ldpe装置理论知识培训教材工艺分册

烯烃生产中心理论基础知识培训教材高压聚乙烯装置工艺分册烯烃生产中心编写二零一三年六月编制人员0供培训用凌云志、吕海蛟、林海郭晓东版次说明编制人审核人批准人批准日期编制部门烯烃生产中心发布日期实施日期编号SXCCC-04-T-017适用范围中国神华煤制油化工有限公司新疆煤化工分公司本文件知识产权属神华新疆煤化工分公司所有，未经授权许可或批准，不得对公司以外任何组织或个人提供；任何外部组织或个人擅自获取、使用、转让文件的行为均属侵权。本文件由文件编制部门负责解释。

目录目录 31装置概述 11.1装置规模 11.2生产班制和定员 11.3装置建设性质 11.4装置位置及占地 11.5装置布置原则 11.6辅助设施设置情况 21.7软/硬件引进和国产化情况 21.7.1软件引进情况 21.7.2硬件引进情况 31.7.3引进软件/设备及材料清单 31.8装置组成 61.8.1装置组成系统 61.8.2装置主项表 62装置技术类型及特点介绍 82.1装置技术类型 82.2工艺特点 83装置设计基础 93.1功能和工艺单元范围 93.2设计工况定义和描述 93.2.1装置概述 93.2.2装置设计的产品结构（期望值） 103.2.3产能保证值 103.3工艺设计标准 113.3.1特别设计要求 113.3.2安全阀和爆破片的设定压力（SP） 133.3.3温度 133.3.4换热器结垢系数 143.3.5腐蚀余量 143.4产品和副产品特性 153.5原材料/添加剂/催化剂和消耗物质的特性和消耗量规格 163.6公用工程特性 223.6.1界区内公用工程 223.6.2规格 243.7防护措施 263.7.1防冻 263.7.2腐蚀保护 263.8规范和标准 263.8.1HSE设计 263.8.2工艺过程 263.8.3设备和旋转机械 263.8.4仪表/自动化工程 263.8.5电气工程 273.8.6管道 273.8.7装置设计和土建工程 274工艺基本原理 274.1反应机理 274.2主要影响因素 294.3原料中杂质对聚合反应的影响 304.4温度/压力等对产品质量的影响 305工艺流程说明 315.1增压机/一次机 315.2二次机 325.3引发剂配制和注入 335.3.1溶剂日储存 345.3.2IBC日储存 345.3.3过氧化物配制 355.3.4过氧化物注入 365.3.5冲洗 375.3.6注入管线和管嘴冲洗 375.3.7过氧化物安全坑 385.4调节剂系统 385.4.1丙醛加入系统 385.4.2丙烯加入系统 395.4.3空气（TA）加入系统 405.5聚合 405.5.1反应器 405.5.2反应器放空系统 425.6分离 435.7高压循环气系统 445.8低压循环气系统 455.9挤压与粒料处理 475.9.1主挤压机与切粒机 475.9.2主挤压机热水系统 485.9.3主挤压机电机与齿轮箱 485.9.4添加剂注入 485.9.5粒料处理 505.10热水系统 515.10.1概述 515.10.2低压热水系统 515.10.3中压热水系统 525.10.4热水系统和凝液系统 535.10.5内部冷媒系统 545.10.6后冷器热水系统 545.10.7高压/中压/低压蒸汽和凝液系统 555.11气力输送与脱气 565.11.1V5103到V5101A-H稀相输送 565.11.2脱气系统 575.12低压火炬系统 585.13废油储存 595.14液压油单元 605.15高压和低压氮气系统 615.16仪表风和仪表风缓冲罐 626关键工艺指标 627产品/原材料/三剂辅材技术规格 637.1产品技术规格 637.1.1装置设计的产品结构（期望值） 637.1.2产品性能（典型值） 647.1.3膜性能典型值（吹膜测试） 647.2原材料技术规格 657.2.1聚合级乙烯 657.2.2聚合级丙烯 657.3三剂辅材技术规格 667.3.1丙醛 667.3.2溶剂 667.3.3爽滑剂 677.3.4开口剂 677.3.5抗氧剂1076 677.3.6过氧化物 678界区条件和物料平衡 698.1界区条件 698.2物料平衡 718.2.1锅炉水/中压蒸汽/副产低低压蒸汽/凝结水平衡图 718.8.2装置工艺物料进出平衡方块图 728.2.3装置污水分类/供水和排放方块图 738.2.4装置排放火炬的物料分类/参数/组份 739同类装置主要运行问题及改进措施 739.1运行问题 739.2技术改进措施 761装置概述1.1装置规模生产规模：27万吨/年LDPE树脂颗粒产品：LDPE均聚物产品生产线数量：一条操作方式：连续操作年操作时间：7600小时1.2生产班制和定员四班倒运转装置定员53人，其中生产工人45人，辅助工人2人，技术人员3人，管理人员3人。1.3装置建设性质该装置为新建装置。1.4装置位置及占地27万吨/年低密度聚乙烯装置是神华新疆68万吨/年煤基新材料项目中的一个工艺装置。布置在新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市甘泉堡工业区。装置西侧是聚丙烯装置，北侧为低密度聚乙烯装置的包装及成品库房，南侧为全厂罐区，东侧为预留与PP/PE装置联合控制室。低密度聚乙烯装置采用独立布置方式。装置的占地为规则形状，东西向宽190m，南北向长为250m，占地47500㎡。1.5装置布置原则1.5.1装置内设备的布置满足《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008和《石油化工工艺装置布置设计规范》SH3011-2011的有关要求和规定。1.5.2为与厂区总平面布置协调，将所有相关的设备、建构筑物及变电所都布置在一个整体区域内，采用顺流程及同类设备适当集中的原则由南向北进行布置，以节省投资。1.5.3考虑该装置受全年最小频率风向的影响，尽可能避免因风向引起的火灾及污染。1.5.4对该装置进行综合考虑，布置了供操作、维修、施工、消防、疏散所需的通道、场地和空间；1.5.5考虑对装置内操作人员经常操作、维护、调节、检查的工作场所，距坠落基准面高差超过2m的，且有坠落危险的场所，配置平台及防坠落栏杆、安全盖板等；1.5.6考虑对装置内需要维修的设备提供必要的维修场地，考虑对大型设备的施工、安装提供必要的空间，如压缩机、挤压造粒机、反应器、热水储罐等，均考虑了维修和安装空间。1.5.7装置内主要车行通道与工厂道路衔接。主要车行通道、消防通道、检修通道的基本宽度为6m。道路路肩上管架与路面边缘净距均不小于1m，路面上的净高不小于4.5m，能够保证道路的畅通。1.5.8考虑对装置主要操作点和巡检路线提供较宽的通道，对经常上下的梯子均采用斜梯，梯子角度不大于45°，确保路线畅通。1.6辅助设施设置情况1.6.1装置内设置有机柜间、变电所、化学品库（用于添加剂和润滑油等非甲类化学品储存）、高压阀门试验站、生产污水收集池和雨水收集池等辅助生产设施。1.6.2产品包装料仓和包装库房布置在装置界区外的北侧，由总体院负责设计。1.6.3装置内不设置独立的控制室、化验室、办公室和维修间。以上辅助设施由全厂统一设置。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）低密度聚乙烯装置的工艺包设计；（2）除现场机柜间和变电所等辅助设施以外工艺单元的工艺、仪表、电气、重要设备、大型机组、平面布置、重要管道等的扩展工艺包设计；（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硬件引进情况硬件的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的大型机组均采取国外引进的方式。超高压管道系统的仪表、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1BASELL2扩展工艺包及高压管道详细设计套1UHDE二管道1PN500、PN1600、PN3600管道及管道附件批12PN4000管道及管道附件批13高压安全阀批14高压爆破片批15过氧化物注入管嘴批1三设备1反应器系统套1其中反应器预热器台2反应器台4反应器后冷器台1二次机中间冷却器台22高压产品分离器台13低压产品分离器台14软产品冷却器台15软产品分离器台16高压循环气体冷却器台57反应器排放罐台18高压氮气罐台209过氧化物注入泵台510溶剂冲洗泵台111热水泵台412丙醛注入泵台2四成套机组1增压/一次压缩机套12高压压缩机套13挤压造粒机组套14添加剂系统套15气力输送系统套1包括PK5100、PK51106高压阀门试验站套17高压实验设施套18液压油单元套19液压工具套2五仪表1DCS集散控制系统套12SIS安全仪表系统套13GDS气体检测系统套14高压控制阀套25高压开关阀套806高压热电偶批17核辐射料位计套128专用控制器套2六分析仪器总体院统一采购1熔融指数仪台32密度仪（梯度管）台13液压机台14维卡软化点试验机台15拉力机台16硬度试验机台17吹膜挤出机台18表观密度计台19自动鱼眼测定仪台110共振频率传感器台111雾度计台112DSC差热扫描仪台113傅立叶红外变换光谱仪台114落镖冲击试验机台115气相色谱仪台416介电常数测定仪台117摩擦系数试验机台118光泽计台119卡尔费休库仑分析仪台120卡尔费休容量分析仪台121卡尔费休干燥炉台122自动电位滴定仪台123试样冲模机台124旋转蒸发器台125微量氧分析仪台126露点仪台127厚度计台328振筛机套129粉碎机台130抽提（萃取）设备台231色度计台132薄膜切割机台11.8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装置主项表序号单元名称主项号低密度聚乙烯装置2800专利商单元号1管廊2801（1）主管廊C500（2）分区管廊C501-C511（3）火炬凝液回收C4202地下管网28023污水收集池2803C0804雨水收集池2804C0805高压阀门试验站2805C4106废气处理单元2806C2107压缩单元2811C010（1）压缩厂房8聚合单元2812C020（1）反应器防爆坝9挤压造粒单元2813C030（1）挤压造粒厂房10高压循环气处理单元2814C040（1）高循框架11热水处理单元2815C050（1）热水处理框架（2）闭路水处理厂房12引发剂配制及注入单元2816C060（1）引发剂配制及注入厂房（2）雨淋阀室13引发剂处理单元2817C070（1）引发剂处理间（2）冰机厂房14原料处理单元2818C210（1）原料罐区（2）原料泵房15粒料处理及输送单元2819C090（1）掺混/脱气料仓框架（2）风机厂房16机柜间2820C10017变电所2830C11018化学品库2840C1202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的详细设计。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，共引进的牌号共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；采用独有的静态混合技术及特有的注入喷嘴及预混合技术，提高了引发剂在反应器中的均匀性，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，不需独立的母粒制备系统；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的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的乙烯废气，大大降低了对环境的污染。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，提高操作的灵活性；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的均聚物产品；高循系统采用在线自动脱蜡技术；明确的热量回收原理，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，丙烯注入到一次机的3段入口，丙醛注入到一次机4段出口。完备的紧急停车系统设计，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的检维修测试。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米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装置设计的产品结构（期望值）牌号MFR(g/10min)190℃/2.16kg转化率(%)Kt/a应用18..H1.634.515通用膜，包装膜18..D0.329.24重包膜，电缆护套和同轴电缆绝缘基料18..E0.530.34重包膜，通用膜24..D0.329.74重包膜，收缩帽，印刷24..F0.832.513购物袋，卫生膜，表面保护膜，收缩膜22..H2.034.535中压绝缘电缆24..H2.034.785通用膜，收缩膜，高透膜243.H2.031.58收缩膜，高透膜24..K4.035.360流延膜，高透膜，服装保护膜，24..M8.036.010母粒24..T3636.010注射成型30..D0.326.74通用膜，小吹塑制品，收缩膜30..F0.928.04收缩膜，层压制品，高透膜30..H2.028.34收缩膜，层压制品，高透膜30..K4.029.04收缩膜，层膜，薄膜，表面保护膜32..D0.424.02小吹塑制品32..F0.925.02收缩膜，标签膜，密封层32..K4.025.52卫生膜，标签膜，层膜合计：27018..U6536注射成型，母粒注：18..U为选择牌号。3.2.3产能保证值牌号期望值(t/h)保证值(t/h)1840D33.832.41840E35.334.21840H39.936.82420D36.233.12420F37.635.92220H39.937.62430H36.435.32420H40.237.62420K40.838.02420M41.738.72420T41.739.63020D30.929.83020F32.431.13020H32.731.93020K33.632.13220D27.826.33220F28.927.13220K29.527.83.3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的最大表压。它的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)设备顶部的表压作为决定在允许的工作温度内的设备最小厚度的基础。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的最大压降。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的工作温度内。在工程阶段MAWP与DP一样（因此在数据表设计条件中是同样的数值）。（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：对于以下没有涉及的压力设备，(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：参考相应的数据表和工程设计说明书。对于操作压力≤0.5bar(g)的储罐：与安全设施的设置偏差一致。泵出口换热器、容器和其它设备的排出侧：承受阀门(控制阀或者截止阀)关闭压力的设备按如下设计：吸入容器的MAWP/吸入容器的安全设施设定压力+容器HLL泵吸入处的液体高度+关闭压头；除非泵排出侧有其它安全设施的限制。完整系统的设计：当几个设备由同样的减压阀进行保护，至少有一个设备的减压阀在紧急情况时具备排出条件。外部压力：由热或冷夹套引起的外压应考虑容器或者设备相关部件的设计。真空：蒸汽压低于大气压时封闭流体达到的温度，容器的真空条件失控的可能性要进行研究。如果真空条件发生，相关项目要进行全真空设计。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：MAWP=MOP×1.1推荐详细设计阶段检查可容许的工作温度。数值可以降低操作温度的控制，因此可容许的工作温度可以单独决定。3.3.2安全阀和爆破片的设定压力（SP）（1）低压<325bar(g)安全阀和爆破片的SPmax(设定压力的上偏差限制)定义如下：SPmax<MAWPx1.1（2）高压≥325bar(g)爆破片的设定压力由于制造商的测试和方法会有可能低的双边容许偏差(设定压力的一定比例)。爆破片的设定压力尽可能往最大操作压力的高限设计，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%的自作用。这种设计在所有巴塞尔专利的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静设备强度计算的设计参数：3400bar/300℃爆破片的设定压力：3640(+100/-150bar)根据AD-A1允许增加的压力：(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（1）定义最大操作温度(MOT)最大操作温度(MOT)为控制、开停车或者其它具体的操作提供了足够的灵活性。MOT在数据表操作条件中有定义。可容许的工作温度可容许的工作温度是在最大允许工作压力(MAWP)下的最小/最大允许温度可容许的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)是在一定压力下的最低工作金属温度。（2）工艺操作设备对于工艺操作设备的最大允许工作温度(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、高压氮气膨胀条件的暴露设备：MDMT=达到相关膨胀条件的最低温度；室外设备：MDMT=-23℃；室内设备：MDMT=5℃；用于冷却的设备：MDMT=最小操作温度。3.3.4换热器结垢系数对于公用工程的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的具体要求。3.3.5腐蚀余量与腐蚀介质接触的设备所有部件都要加腐蚀余量。非腐蚀环境下的正常的腐蚀余量是：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)及设备的复合板为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的产品性能测试 颗粒或者模压切片成型的产品性能测试典型值。牌号性能密度DSC熔化温度维卡软化温度断裂拉伸强度肖氏硬度单位(g/cm3)(℃)(℃)(N/mm2)(N/mm2)测试方法ISO1183ISO3146ISO306ISO527ISO8681840D0.919108919451840E0.919108919451840H0.919108919452420D0.9231119711482420F0.9231119611482220H0.9231119611482430H0.9231129711482420H0.9231119411482420K0.9241119211482420M0.9241119011482420T0.9241118911483020D0.92711410013513020F0.92711410013513020H0.92711410013513020K0.9271149713513220D0.93011711013543220F0.93011711013543220K0.9301151031354（2）膜性能典型值(吹膜测试)牌号性能膜厚雾度光泽度(20℃)冲击测试最大拉伸强度(MD)最大拉伸强度(TD)断裂伸长率(MD)断裂伸长率(TD)弹性模量单位(μm)(g)(MPa)(MPa)(%)(%)N/mm2测试方法ASTMD1003ASTMD2457ASTMD1709ISO527ISO527ISO527ISO527ISO5271840D70＜15＞1025027202006002001840E70＜12＞1020026172006002001840H50＜11＞2012027172006002002420D70＜11＞2023027202006002502420F50＜7＞4013026203006002502430H50＜5.5＞6011026182506002302420H50＜6.5＞5011026182506002502420K50＜7＞6010022153006002503020D70＜8＞3518028213006002503020F50＜6＞4012027193006003003020H50＜6＞7011025183506003003020K50＜6＞10010020153506003003220F50＜5＞9010030234207504003220K50＜7＞90902216500600400注：产膜条件：口膜直径80mm；间隙0.8mm；吹胀比1:2；产量20~25kg/h；熔化温度180℃(MFR＜1g/10min)，150℃(MFR＞1g/10min)。3.5原材料/添加剂/催化剂和消耗物质的特性和消耗量规格（1）聚合级乙烯组分单位专利商典型要求买方规格乙烯%byvol.99.95最小99.95甲烷+乙烷ppmbyvol.500最大500氢气ppmbyvol.5最大5C3及以上组分ppmbyvol.10最大20乙炔ppmbyvol.2最大2一氧化碳ppmbyvol.0.5最大2二氧化碳ppmbyvol.5最大5氧气ppmbyvol.1最大2含硫化合物ppmbywt.1最大1水ppmbyvol.1最大5溶剂(例如甲醇)ppmbyvol.5最大10羰基硫化物ppbbyvol20最大20含氧化合物ppmbyvol1最大1含氮化合物ppmbyvol.1最大1氯化物ppmbyvol.1最大1丙二烯+丙炔ppmbyvol.5最大5氮气+氩ppmbyvol.10最大10砷化物(例如氢化砷)ppmbyvol.no最大0.03醛和酮ppmbyvol.2最大2界区管道供应条件：性质单位操作机械设计最小正常最大压力MPa(g)3.13.33.54.5温度°C102540-45/80状态气态（2）聚合级丙烯组分单位专利商典型要求买方规格Propylene丙烯%byvol.99.5最小99.6氢气ppmbyvol.20最大20丙烷%byvol.0.5最大平衡N2+CH4+N2+Arppmbyvol.100最大100乙烷ppmbyvol.200最大200C4、C5饱和烃类ppmbyvol.200最大平衡乙烯ppmbyvol.100最大50丁烯ppmbyvol.100最大10戊烯ppmbyvol.10最大10乙炔ppmbyvol.5最大2丙炔ppmbyvol.3最大5丙二烯ppmbyvol.5最大5丁二烯ppmbyvol.50最大5绿油(C4~C6)ppmbyvol.20最大20氧气ppmbyvol.2最大5一氧化碳ppmbyvol.0.03最大2二氧化碳ppmbyvol.5最大5硫化羰ppmbyvol.0.02最大0.1硫ppmbywt.1最大1甲醇ppmbyvol.5最大10异丙醇ppmbyvol.15最大15氨ppmbywt.5最大5水ppmbywt.2最大10界区管道供应条件：性质单位操作机械设计最小正常最大压力MPa(g)2.32.52.73.6温度°C环境温度-45/80状态液态（3）丙醛组分单位专利商典型要求买方规格丙醛%bywt.99.5%最小99.5%水%bywt.0.2最大0.2酸度MgKOH/g2最大2色度ApHa15最大15密度kg/m3803803界区管道供应条件：性质单位操作机械设计最小正常最大压力MPa(g)0.250.30.41.0温度°C环境温度-15/80状态液态（4）溶剂(合成石蜡油)组分单位专利商典型要求买方规格硫ppm1最大1状态无色透明溶液无色透明溶液芳烃ppm50最大50密度(15°C)kg/m3777777粘度(ASTMD455)mPa.s1.381.38耐火指数(20°C)DIN531691.431.43溴值mgBr2/kg150max.150沸程(DIN51751)°C1795%vol179192End192残留固体mg/100cm31最大1水ppm50最大50中和数值MgKOH/g0.02最大0.02过氧化物ppm2最大2自燃温度°C350最小350色度(Seybold)ASTMD1563030闪点(DIN51755)°C45~49(专利商)45~49(专利商)合适的溶剂厂商：Ineos(Isododecane)，Idemitsu(IP1620,IPclean)，Exxon(IsoparHexUS)。界区管道供应条件：性质单位操作机械设计最小正常最大压力MPa(g)0.30.350.40.8温度°C环境温度90状态液态（5）爽滑剂芥酸酰胺单位专利商典型要求买方规格酰胺含量%wt>98最小>98灰分含量%wt0.01最大0.01熔点℃78-8178-81碘值gI/100g75-8075-80酸值mgKOH/g10最大10色度10最大10闪点℃225225被认可的供货商为Croda、Crompton、Chemtura、Akzo。界区供应为25kg袋装。（6）开口剂30%SiO2(2)+70%LDPE单位专利商典型要求买方规格灰分含量+1.5%bywt.3030MFI(1)(190/2.16)g/10min3.6~4.43.6~4.4干燥期间失重

(在105°C下1小时)%bywt.0.150.15堆积密度kg/m3500~600500~600基础树脂密度kg/m3918~924918~924注：(1)MFI参考LDPE基础材料。(2)使用SiO2硅藻土263。界区供应为25kg袋装。（7）抗氧剂1076别名：十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-羟苯基)-丙酸酯分子式：C35H62O3外观：白色结晶粉末熔点：50～55℃界区供应为25kg袋装。（8）过氧化物引发剂规格使用IBC。过氧化物类型PX1PX2PX3PX4单位TBPPITBPEHTBPINDTBPIBC中过氧化物含量40506075%wt.SADT25405575°C储存温度-20~-5-30~10-20~25-30~40°C密度780900795775kg/m3粘度5.2@-10°C5.1@-5°C4.4@5°C2.9@15°CmPasPX有机和无机可水解氯化物/可皂化氯化物游离酸含量水含量TBHP色度[Pt-Co]1<50ppm-<800ppm<500ppm<202<50ppm<1000ppm<1500ppm<500ppm<203<100ppm-<1500ppm<1000ppm<504<100ppm<1000ppm<1500ppm<750ppm<30PX1：TBPPI(过氧化特戊酸叔丁脂)PX2：TBPEH(过氧化-2-乙基己酸叔丁酯) PX3：TBPIN(过氧化基-3，5，5-三甲基己酸叔丁酯)PX4：DTBP(二叔丁基过氧化物)合格供货商：AkzoNobel、UnitedInitiators、Arkema和Pergan(仅有DTBP)。数据需要由最终用户选择的供货商进行确认。供货形式为IBC。供货商推荐的运输和储存方法应严格执行。（9）一次机和二次机润滑油一次机气缸润滑油：推荐TOTALORITESDS270二次机气缸润滑油：TOTALORITESDS270二次机冷却冲洗油：根据ISOVG100标准的纯白油(例如(仅有DTBP)最终选取的润滑油需要供货商同意。（10）液压油密度(15°C)885kg/m3粘度(40°C)46mm2/s流点-30℃硫酸盐灰分最大0.01wt%（11）除氧剂(用于低压和中压热水)Elimin-ox(纳尔科公司商标名)，一种低粘度、干净的氨基衍生物溶液用于热水系统除氧剂，避免氧腐蚀。其它的适合当地法规的化学品也可以使用。（12）磷酸三钠(用于低压和中压热水及切粒水)分子量164.0g/mol熔点73℃密度1620kg/m3在水中溶解度121g/l颜色白色气味无味含有40%P2O5的磷酸三钠用于热水系统的pH值调整剂。3.6公用工程特性3.6.1界区内公用工程序号名称代号压力(bar)温度(℃)结垢系数(m2K/W)界区可用最小正常最大设计最小正常最大设计1高压蒸汽,过热(12)HPS384144FV/48.43904204404600.00015(10)X(1)2高压蒸汽,饱和(2)HPS35.538.544FV/48.42452602682850.00015(10)3高压凝液(3)HPC3.54.044FV/48.41481522582804中压蒸汽(4)MPS6.010.614.6FV/171701902002150.00015(10)5中压凝液(3)MPC3.04.514.6FV/171431552002156低压蒸汽(5)LPS3.04.55.0FV/6.01431651801950.00015(10)7低压凝液(3)LPC2.02.05.0FV/6.01051051801958中压热水给水(6)HWM32.9FV/421701902002300.0002(11)9热水给水(7)HW11.611.61619901051551700.0002(11)10冷却水给水CWS4.04.58.030600.000344(10)X(1)11冷却水回水(7)CWR2.02.58.040600.000344(10)12冷媒(7)CM1416192035451200.0002(11)13冷流(7)CF4.04.56.08.0-515-10/800.0002(11)14锅炉给水(13)BFW7.08.01012.5100104110120X(1)15脱盐水DW5.06.08.012amb80X(1)16生活水DRW4.08.0amb80X(1)17消防水FW8.0111114amb80X(1)18工业水PW4.08.0amb80X(1)19仪表风(8)IA6.07.08.010amb80X(1)20工业风PA6.07.08.010amb80X(1)21低压氮气,减压(7)LN2.02.53.04.5amb8022低压氮气,不减压(7)N6.07.08.010amb80X(1)23高高压氮气(9)HHN295500-232550-100/9024高压氮气(14)HN78808290amb80X(1)注：(1)根据界区条件规格，文件编号：2800-VZ-LP-0001(2)内部总管，最低温度：饱和蒸汽；正常和最高温度：过热10℃。(3)最小和正常操作条件=凝液容器操作条件，最大操作和设计条件=蒸汽条件。(4)内部总管，最低/最高温度：中压热水罐温度。(5)内部总管，最低温度：饱和蒸汽；正常温度：过热10℃；最高温度：低压热水罐最高操作温度。(6)仅用于挤压机，中压热水泵出口的操作条件。(7)内部总管。(8)仪表风驱动阀门最低设计压力：4.5bar(g)。(9)仅用于填充氮气瓶和T型阀吹扫。(10)结垢系数根据神华设计基础。(11)结垢系数根据TEMA。(12)界区内过热高压蒸汽命名为MPS1。(13)不强制，脱盐水可以作为选择使用，界区锅炉给水命名为低压锅炉给水。(14)仅间断使用。3.6.2规格（1）冷却水指标单位要求或使用条件限值浊度NTU根据生产工艺条件确定≤20换热设备为板式、翅片管式、螺旋板式≤10pH8.2～9.5钙硬度+甲基橙碱度(以CaCO3计)mg/L碳酸钙稳定指数RSI≥3.3≤1100传热面水侧壁温大于70℃钙硬度Ca2+≤200总Femg/L≤1.0Cu2+mg/L≤0.1Cl-mg/L对于CS/SS换热器，水走管程≤300对于SS换热器，水走壳程，传热面水侧壁温≤70℃，水出口温度<45℃SO42-+Cl-mg/L≤2500硅酸(以SiO2计)mg/L≤175Mg2+×SiO2(以CaCO3计)mg/LpH≤8.5≤50000游离氯mg/L循环水回水总管0.2～0.5NH3-Nmg/L≤10石油类mg/L≤5CODcrmg/L≤100（2）低压锅炉给水指标单位设计pH(25℃)8.8-9.3电导率(25℃)μS/cm≤0.3总硬度µmol/L≤2总硅（SiO2）µg/l≤20Feµg/l≤30Cuµg/l≤5溶解氧µg/l≤15（3）低压氮气指标单位设计氮气纯度mol%≥99.99氧含量ppm(体积)≤10（4）工业风指标单位设计灰尘mg/m3≤1油mg/m3≤10灰尘颗粒尺寸µm≤3露点(8bar)℃≤-45（5）仪表风指标单位设计灰尘mg/m3≤1油mg/m3≤10灰尘颗粒尺寸µm≤3（6）电指标单位设计高压kv10中压kv-低压v380频率Hz50相33.7防护措施3.7.1防冻地上工艺管线和水管线结冻有潜在危险，需要提供适当的防冻措施。3.7.2腐蚀保护LDPE装置的设备和仪表通过适当的涂层、涂漆或者不腐蚀环境的物质进行保护。3.8规范和标准3.8.1HSE设计LDPE装置的HSE设计标准使用巴塞尔标准。3.8.2工艺过程以下规范和标准应该独立于其它工程规定进行考虑。有机过氧化物规则：德国规定BGVB4；荷兰规定PGS8(过氧化物运输和储存)。高压安全阀/爆破片的设定压力(设计压力≥325bar(g))：巴塞尔高压工作标准公称压力(NP)325，500，1600，3000，3600；AD2000Merkblätter；压力设备指令(PED)编号97/23EG。3.8.3设备和旋转机械以下规范和标准用于设计压力≥325bar(g)的高压设备，应该独立于其它工程规定进行考虑。巴塞尔高压工作标准公称压力(NP)325，500，1600，3000，3600；AD2000Merkblätter；压力设备指令(PED)编号97/23EG；高压压缩机的制造商标准。3.8.4仪表/自动化工程通常仪表系统与ISA，ISO及IEC推荐规范包括图形符号(ISAS5.2)的要求一致。高压控制阀和高压开关阀(设计压力≥325bar(g))的设计、制造和安装应该和巴塞尔高压工作标准公称压力(NP325，500，1600，3000，3600)一致。3.8.5电气工程通常电气系统与IEC指南一致。3.8.6管道高压工艺管道(设计压力≥325bar(g))包括管线、阀门、配件及其它管线元件的设计、制造和安装应该和巴塞尔高压工作标准公称压力(NP325，500，1600，3000，3600)一致。3.8.7装置设计和土建工程消防水系统应该运用NFPA。4工艺基本原理4.1反应机理聚合单体（乙烯）在超高压（300Mpa），高温度（270-310℃）条件下，在引发剂过氧化物的作用下，发生自由基聚合反应，反应的引发温度为150-165℃，由于聚合反应是在管式反应器中进行的，因此，该聚合反应称为高压管式反应。整个反应过程要经历如下4个过程：4.1.1链引发反应（1）引发剂分解，形成初级自由基I 2R·（2）初级自由基与乙烯加成，形成单体自由基R·＋CH2=CH2 RCH2CH2·4.1.2链增长反应单体自由基与乙烯进行联锁反应，形成大分子的过程。R-CH2-CH2·＋nCH2=CH2 R-（CH2-CH2）n+1·4.1.3链终止反应自由基活性高，有相互作用的倾向，终止反应有偶合终止和歧化终止两种。（1）偶合终止两个活性链相互作用而结合的终止反应叫偶合终止。2R-CH2-CH2· R-CH2-CH2-CH2-CH2-R大分子两端均为引发剂残基。（2）歧化终止某活性自由基夺取另一个活性自由基的氢原子的终止反应叫歧化终止。2R-CH2-CH2· R-CH=CH2＋R-CH2-CH3每个大分子只有一端为引发剂残基，另一端为饱和或不饱和，各占一半。4.1.4链转移反应在自由基聚合过程中，活性链有可能从乙烯、溶剂、引发剂等低分子或大分子上夺取一个原子而终止，并使这些失去原子的分子成为自由基，继续新链的增长，使聚合反应继续进行下去。（1）向单体乙烯转移R-CH2-CH2·＋CH2=CH2R-CH=CH2＋CH3-CH2·（2）向溶剂或链转移剂转移R-CH2-CH2·＋SH R-CH2-CH3＋S·S·＋CH2=CH2 S-CH2-CH2· （3）分子间的链转移活性增长链与聚合物大分子间的链转移R-CH2-CH2·＋R′-CH2-R〝〞R-CH2-CH3＋R′-CH·-R〝〞（4）分子内部链转移活性增长链中氢原子为同一链所夺取，活性中心在分子内部转移，单体分子继续与之反应，形成支链。R-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2· R-CH·-CH2-CH2-CH2-CH3高温下,增长链的游离基活性大,极易发生链转移反应，但在高压状态下，单体乙烯是气密相状态，故链转移发生在单体和聚乙烯大分子间的反应占主要地位；同时发生一些分子链内部的链转移，形成长短不一的支链，所生成的聚合物呈现为具有很大支链的线性分子结构。在整个自由基集合反应过程中，链引发反应速度较其它反应速度慢，控制了整个聚合反应的速度，因此引发剂的选择、用量及效率对管式反应器中的温度分布、产品的分子量和熔融指数等性质有直接的影响。过氧化物引发剂并不是单独使用某一种，而常常是多种引发剂以不同的配比进行混合，同时注入到反应器中。不同引发剂注入点的引发剂配比和组成可能都不相同。引发剂通常根据其半衰期来选择。引发分解属一级反应，分解速率与引发剂浓度的一次方成正比：Rd=d[I]／d=Kd[I]将上式积分：In[I]／[I]0=-Kdt对于一级反应，常用半衰期来衡量反应速率大小。引发剂的半衰期即引发剂分解到起始浓度一半时所需的时间，以t1／2表示。t1／2=In2／Kd引发剂在不同温度下，其分解速率常数与温度的关系遵循Arrhenius经验公式：Kd=Ade-Ed/RT将其代入上式，则：tl／2=1n2／Kd=1n2／Ade-Ed/RT因此，我们应根据聚合温度选择活化能或半衰期适当的引发剂，使自由基形成速率和聚合速率相匹配。不然，如果引发剂分解活化能过高或半衰期过长，则分解速率过低将使聚合时间延长。但如果引发剂分解活化能过低或半衰期过短，则引发过快，温度难以控制，会引起爆聚和分解，或引发剂过早分解结束，在低转化率阶段即停止聚合。一般应选半衰期与聚合时间同数量级或相当的引发剂。4.2主要影响因素4.2.1反应温度的影响反应温度的高低对乙烯自由基聚合的各基元反应都有较大的影响。反应温度较高时，链引发速度增快，其他各基元反应的速度也加快，但由于链转移反应比链增长反应速度加快的幅度大，所以使生成的聚乙烯的平均分子量降低，同时温度的升高使反应的速率加大，产生的反应热增加，若反应热不能及时撤除，就容易形成“热积聚”，引起爆炸性的分解反应。4.2.2反应压力的影响反应压力的影响是通过改变乙烯的浓度而起作用的。压力升高，则乙烯单体浓度增大，链增长和链转移的反应速度都增大，但由于链增长的速度大于链转移的速度，因此生成的聚乙烯平均分子量变大。4.2.3气体组成的影响在乙烯中含有惰性气体时，由于乙烯分压降低，使各基元反应的速率变化和压力降低后产生的后果相同，惰性气体浓度越高，生成的聚乙烯的平均分子量越低。4.3原料中杂质对聚合反应的影响4.3.1甲烷和乙烷：甲烷和乙烷的含量高对聚合反应并没有什么害处，但必须注意到它们的效能——这两种杂质起着调整剂的作用，因此会影响熔融指数值。可以相应地减少调整剂的进料量来弥补，但是，如果甲烷和乙烷的含量再增高，那么就必需进行净化处理了。4.3.2乙炔：乙炔有干扰聚合反应的作用，它使反应变得无规律并可能促进分解。乙炔会与增长着的聚合物自由基起反应，结果使得聚合产物分子量及密度降低。4.3.3一氧化碳：一氧化碳也是乙烯中不希望有的一种杂质。它能以气态形式搀入聚合物从而降低聚合物的介电性能。4.3.4二氧化碳：可以认为二氧化碳对于聚合反应来说近乎是惰性的，但是，含量高时就会减低反应速率、降低分子量并起着阻聚剂的作用。4.3.5氢：氢是一种潜在的链转移剂。链支化的程度将随着分子量和密度的减少而增加。4.3.6水：含水量较高就会急剧地降低反应速度，并可能最终导致聚合反应速度全面下降。4.3.7氮：进料中的氮对于自由基聚合来说是一种惰性物质。但是，含量高时就会降低反应转化率。如果惰性物含量超过一定限度，则需进行净化处理。4.3.8甲醇和丙酮：虽然这两种杂质都起着链转移剂的作用，但它们对聚合反应的影响可以忽略。4.3.9硫：硫化物（不管是否属于硫醇类）是众所周知的最有效的链转移剂。所以，硫组分的最微小的量也会造成聚合物分子量的下降。聚合物难闻的气味也是由硫化物带来的。4.4温度/压力等对产品质量的影响熔融指数和密度是衡量产品质量的最主要的质量指标之一。熔融指数（MI）：反映树脂流动性和分子量的指标。树脂在温度190℃，时间10分钟，负荷2160克时，通过直径为0.2cm（0.825英寸）的流变仪小口以克计的熔体量，单位为g/10min。熔融指数与聚乙烯链长度（或平均尺寸）成反比，随分子量增加，熔值降低，反之亦然。具体的影响见下表温度↑熔值↑密度↓转化率↑分子量↓压力↑熔值↓密度↑转化率↑分子量↑引发剂浓度↑熔值↑密度↓转化率↑分子量↓调节剂浓度↑熔值↑密度↓转化率↓分子量↓5工艺流程说明主要包括以下几个工艺单元：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、热水系统、后处理系统（掺混脱气、风送）等。5.1增压机/一次机工艺流程图：1201.001增压/一次机1201.002增压/一次机界区新鲜的乙烯通过界区压力控制阀进入LDPE装置，乙烯充填线上游新鲜乙烯加热器E1201，用于对乙烯加热，通过控制通过此换热器的蒸汽来控制乙烯的温度，新鲜乙烯进往一次机C1201四段入口。C1201由六段组成，为水平往复式双作用压缩机，将低循过来的气体由1Bar（g）压缩到29Bar（g）。增压机二段出来的小部分气体被作为驰放气被送往装置界区，增压机出来的气体与新鲜的乙烯汇合后进入四段，C1201的最终排气压力约为285Bar（g）。增压机的设计能力为16t/h，一次机的能力为60t/h。在C1201的每段排放端有级间冷却器，位号为C1201E1到E5，以及级间冷却器C1201E6。为了保证各段的入口温度，在换热器的壳层通过冷却水对工艺介质进行冷却。级间冷却器后面紧跟着级间缓冲罐C1201V1到V5。压缩机的每段缓冲罐C1201V1到V5都与废油收集罐V1202相连，V1202用于分离压缩机活塞杆泄漏出来的气体中夹带的润滑油。V1202中的废油通过齿轮泵送至废油储罐，V1202中废气排往火炬系统。此外，脉冲阻尼罐C1201V11/V21/V31/V41/V51/V61和C1201V12/V22/V32/V42/V52/V62分别安放在各段的入口和出口。增压机和一次机各段填料泄漏的高压气体收集到C1201V8，然后送至增压机入口，C1201V8罐中冷凝下来的油利用压差间歇送至废油收集罐V1202；各段泄漏的低压气体先收集到C1201V9，然后送至V1202，液相部分通过C1201P9送至V1202。其中增压机一段只有低压泄漏气。压缩机的旁通用于开停车和负荷调节。增压机的负荷通过一返一和三返一控制，此外通过各段吸气阀上的卸载器或者间隙调节可以分布将压缩机的负荷控制在100—40%，具体方式取决于压缩机供货商设计；一次机的负荷通过四返四和六返五控制，此外通过各段吸气阀上的卸载器或者间隙调节可以分别将压缩机的负荷控制在100—40%，具体方式取决于压缩机供货商设计。调节剂丙醛（PAL）加入到四段出口，丙烯（PR）加入到三段入口，瓶装高压空气（TA）作为技术气加入到四段入口。增压机的入口提供了开车冲压线，用于开车时冲装新鲜乙烯。压缩机的各段均装有安全阀，释放的气体排往火炬气收集器。压缩机的二段到六段出口的级间冷却器上装有爆破片，用于当换热器管束破裂时保护换热器。5.2二次机工艺流程图：1202.001二次机二次机是对称的两极压缩机，一段四缸，二段六缸。一段将进气从285Bar（g）压缩到大约1200Bar（g）,二段的最终出口压力大约为3000Bar（g），一段和二段的吸