聚乙烯装置的节能设计_王怀荐
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（ １） 采用机泵调速技术
石油化工装置机泵电耗占装置总电耗的比例 较大， 由于电属于高质量能源， 装置中节约电能有 显著的节能效益。
石 油 化 工 装 置 由 于 生 产 方 案 、原 料 产 品 运 输 、 市场情况等原因， 常常处于低负荷运行， 加之装置 在设计过程中考虑安全裕量和装置扩建发展的设 想 ， 使得许多机泵处于低负 荷 运 行 。此 外 ， 一 些 机 泵受装置加工方案、气候、季 节 等 因 素 的 影 响 ， 负 荷率波动较大， 通常的做法是在低负荷下采用调 节阀节流控制， 造成大量的能量损失， 为改变这一 状况， 应用机泵的转数变化调节流量， 避免机泵的 节流损失。
反应回路由一个流化床反应器［３］， 一个循环气 压缩机和一个循环气冷却器组成。反应器是一个 连续返混的反应器。流化床含有痕量催化剂和粒 状聚乙烯树脂。反应器中树脂总量介于 ２￣３ 倍的 每 ｈ 产率之间。循环气压缩机使反应气通过床层 循环以提供良好返混所需要的搅拌作用， 将原料 带至反应区并带走反应热。床层中没有大的温度 或浓度梯度。反应热由一个外部的管壳式气—水 换热器从反应循环气中带走。
炼油与化工
８
ＲＥＦＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
第 １８ 卷
机的生产能力要求是从 ５０ ％到 １１０ ％， 对于低生 产能力的情况， 由于电机功率比较大， 做变频很困 难， 但在设计中对电机要求采用双速电机， 因此在 生产能力低时采用低速， 这样在能耗中就达到了 节约能源的目的。
Ａ 技术 １３０ ０．０６５ ３７５ ６ ０２２ １．０１５ ４ ４９０
１０７ ７６０
Ｂ 技术 １４０ ０．１ ４２０ ７ １０９ １．０１９ ４ ５３９
１０８ ９３６
Ｃ 技术 １５０ ０．２０５ ４２０ ７ ７７８ １．０２０ ４ ６８６
１１２ ４６４
由表 １ 可以看出， Ａ 技术的工艺技术操作费 用低， 能耗、物耗在同类技 术 中 是 最 低 的 。该 技 术 工艺首先是安全、健康、环保， 消费者安全（ 产品无 污染） ， 装置可靠， 生产费用最低， 同时对原料的要 求低。 １．２ 工艺流程简述
造粒系统中另外一台关键设备熔融泵， 出口 压力大， 能耗也比较大， 电机为 １ ２００ ｋＷ， 齿 轮 泵 适应的能力范围比较大， 同样考虑节约能耗， 采用 了变频电机以使在不同能力下耗能最低。造粒系 统所选设备为日本神户制钢的设备， 该设备筒体 带有夹套， 用于筒体的加热， 但该设备的设计中的 优点是筒体的加热仅在设备开车时需要加热， 正 常生产中不再需要对筒体的加热， 这样也节约了 能耗。
工 艺 主 要 由 原 料 的 精 制 、气 相 流 化 床 反 应 、树 脂 脱 气 、排 放 气 回 收 、添 加 剂 添 加 、造 粒 、树 脂 处 理 、产 品 包 装 和 贮 存 等 部 分 组 成 。采 用 单 反 应 器 气 相流化床工艺生产， 使用 Ｚｉｅｇｌｅｒ－ Ｎａｔａ 催化剂。原 料中所含的水、氧气、一氧 化 碳 、二 氧 化 碳 对 催 化 剂有毒化作用， 所以反应物 料 乙 烯 、共 聚 单 体 、异 戊烷、氮气根据进料质量情况进行精制除去上述 杂质。乙烯、共聚单体（ 丁烯－ １ 和己烯－ １） 在流化床 反应器进行聚合， 生成粒状聚合物， 载体型钛或铬 催化剂不断地加到反应器中， 产品粉料通过排料 系统不断地撤出， 树脂经过脱气、添加剂添加后就 可进行造粒。
参考文献： ［ １］ 王春杰， 崔平， 王玮， 等．我国推广车用乙醇汽油过程中面临的
问题及应对措施［ Ｊ］ ．石油与天然气化工， ２００４， ３： １３－ １５． ［ ２］ 吕兴才， 李德钢， 杨剑光， 等．柴油机燃用乙醇柴油燃料的燃烧
与排放特性［ Ｊ］ ．汽车工程， ２００４， ２： ２５－ ２８． ［ ３］ 刘金宝．车用乙醇汽油推广应用中存在的问题及建议［ Ｊ］ ．炼油
衡量石油化工装置的先进性， 除了考虑装置 投资、环境保护等因素外， 还需要考虑另外一种重 要因素， 即装置的燃料和动力综合能耗。 １ 聚乙烯装置技术及综合能耗 １．１ 聚乙烯装置技术
目前生产全密度聚乙烯的工艺技术有气相 法 、浆 液 法 和 溶 液 法 。各 种 工 艺 技 术 都 有 其 不 同 的 优缺点 ， 都有好的产品， 成 熟 的 工 艺 路 线 。虽 然 溶 液法产品质量好， 但投资高 ， 消 耗 高 。综 合 分 析 投 资、消耗、产品范围、生产成本等因素， 气相法略好 于浆液法。
聚乙烯装置设计中采用变频电机以节约利用 电能。装置中计量泵全部设计采用变频电机调节 流量； 添加剂系统加料器全部设计采用变频电机 调节流量； 旋转阀、旋转加料器全部设计采用变频 电机根据流量调整转数； 造粒系统熔融泵、切粒机 设计采用变频电机。
（ ２） 采用设备的节能设计 循环气压缩机为装置关键设备， 是除造粒挤 出机外装置的最大用电用户。在设备选型时， 注意 要求制造商采用高效率的压缩机结构， 设计点多 变效率不得低于 ８２ ％， 并在其它各种工况下都应 保持高的效率。 调温水换热器采用板式换热器， 提高换热温 差， 降低循环水 用 量 。对 于 水 —水 换 热 ， 板 式 换 热 器应该是效率最高的大型换热设备。 对高 速 泵 、离 心 泵 、屏 蔽 泵 等 离 心 式 泵 ， 在 设 备选型时， 要求性能曲线尽量平， 不能出现陡峰。 要求采用效率高、能力合适的泵， 并在较宽的流量 区间内都保持较高的效率， 以节省电力消耗。 共聚单体脱气塔采用散堆填料， 降低全塔压 降， 降低塔底温度， 节省重沸器蒸汽耗量和冷凝器 循环水耗量。 装置各部位再生时需要的再生氮气流量差别 很大 ， 大的需要 ５ ４００ ｋｇ／ｈ， 小 的 只 需 要 ４００ ｋｇ／ｈ。 为适应此不同工况， 氮气加热器氮气出口相应设 置两调节阀 ， 分别适应大、小 两 种 工 况 ， 同 时 要 求 氮气加热器制造商电加热器件也要适应此 ２ 种工 况。 在造粒系统选型设计中， 混炼机在正常生产 过程中功率消耗比较高， 能耗将近 １０ ＭＷ， 但混炼
产品性质通过调整反应条件来控制。熔融指 数和密度通过分别调整循环气中氢气和乙烯的比 以及共聚单体和乙烯的比来控制。调整进料速率 控制气体组成。系统压力通过调整乙烯进料速率 来保持恒定。温度温和， 可通过调整循环气返回 反应器的温度将其控制在恒定值。通过使用不同 的催化剂使分子量分布从宽到窄之间改变。产率 高度灵活 ， 可通 过 调 整 催 化 剂 进 料 速 率 调 整 。操 作下限只受造粒的限制。树脂性质不随产率而改 变。 ２ 聚乙烯装置设计中采用的节能设计 ２．１ 设计过程中考虑的节能设计
气 相 法 聚 乙 烯 装 置 ［２］以 乙 烯 为 主 要 原 料 ， 丁 烯或己烯为共聚单体， 采用流化床聚合工艺， 生 产线性低密度和部分中、高密度聚乙烯颗粒树
铬） ；（ ２） 使用专用的乙醇燃料发动机润滑油（ 碱度 较高， 可中和乙醇燃料燃烧产生的乙酸） 。 ３ 结束语
车用乙醇汽油在实际使用过程中能显著降 低 汽 车 尾 气 中 Ｈ、Ｃ 和 ＣＯ 的 排 放 量，有 利 于 改 善 环境。推广使用 车 用 乙 醇 汽 油 是 国 家 的 一 项 战 略 性 举 措 ， 对 缓 解 我 国 石 油 资 源 短 缺 、减 少 对 进 口 石 油 的 依 赖 性 、改 善 大 气 环 境 、促 进 农 业 生 产 和 消费的良性循环及可持续发展， 具有积极意义。
在具体选择聚乙烯工艺技术路线［１］时， 除了考
虑技术的先进性和投资因素， 还有一项重要指标 就是公用工程消耗。几种气相法聚乙烯工艺技术 对比见表 １。
表 １ 几种气相法聚乙烯工艺技术对比
比较内容 冷 却 水／ｔ 蒸 汽／ｔ 电／ｋＷｈ 能 耗／ＭＪ 总 单 体 单 耗／ｔ 总操作成本／元 操作成本（／ 万元·ａ－１）
与化工， ２００５， ２： ３７－ ３９．
收稿日期： ２００７－ ０５－ ０９ 作者简介： 李永平， 男， 北京交通大学机械与电子控制工程学院在 校学生， 已发表多篇论文。
２００７ 年 第 ３ 期
王怀荐．聚乙烯装置的节能设计
７
脂。生产产品密度为 ０．９１５～０．９６５ ｇ／ｃｍ３， 熔融指数 为 ０．０５～１５５ ｇ／１０ｍｉｎ。该 工 艺 过 程 较 简 单 ， 流 程 较 短， 聚合反应本身是压力自限性的， 没有超压危 险。设备台数较其他聚乙烯工艺少， 材质要求不 高 。操 作 条 件 比 较 缓 和 ， 无 高 温 ， 压 力 低 。自 动 化 水平高 ， 安全连锁比较齐全 ， 并 用 计 算 机 控 制 。产 品用途广泛。三废少， 对环 境 影 响 小 ， 很 容 易 满 足 环保要求。
气力输送系统中的 Ｂ 和 Ｃ 线的输送能力比较 大， 在对于提供压缩气源的机械选择中既可以选 择罗茨风机也可以选择螺杆压缩机， 但采用不同 的类型的设备其能耗是不一样的， 采用罗茨风机 只能选择 ２ 开 １ 备 （ 每台风机提供 １／２ 的风量） 的 配置， 而螺杆压缩机采用 １ 开 １ 备（ 每台风机提供 全部风量） 即可， 一台螺杆压缩机的能耗要比 ２ 台 风机的能耗低。
炼油与化工
６
Hale Waihona Puke Baidu
ＲＥＦＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
第 １８ 卷
聚乙烯装置的节能设计
王怀荐
（ 大庆石化工程有限公司， 黑龙江 大庆 １６３７１４）
摘要： 文中阐述了几种气相法生产聚乙烯装置的技术指标、公用工程消 耗 和 综 合 能 耗 ； 针 对 目
前技术较为先进的聚乙烯生产技术， 说明了在设计该装置时采用的节能设计， 对今后的聚乙烯
（ ３） 选用优质的绝热材料， 降低热、冷损失 聚乙烯装置中的下列设备和管道应进行隔热 保温， 以避免热量损失。 设备和管道的外表面温度在 ５０ ℃以上时， 除 工艺有散热要求者外， 均应设置隔热保温层； 工艺 生产过程要求隔热的设备和管道 （ 含管件、阀门 等） ； 为减少设备 和 管 道 的 热 量 损 失 ； 聚 乙 烯 装 置 中的设备和管道应进行隔热保冷， 以避免冷量损 失： 为减少设备和管道的冷量损失； 操作温度在 １０ ℃及其以下的设备和管道， 除了希望有热增益 的地方。 聚乙烯装置中的设备和管道隔热材料及其制 品的性能， 应符合下列要求。 隔热性能良好， 具有随温度变化的导热系数 方程式或图表， 对于松散或可压缩的隔热材料， 应 选择能提供在使用密度下的导热系数方程式或图 表的产品。 在实际运行中， 隔热材料的平均温度低于 ３５０ ℃时， 导热系数不大于 ０．１２ Ｗ／ｍ·℃， 保冷材料
的 平 均 温 度 低 于 ２７ ℃时 ， 其 导 热 系 数 不 应 大 于 ０．０６４ Ｗ／ｍ·℃。
（ ４） 工艺流程的节能设计 原料乙烯在进脱 ＣＯ 床之前， 与乙烯脱氧床出 来的热乙烯换热， 充分利用乙烯脱氧反应的反应 热预热乙烯后进脱 ＣＯ 床， 节省了蒸汽耗量。 总体布置顺流程物料方向， 减少物料输送行 程， 降低动力消耗。脱气仓直接布置在造粒机上 方， 利用反应系统自身压力将粉料输送到脱气仓， 不需要风送系统。 下料系统输送气采用回收系统压缩尾气， 只 在回收系统故障时采用氮气作为输送气， 节省了 氮气消耗。 ２．２ 操作过程中考虑的节能设计 为保证流化床操作和取反应热， 循环气流量 必须保证充足、稳定。对于 不 同 密 度 、不 同 共 聚 单 体的各牌号产品来讲， 由于反应热、形成粉料粒子 的直径分布、床层高度、凝 液 含 量 的 不 同 ， 最 适 宜 的循环气流量对不同牌号来讲也有所不同， 因此， 选择正确的流量对聚合的稳定及能量的消耗都是 有益的。 生 产 过 程 中 应 随 时 注 意 反 应 温 度 、 压 力 、静 电 、催 化 剂 进 料 、单 体 进 料 等 各 种 聚 合 反 应 的 影 响参数的变化， 减少不合格料的数量， 从而减少 不合格料反掺的几率， 降低反掺风送系统的电力 消耗。 ３ 结束语 采用先进的气相法聚乙烯生产技术设计的聚 乙烯装置在综合能耗方面领先于其它技术。聚乙 烯装置设计过程中， 采用机泵调速技术、选用设备 采用节能设计、选用优质的绝热材料和工艺流程 优化节能设计对聚乙烯装置的节能起到相当重要 的作用。采用节能设计的聚乙烯装置产品具有较 强的竞争力。
装置的节能设计具有一定的参考和借鉴作用。
关键词： 气相法； 聚乙烯装置； 节能设计
中图分类号： ＴＱ３２５．１
文献标识码： Ｂ
文章编号：１６７１－ ４９６２（２００７）０３－ ０００６－ ０３
固定资产投资工程项目的设计和建设， 应当 遵守合理用能标准和节能设计规范。制定有关节 能的标准应当做到技术上先进， 经济上合理， 并不 断加以完善和改进。制定单位产品能耗限额应当 科学、合理。用能单位应当 按 照 合 理 用 能 的 原 则 ， 加强节能管理， 制定并组织实施本单位的节能技 术措施， 降低能耗。采用先进的节能工艺、技术、设 备和材料。
石油化工装置机泵电耗占装置总电耗的比例 较大， 由于电属于高质量能源， 装置中节约电能有 显著的节能效益。
石 油 化 工 装 置 由 于 生 产 方 案 、原 料 产 品 运 输 、 市场情况等原因， 常常处于低负荷运行， 加之装置 在设计过程中考虑安全裕量和装置扩建发展的设 想 ， 使得许多机泵处于低负 荷 运 行 。此 外 ， 一 些 机 泵受装置加工方案、气候、季 节 等 因 素 的 影 响 ， 负 荷率波动较大， 通常的做法是在低负荷下采用调 节阀节流控制， 造成大量的能量损失， 为改变这一 状况， 应用机泵的转数变化调节流量， 避免机泵的 节流损失。
反应回路由一个流化床反应器［３］， 一个循环气 压缩机和一个循环气冷却器组成。反应器是一个 连续返混的反应器。流化床含有痕量催化剂和粒 状聚乙烯树脂。反应器中树脂总量介于 ２￣３ 倍的 每 ｈ 产率之间。循环气压缩机使反应气通过床层 循环以提供良好返混所需要的搅拌作用， 将原料 带至反应区并带走反应热。床层中没有大的温度 或浓度梯度。反应热由一个外部的管壳式气—水 换热器从反应循环气中带走。
炼油与化工
８
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第 １８ 卷
机的生产能力要求是从 ５０ ％到 １１０ ％， 对于低生 产能力的情况， 由于电机功率比较大， 做变频很困 难， 但在设计中对电机要求采用双速电机， 因此在 生产能力低时采用低速， 这样在能耗中就达到了 节约能源的目的。
Ａ 技术 １３０ ０．０６５ ３７５ ６ ０２２ １．０１５ ４ ４９０
１０７ ７６０
Ｂ 技术 １４０ ０．１ ４２０ ７ １０９ １．０１９ ４ ５３９
１０８ ９３６
Ｃ 技术 １５０ ０．２０５ ４２０ ７ ７７８ １．０２０ ４ ６８６
１１２ ４６４
由表 １ 可以看出， Ａ 技术的工艺技术操作费 用低， 能耗、物耗在同类技 术 中 是 最 低 的 。该 技 术 工艺首先是安全、健康、环保， 消费者安全（ 产品无 污染） ， 装置可靠， 生产费用最低， 同时对原料的要 求低。 １．２ 工艺流程简述
造粒系统中另外一台关键设备熔融泵， 出口 压力大， 能耗也比较大， 电机为 １ ２００ ｋＷ， 齿 轮 泵 适应的能力范围比较大， 同样考虑节约能耗， 采用 了变频电机以使在不同能力下耗能最低。造粒系 统所选设备为日本神户制钢的设备， 该设备筒体 带有夹套， 用于筒体的加热， 但该设备的设计中的 优点是筒体的加热仅在设备开车时需要加热， 正 常生产中不再需要对筒体的加热， 这样也节约了 能耗。
工 艺 主 要 由 原 料 的 精 制 、气 相 流 化 床 反 应 、树 脂 脱 气 、排 放 气 回 收 、添 加 剂 添 加 、造 粒 、树 脂 处 理 、产 品 包 装 和 贮 存 等 部 分 组 成 。采 用 单 反 应 器 气 相流化床工艺生产， 使用 Ｚｉｅｇｌｅｒ－ Ｎａｔａ 催化剂。原 料中所含的水、氧气、一氧 化 碳 、二 氧 化 碳 对 催 化 剂有毒化作用， 所以反应物 料 乙 烯 、共 聚 单 体 、异 戊烷、氮气根据进料质量情况进行精制除去上述 杂质。乙烯、共聚单体（ 丁烯－ １ 和己烯－ １） 在流化床 反应器进行聚合， 生成粒状聚合物， 载体型钛或铬 催化剂不断地加到反应器中， 产品粉料通过排料 系统不断地撤出， 树脂经过脱气、添加剂添加后就 可进行造粒。
参考文献： ［ １］ 王春杰， 崔平， 王玮， 等．我国推广车用乙醇汽油过程中面临的
问题及应对措施［ Ｊ］ ．石油与天然气化工， ２００４， ３： １３－ １５． ［ ２］ 吕兴才， 李德钢， 杨剑光， 等．柴油机燃用乙醇柴油燃料的燃烧
与排放特性［ Ｊ］ ．汽车工程， ２００４， ２： ２５－ ２８． ［ ３］ 刘金宝．车用乙醇汽油推广应用中存在的问题及建议［ Ｊ］ ．炼油
衡量石油化工装置的先进性， 除了考虑装置 投资、环境保护等因素外， 还需要考虑另外一种重 要因素， 即装置的燃料和动力综合能耗。 １ 聚乙烯装置技术及综合能耗 １．１ 聚乙烯装置技术
目前生产全密度聚乙烯的工艺技术有气相 法 、浆 液 法 和 溶 液 法 。各 种 工 艺 技 术 都 有 其 不 同 的 优缺点 ， 都有好的产品， 成 熟 的 工 艺 路 线 。虽 然 溶 液法产品质量好， 但投资高 ， 消 耗 高 。综 合 分 析 投 资、消耗、产品范围、生产成本等因素， 气相法略好 于浆液法。
聚乙烯装置设计中采用变频电机以节约利用 电能。装置中计量泵全部设计采用变频电机调节 流量； 添加剂系统加料器全部设计采用变频电机 调节流量； 旋转阀、旋转加料器全部设计采用变频 电机根据流量调整转数； 造粒系统熔融泵、切粒机 设计采用变频电机。
（ ２） 采用设备的节能设计 循环气压缩机为装置关键设备， 是除造粒挤 出机外装置的最大用电用户。在设备选型时， 注意 要求制造商采用高效率的压缩机结构， 设计点多 变效率不得低于 ８２ ％， 并在其它各种工况下都应 保持高的效率。 调温水换热器采用板式换热器， 提高换热温 差， 降低循环水 用 量 。对 于 水 —水 换 热 ， 板 式 换 热 器应该是效率最高的大型换热设备。 对高 速 泵 、离 心 泵 、屏 蔽 泵 等 离 心 式 泵 ， 在 设 备选型时， 要求性能曲线尽量平， 不能出现陡峰。 要求采用效率高、能力合适的泵， 并在较宽的流量 区间内都保持较高的效率， 以节省电力消耗。 共聚单体脱气塔采用散堆填料， 降低全塔压 降， 降低塔底温度， 节省重沸器蒸汽耗量和冷凝器 循环水耗量。 装置各部位再生时需要的再生氮气流量差别 很大 ， 大的需要 ５ ４００ ｋｇ／ｈ， 小 的 只 需 要 ４００ ｋｇ／ｈ。 为适应此不同工况， 氮气加热器氮气出口相应设 置两调节阀 ， 分别适应大、小 两 种 工 况 ， 同 时 要 求 氮气加热器制造商电加热器件也要适应此 ２ 种工 况。 在造粒系统选型设计中， 混炼机在正常生产 过程中功率消耗比较高， 能耗将近 １０ ＭＷ， 但混炼
产品性质通过调整反应条件来控制。熔融指 数和密度通过分别调整循环气中氢气和乙烯的比 以及共聚单体和乙烯的比来控制。调整进料速率 控制气体组成。系统压力通过调整乙烯进料速率 来保持恒定。温度温和， 可通过调整循环气返回 反应器的温度将其控制在恒定值。通过使用不同 的催化剂使分子量分布从宽到窄之间改变。产率 高度灵活 ， 可通 过 调 整 催 化 剂 进 料 速 率 调 整 。操 作下限只受造粒的限制。树脂性质不随产率而改 变。 ２ 聚乙烯装置设计中采用的节能设计 ２．１ 设计过程中考虑的节能设计
气 相 法 聚 乙 烯 装 置 ［２］以 乙 烯 为 主 要 原 料 ， 丁 烯或己烯为共聚单体， 采用流化床聚合工艺， 生 产线性低密度和部分中、高密度聚乙烯颗粒树
铬） ；（ ２） 使用专用的乙醇燃料发动机润滑油（ 碱度 较高， 可中和乙醇燃料燃烧产生的乙酸） 。 ３ 结束语
车用乙醇汽油在实际使用过程中能显著降 低 汽 车 尾 气 中 Ｈ、Ｃ 和 ＣＯ 的 排 放 量，有 利 于 改 善 环境。推广使用 车 用 乙 醇 汽 油 是 国 家 的 一 项 战 略 性 举 措 ， 对 缓 解 我 国 石 油 资 源 短 缺 、减 少 对 进 口 石 油 的 依 赖 性 、改 善 大 气 环 境 、促 进 农 业 生 产 和 消费的良性循环及可持续发展， 具有积极意义。
在具体选择聚乙烯工艺技术路线［１］时， 除了考
虑技术的先进性和投资因素， 还有一项重要指标 就是公用工程消耗。几种气相法聚乙烯工艺技术 对比见表 １。
表 １ 几种气相法聚乙烯工艺技术对比
比较内容 冷 却 水／ｔ 蒸 汽／ｔ 电／ｋＷｈ 能 耗／ＭＪ 总 单 体 单 耗／ｔ 总操作成本／元 操作成本（／ 万元·ａ－１）
与化工， ２００５， ２： ３７－ ３９．
收稿日期： ２００７－ ０５－ ０９ 作者简介： 李永平， 男， 北京交通大学机械与电子控制工程学院在 校学生， 已发表多篇论文。
２００７ 年 第 ３ 期
王怀荐．聚乙烯装置的节能设计
７
脂。生产产品密度为 ０．９１５～０．９６５ ｇ／ｃｍ３， 熔融指数 为 ０．０５～１５５ ｇ／１０ｍｉｎ。该 工 艺 过 程 较 简 单 ， 流 程 较 短， 聚合反应本身是压力自限性的， 没有超压危 险。设备台数较其他聚乙烯工艺少， 材质要求不 高 。操 作 条 件 比 较 缓 和 ， 无 高 温 ， 压 力 低 。自 动 化 水平高 ， 安全连锁比较齐全 ， 并 用 计 算 机 控 制 。产 品用途广泛。三废少， 对环 境 影 响 小 ， 很 容 易 满 足 环保要求。
气力输送系统中的 Ｂ 和 Ｃ 线的输送能力比较 大， 在对于提供压缩气源的机械选择中既可以选 择罗茨风机也可以选择螺杆压缩机， 但采用不同 的类型的设备其能耗是不一样的， 采用罗茨风机 只能选择 ２ 开 １ 备 （ 每台风机提供 １／２ 的风量） 的 配置， 而螺杆压缩机采用 １ 开 １ 备（ 每台风机提供 全部风量） 即可， 一台螺杆压缩机的能耗要比 ２ 台 风机的能耗低。
炼油与化工
６
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ＲＥＦＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
第 １８ 卷
聚乙烯装置的节能设计
王怀荐
（ 大庆石化工程有限公司， 黑龙江 大庆 １６３７１４）
摘要： 文中阐述了几种气相法生产聚乙烯装置的技术指标、公用工程消 耗 和 综 合 能 耗 ； 针 对 目
前技术较为先进的聚乙烯生产技术， 说明了在设计该装置时采用的节能设计， 对今后的聚乙烯
（ ３） 选用优质的绝热材料， 降低热、冷损失 聚乙烯装置中的下列设备和管道应进行隔热 保温， 以避免热量损失。 设备和管道的外表面温度在 ５０ ℃以上时， 除 工艺有散热要求者外， 均应设置隔热保温层； 工艺 生产过程要求隔热的设备和管道 （ 含管件、阀门 等） ； 为减少设备 和 管 道 的 热 量 损 失 ； 聚 乙 烯 装 置 中的设备和管道应进行隔热保冷， 以避免冷量损 失： 为减少设备和管道的冷量损失； 操作温度在 １０ ℃及其以下的设备和管道， 除了希望有热增益 的地方。 聚乙烯装置中的设备和管道隔热材料及其制 品的性能， 应符合下列要求。 隔热性能良好， 具有随温度变化的导热系数 方程式或图表， 对于松散或可压缩的隔热材料， 应 选择能提供在使用密度下的导热系数方程式或图 表的产品。 在实际运行中， 隔热材料的平均温度低于 ３５０ ℃时， 导热系数不大于 ０．１２ Ｗ／ｍ·℃， 保冷材料
的 平 均 温 度 低 于 ２７ ℃时 ， 其 导 热 系 数 不 应 大 于 ０．０６４ Ｗ／ｍ·℃。
（ ４） 工艺流程的节能设计 原料乙烯在进脱 ＣＯ 床之前， 与乙烯脱氧床出 来的热乙烯换热， 充分利用乙烯脱氧反应的反应 热预热乙烯后进脱 ＣＯ 床， 节省了蒸汽耗量。 总体布置顺流程物料方向， 减少物料输送行 程， 降低动力消耗。脱气仓直接布置在造粒机上 方， 利用反应系统自身压力将粉料输送到脱气仓， 不需要风送系统。 下料系统输送气采用回收系统压缩尾气， 只 在回收系统故障时采用氮气作为输送气， 节省了 氮气消耗。 ２．２ 操作过程中考虑的节能设计 为保证流化床操作和取反应热， 循环气流量 必须保证充足、稳定。对于 不 同 密 度 、不 同 共 聚 单 体的各牌号产品来讲， 由于反应热、形成粉料粒子 的直径分布、床层高度、凝 液 含 量 的 不 同 ， 最 适 宜 的循环气流量对不同牌号来讲也有所不同， 因此， 选择正确的流量对聚合的稳定及能量的消耗都是 有益的。 生 产 过 程 中 应 随 时 注 意 反 应 温 度 、 压 力 、静 电 、催 化 剂 进 料 、单 体 进 料 等 各 种 聚 合 反 应 的 影 响参数的变化， 减少不合格料的数量， 从而减少 不合格料反掺的几率， 降低反掺风送系统的电力 消耗。 ３ 结束语 采用先进的气相法聚乙烯生产技术设计的聚 乙烯装置在综合能耗方面领先于其它技术。聚乙 烯装置设计过程中， 采用机泵调速技术、选用设备 采用节能设计、选用优质的绝热材料和工艺流程 优化节能设计对聚乙烯装置的节能起到相当重要 的作用。采用节能设计的聚乙烯装置产品具有较 强的竞争力。
装置的节能设计具有一定的参考和借鉴作用。
关键词： 气相法； 聚乙烯装置； 节能设计
中图分类号： ＴＱ３２５．１
文献标识码： Ｂ
文章编号：１６７１－ ４９６２（２００７）０３－ ０００６－ ０３
固定资产投资工程项目的设计和建设， 应当 遵守合理用能标准和节能设计规范。制定有关节 能的标准应当做到技术上先进， 经济上合理， 并不 断加以完善和改进。制定单位产品能耗限额应当 科学、合理。用能单位应当 按 照 合 理 用 能 的 原 则 ， 加强节能管理， 制定并组织实施本单位的节能技 术措施， 降低能耗。采用先进的节能工艺、技术、设 备和材料。