是纯度比较高的哦，就像选食材一样，原料不好，做出来的“菜”也不会好呀。
除了乙烯，有时候还会加入一些共聚单体，像丁烯、己烯之类的。
这些共聚单体就像是给乙烯这个主角找的小帮手，它们能让聚乙烯有不同的性能呢。
比如说，加了丁烯可能聚乙烯就会变得更柔软一些，这就像给它加了点“柔性魔法”。
在把这些原料送进反应系统之前呀，还得经过一系列的处理，像净化呀，确保没有杂质。
要是有杂质，就好比做饭的时候锅里掉进了沙子，那可就麻烦咯。
二、聚合反应。
接下来就是很神奇的聚合反应啦。
这就像是一场小小的分子派对。
在聚合反应里，乙烯分子们开始手拉手啦。
这个反应是在特定的反应釜里进行的，反应釜就像是一个超级大的魔法容器。
里面的温度、压力还有催化剂都起着超级重要的作用呢。
先说温度吧，不同的温度就像不同的季节，会让乙烯分子们有不同的活跃程度。
压力也很关键哦，就像是给分子们一个拥抱的力量，合适的压力能让它们更好地结合在一起。
而催化剂呢，那就是这个聚会的主持人啦。
没有催化剂，乙烯分子们就不知道该怎么快速地结合起来。
就像一场没有主持人的派对，会变得乱糟糟的。
在这个过程中，那些共聚单体也会参与进来，和乙烯分子一起形成长长的链状结构，这就慢慢地变成了聚乙烯啦。
三、产品分离与精制。
反应完了之后呀，得到的是一个混合物，就像一锅大杂烩。
里面有我们想要的聚乙烯，还有一些没反应完的原料、催化剂之类的东西。
这时候就得把它们分开啦。
这就像是从一堆宝贝和石头里把宝贝挑出来一样。
通过一些特殊的设备，像分离器之类的，把聚乙烯和其他东西分开。
然后呢，得到的聚乙烯可能还不是特别纯净，还需要精制一下。
精制的过程就像是给聚乙烯做个美容，让它变得更完美。
把里面可能残留的一些小杂质都去掉，这样生产出来的聚乙烯质量才好呢。
四、造粒。
聚乙烯工艺流程图(1)
▪ 编辑本段结构式
▪
CH2=CH2+CH2=CH2+······→—CH2—CH2—CH2—
CH2······
▪
简写：nCH2=CH2→—[—CH2—CH2—CH2—CH2—]—
▪
聚合压力大小：高压、中压、低压；
▪
聚合实施方法：淤浆法、溶液法 、气相法；
▪
产品密度大小：高密度、中密度、低密度。
聚乙烯是半结晶热塑性材料。它们的 化学结构、分子量、聚合度和其他性 能很大程度上均依赖于使用的聚合方 法。聚合方法决定了支链的类型和支 链度。结晶度取决于聚合物的化学结 构和加工条件。
中低压聚乙烯：以注射成型制品、中 空制品为主。
超高压聚乙烯：由于超高分子聚乙烯 优异的综合性能，可作为工程塑料使 用。
聚乙烯的用途——薄膜
聚乙烯的用途—吹塑
聚乙烯的用途—管材
聚乙烯的用途—注塑
聚乙烯的用途—片材
聚乙烯的用途—滚塑
聚乙烯的用途—土工膜
聚乙烯的用途—电缆
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乙烯聚合基本原理
2、茂金属催化剂一般是由三个组分组成的：有机 金属络合物、助催化剂、载体；在溶液聚合中不 需要载体，有机金属络合物是由过渡金属与各种 有机物取代基相结合构成的，其重量占催化剂重 量的1-2％。助催化剂具有强化过渡金属系统的作 用，与有机金属络合物相比，常常被过量应用， 通常用铝氧化物和氟化有机硼酸盐混合物做为助 催化剂。
主要生产工艺
▪ 反应压力：高压和低压 ▪ 反应器：管式、釜式、流化床、
环管 ▪ 物料状态：气相、本体、溶液
（浆）
聚合反应器
聚合反应器的凸镜垫
高压循环气冷却器
高压管式法的特点
自由基聚合反应：链引发、链增长、链终 止
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全密度聚乙烯催化剂生产监控系统工艺流程及图示
聚乙烯是乙烯原料通过催化剂的聚合，从而得到的一种热塑性树脂。
它可以用在各种医疗器械、抵抗化学试剂侵蚀材料、电绝缘材料、包装材料以及喷涂金属等方面，用途广泛，商业价值大。
而要生产聚乙烯，就需要用到另一种化工产品即全密度催化剂。
目前，在国内的全密度催化剂生产过程中，还存在着自动化程度偏低、安全水平不高、工作环境较差等一系列问题。
因此，设计一套具有良好的先进性、安全性、高效性的全密度催化剂自动生产监控系统是非常有必要的。
全密度催化剂的生产流程主要有填料，化学反应，过滤等几大步骤，以全密度聚乙烯催化剂为例，如下图所示。
图 1.1 系统生成流程
根据该化工企业提供其现用的全密催化剂生产步骤，并以此为依据绘制基本步骤流程，具体如图所示，下面列出全密催化剂实际生产的具体步骤：
首先要将原料四氯化钛从计量罐中量取出来，并按照工艺要求的用量添加到R3001母液釜中。
然后确定工艺所要求的用量后，在其中加入四氢呋喃和氯化镁原料，并且要在工艺规定的反应温度以及压力下，把四氯化钛，四氢呋喃以及氯化镁原料通过搅拌机充分搅拌，最终得到的原料称为母液。
母液是生产全密催化剂的中间过程产品，对其中杂质进行去除以后，得到下一阶段需要的产品滤清液，最终必须要在配置釜内将其进行充分的搅拌。
在对母液与滤清液进行生产的同时，生产过程中的干燥步骤也需要在相对应的干燥釜内同步进行。
在原料准备完毕后，要使用四氢呋喃来对原料输送管道内的杂质进行清理，以避免出现杂质。
最后一个步骤就是要将之前生产过程中得到的滤清液，以及经过干燥釜内干燥步骤的硅胶加上原料四氯化钛共同在配置釜内进行加压搅拌，反复进行搅拌后，最终可以得到的全密催化剂产品。
根据工艺要求，上述的生产过程中，需要选用氮气或排空的方式来对釜内压力进行控制，而且需要选用蒸汽以及水冷的方式来对母液釜以及配置釜的温度进行控制。
原材料中液态的四氢呋喃具有清洁性[6]。
它是一种化学性能突出的化工原料，可以采取与其化学性能匹配的措施进行清洁方面的应用，化
工产品在出料前，必须使用它来清理产品传送的路线，在最大程度上保证生产产品的纯净程度。
根据自动控制程序设计思路以及相关经验，在控制系统中必须要保证人工可控，保证在突发状态下，可以人工进行相对应的操作，避免造成重大突发事故。