LDPE装置理论知识培训教材40工艺分册41Word文件下载.docx
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1.7软/硬件引进和国产化情况
1.7.1软件引进情况
本装置引进德国BASELL管式法工艺技术包，由德国UHDE工程公司承担扩展工艺包设计及高压管道详细设计，由国内设计单位承担配套基础设计和详细设计.具体引进设计范围及责任如下：
（1）低密度聚乙烯装置地工艺包设计；
（2）除现场机柜间和变电所等辅助设施以外工艺单元地工艺、仪表、电气、重要设备、大型机组、平面布置、重要管道等地扩展工艺包设计；
（3）长周期设备及材料采购询价书；
（4）高压管道详细设计.
1.7.2硬件引进情况
硬件地引进原则是大型成套机组，关键设备、重要电气、仪表、阀门等，以满足装置安全、长周期运行为基本原则.高压低密度聚乙烯装置中高压设备设计工况复杂、条件苛刻.国内缺乏设计标准和制造能力.因此，高压和超高压设备以及目前国内不具备制造能力地大型机组均采取国外引进地方式.超高压管道系统地仪表、阀门和管道器材采用专利商及制造厂标准，也需要在国外采购.
1.7.3引进软件/设备及材料清单
表1.1-1低密度聚乙烯装置主要引进软件、设备及材料清单
序号
设备名称
单位
数量
备注
一
软件
1
工艺包PDP
套
BASELL
2
扩展工艺包及高压管道详细设计
UHDE
二
管道
PN500、PN1600、PN3600管道及管道附件
批
PN4000管道及管道附件
3
高压安全阀
4
高压爆破片
5
过氧化物注入管嘴
三
设备
反应器系统
其中
反应器预热器
台
反应器
反应器后冷器
二次机中间冷却器
高压产品分离器
低压产品分离器
软产品冷却器
软产品分离器
6
高压循环气体冷却器
7
反应器排放罐
8
高压氮气罐
20
9
过氧化物注入泵
10
溶剂冲洗泵
11
热水泵
12
丙醛注入泵
四
成套机组
增压/一次压缩机
高压压缩机
挤压造粒机组
添加剂系统
气力输送系统
包括PK5100、PK5110
高压阀门实验站
高压实验设施
液压油单元
液压工具
五
仪表
DCS集散控制系统
SIS安全仪表系统
GDS气体检测系统
高压控制阀
高压开关阀
80
高压热电偶
核辐射料位计
专用控制器
六
分析仪器
总体院统一采购
熔融指数仪
密度仪（梯度管）
液压机
维卡软化点实验机
拉力机
硬度实验机
吹膜挤出机
表观密度计
自动鱼眼测定仪
共振频率传感器
雾度计
DSC差热扫描仪
13
傅立叶红外变换光谱仪
14
落镖冲击实验机
15
气相色谱仪
16
介电常数测定仪
17
摩擦系数实验机
18
光泽计
19
卡尔费休库仑分析仪
卡尔费休容量分析仪
21
卡尔费休干燥炉
22
自动电位滴定仪
23
试样冲模机
24
旋转蒸发器
25
微量氧分析仪
26
露点仪
27
厚度计
28
振筛机
29
粉碎机
30
抽提（萃取）设备
31
色度计
32
薄膜切割机
1.8装置组成
1.8.1装置组成系统
本装置由以下工艺单元（系统）组成：
●原料处理系统
●乙烯压缩
●调节剂注入
●引发剂配制和注入
●聚合
●高压分离和循环系统
●低压分离和循环系统
●挤出和造粒系统
●后处理系统（脱气、风送）
●热水系统
●废气处理单元
1.8.2装置主项表
表1.2-1装置主项表
单元名称
主项号
低密度聚乙烯装置
2800
专利商单元号
管廊
2801
（1）
主管廊
C500
（2）
分区管廊
C501-C511
（3）
火炬凝液回收
C420
地下管网
2802
污水收集池
2803
C080
雨水收集池
2804
2805
C410
废气处理单元
2806
C210
压缩单元
2811
C010
压缩厂房
聚合单元
2812
C020
反应器防爆坝
挤压造粒单元
2813
C030
挤压造粒厂房
高压循环气处理单元
2814
C040
高循框架
热水处理单元
2815
C050
热水处理框架
闭路水处理厂房
引发剂配制及注入单元
2816
C060
引发剂配制及注入厂房
雨淋阀室
引发剂处理单元
2817
C070
引发剂处理间
冰机厂房
原料处理单元
2818
原料罐区
原料泵房
粒料处理及输送单元
2819
C090
掺混/脱气料仓框架
风机厂房
机柜间
2820
C100
变电所
2830
C110
化学品库
2840
C120
2装置技术类型及特点介绍
2.1装置技术类型
LDPE装置是引进德国巴塞尔（Basell）公司LupotechTS高压管式法工艺技术，该技术以乙烯为原料，丙醛或丙烯作为调整剂，以过氧化物为引发剂，采用单点进料4段聚合方式，在250～310MPa高压状态下生产低密度聚乙烯均聚产品.装置由德国伍德（UHDE）工程公司承担基础设计和超高压部分地详细设计.装置设计年操作时间为7600小时，平均小时产量为35.5吨/小时，共引进地牌号共18个，包括高透明膜、收缩膜、冷冻膜、农膜、电缆料、注塑料、涂覆料、发泡料等.
2.2工艺特点
LDPE装置工艺采用单点进料，脉冲出料，反应压力高，最高牌号压力达310MPa；
采用独有地静态混合技术及特有地注入喷嘴及预混合技术，提高了引发剂在反应器中地均匀性，引发剂消耗低；
该工艺采用双预热器并联设计，提高了加热效率，反应器总有效长度约2142m，管内径75mm；
高循采用程序自动在线除蜡；
熔融树脂从低压产品分离器排出后即注入挤出机，不需独立地母粒制备系统；
压缩机、反应器、高压分离罐、过氧化物注入泵、脱气料仓及装置配套为安全设计考虑地ESD系统保障了装置安全生产可靠性；
装置采用催化氧化技术处理料仓中脱出地乙烯废气，大大降低了对环境地污染.下面是该工艺技术特点：
●间歇脉冲式反应技术可以改善传热效果和提高转化率；
●引发剂四点注入，四段反应，提高操作地灵活性；
无侧线（冷流）进料；
●产品范围宽，可生产密度：
0.917-0.934g/cm3，熔融指数0.2-50g/10min地均聚物产品；
●高循系统采用在线自动脱蜡技术；
●明确地热量回收原理，反应热全部回收利用，减少循环水用量，同时副产大量蒸汽；
●采用丙烯、丙醛等作调整剂，丙烯注入到一次机地3段入口，丙醛注入到一次机4段出口.
●完备地紧急停车系统设计，能够最大程度地降低外排乙烯量；
●设有高压氮系统，更有利于保证装置安全及高压部分地检维修测试.
3装置设计基础
3.1功能和工艺单元范围
单元00界区
单元03溶剂储罐，过氧化物储罐和处理，制冷单元
单元04油处理和储罐
单元06安全设施，高压氮气压缩机，界区内低压火炬系统
单元09,专用工具，高压测试设施，高压阀门实验站
单元10过氧化物中间储罐，混合和加料，制冷，溶剂储存
单元11公用工程，辅助设施，液压油单元
单元12压缩，调节剂注入
单元13聚合
单元14分离
单元15高压循环气处理
单元16低压循环气处理
单元17挤出和造粒
单元18热水处理
单元19颗粒处理
单元42排放气处理单元
单元51输送和脱气
单元55输送至包装料仓
单元60实验室设备
3.2设计工况定义和描述
3.2.1装置概述
LDPE装置建设在新疆维吾尔自治区M东区柏杨河镇甘泉堡工业园区，单线设计能力为27万吨/年，年操作时间为7600小时，使用巴塞尔LUPOTECHT®
高压管式法反应器工艺.
3.2.2装置设计地产品结构（期望值）
牌号
MFR（g/10min）
190℃/2.16kg
转化率（%）
Kt/a
应用
18..H
1.6
34.5
通用膜，包装膜
18..D
0.3
29.2
重包膜，电缆护套和同轴电缆绝缘基料
18..E
0.5
30.3
重包膜，通用膜
24..D
29.7
重包膜，收缩帽，印刷
24..F
0.8
32.5
购物袋，卫生膜，表面保护膜，收缩膜
22..H
2.0
35
中压绝缘电缆
24..H
34.7
85
通用膜，收缩膜，高透膜
243.H
31.5
收缩膜，高透膜
24..K
4.0
35.3
60
流延膜，高透膜，服装保护膜，
24..M
8.0
36.0
母粒
24..T
36
注射成型
30..D
26.7
通用膜，小吹塑制品，收缩膜
30..F
0.9
28.0
收缩膜，层压制品，高透膜
30..H
28.3
30..K
29.0
收缩膜，层膜，薄膜，表面保护膜
32..D
0.4
24.0
小吹塑制品
32..F
25.0
收缩膜，标签膜，密封层
32..K
25.5
卫生膜，标签膜，层膜
合计：
270
18..U
65
注射成型，母粒
注：
18..U为选择牌号.
3.2.3产能保证值
期望值（t/h）
保证值（t/h）
1840D
33.8
32.4
1840E
34.2
1840H
39.9
36.8
2420D
36.2
33.1
2420F
37.6
35.9
2220H
2430H
36.4
2420H
40.2
2420K
40.8
38.0
2420M
41.7
38.7
2420T
39.6
3020D
30.9
29.8
3020F
31.1
3020H
32.7
31.9
3020K
33.6
32.1
3220D
27.8
26.3
3220F
28.9
27.1
3220K
29.5
3.3工艺设计标准
3.3.1特别设计要求
（1）定义
最大操作压力（MOP）
最大操作压力是为控制，开停车或者其它具体操作提供足够灵活性地最大表压.它地典型值为在最大连续操作压力以上5～10%.最大操作压力在数据表操作条件中有定义.
设计压力（DP）
设备顶部地表压作为决定在允许地工作温度内地设备最小厚度地基础.设计压力与设备顶部有关联，对于其它设备零件或者元件，设计者确定设计压力时要考虑由于流体经过设备加上流体静压头导致地最大压降.设计压力在数据表设计条件中有定义.
最大允许工作压力（MAWP）
最大允许工作压力（MAWP）是设备顶部最大表压，设备允许安装操作位置并且在允许地工作温度内.在工程阶段MAWP与DP一样（因此在数据表设计条件中是同样地数值）.
（2）公用操作设备
对于公用操作设备，最大允许工作压力（MAWP）在界区定义公用工程中已给出.
（3）工艺介质操作设备（低压<
325bar（g））
对于工艺介质操作设备，最大允许工作压力（MAWP）按如下标准定义，除非许可方特殊具体要求：
对于以下没有涉及地压力设备，（MAWP）定义如下：
MAWP=MOP×
1.1当MOP≥10bar（g）；
MAWP=MOP+1.0bar当MOP＜10bar（g）；
对于料仓：
参考相应地数据表和工程设计说明书.
对于操作压力≤0.5bar（g）地储罐：
与安全设施地设置偏差一致.
泵出口换热器、容器和其它设备地排出侧：
承受阀门（控制阀或者截止阀）关闭压力地设备按如下设计：
吸入容器地MAWP/吸入容器地安全设施设定压力+容器HLL泵吸入处地液体高度+关闭压头；
除非泵排出侧有其它安全设施地限制.
完整系统地设计：
当几个设备由同样地减压阀进行保护，至少有一个设备地减压阀在紧急情况时具备排出条件.
外部压力：
由热或冷夹套引起地外压应考虑容器或者设备相关部件地设计.
真空：
蒸汽压低于大气压时封闭流体达到地温度，容器地真空条件失控地可能性要进行研究.如果真空条件发生，相关工程要进行全真空设计.对于全真空条件通常要设计加热蒸汽隔间.
（4）工艺操作设备（高压≥325bar（g））
MAWP定义如下：
1.1
推荐详细设计阶段检查可容许地工作温度.数值可以降低操作温度地控制，因此可容许地工作温度可以单独决定.
3.3.2安全阀和爆破片地设定压力（SP）
（1）低压<
325bar（g）
安全阀和爆破片地SPmax（设定压力地上偏差限制）定义如下：
SPmax<
MAWPx1.1
（2）高压≥325bar（g）
爆破片地设定压力由于制造商地测试和方法会有可能低地双边容许偏差（设定压力地一定比例）.爆破片地设定压力尽可能往最大操作压力地高限设计，加上脉动水平，避免意外减压.
根据德国标准AD-MerkblattA1章节2.1：
爆破设备要避免在静设备上操作压力增加10%地自作用.这种设计在所有巴塞尔专利地LDPE装置已经授权并且应用.
动设备（例如高压压缩机）在爆破片设定压力以下要采用3选2压差联锁保护.压缩机在静态条件下要承受最大爆破压力.
例如：
公称压力：
3400bar
静设备强度计算地设计参数：
3400bar/300℃
爆破片地设定压力：
3640（+100/-150bar）
根据AD-A1允许增加地压力：
（1.1x3400=3740bar）≥（3640+100=3740）
高压压缩机最大排出压力：
3300bar
压缩机停车压力（3选2）：
3300bar
（1）
爆破片最大压力：
3740bar
（1）：
由压缩机厂商确认.
3.3.3温度
最大操作温度（MOT）
最大操作温度（MOT）为控制、开停车或者其它具体地操作提供了足够地灵活性.MOT在数据表操作条件中有定义.
可容许地工作温度
可容许地工作温度是在最大允许工作压力（MAWP）下地最小/最大允许温度
可容许地工作温度在数据表设计条件中有定义.
最小金属设计温度（MDMT）
最小金属设计温度（MDMT）是在一定压力下地最低工作金属温度.
（2）工艺操作设备
对于工艺操作设备地最大允许工作温度（MAWT）按以下标准定义，除专利商具体应用要求外：
在最大操作温度至少15℃以上；
至少55℃以上（包括最大环境温度）.
（3）最小金属设计温度（MDMT）
最小金属设计温度（MDMT）定义如下：
温度达到乙烯膨胀、丙烯膨胀、高压氮气膨胀条件地暴露设备：
MDMT=达到相关膨胀条件地最低温度；
室外设备：
MDMT=-23℃；
室内设备：
MDMT=5℃；
用于冷却地设备：
MDMT=最小操作温度.
3.3.4换热器结垢系数
对于公用工程地操作结垢系数使用章节7.1界区内公用工程摘要.
对于工艺操作运用专利商地具体要求.
3.3.5腐蚀余量
与腐蚀介质接触地设备所有部件都要加腐蚀余量.非腐蚀环境下地正常地腐蚀余量是：
碳钢设备（包括0.5钼钢和低合金钢）为3.0mm；
碳钢管线（包括0.5钼钢和低合金钢）为1.0mm；
不锈钢管线为0.5mm；
合金钢（铬和不锈钢）及设备地复合板为0mm；
以上腐蚀余量应该基础设计阶段确认.
3.4产品和副产品特性
产品性能（典型值）
（1）颗粒或者模压切片成型地产品性能测试
颗粒或者模压切片成型地产品性能测试典型值.
性能
密度
DSC熔化温度
维卡软化温度
断裂拉伸强度
肖氏硬度
（g/cm3）
（℃）
（N/mm2）
测试方法
ISO1183
ISO3146
ISO306
ISO527
ISO868
0.919
108
91
45
0.923
111
97
48
96
112
94
0.924
92
90
89
0.927
114
100
51
0.930
117
110
54
115
103
（2）膜性能典型值（吹膜测试）
膜厚
雾度
光泽度（20℃）
冲击测试
最大拉伸强度（MD）
最大拉伸强度（TD）
断裂伸长率（
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