Раздел 4. Производство полиэтилена

Раздел 4 Производство полиэтилена

Полиэтилен (ПЭ) является наиболее широко производимым и применяемым полимером во всем мире. Созданный в качестве изолирующего материала для электрических кабелей, сегодня ПЭ используется повсеместно благодаря его свойствам и обладает огромным потенциалом для дальнейшего применения.

ПЭ служит сырьем для производства мягкой, пластичной, а также жесткой, твердой, прочной продукции, в том числе предметов бытового назначения - упаковочных материалов, игрушек и т.п.

Благодаря особым свойствам различают следующие основные марки ПЭ:

- HDPE (ПЭВП) - высокой плотности (низкого давления) с плотностью более 0,94 г/см ³;

- LDPE (ПЭНП) - низкой плотности (высокого давления) с плотностью до 0,94 г/см ³;

- LLDPE (ЛПЭНП) - линейный низкой плотности (с плотностью до 0,94 г/см ³);

- mLLDPE, MPE - металлоценовый линейный;

- MDPE (ПЭСП) - средней плотности;

- HMWPE, VHMWPE - высокомолекулярный;

- UHMWPE (СВМПЭ) - сверхвысокомолекулярный;

- EPE - вспенивающийся;

- PEC - хлорированный.

ПЭ производится, как правило, на предприятиях, расположенных в непосредственной близости от пиролизных производств, которые обеспечивают производство ПЭ сырьем.

Полиэтиленовая продукция заменяет традиционные материалы, такие как бумага или металл.

4.1 Полиэтилен, получаемый при высоком давлении

Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), или полиэтилен высокого давления (ПЭВД), получаемый в процессах при высоком давлении, представляет собой мягкий, упругий и пластичный продукт, что связано с его сильноразветвленной молекулярной структурой. Плотность ПЭНП составляет 915-935 кг/м ³. После деформации данный тип полиэтилена восстанавливает начальную форму благодаря присущей ему эластичности. ПЭНП характеризуется более высоким показателем текучести расплава (ПТР) и, следовательно, более простыми технологическими процессами получения, чем для большинства других типов полиэтилена.

ПЭНП широко использовался для изготовления прочных, гибких элементов, например, крышек, также применялся в качестве изоляционного материала в течение длительного времени. Сегодня наибольшее распространение полимер получил в изготовлении тары и упаковочных материалов (полиэтиленовая плёнка).

На рисунке 4.1 представлена сильноразветвленная молекулярная структура ПЭНП.

Рисунок 4.1 - Молекулярная структура ПЭНП

Кроме ПЭНП, технологии высокого давления позволяют получать следующие продукты:

- сополимеры этилена и винилацетата (СЭВ, ЭВА);

- сополимеры этилена и акриловой кислоты (ЭАК);

- сополимеры этилена и метилакрилата;

- большая часть марок ЛПЭНП;

- ПЭ очень низкой плотности;

- ПЭ сверхнизкой плотности.

Эти полимеры производят в промышленных уровнях на установках высокого давления. Для получения этих типов полимеров необходимы дополнительные инвестиции (например, в антикоррозионную защиту, хладопроизводительность, экструзионное оборудование и технологические установки для повторного использования сомономеров после очистки).

4.1.1 Полиэтилен, получаемый при высоком давлении в трубчатом реакторе

4.1.1.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время

Процесс полимеризации полиэтилена может происходить в трубчатом реакторе с различной эффективностью, которая определяется различными параметрами: размером труб, температурой теплоносителя в рубашке реактора, температурой инициирования полимеризации, максимальной температурой реакции, давлением в реакторе. Кроме того, важную роль играет скорость подачи сырья, которая определяет время пребывания мономера в реакторе, а также количество точек ввода инициатора и этилена в реактор, количество и тип агента передачи цепи.

Принципиальная схема производства ПЭНП в трубчатом реакторе представлена на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Схема производства ПЭНП с применением трубчатого реактора

Трубчатый реактор конструктивно представляет собой аппарат типа "труба в трубе". Он состоит из труб высокого давления, последовательно соединенных при помощи фланцев. Трубы имеют внутренний диаметр (для различных установок) от 34 до 100 мм. Общая длина реактора составляет от нескольких сотен до тысячи и более метров. Трубы снабжены наружными рубашками, в которых циркулирует теплоноситель - горячая вода под давлением. По всей длине реактора имеются термопары, измеряющие температуру реакционной среды. В начале, в конце реактора, а также в нескольких точках по длине проводится измерение давления реакционной массы. В конце реактора установлен дросселирующий клапан, с помощью которого поддерживается необходимое реакционное давление и осуществляется выгрузка реакционной массы из реактора.

По принципу действия трубчатый реактор является аппаратом вытеснения: режим движения реакционной массы в реакторе - турбулентный, поршневой. Полимеризация протекает при постоянно меняющихся по длине реактора параметрах - температуре, давлении, концентрации инициатора и образующегося полимера.

В реакторе можно выделить три участка. В первом - подогревателе - происходит разогрев этилена до температуры реакции. Образования полиэтилена на этом участке практически не происходит. Во втором участке - собственно зоне реакции - протекает полимеризация этилена, температура за счет экзотермии возрастает до максимальной, концентрация инициатора снижается к концу участка до нуля. В третьем участке реакционная масса, состоящая из полиэтилена и непрореагировавшего мономера, охлаждается. Охлаждение реакционной массы к концу реактора необходимо для того, чтобы при снижении давления температура ее не достигла температуры разложения этилена (дросселирование до давления 25-30 МПа сопровождается выделением теплоты). Каждый участок реактора имеет свой контур теплоносителя.

Введение инициатора или смеси этилен/воздух в различных точках реактора создает ряд зон с более высокими температурами (пиками), за которыми следуют зоны охлаждения, где удаляется тепло реакции из смеси этилен-полимер. Эти температурные пики/циклы охлаждения могут повторяться несколько раз по длине реактора. Из-за теплопередачи стенок трубчатый реактор имеет более высокую степень конверсии в полимер, чем автоклавный реактор: коэффициент конверсии достигает 36 % (до 20 % для автоклавного реактора). Конверсия этилена влияет на свойства продукта, при более высокой конверсии возрастает степень разветвленности.

Тепло, выделяемое при экзотермической реакции, снимается водой через охлаждающую рубашку, что позволит получить пар низкого давления. Современные установки используют закрытые системы охлаждения для минимизации потребления пресной воды для охлаждения. В то же время надлежащая подготовка воды обеспечивает максимальную защиту высокопрочных материалов, используемых на установке, от коррозии.

В общем случае трубчатый тип реактора более предпочтителен для получения полимеров с хорошими оптическими свойствами и для изготовления высококачественных пленочных изделий.

Важными факторами, влияющими на степень конверсии и уровни потребления энергии, являются следующие аспекты:

- молекулярно-массовое распределение (ММР) производимых полимеров: продукты с более широким ММР производят при более высоких уровнях конверсии этилена, чем при производстве полимеров с более узким ММР;

- теплообмен: в трубчатых реакторах конверсия этилена может быть дополнительно увеличена при сохранении желаемого качества продукта (увеличения конверсии на 5-15 %) путем улучшения способности к теплообмену (увеличение площади поверхности теплообмена за счет удлинения реактора и/или повышения коэффициента теплообмена);

- система инициирования: оптимизация системы инициирования может позволить достичь более высокой степени конверсии для тех же свойств продуктов. Трубчатые установки могут работать только с кислородом, пероксидами/кислородом или только пероксидом в качестве системы инициирования. Трубчатые реакторы, работающие с пероксидами в качестве инициаторов, как правило, показывают более высокие степени конверсии, чем реакторы, использующие систему инициирования только кислородом. Введение органического инициатора потребует использования углеводородных растворителей в качестве пероксидного носителя для инжекции инициатора.

Описание технологического процесса приведено в таблице 4.1, перечень основного оборудования - в таблице 4.2, перечень природоохранного оборудования - в таблице 4.3.

Таблица 4.1 - Описание технологического процесса производства полиэтилена в трубчатом реакторе

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Этилен	Компримирование этилена	Этилен		Фильтры свежего этилена Смеситель низкого давления Фильтры возвратного этилена высокого давления Смеситель высокого Фильтры возвратного этилена низкого давления Поршневые компрессоры Плунжерные компрессоры
Этилен высокого давления	Полимеризация этилена	Расплавленный полиэтилен		Реакторы полимеризации, типа труба в трубе Отделитель высокого давления Отделитель низкого давления Холодильник возвратного газа высокого давления Циклонные отделители Концевой отделитель высокого давления Сепаратор низкого давления Сборник низкомолекулярного полиэтилена
ПЭВД	Экструзия/гранулирование полиэтилена	ПЭВД		Гранулятор Экструдеры
ПЭВД	Обработка полиэтилена в товарный продукт и расфасовка	ПЭВД		Барабанный смеситель Гранулятор Пневматический очиститель

Таблица 4.2 - Перечень основного технологического оборудования производства полиэтилена в трубчатом реакторе

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Компрессор 1-го каскада	Компримирование газа	Производительность компрессора 1-го каскада - 12,5 м 3/мин (13460 кг/час) Давление газа на всасе - 17 кгс/см 2
Компрессор 2-го каскада	Компримирование газа	Производительность компрессора 2-го каскада 1,12 м 3/мин (28000 кг/час) Давление газа на всасе - 250 кгс/см 2 Давление газа на нагнетании 2500 кгс/см 2
Блок реакторный	Полимеризация	Блок реакторный 1 - давление рабочее 225 Мпа Блок реакторный 2 - давление рабочее 225 МПа
Экструдер	Грануляция	Производительность - до 20 т/ч
Фильтры свежего этилена	Очистка этилена от механических примесей	Вертикальный цилиндрический аппарат. Внутри расположен перфорированный стакан, обтянутый сеткой
Смеситель низкого давления	Смеситель газа	Цилиндрический, вертикальный аппарат
Фильтры возвратного этилена высокого давления	Очистка этилена от механических примесей	Вертикальный цилиндрический аппарат со съемными крышками. Снабжен шестью армированными фильтрующими цилиндрами из керамики или пятнадцатью щелевыми вставками, выполненных из стали, фиксируемых решеткой
Смеситель высокого давления	Смеситель газа	Цилиндрический вертикальный аппарат. Для улучшения смешивания газа, по высоте аппарат снабжен шестью перфорированными перегородками
Фильтры возвратного этилена низкого давления	Очистка этилена от механических примесей	Цилиндрический, вертикальный аппарат. Снабжен 13 армированными фильтрующими цилиндрами из керамики или цилиндрами из перфорированной стали, обмотанным фетром
Поршневые компрессоры каскада	Компримирование этилена	Сборная единица, вертикальные двухрядные, шести ступенчатые
Плунжерные компрессоры горизонтальные двухрядные двухступенчатые	Компримирование этилена	Сборная единица, горизонтальные двухкривошипные, двухступенчатые
Реакторы полимеризации типа "труба в трубе"	Полимеризация этилена	Реактор - трубчатый аппарат состоящий из 33 труб высокого давления, соединенных между собой трубными коленами. Трубы и колена имеют рубашки для подогрева и охлаждения реакционной смеси перегретой водой
Реакторы полимеризации	Полимеризация этилена	Тип "труба в трубе", объем в трубе - 2,29 м 3, объем в рубашке - 19,41 м 3, общая длина реактора, включая зону подогрева, - 1040 м
Отделитель высокого давления	Отделение расплава полиэтилена от этилена	Вертикальный, цилиндрический аппарат витой конструкции. Корпус имеет рубашку для обогрева перегретой водой
Отделитель низкого давления	Отделение расплавленного полиэтилена от растворенного в нем этилена	Цилиндрический вертикальный аппарат с коническим днищем. Внутри аппарат снабжен насадкой, состоящей из двух отбойных конических тарелок для более полного отделения полиэтилена от газа. Снабжен рубашкой для обогрева паром, внутренние стенки газовой полости футерованы слоем нержавеющей стали толщиной 1,5 мм
Холодильник возвратного газа высокого давления	Охлаждение газа	Состоит из 33 труб диаметром 70 мм, толщиной стенки - 12 мм, длина каждой трубы - 9000 мм. Выполнены из нержавеющей стали. Каждая труба снабжена рубашкой диаметром 13 мм и толщиной стенки 4 мм. Во внутреннюю трубу подается этилен, в рубашки подается пром. вода. По газу и пром. воде холодильник трехступенчатый
Циклонные отделители	Сбор низкомолекулярного полиэтилена	Вертикальный, цилиндрический с плоским днищем и крышкой Диаметр внутренний - 325 мм Высота - 1930 мм Давление расчетное - 325 кгс/см 2 Температура расчетная - 200 °С
Сборник низкомолекулярного полиэтилена.	Сбор низкомолекулярного полиэтилена	Цилиндрический, вертикальный аппарат. Снабжен рубашкой для обогрева паром. Для более полного отделения этилена от полиэтилена аппарат внутри снабжен стаканом
Дополнительная емкость низкомолекулярного полиэтилена	Сбор низкомолекулярного полиэтилена	Вертикальный цилиндрический аппарат со сферическим днищем. Внутри аппарат снабжен стаканом
Гранулятор 1 ступени	Экструзия полиэтилена	Основной частью гранулятора является экструдер, представляющий собой двухваловый червячный пресс с набором шнеков и месильных дисков. Цилиндр экструдера имеет 4 зоны нагрева и охлаждения. Обогрев ведется перегретой водой, охлаждение - конденсатом. Комплектуется гранулирующим устройством
Анализный бункер.	Сбор полиэтилена для подготовки к смешению в партию	Вертикальный, цилиндрический аппарат, с тремя опорными лапами. Снабжен месдозой для определения массы загруженного полиэтилена
Барабанный смеситель	Усреднение полиэтилена	Горизонтальный, цилиндрический, пустотелый аппарат. Внутри барабана к стенкам приварены пластины для продольного перемещения гранул и лучшего перемешивания. Приводится во вращение электродвигателем через понижающий редуктор
Сортовой бункер	Усреднение полиэтилена	Вертикальный цилиндрический аппарат с коническим днищем и тремя опорными лапами. Комплектуется месдозой для определения количества полиэтилена в бункере
Гранулятор 2 ступени	Экструзия полиэтилена	Основной частью гранулятора является экструдер, представляющий собой двухваловый червячный пресс с набором шнеков и месильных дисков
Товарный бункер	Сбор полиэтилена	Цилиндрический, вертикальный аппарат, с коническим днищем. Имеет три опорные лапы. Комплектуется месдозой для определения количества загруженного в бункер полиэтилена
Бустерный компрессор	Сжатие этилена до рабочего давления	Производительность - до 2700 кг/ч Мощность э/двигателя - 75,5-303 кВт
Компрессор 1 каскада	Сжатие этилена до рабочего давления	Производительность - 2870-11500 кг/ч Мощность э/двигателя - 1030 кВт
Компрессор 2 каскада	Сжатие этилена до рабочего давления	Производительность - 46000 кг/ч Мощность э/двигателя - 7700 кВ
Кислородный компрессор	Сжатие этилена до рабочего давления	Производительность - 35 нм 3/ч Мощность э/двигателя - 10 кВт
Экструдер	Экструзия и гранулирование	Двушнековый экструдер, производительность - до 8500 кг/ч

4.1.1.2 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

Показатели потребления сырья и энергоресурсов (нормы расхода) при производстве полиэтилена в трубчатом реакторе приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов ^* при производстве полиэтилена в трубчатом реакторе

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Этилен	т/т	1,02	1,065
Электроэнергия	/т	790	1197
Пар	Гкал/т	0,2	0,9
* Удельные расходы по потреблению энергоресурсов показаны только по энергоресурсам, поставляемым со стороны, собственные энергоресурсы в расчетах удельных показателей не учтены.

В таблицах 4.4-4.6 представлены данные о выбросах, сбросах загрязняющих веществ, объемах образования отходов при получении ПЭ в трубчатом реакторе.

Таблица 4.4 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве полиэтилена в трубчатом реакторе

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Взвешенные вещества	-	0,0052	0,13	0,044
Этилен		2,45	5,62	3,52

Таблица 4.5 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве полиэтилена в трубчатом реакторе

Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Взвешенные вещества	Сточные воды направляют в цех нейтрализации и очистки промышленных сточных вод или в сеть химзагрязненной канализации (ХЗК) предприятия	0,017	0,62	0,31
ХПК		0,080	1,41	0,54

Таблица 4.6 - Отходы, образующиеся при производстве полиэтилена в трубчатом реакторе

Наименование	Класс опасности	Источник образования	Способ утилизации, обезвреживания, размещения	Масса образующихся отходов производства в расчете на 1 т продукции, кг/т
				Диапазон		Среднее значение
				Минимальное значение	Максимальное значение
Отходы минеральных масел гидравлических, не содержащих галогены	III	Замена масел гидравлических	Утилизация	0,060	0,066	0,063
Отходы минеральных масел индустриальных	III	Замена масел индустриальных	Утилизация/передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	1,70	1,85	1,80
Отходы минеральных масел компрессорных	III	Замена масел компрессорных	Утилизация	0,95	1,03	0,99
Отходы минеральных масел турбинных	III	Замена масел турбинных	Утилизация	0,044	0,048	0,046
Отходы прочих минеральных масел	III	Замена прочих минеральных масел	Утилизация	0,0028	0,0031	0,0029
Отходы синтетических масел компрессорных	III	Замена синтетических масел компрессорных	Утилизация	2,77	3,01	2,91
Отходы грануляции полиэтилена в его производстве	IV	Грануляция полиэтилена	Утилизация	0,010	0,012	0,011
Отходы негалогенированных полимеров в смеси от зачистки оборудования в их производстве	IV	Зачистка оборудования	Утилизация/передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	0,15	0,21	0,18
Смесь минеральных масел отработанных с примесью синтетических масел	III	От производственной деятельности	Использование на собственном предприятии	3,09	3,60	3,35
Лом и отходы изделий из полиэтилена незагрязненные (кроме тары)	V	От производственной деятельности	Полигон ТКО	0,13	0,16	0,15
Масла синтетические компрессорные, загрязненные низкомолекулярным полиэтиленом в производстве полиэтилена	III	Выделяется на сепараторах при охлаждении и очистки возвратного газа высокого давления	Передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	2,00	2,07	2,03

4.1.2 Полиэтилен, получаемый при высоком давлении в автоклавном реакторе

4.1.2.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время

Автоклавные реакторы позволяют получать полимеры для нанесения экструзионного покрытия и более однородные сополимерные продукты. Автоклавная технология обычно предполагает использование органических инициаторов.

В настоящее время в промышленности используются автоклавные реакторы двух типов:

1) удлиненный реактор со встроенным электродвигателем мешалки, работающим в среде этилена под рабочим давлением; отношение высоты к диаметру - 8:20;

2) компактный реактор с электродвигателем мешалки, вынесенным из реакционной зоны; отношение высоты к диаметру - 2:5. Объем реакторов первого типа - 0,2-1 м ³, второго - более 1 м ³.

Автоклавные реакторы работают под давлением 150-250 МПа и при температуре 180-300 °С.

Автоклавный реактор по принципу действия является аппаратом смешения - во всем объеме устанавливается одинаковая концентрация инициатора и полимера. Для автоклавов компактного типа характерен небольшой температурный градиент по высоте реактора.

В отличие от трубчатых реакторов, в которых время пребывания для всех частиц одинаково, для автоклавных реакторов характерно широкое распределение отдельных частиц по времени пребывания, что обусловлено интенсивным перемешиванием реакционной массы. Это оказывает влияние на полидисперсность и структуру получаемого полиэтилена.

Подача этилена и растворов инициаторов в реактор осуществляется через специальные вводы в одну или несколько точек по высоте.

Автоклавные реакторы оснащены быстроходными мешалками (1000-1500 об/мин), которые обеспечивают интенсивное перемешивание реакционной массы.

Для поддержания температуры в заданной точке используются различные типы инициаторов. Важно, чтобы инициаторы полностью потреблялись до выхода потока газа из реактора. Если в реакторе наблюдается избыточное количество свободных радикалов, то реакция полимеризации может продолжаться за пределами реактора. Инициаторы растворяют в углеводородном растворителе, затем этот раствор вводят через боковые отверстия в стенке сосуда. Некоторые технологии используют эти боковые отверстия для контролируемого введения этиленового газа. Охлаждающий эффект газа используется для контроля температуры в реакторе. Рабочий температурный диапазон автоклавных реакторов составляет 180-300 °С. Стенки реактора также имеют отверстия для установки термоэлементов и клапанов сброса давления.

При высокотемпературной полимеризации этилена свежий сырьевой этилен используют в качестве теплопоглотителя для тепла экзотермической реакции полимеризации. Конверсия в полимер в адиабатических условиях рассчитывается по следующей формуле:

Конверсия (%) = 0,075* (температура реакции - температура этилена на входе).

Принципиальная схема производства приведена на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3 - Схема получения полиэтилена в автоклавном реакторе

Описание технологического процесса приведено в таблице 4.7, перечень основного оборудования - в таблице 4.8, перечень природоохранного оборудования - в таблице 4.9.

Таблица 4.7 - Описание технологического процесса производства полиэтилена в автоклавном реакторе

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное Технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Этилен	Компримирование этилена	Сжатый этилен		Компрессоры
Этилен Пропилен Инициаторы	Полимеризация	Расплав полиэтилен		Реакторы
Расплав полиэтилена	Экструзия и гранулирование	Гранулированный полиэтилен		Экструдеры
Гранулированный полиэтилен	Расфасовка и паллетирование	Гранулы полиэтилена из бункеров идут на расфасовку, паллетирование и отгрузку		Бункера

Таблица 4.8 - Перечень основного технологического оборудования производства полиэтилена в автоклавном реакторе

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Компрессор дожимной	Компримирование этилена	Q = 1200 м 3/ч Pвс. = 0,2 кгс/см 2 Pнагн. = 9 кгс/см 2 Электродвигатель: U = 380 В, I = 278 А, N = 132 кВт, n = 500 об/мин
Компрессор дожимной	Компримирование этилена	Q = 1200 м 3/ч Pвс. = 0,2 кгс/см 2 Pнагн. = 9 кгс/см 2 Эл. двигатель: U = 380 В, I = 234 А, N = 125 кВт, n = 500 об/мин Температура - до 115 °С.
Компрессор 1-го каскада	Компримирование этилена	Q = 516 м 3/ч (3200 нм 3/ч) Pвс. = 6 кгс/см 2 Pнагн. = 250 кгс/см 2 Tвс. = 35-45 °С Электродвигатель: U = 440 В, I = 1220 A, N = 500 кВт, n = 0-500 об/мин
Компрессор 2-го каскада	Компримирование этилена	Q = 42,3 м 3/ч Pвс. = 250 кгс/см 2 Pнагн. = 1450-1600 кгс/см 2 Tвс. = 35-45 °С Электродвигатель: U = 6000 В, I = 251 А, N = 2500 кВт, n = 200 об/мин
Бустерный компрессор	Компримирование этилена	Производительность - 1630 кг/ч Мощность э/двигателя - 205 кВт
Компрессор 1 каскада	Компримирование этилена	Производительность - 460-4600 кг/ч Мощность э/двигателя - 432 кВт
Компрессор 2 каскада	Компримирование этилена	Производительность - 8900 кг/ч Мощность э/двигателя - 1040 кВт
Гранулятор	Для получения гранул полиэтилена заданных размеров	Q = 4000 кг/ч Электродвигатель: 1ВАО-280 S-0,38. U = 380 В, I = 111 А, N = 55 кВт, n = 10-750 об/мин
Отделитель высокого давления	Разделение полиэтилена и непрореагировавшего этилена	Dвн. = 520 мм, Dнар. = 712 мм, Dруб. = 1120 мм, H = 5250 мм, V = 1 м 3, Pраб.корп. = до 250 кгс/см 2, P раб. рубашка = до 18 кгс/см 2, T = до 250 °С
Отделитель низкого давления	Разделение полиэтилена и непрореагировавшего этилена	Dвн. = 900 мм, Dнар. = 1000 мм, H = 8520 мм, V = 5 м 3, P раб.корп. = до 3 кгс/см 2, P раб. рубашка = до 18 кгс/см 2, T = до 250 °С
Реактор	Полимеризация этилена в полиэтилен	Dвн. = 305 мм, Dнар. = 550 мм, H = 5800 мм, V = 0,25 м 3, Pраб. = до 1500 кгс/см 2, Tраб. = 160-280 °С
Экструдер	Образование экструдатов полиэтилена	Q = 4000 кг/ч, P16Д = до 160 кгс/см 2
Отделитель низкого давления	Экструзия и гранулирование	Объем - 3,8 м 3
Экструдер	Экструзия и гранулирование	Производительность - 3200 кг/ч
Гранулятор	Экструзия и гранулирование	Количество отверстий фильеры - 400 шт, количество ножей - 8 шт.

Таблица 4.9 - Перечень природоохранного оборудования производства полиэтилена в автоклавном реакторе

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Технологические характеристики
Циклон	Очистка газа	Средняя фактическая степень очистки 74,16-88,12 % (полиэтен)

4.1.2.2 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

Показатели потребления сырья и энергоресурсов (нормы расхода) приведены в таблице 4.10.

Таблица 4.10 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов ^* при производстве полиэтилена в автоклавном реакторе

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Этилен	т/т	1,01	1,041
Масло компрессорное	кг/т	-	4,2
Масло-растворитель	кг/т	3,4	4,65
Инициаторы Луперокс 270, Тригонокс 21S, Триганокс 36-С75, Тригонокс 42S	кг/т	-	0,14
Инициатор Триганокс В	кг/т	-	0,05
Инициатор Триганокс С	кг/т	-	0,32
Промышленная вода	м 3/т	290	310
Теплоэнергия	Гкал/т	0,15	2,9
Электроэнергия	/т	846	1300
* Удельные расходы по потреблению энергоресурсов показаны только по энергоресурсам, поставляемым со стороны, собственные энергоресурсы в расчетах удельных показателей не учтены.

В таблицах 4.11-4.13 представлены данные о выбросах, сбросах загрязняющих веществ, объемах образования отходов при получении ПЭ в автоклавном реакторе.

Таблица 4.11 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве полиэтилена в автоклавном реакторе

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Этилен		2,5	6,70	4,60
Полиэтилен		0,23	0,46	0,32
Углеводороды предельные C1-C-5 (исключая метан)		-	0,31	-

Таблица 4.12 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве полиэтилена в автоклавном реакторе

Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Нефтепродукты	Сточные воды направляются на механическую и биологическую очистку	-	0,032	-
ХПК		-	1,85	-

Таблица 4.13 - Отходы, образующиеся при производстве полиэтилена в автоклавном реакторе

Наименование	Класс опасности	Источник образования	Способ утилизации, обезвреживания, размещения	Масса образующихся отходов производства в расчете на 1 т продукции, кг/т
				Диапазон		Среднее значение
				Минимальное значение	Максимальное значение
Пыль полиэтилена при очистке воздуха пневмотранспорта, узлов хранения, усреднения и отгрузки полиэтилена	IV	При проведении ремонтных работ	Передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	0,069	0,077	0,073
Отходы минеральных масел индустриальных	III	Ремонт оборудования	Передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	0,48	2,69	1,41
Лом и отходы изделий из полиэтилена незагрязненные (кроме тары)	V	От производственной деятельности	Размещение на полигоне ТКО/ТБО	0,10	0,49	0,38
Смесь минеральных масел отработанных с примесью синтетических масел	III	От производственной деятельности	Использование на собственном предприятии	2,54	2,96	2,75

4.2 Полиэтилен, получаемый по газофазной технологии

Производство полиэтилена в газовой фазе остается наиболее популярной технологией в России и в мире благодаря механической простоте и возможности производить полиэтилен в широком диапазоне ассортимента - полиэтилен высокой (ПЭВП) и средней плотности (ПЭСП), линейный (ЛПЭНП) и бимодальный полиэтилен. Благодаря упрощенной конструкции оборудования и возможности использования широкого ассортимента сомономеров (бутена-1, гексена-1 и, потенциально, октена-1) газофазные процессы имеют преимущества перед другими процессами.

Полиэтилен, получаемый газофазным методом, выпускают в виде композиций со стабилизаторами.

4.2.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время

Существует три основных вида процессов производства полиэтилена в газовой фазе: один реактор с псевдоожиженным слоем, конфигурация с двумя каскадными реакторами и гибридный процесс. Газофазная технология получения полиэтилена позволяет использовать различные катализаторы - хромоорганические, металлоценовые и Циглера - Натта, с помощью которых можно выпускать полиэтилен высокой, средней и низкой плотности.

4.2.1.1 Полиэтилен, получаемый по газофазной технологии в реакторе с псевдоожиженным слоем

Технология основана на сополимеризации этилена и сомономеров (пропилена, бутена-1 и гексена-1) при температуре от 90 °С до 115 °С и давлении от 1,5 до 3,0 МПа с применением катализаторов в реакторе с псевдоожиженным слоем.

Центральным звеном процесса является газофазный реактор с псевдоожиженным слоем, дающий продукт очень однородного качества, что уменьшает потребность в усреднении по сравнению с другими процессами. Взвешенный слой образующихся и растущих частиц полимера поддерживается подачей циркуляционного газа, состоящего из газообразного этилена, сомономера, азота и водорода, которым регулируют молекулярную массу полимера. На одном катализаторе возможно получение ПЭ плотностью 0,916-0,965 г/см ³ из 2-3 сополимеров, что позволяет производить полимеры высокой прочности, однородные, без гелей.

На рисунке 4.4 представлена общая схема производства ПЭ газофазным методом.

Рисунок 4.4 - Производство ПЭВП газофазным методом в реакторе с псевдоожиженным слоем

Катализаторы полимеризации поставляются в готовом виде: катализаторы Циглера - Натта и бимодальные - в виде порошка или суспензии, а металлоорганические и хромооксидные - в сухом виде. Подача катализатора производится периодически очищенным азотом.

В газофазной технологии полимер находится в твердой фазе, а мономер и сомономер используются в качестве газообразного носителя для поддержания псевдоожиженного слоя и удаления тепла. Требования к твердому состоянию накладывают ограничения на максимальную рабочую температуру и возможность получения полимеров более низкой плотности.

Новое поколение газофазных процессов может работать в режиме конденсации, что значительно улучшает теплоотвод и производительность реактора. С этой целью в процесс вводят сомономер гексен-1 и/или "конденсируемый" растворитель (например, гексан, изопентан). Конденсация этих компонентов в контуре рециркуляции значительно повышает интенсивность отвода теплоты.

Реактор производит легко гранулированный полимерный порошок с частицами постоянного размера. Устойчивость и надежность процесса позволяют осуществлять гранулирование наиболее экономичным способом, соединив смеситель и гранулятор с выходом реакторной секции, выходящий из системы гранулят пневматическим способом доставляется в хранилище.

Основное преимущество технологии производства ПЭ в одном реакторе по сравнению с каскадными реакторами - механическая простота, что ведет к низким капитальным и оперативным затратам.

4.2.1.2 Полиэтилен, получаемый по газофазной технологии по двухреакторной схеме

Газофазная полимеризация этилена проводится по двухреакторной схеме в каскаде, что позволяет получать более выраженные бимодальные свойства ПЭ.

В основе процесса получения ПЭ лежит реакция полимеризации этилена газофазной полимеризацией в псевдоожиженном слое на высокоактивных катализаторах Циглера - Натта на титановой основе при низких давлениях. Для обеспечения равномерного распределения катализатора в реакционной смеси предварительно готовят катализаторную пасту, представляющую собой суспензию катализатора в смеси консистентной смазки и парафинового масла.

В первый реактор непрерывно вводится катализаторная паста, в результате полимеризации мономера (этилена) в газофазном реакторе происходит образование порошка полимера, который далее подается во второй реактор и затем выводится из реактора. В отпаривателе проводится пропарка полимера, предназначенная для дезактивации остатков катализатора, алкилов и удаления растворенных углеводородов из полимера путем контакта между паром и полимером. После отпарки полимер направляется в осушитель для сушки. Далее порошок подается через питатель в блок дозирования и шнековый питатель, где непрерывно смешивается с жидкими и твердыми добавками и подается на экструдер. В экструдере порошок ПЭ и добавки усредняются, экструдируются и гранулируются и затем по системе пневмотранспорта гранулы направляются в силосы хранения.

На рисунке 4.5 представлена общая схема производства ПЭ газофазным методом по двухреакторной схеме.

Рисунок 4.5 - Схема производства полиэтилена по газофазной технологии по двухреакторной схеме

4.2.1.3 Полиэтилен, получаемый по газофазной технологии по схеме с двумя теплообменниками на линии рецикла

Технологический процесс производства включает следующие основные секции:

Секция подготовки сырья

Секция включает в себя узлы очистки этилена и азота (общие для установок по производству ПЭВП и ЛПЭНП/ПЭВП), узел очистки изопентана (общий для обеих технологических линий), узлы очистки сомономеров: бутена-1 и гексена-1 (один узел на каждую технологическую линию). В качестве сомономеров могут применяться бутен-1, который поступает с установки пиролиза, и гексен-1.

Очищенный от примесей этилен разделяется на два потока: первый поток с давлением 3,0 МПа направляется в реактор полимеризации установки по производству ЛПЭНП/ПЭВП, второй поток компримируется до давления 5,15 МПа и направляется на установку по производству ПЭВП и производство полипропилена (при производстве сополимерных марок). Компримирование этилена осуществляется винтовыми компрессорами.

Секция полимеризации

Секция включает в себя узел подачи катализатора, реакторную систему. В качестве катализаторов могут применяться катализатор Циглера, металлоценовый и хромовый катализаторы.

Реактор полимеризации (один реактор на каждой технологической линии) представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с расширением в верхней части и горизонтальной решеткой ожижающего устройства в нижней. Реакция полимеризации протекает в псевдоожиженном слое при давлении 2,3 МПа (изб.) и температуре 74-102 °С. Растущие частицы полимера, образующиеся в реакторе, поддерживаются в псевдоожиженном состоянии при помощи подаваемого восходящего потока технологического газа, состоящего из этилена, сомономера, водорода и инертных компонентов. Компремирование технологического газа обеспечивается циркуляционным центробежным компрессором. Технологический газ подается под горизонтальную решетку для достижения хорошего распределения газа. Скорость газа снижается в верхней, расширенной, части реактора для ограничения уноса мелкой фракции полимера.

Секция дегазации порошка и извлечения сомономера

Секция включает в себя шлюзовые бункеры системы выгрузки, дегазатор и отдувочную колонну.

Порошок полимера выгружается из реактора через систему, состоящую из шести шлюзовых бункеров. Выгружаемый из реактора порошок содержит в своем составе адсорбированные углеводороды (этилен, сомономеры, инертные компоненты) и активный катализатор полимеризации. Для их удаления порошок последовательно проходит дегазатор и отдувочную колонну. Непрореагировавшие сомономеры и изопентан возвращаются в реактор полимеризации. Для дезактивации остаточного катализатора, содержащегося в порошке, производится дозирование паров воды.

Секция ввода добавок, гранулирования и гомогенизации

Деактивированный и дегазированный порошок гранулируется на двух линиях экструзии. Наличие пяти узлов дозирования добавок на каждой из линий экструзии позволяет выпускать марки полиэтилена с широким диапазоном свойств продукта. Экструдер включает в себя систему вентиляции, систему гидротранспорта гранул, систему сушки гранул.

Готовые гранулы посредством системы пневмотранспорта поступают в один из четырех гомогенизаторов на каждой линии. Однородный гранулированный продукт транспортируется из гомогенизаторов в зону логистической платформы.

Логистическая платформа (секция расфасовки и отгрузки).

Перед поступлением в силосы хранения логистической платформы гранулы проходят через систему обеспыливания. Предусмотрены две параллельно работающие системы обеспыливания.

На рисунке 4.6 представлена общая схема производства ПЭ газофазным методом по газофазной технологии по схеме с двумя теплообменниками на линии рецикла.

Рисунок 4.6 - Схема производства полиэтилена по газофазной технологии по схеме с двумя теплообменниками на линии рецикла

Описание технологического процесса приведено в таблице 4.14, перечень основного оборудования - в таблице 4.15, перечень природоохранного оборудования - в таблице 4.16.

Таблица 4.14 - Описание технологического процесса производства ПЭВП по газофазной технологии

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное Технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Этилен Сомономеры (бутен-1, гексен-1)	Подготовка сырья			Адсорберы, колонны
Этилен очищенный Сомономеры очищенные	Полимеризация этилена	Порошок полиэтилена		Реакторы
Порошок п/э	Компаундирование, гранулирование порошка полиэтилена	Гранулированный полиэтилен		Экструдеры
Гранулированный полиэтилен	Гомогенизация, упаковка и отгрузка	Гранулы полиэтилена		Бункера гомогенизации

Таблица 4.15 - Перечень основного технологического оборудования производства ПЭВП по газофазной технологии

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Адсорбер очистки азота	Очистка азота от H 2S, O 2, CO и воды	Насадочные колонны
Адсорбер очистки изопентана	Осушка и доочистка изопентана от кислородсодержащих соединений и соединений серы	Насадочная колонна
Адсорбер очистки сомономера	Удаление остаточных количеств воды, карбонилов, пероксидов и спиртов	Насадочные колонны
Адсорбер очистки этилена	Доочистка поступающего на установку потока этилена от таких микропримесей как ацетилен, кислород, окись углерода, двуокись углерода, влага, меркаптаны	Насадочные колонны
Винтовой компрессор	Производство ПЭВП	Расход - 7045 кг/ч Среда - пропилен Ррасч. = 2,6 МПа Трасч. = минус 52/120 °С Рраб. прием/нагн. = 0,04/1,56 МПа Траб. = 75 °С Мощность двигателя - 500 кВт
Воздуходувка транспортирующего газа	Производство ПЭВП	Тип - винтовой Производительность - 7156 м 3/ч Среда - азот Ррасч. = минус 0,10/0,45 МПа Трасч. = минус 20-300 °С Условия на приеме: Рраб. = 0,105 МПа Траб. = 30 °С Условия на нагнетании: Рраб. = 0,202 МПа Траб. = 158 °С Мощность двигателя - 520 кВт
Второй теплообменник узла регенерации сдувок	Производство ПЭВП	Кожухотрубчатый одноходовой горизонтальный теплообменный аппарат с эллиптическими крышками и неподвижной трубной решеткой (BEM). Расчетная тепловая нагрузка - 268,8 кВт Рабочая тепловая нагрузка - 224 кВт Поверхность теплообмена - 54 м 2 Межтрубное пространство: Среда - углеводородный конденсат Ррасч. = 3,7 МПа Рраб. = 2,53 МПа Траб. вход/выход = минус 34,7/5,0 °С Трубное пространство: Среда - углеводородный газ Ррасч. = 2,9 МПа Рраб. = 2,13 МПа Траб. вход/выход = 24,2/1,0 °С
Выпарной аппарат	Отпарка полиэтилена	Объем - 40 м 3
Дегазатор	Дегазация и деактивация остаточного катализатора	Вертикальный аппарат с полусферической крышкой и коническим днищем, оборудован газораспределительным устройством
Дегазатор	Производство ПЭВП	Вертикальный аппарат с полусферической крышкой и коническим днищем, оборудован газораспределительным устройством. V = 305 м 3 Dцил. = 5000 мм Hобщ. = 24026 мм Среда - твердая фаза: порошок полиэтилена, газовая фаза: углеводороды Рраб. = 0,03-0,07 МПа Траб. = 5 108 °С Ррасч. = 0,45 МПа/полный вакуум. Трасч. = минус 39/133 °С
Защитный фильтр	Производство ПЭВП	D = 1400 мм H = 4165 мм Среда - газовая фаза: азот, твердая фаза: порошок полиэтилена Рраб. = 0,005-0,015 МПа Траб. = 5-108 °С. Ррасч. = минус 0,05/0,45 МПа. Трасч. = минус 52/133 °С. Эффективность очистки: 5 мкм. 99 %
Колонна отдувки	Предназначена для отделения остаточных углеводородов, абсорбированных порошком полиэтилена и деактивации остаточного катализатора	Вертикальный аппарат с эллиптической крышкой и коническим днищем, оборудован газораспределительным устройством Dверх. = 7500 мм Газораспределитель: Dцил.верх = 2900 мм Hобщ. = 33475 мм Среда - твердая фаза: порошок полиэтилена, газовая фаза: углеводороды. Рраб. = 0,006 (верх) - 0,050 МПа Траб. = окр. среда - 108 °С Ррасч. = 0,45 МПа/полный вакуум Трасч. = минус 39-133 °С
Компрессор газа рециркуляции	Производство ПЭВП	Двухступенчатый бессмазочный винтовой компрессор. Производительность - 11118/1877 м 3/ч Ррасч. = 1,0 МПа Трасч. = минус 39/185 °С Первая ступень: Траб. = 22 °С Рраб.(прием)/(нагн.) = 0,009/0,649 МПа Мощность на валу - 1244 кВт Вторая ступень: Ррасч. (нагн.) = 2,9 МПа Траб. = 28,3 °С Рраб. (прием)/(нагн.) = 0,613/2,300 МПа Мощность на валу - 851 кВт Мощность двигателя - 3300 кВт
Компрессор главного контура	Контроль скорости циркулирующего газа в реакторе	Центробежный одноступенчатый компрессор. Производительность - 47742 нм 3/ч
Конденсатор главного контура	Съем тепла за счёт подачи охлаждённой воды в межтрубное пространство конденсатора	Кожухотрубчатый одноходовой горизонтальный теплообменный аппарат с эллиптическими крышками и неподвижной трубной решеткой
Конденсатор пропилена	Производство ПЭВП	Кожухотрубчатый горизонтальный теплообменный аппарат с эллиптическими крышками и неподвижной трубной решеткой. Тепловая нагрузка - 729,943 кВт Поверхность теплообмена - 132,57 м 2 Диаметр корпуса внутр. - 620 мм Диаметр труб - 19,05 мм Длина труб - 6000 мм Межтрубное пространство: Среда - пропилен Ррасч. = 2,0 МПа/полный вакуум Рраб. = 1,56 МПа Траб. вход/выход = 75/40 °С Трубное пространство: Среда - оборотная вода Ррасч. = 1,6 МПа Рраб. = 0,65 МПа Траб. вход/выход = 25/30 °С
Конденсатор холодильной установки	Производство ПЭВП	Горизонтальный теплообменный аппарат с кожухом барабанного типа, с U-образными трубами и эллиптическими крышками. Тепловая нагрузка - 467,144 кВт Поверхность теплообмена - 61,518 м 2 Диаметр корпуса внутр. - 550 мм Межтрубное пространство: Среда - пропилен Ррасч. = 2,25 МПа/полный вакуум Рраб. = 0,0475 МПа Траб. = минус 40 °С Трубное пространство: Среда - углеводородный газ Ррасч. = 2,9 МПа Рраб. = 2,059 МПа Траб. вход/выход = 1,0/минус 35 °С
Межступенчатый сепаратор компрессора газа рециркуляции	Производство ПЭВП	Вертикальная емкость с эллиптическим днищем и крышкой. V = 8,05 м 3 D = 1700 мм Нцил. = 2980 мм Среда - жидкая фаза: углеводородный конденсат, газовая фаза: углеводороды Рраб. = 0,510-0,619 МПа Траб. = 28-37 °С Ррасч. = 1,0 МПа/полный вакуум Трасч. = минус 39/185 °С
Мембрана	Производство ПЭВП	Dкорпуса = 304,8 мм Lкорпуса = 5154 мм Dмембраны = 300 мм Lмембраны = 5182 мм Среда - отпарной газ Ррасч. = 2,9 МПа/полный вакуум Трасч. = минус 52/80 °С Рраб. = 1,94 МПа
Мембранная установка	Для снижения содержания этилена в отпарном газе	Корпус: нержавеющая сталь. Мембрана: тканая бумага, нейлоновая сетка
Основной сепаратор узла регенерации сдувок	Производство ПЭВП	Вертикальная емкость с эллиптическим днищем и крышкой. V = 3,77 м 3 D = 1100 мм Нцил. = 3600 мм Среда - жидкая фаза: углеводородный конденсат, газовая фаза: углеводороды. Рраб. = 1,98 МПа Траб. = минус 35 °С Ррасч. = 2,9 МПа Трасч. = минус 52/80 °С
Первый теплообменник узла регенерации сдувок	Производство ПЭВП	Кожухотрубчатый одноходовой горизонтальный теплообменный аппарат с эллиптическими крышками и неподвижной трубной решеткой. Расчетная тепловая нагрузка - 148,8 кВт Рабочая тепловая нагрузка - 124 кВт Поверхность теплообмена - 25 м 2 Диаметр корпуса внутр. - 387,34 мм. Межтрубное пространство: Среда - углеводородный газ Рраб. = 1,98 МПа Траб. вход/выход = минус 35,3/25,0 °С Трубное пространство: Среда - углеводородный газ Рраб. = 2,21 МПа Траб. вход/выход = 36,5/24,2 °С
Подогреватель отпарного газа	Производство ПЭВП	Горизонтальный теплообменный аппарат типа "труба в трубе". Поверхность теплообмена - 2,29 м 2 Диаметр наружной трубы (обечайки) - 114,3 мм Диаметр внутренней трубы - 66,7 мм Ррасч. = 0,9 МПа Трасч. = минус 39/325 °С Межтрубное пространство: Среда - азот Рраб. = 0,30 МПа Траб. вход/выход = 5/80 °С Трубное пространство: Среда - пар НД Рраб. = 0,37 МПа Траб. вход/выход = 223/149 °С
Подогреватель смазочного масла (встроенный)	Производство ПЭВП	Электрический нагреватель. Мощность - 5-30 кВт
Подогреватель уплотнительного газа	Производство ПЭВП	Электрический нагреватель Среда - этилен Расчетная тепловая нагрузка - 5 кВт Рабочая тепловая нагрузка - 3 кВт Расход - 151,5 кг/ч Ррасч. = 4,2 МПа/полный вакуум Трасч. = минус 52/80 °С Рраб. вход/выход = 3,47 МПа Траб. вход/выход = 5/36 °С
Реактор полимеризации этилена	Полимеризация этилена	Вертикальный цилиндрический аппарат. Высота цилиндрической части 12000-26512 мм D = 4420 мм, Dрасш.части = 7300-7316 мм
Реактора 1 и 2 ступеней	Полимеризация этилена	Объем - 300-700 м 3
Ротационный питатель	Гомогенизация	Питатель ротационного типа. Производительность - 7 т/час, N = 1,1 кВт, п = 1420 об/мин
Роторный питатель (Секторный питатель)	Производство ПЭВП	Роторный питатель лопастного типа. Среда - газовая фаза: азот, твердая фаза: порошок полиэтилена Fраб. = 7,5-50 т/ч Pраб. = 0,02-0,088 МПа Tраб. = 104-108 °С Fрасч. = 7,5-52,5 т/ч Pрасч. = 0,35 МПа Tрасч. = минус 52/133 °С Мощность двигателя - 1,1-11 кВт
Сепаратор компрессора газа рециркуляции	Производство ПЭВП	Вертикальная емкость с эллиптическим днищем и крышкой. V = 8,552 м 3 D = 1600 мм Нцил. = 3720 мм Среда - углеводородный газ Рраб. = 0,009-0,021 МПа Траб. = минус 10,3-33,6 °С Ррасч. = 0,45 МПа/полный вакуум Трасч. = минус 52/100 °С
Система пневмотранспорта порошка	Система пневмотранспорта работает по замкнутому контуру и служит для следующих целей: - транспортировки порошка полиэтилена из дегазатора к колонне отдувки; - рециркуляции порошка полиэтилена через дегазатор с использованием азота НД очищенного; - рециркуляции порошка полиэтилена через колонну отдувки с использованием азота	Работа системы пневмотранспорта при транспортировке из дегазатора в колонну отдувки - непрерывный
Смеситель непрерывного действия	Грануляция полиэтилена	Горизонтальный аппарат, производительность - 20 т/ч Диаметр шнека - 320 мм, количество зон - 5 Число оборотов ротора - 500 об/мин Нагрев насыщенным паром - 25 кгс/см 2 Охлаждение - водяное Ррас./раб. = 0,98/0,59 Мпа Мощность главного двигателя - 4400 кВт
Сушилка	Осушка полиэтилена	Объем - до 30 м 3
Фильтр азота	Производство ПЭВП	Производство ПЭВП Рраб. = 3,4 МПа Ррасч. = 40 МПа Траб. = 40 °С Трасч. = минус 39/80 °С Среда - азот Степень фильтрации - 3 мкм
Фильтр газа на приеме компрессора (Фильтр на всасе компрессора)	Производство ПЭВП	D = 355,6 мм H = 705 мм Среда - пропилен Рраб. = 1,56 МПа Траб. = минус 52 - минус 40 °С Ррасч. = 2 МПа/полный вакуум Трасч. = минус 52/120 °С
Фильтр дегазатора	Производство ПЭВП	D = 3200 мм H = 864 мм Среда - газовая фаза: азот, твердая фаза: порошок полиэтилена Рраб. = 0,020-0,069 МПа Траб. = окр. среда - 98 °С Ррасч. = 0,45 МПа/полный вакуум Трасч. = минус 39/98 °С Эффективность очистки: 10 мкм. 99,98 %
Фильтр колонны отдувки	Производство ПЭВП	D = 1650 мм H = 420 мм Среда - газовая фаза: азот, твердая фаза: порошок полиэтилена Рраб. = 0,020-0,005 МПа Траб. = окр. среда - 104 °С Ррасч. = 0,45 МПа Трасч. = минус 39/104 °С Эффективность очистки: 10 мкм. 99,98 %
Фильтр мембраны	Производство ПЭВП	D = 609 мм H = 2284 мм Среда - отпарной газ Ррасч. = 2,9 МПа/полный вакуум Трасч. = минус 52/80 °С Рраб. = 1,95 МПа Эффективность очистки - 1,0-0,3 мкм. 99 %
Фильтр пускового силоса	Производство ПЭВП	D = 1148 мм H = 305 мм Среда - газовая фаза: азот, твердая фаза: порошок полиэтилена Рраб. = 0,004-0,050 МПа Траб. = окр. среда - 104 °С Ррасч. = 0,45 МПа Трасч. = минус 52/130 °С Эффективность очистки - 10 мкм. 99,98 %
Фильтр сдувок с катализатором	Перед сбросом в атмосферу сдувки проходят очистку от твердых частиц на фильтре и в масляном затворе, заполненном минеральным маслом	Вертикальный фильтр картриджного типа
Фильтр системы пневмотранспорта порошка полиэтилена	Производство ПЭВП	D = 3000 мм H = 9013 мм Среда - газовая фаза: азот, твердая фаза: порошок полиэтилена Рраб. = 0,005-0,015 МПа Траб. = 5-105 °С Ррасч. = минус 0,05/0,45 МПа Трасч. = минус 39/133 °С Эффективность очистки - 10 мкм. 99,98 %
Фильтр смазочного масла компрессора главного контура	Производство ПЭВП	Сдвоенный фильтр картриджного типа. L = 750 мм W = 300 мм Н = 660 мм Рраб. = 0,65 МПа Траб. = 35-55 °С Ррасч. = 0,9 МПа Трасч. = минус 39/80 °С Среда - смазочное масло Степень фильтрации - 10 мкм
Фильтр смазочного масла на нагнетании винтового компрессора	Производство ПЭВП	D = 199 мм H = 540 мм Рраб. = 1,87 МПа Траб. = минус 10-80 °С Ррасч. = минус 0,1-2,5 МПа Трасч. = минус 39/120 °С
Фильтр этилена основного сухого газового уплотнения компрессора главного контура	Производство ПЭВП	Вертикальный сдвоенный фильтр. Н = 391 мм Рраб. = 2,77-3,48 МПа Траб. = минус 39/43 °С Ррасч. = 4,2 МПа Трасч. = минус 39-110 °С Среда - этилен Эффективность фильтрации - 2 мкм. 99,5 %
Холодильник на нагнетании воздуходувки	Производство ПЭВП	Кожухотрубчатый одноходовой горизонтальный теплообменный аппарат с эллиптической крышкой и плавающей трубной решеткой. Тепловая нагрузка - 299,4 кВт Поверхность теплообмена - 24,99 м 2 Диаметр корпуса - 368 мм Межтрубное пространство: Среда - оборотная вода Ррасч. = 1,0 МПа Трасч. = минус 39/80 °С Рраб. = 0,5 МПа Траб. вход/выход = 25/35 °С Трубное пространство: Среда - азот Ррасч. = 0,45 МПа Трасч. = минус 39/220 °С Рраб. = 0,23 МПа Траб. вход/выход = 164/60 °С
Холодильник на нагнетании компрессора газа рециркуляции	Производство ПЭВП	Кожухотрубчатый одноходовой горизонтальный теплообменный аппарат с U-образными трубами и эллиптическими крышками. Расчетная тепловая нагрузка - 1060,8 кВт Рабочая тепловая нагрузка - 884 кВт Поверхность теплообмена - 111 м 2 Диаметр корпуса внутр. - 650 мм Ррасч. = 2,9 МПа/полный вакуум Трасч. = минус 39/185 °С Межтрубное пространство: Среда - углеводородный газ Рраб. = 2,3 МПа Траб. вход/выход = 139,2/34,9 °С Трубное пространство: Среда - оборотная вода Рраб. = 0,57 МПа Траб. вход/выход = 25/35 °С
Холодильник на приеме воздуходувки (Охладитель всасывания)	Производство ПЭВП	Кожухотрубчатый одноходовой горизонтальный теплообменный аппарат с эллиптической крышкой и плавающей трубной решеткой. Тепловая нагрузка - 217,8 кВт Поверхность теплообмена - 91,57 м 2 Диаметр корпуса - 522 мм Межтрубное пространство: Среда - оборотная вода Ррасч. = 1,0 МПа Трасч. = минус 39/80 °С Рраб. = 0,5 МПа Траб.вход/выход = 25 °С Трубное пространство: Среда - азот Ррасч. = 0,45 МПа Трасч. = минус 39/120 °С Рраб. вход/выход = 0,005 МПа Траб. вход/выход = 108 °С
Холодильник отходящего газа	Производство ПЭВП	Кожухотрубчатый двухходовой горизонтальный теплообменный аппарат с эллиптическими крышками и неподвижной трубной решеткой. Расчетная тепловая нагрузка - 445 кВт Рабочая тепловая нагрузка - 356 кВт Поверхность теплообмена - 173 м 2 Диаметр корпуса внутр. - 825 мм Межтрубное пространство: Среда - оборотная вода Ррасч. = 1,0 МПа Рраб. = 0,57 МПа Траб. вход/выход = 25 °С/32 °С Трубное пространство: Среда - углеводородный газ Ррасч. = 0,45 МПа/полный вакуум Рраб. = 0,026 МПа Траб. вход/выход = 74,6/35,0 °С
Холодильник первой ступени компрессора газа рециркуляции	Производство ПЭВП	Кожухотрубчатый одноходовой горизонтальный теплообменный аппарат с эллиптическими крышками и с U-образными трубами. Расчетная тепловая нагрузка - 2188 кВт Рабочая тепловая нагрузка - 1903 кВт Поверхность теплообмена - 266 м 2 Диаметр корпуса внутр. - 880 мм Ррасч. = 1,0 МПа/полный вакуум Трасч. = минус 39/185 °С Межтрубное пространство: Среда - углеводородный газ Рраб. = 0,649 МПа Траб. вход/выход = 150/30 °С Трубное пространство: Среда - оборотная вода Рраб. = 0,57 МПа Траб. вход/выход = 25/30 °С
Холодильник смазочного масла компрессора главного контура (охладитель смазочного масла)	Производство ПЭВП	Кожухотрубчатый одноходовой горизонтальный теплообменный аппарат со съемной крышкой и плавающей трубной решеткой. Тепловая нагрузка - 44 кВт Поверхность теплообмена - 10,078 м 2 Ррасч. = 1,0 МПа Трасч. = минус 52/80 °С Межтрубное пространство: Среда - минеральное масло Рраб. = 0,7 МПа Траб. вход/выход = 60/43 °С Трубное пространство: Среда - оборотная вода Рраб. = 0,57 МПа Траб. вход/выход = 20,00-31,82 °С
Циклон сдувок с катализатором	отделение и осаждение твердых частиц	Вертикальный аппарат с коническим днищем
Циклон сдувок с порошком полиэтилена	отделение и осаждение твердых частиц	Вертикальная емкость с коническим днищем
Экономайзер пропилена	Производство ПЭВП	Кожухотрубчатый горизонтальный теплообменный аппарат с эллиптическими крышками и неподвижной трубной решеткой (BEM). Тепловая нагрузка - 156,389 кВт Поверхность теплообмена - 11,872 м 2 Диаметр корпуса внутр. - 581 мм Ррасч. = 2,0 МПа/полный вакуум Трасч. = минус 52/120 °С Межтрубное пространство: Среда - пропилен Рраб. = 0,475 МПа Траб. = минус 7 °С Трубное пространство: Среда - пропилен Рраб. = 1,66 МПа Траб. вход/выход = минус 40/минус 2 °С
Экструдер	Компаундирование	Двухшнековый; диаметр шнека - 250-320 мм; нагрев - электрический; охлаждение - водяное

Таблица 4.16 - Перечень природоохранного оборудования производства ПЭВП по газофазной технологии

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Технологические характеристики
Фильтр системы вакуумной очистки	Вакуумная очистка	Фильтр патронного типа. Среда - сдувки вакуумной очистки Продувочный газ - воздух Размер ячейки фильтра - 2 мкм Степень очистки - 99,9 % Pрасч. = 1 МПа/полный вакуум Tрасч. = 93 °С Pраб. = минус 0,045 МПа Tраб. = 5/38 °С Fрасч. = 1100 м 3/ч Fраб. = 690 нм 3/ч

4.2.2 Текущие уровни эмиссии в окружающую среду

Показатели потребления сырья и энергоресурсов (нормы расхода) при производстве полиэтилена по газофазной технологии приведены в таблице 4.17.

Таблица 4.17 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов ^* при производстве полиэтилена по газофазной технологии

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Этилен	кг/т	933	1194
Этилен + сумма сомономеров	кг/т	1021	1305
Электроэнергия	/т	160,0	723,4
Теплоэнергия	Гкал/т	0,11	0,42
* Удельные расходы по потреблению энергоресурсов показаны только по энергоресурсам, поставляемым со стороны, собственные энергоресурсы в расчетах удельных показателей не учтены.

Характеристика выбросов, сбросов, отходов, образующихся при производстве полиэтилена по газофазной технологии, приведена в таблицах 4.18-4.20.

Таблица 4.18 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве полиэтилена по газофазной технологии

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Азота диоксид	-	0,0012	0,093	0,047
Азота оксид		0,00021	0,016	0,0077
Углерода оксид		-	0,93	0,43
Этилен		-	3,33	0,70
Углеводороды предельные C1-C-5 (исключая метан)		0,040	0,12	0,067
Углеводороды предельные C6-C10		-	0,022	0,0071
Бутилен		0,011	0,053	0,025
Ацетальдегид		-	0,00018	-
В периметр технологии не включены источники выбросов от парков хранения исходного сырья, готовой продукции, эстакад и факельных систем.

Таблица 4.19 - Сбросы загрязняющих веществ при производстве полиэтилена по газофазной технологии

Наименование загрязняющего вещества	Направление сбросов	Показатели сбросов загрязняющих веществ в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Взвешенные вещества	Сточные воды направляются в цех нейтрализации и очистки промышленных сточных вод (механическая и биологическая очистка)	0,018	0,2	0,11
ХПК		0,042	0,30	0,15

Таблица 4.20 - Отходы, образующиеся при производстве полиэтилена по газофазной технологии

Наименование	Класс опасности	Источник образования	Способ утилизации, обезвреживания, размещения	Масса образующихся отходов производства в расчете на 1 т продукции, кг/т
				Диапазон		Среднее значение
				Минимальное значение	Максимальное значение
Адсорбент на основе оксида алюминия, отработанный при осушке газа	III	Замена сорбентов при потере потребительских свойств при производстве полипропилена, полиэтилена	Передается в стороннюю организацию	0,0033	0,52	0,26
Водяной конденсат пропарки оборудования фильтрации хромоцена	IV	Пропарка фильтра фильтрации хромоцена пароводяной смесью для дезактивации остатков хромоцена и удаления углеводородов	Утилизация	0,067	0,095	0,085
Глинозем активированный, отработанный при осушке воздуха и газов, не загрязненный опасными веществами	IV	Производство ПЭВП	Размещение на объекте размещения отходов по договору	-	0,0076	-
Изделия керамические производственного назначения, утратившие потребительские свойства, малоопасные	IV		Утилизация	-	0,011	-
Изделия производственного назначения из глинозема, утратившие потребительские свойства, малоопасные	IV		Размещение на объекте размещения отходов по договору	-	0,013	-
Изопентан отработанный при получении катализатора на основе оксида кремния, содержащего силилхромат и оксид алюминия	III	Удаление растворителей из смесителя в процессе получения катализатора	Утилизация	-	0,0038	-
Катализатор на алюмосиликатной основе с содержание никеля не более 35,0 % отработанный	III	Замена катализатора при очистке водорода от СО, СО 2 и О 2 в колонне-метанизаторе	Передается в стороннюю организацию	-	0,010	-
Катализатор на основе оксида алюминия активного содержащий палладий отработанный	III	Замена катализатора в узле очистки азота	Передается в стороннюю организацию	-	0,12	-
Катализатор на основе оксида алюминия с содержанием хрома менее 27,0 % отработанный	III	Выгрузка катализаторов на стадии полимеризации	Передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	0,093	0,11	0,097
Катализатор на основе оксида алюминия с содержанием цинка менее 70,0 % отработанный	III	Выгрузка катализатора из аппарата для удаления серы из этилена	Передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	0,019	0,022	0,012
Катализатор на основе оксида алюминия, содержащий серебро, отработанный	III	Замена катализатора при снижении или потере каталитической активности при окислении этилена кислородом	Передается в стороннюю организацию	-	0,35	-
Катализатор на основе оксидов кремния и алюминия отработанный закоксованный	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	0,0049	0,0076	0,0062
Катализатор цинкмедный отработанный	III	Замена катализатора при производстве полиэтилена	Передается в стороннюю организацию	-	0,034	-
Катализатор цинкмедный, содержащий серебро, платину, палладий, отработанный	III	Замена катализатора при снижении или потере каталитической активности при очистке от оксида углерода и следов карбонилсульфида на узле дополнительной очистки этилена в производстве линейных альфа-олефинов, очистка этилена от углерода оксида в производстве полиэтилена	Передается в стороннюю организацию	-	0,080	-
Осадок при выделении фильтрацией силилхромата из реакционной массы на фильтре бумажном	II	Производство силилхромата (остаток с фильтра после зерновой фильтрации c фильтровальной бумагой)	Передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	0,0015	0,0017	0,0016
Осадок при выделении фильтрацией хромоцена из реакционной массы на бумажном фильтре	III	Производство хромоцена 5 % (осадок с фильтра от промывки реактора с фильтровальной бумагой)	Передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	0,0049	0,0055	0,0052
Осадок при отстое сточных вод производств полиэтилена и полипропилена, содержащий преимущественно соединения кальция, алюминия и парафиновые углеводороды	III	После чистки бассейна-отстойника	Захоронение	-	0,20	-
Отходы минеральных масел индустриальных	III	Процесс замены масла в системах смазочного масла	Утилизация/размещение на объекте размещения отходов по договору	0,0074	0,037	0,017
Отходы минеральных масел компрессорных	III	Процесс замены масла в колонне крекинга	Утилизация/размещение на объекте размещения отходов по договору	0,0010	0,061	0,021
Отходы пленки полиэтилена и изделий из нее незагрязненные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,0067	-
Отходы полиэтиленовой тары незагрязненной	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	0,00038	0,0034	0,0011
Отходы промывки белым минеральным маслом оборудования производств полиэтилена и полипропилена, содержащие алкоголяты алюминия	III	Промывка трубопроводов и оборудования	Передается в стороннюю организацию	-	1,00	-
Отходы прочих минеральных масел	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,0073	-
Отходы прочих синтетических масел	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,0048	-
Отходы прочих теплоизоляционных материалов на основе минерального волокна незагрязненные	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	0,0010	0,040	0,020
Отходы растворителей на основе толуола и тетрагидрофурона при промывке оборудования синтеза хромоцена	III	Регламентная промывка оборудования при синтезе хромоцена	Утилизация	-	0,0082	-
Отходы сжигания продуктов полимеризации этилена при пропарке и зачистке оборудования процесса димеризации этилена в производстве альфа бутилена	IV	Сжигание отпаренного полимера производства альфа-бутилена	Размещение	-	0,0036	-
Отходы упаковочного картона незагрязненные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,0037	-
Песок, загрязненный нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти или нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	-	0,0014	-
Продукты полимеризации этилена при пропарке и зачистке оборудования процесса димеризации этилена в производстве альфа-бутилена	IV	Зачистка от полимера димеризатора	Передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	0,0035	0,053	0,030
Просыпи полипропилена и полиэтилена в производстве изделий из них	IV	Производство ПЭВП	Размещение на объекте размещения отходов по договору	-	0,0023	-
Пыль (порошок) от шлифования черных металлов с содержанием металла 50 % и более	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	-	0,00062	-
Пыль технического углерода при газоочистке пересыпки и перемещения технического углерода (отходы технического углерода - сажи)	IV	Влажная крошка технического углерода, гранулы полиэтилена, некондиционные гранулы, потери на пробы, пересыпка и перемещения технического углерода	Передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	0,024	0,027	0,025
Растворители на основе толуола и изопентана, отработанные при получении катализатора на основе кремния содержащего хромоцен	III	Удаление смеси растворителей из емкости при получении катализатора на основе хромоцена и оксида кремния, используемого для проведения реакции полимеризации этилена	Утилизация	-	0,024	-
Сорбент на основе оксида цинка отработанный	III	Производство ПЭВП	Размещение на объекте размещения отходов по договору	-	0,23	-
Сорбент на основе оксидов кремния, бария и алюминия отработанный	III	Замена сорбентов	Захоронение	-	0,014	-
Тара деревянная, утратившая потребительские свойства, незагрязненная	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,025	-
Тара из черных металлов, загрязненная нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,0031	-
Ткань фильтровальная из полимерных волокон, загрязненная нерастворимыми или малорастворимыми минеральными веществами	IV	Производство ПЭВП	Размещение на объекте размещения отходов по договору	-	0,0044	-
Ткани фильтровальные из разнородных материалов в смеси, загрязненные нерастворимыми или малорастворимыми минеральными веществами	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,00057	-
Уголь активированный отработанный, загрязненный оксидами железа и нефтепродуктами (суммарное содержание менее 15 %)	IV	Очистка от загрязнения оксидами железа и нефтепродуктами с утратой потребительских свойств в связи со снижением сорбционной емкости	Передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	0,0095	0,011	0,0099
Фильтры волокнистые из полимерных материалов, загрязненные преимущественно полиэтиленом в пылевой форме	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация/размещение на объекте размещения отходов по договору	-	0,033	-
Цеолит отработанный при осушке воздуха и газов, не загрязненный опасными веществами	V	Выгрузка молекулярных сит из осушителей на стадии осушки этилена, азота, из осушителей сомономеров	Передача другим предприятиям для использования, переработки или обезвреживания	0,095	0,11	0,099
Цеолит отработанный при осушке газов в том числе углеводородных	IV	Регламентная замена молекулярных сит процесса осушки углеводородов, азота, водорода	Размещение	-	0,0043	-

4.3 Полиэтилен, получаемый по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя

Суспензионной полимеризацией называют полимеризацию, протекающую в каплях мономера, диспергированного в жидкой среде. Основными компонентами суспензионной полимеризации являются: мономер, инициатор, стабилизатор и дисперсионная среда. Необходимым фактором для осуществления процесса является интенсивное перемешивание.

4.3.1 Описание технологических процессов, используемых в настоящее время

Технологический процесс полимеризации с получением полиэтилена высокой плотности осуществляется в суспензионном контуре в двухреакторной системе в среде легкого разбавителя - изобутана с использованием хромового катализатора или катализатора Циглера.

Данный процесс реализуется в бимодальном и мономодальном режимах с использованием катализатора Циглера, в мономодальном режиме с использованием хромового катализатора.

В основе суспензионной технологии лежит применение эффективного и надежного петлевого реактора, который обеспечивает возможность организации реакции полимеризации, теплообмена и рециркуляции посредством одной единицы оборудования.

В процессе полимеризации в суспензионном петлевом реакторе частицы полимера образуются в среде легкого углеводородсодержащего разбавителя (изобутана), который содержит смесь этилена, водорода и сомономеров.

На вход реакторов полимеризации поступают:

- этилен и водород с границы установки;

- тяжелая фракция восстановленного разбавителя (содержащая сомономеры гексен-1 или бутен-1) и легкая фракция восстановленного разбавителя из сектора сепарации и регенерации разбавителя;

- сокатализатор от узла выгрузки и подачи сокатализатора;

- катализатор из системы подачи катализатора.

На линии подачи этилена в каждый реактор расход этилена контролируется и регулируется по заданному количеству с корректировкой по данным автоматического анализатора - содержанию этилена в суспензии реактора или соотношению компонентов в реакционной смеси (для бимодального режима).

На входе линии подачи водорода в реакторы расход водорода контролируется и регулируется по заданному значению с корректировкой по данным автоматического анализатора - соотношению водорода и этилена в суспензии реактора.

Легкая фракция и тяжелая фракция регенерированного разбавителя насосом подается в реакторы полимеризации. Расходы потоков контролируются с сигнализацией минимального значения и регулируются по заданному количеству с корректировкой по содержанию твердых компонентов в реакционной суспензии.

В поток тяжелой фракции предусмотрена подача дозировочным насосом добавок для полимеризации.

Катализатор (суспензия хромового катализатора или катализатора Циглера в изобутане) подается в реакторы полимеризации насосами из системы подготовки катализатора.

Сокатализатор (ТЭАЛ или ТЭБ) поступает в реакторы полимеризации из системы выгрузки сокатализатора посредством насосов. На линиях подачи расход потока сокатализатора контролируется с сигнализацией минимального значения и регулируется по заданному количеству.

Реакция протекает в среде изобутанового разбавителя. Полимеризация осуществляется при температуре 70 °C - 110 °C и давлении 2,5-4,0 МПа.

Мономеры растворяются в разбавителе. Катализаторы, сокатализаторы и добавки также подаются в реакторы в жидкой фазе. Мономеры контактируют с катализатором в среде разбавителя с образованием порошкообразного полимера.

Реакторы работают по принципу суспензионного контура. Реакторы петлевого типа имеют относительно небольшой диаметр и большую длину. Концы трубы соединены друг с другом, образуя реакционный контур большой протяженности, в котором постоянная циркуляция поддерживается при помощи насосов, встроенных в реакционный контур.

Реакция полимеризации сопровождается выделением значительного количества тепла, которое с высокой эффективностью переносится разбавителем к стенкам реактора. Отвод тепла через стенки ректоров и поддержание заданной температуры реакции осуществляется подачей охлаждающей деминерализованной воды в рубашку реакторов.

Для подавления реакции полимеризации в аварийной ситуации предусматривается подача газа, содержащего до 20 % СО и до 80 % N ₂, из баллонов, находящихся под давлением 20 МПа.

В бимодальном режиме суспензия из первого реактора поступает в гидроциклон системы промежуточной очистки. Реакционная смесь из верхней части гидроциклона насосом возвращается в реактор. Реакционная суспензия из нижней части гидроциклона направляется в емкость промежуточной очистки.

Пройдя промежуточную очистку, суспензия насосом подается во второй реактор (в бимодальном режиме).

Суспензия из второго реактора поступает в гидроциклоны узла концентрирования суспензии. Реакционная смесь из верхней части гидроциклонов рециркулирует во второй реактор с помощью насосов. Суспензия из нижней части гидроциклонов поступает в подогреватели суспензии.

Для аварийного опорожнения реакторов полимеризации предусмотрена специальная емкость аварийной выгрузки. Объем емкости рассчитан на одновременный прием аварийных сбросов их двух реакторов полимеризации. Управление аварийным опорожнением осуществляется с помощью дистанционной арматуры, установленной на линиях сброса.

Парогазовые выбросы из аварийной емкости направляются в коллектор факельной системы.

Для защиты от аварийного превышения давления все оборудование узла полимеризации оснащено предохранительными клапанами. Аварийные сбросы давления от предохранительных клапанов направляются в емкость аварийной выгрузки реакторов, а затем газовые выбросы из емкости поступают в коллектор факельной системы.

В мономодальном режиме для реакции полимеризации используются как хромовый катализатор, так и катализатор Циглера. Катализатор вводится в первый реактор. Для некоторых марок готового продукта катализатор вводится в оба реактора одновременно.

Качество продукта достигается посредством регулировки определенных параметров процесса полимеризации:

- управление плотностью ПЭВП достигается за счет изменения концентрации сомономера в реакционной суспензии вне зависимости от используемого типа катализатора;

- для достижения необходимого индекса расплава, в случае использования хромового катализатора, производится регулирование температуры реакционной смеси, в случае использования катализатора Циглера производится регулирование концентрации водорода;

- управление скоростью образования твердых частиц и, соответственно, временем пребывания реакционной смеси в реакторе осуществляется за счет регулирования соотношения разбавителя к мономерному сырью в каждом реакторе;

- управление температурой в реакторе полимеризации осуществляется посредством регулировки расхода и температуры охлаждающего агента (деминерализованной воды), подаваемого в рубашку каждого реактора;

- поддержание заданного давления в реакторе осуществляется c помощью регулирующих клапанов, установленных на линиях выхода реакционной смеси из реактора.

Управление рабочими условиями каждого реактора производится в соответствии с выпускаемой маркой полимера. В каждом реакторе осуществляется независимое регулирование состава (мономер, сомономер, водород), содержания твердых веществ и температуры.

Для мономодального режима работы параметры технологического процесса аналогичны для каждого реактора. В бимодальном режиме параметры технологического процесса значительно различаются для обоих реакторов.

При работе в мономодальном режиме узел промежуточной обработки реакционной суспензии не задействован. При работе в бимодальной конфигурации узел промежуточной обработки реакционной смеси задействован.

Технология производства ПЭВП по суспензионной технологии представлена на рисунке 4.7.

Рисунок 4.7 - Производство ПЭВП по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя

В жидкофазной технологии полимер растворен в фазе растворителя/сомономера. Более высокие -олефины хорошо смешиваются с углеводородным растворителем (обычно C ₆-C ₉); применение в качестве сополимера бутена-1 может привести к необходимости повышения рабочего давления, чтобы обеспечить однофазные условия. Жидкофазный процесс очень гибок в отношении плотности полимера. Как правило, жидкофазные реакторы работают в адиабатических условиях, но с возможностью включения в систему реактора циркуляционных охладителей. Использование охладителей способно улучшить соотношение между полимером и растворителем в выходящем из ректора потоке и таким образом уменьшить энергозатраты на испарение фракции растворителя. Достигаемое соотношение между полимером и растворителем может ограничиваться максимальной рабочей температурой каталитической системы, возможностью теплоотвода и максимально допустимой вязкостью. Вязкость среды не должна негативно сказываться на смешении в реакторе и/или теплообменной способности.

Описание технологического процесса приведено в таблице 4.21, перечень основного оборудования - в таблице 4.22.

Таблица 4.21 - Описание технологического процесса производства полиэтилена, получаемого по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя

Входной поток	Стадия технологического процесса	Выходной поток		Основное технологическое оборудование	Природоохранное оборудование
		Основные, побочные и промежуточные продукты	Эмиссии
1	2	3.1	3.2	4	5
Неактивированный хромовый катализатор	Активация хромового катализатора	Хромовый катализатор (активированный)		Воздушный холодильник воздуха псевдоожижения, эжектор загрузки, подогреватель активатора, осушитель воздуха, воздуходувка активатора
Хромовый катализатор (активированный)	Подготовка и подача хромового катализатора	Хромовый катализатор (активированный)		Фильтр, сепаратор
Катализатор Циглера	Подготовка и подача катализатора Циглера МТ	Катализатор Циглера		Гомогенизатор катализатора Циглера, фильтр, сепаратор
ТЭАЛ (чистый) либо ТЭБ (25 %-ная суспензия в гексане)	Выгрузка и подача сокатализатора	ТЭАЛ (чистый) либо ТЭБ (25 %-ная суспензия в гексане)
Этилен	Полимеризация	Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП)		Реакторы полимеризации
ПЭВП	Промежуточная обработка и концентрирование	ПЭВП		Гидроциклон, скрубберы
ПЭВП	Нагревание и концентрирование суспензии	ПЭВП		Гидроциклоны, подогреватели суспензии, пароохладитель
ПЭВП	Сепарация и дегазация порошка ПЭВП	ПЭВП		Сепараторы, циклоны, дегазаторы, фильтры
Разбавитель	Сепарация и регенерация разбавителя	Легкие и тяжелые фракции, обеднённый изобутан		Скрубберы, конденсаторы, сепараторы, холодильники, ребойлеры
Порошок ПЭВП	Грануляция	Гранулированный ПЭВП

Таблица 4.22 - Перечень основного технологического оборудования производства полиэтилена, получаемого по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя

Наименование оборудования	Назначение оборудования	Существенные характеристики технологического оборудования
Адсорбер очистки изобутана от серы	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Вертикальный аппарат Vномин. = 1,083 м 3 Dвнутр. = 400 мм Hцил. = 8540 мм Hадсорб. = 7640 мм Pрасч. = 1,7 МПа Трасч. = минус 39/80 °С Pраб. = 0,55 МПа Траб. = 20/38 °С
Внешний фильтр активатора	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Фильтр картриджного типа Среда - воздух, азот, углеводороды, частицы катализатора L = 2 311 мм D = 691 мм Перепад давл. - до 0,00002 МПа Pрасч. = 0,035 МПа Трасч. = минус 52/200 °С Траб. = минус 39/200 °С Pраб. = 0,01 МПа Фильтрующий элемент L = 610 мм D = 292 мм Фильтрующий слой - стекловолокно
Внутренний фильтр активатора	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Вертикальный аппарат Среда - азот, катализатор, воздух Н = 1 396 мм D = 984,2 мм D = 54 мм Н = 1 000 мм Pрасч. = 0,035 МПа Трасч. = минус 39/920 °С Перепад давления, МПа - 0,0014 (чистый)/0,007 (забитый) Траб. = минус 39/920 °С
Воздуходувка	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Тип - центробежная Расход раб. = 4 700-13 600 кг/ч Расход расч. = 21 931 кг/ч Напор - 7335 Па Трасч. = минус 52/40 °С Траб. = 5-40 °С Мощность двигателя = 45 кВт
Входной холодильник газодувки	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Диаметр обечайки - 824 мм Диаметр труб - 19,45 мм Длина труб - 2016 мм Количество труб - 566 Поверхность теплообмена: F = 103 м 2 Ррасч (межтр. пр-во) = 0,77/0,101 МПа Трасч. (межтр. пр-во) = 150 °С Твх/вых (межтр. пр.-во) = 100-40 °С Рраб. (межтр. пр-во) = 0,025 МПа Трубное пространство - оборотная вода Ррасч (тр. пр-во) = 1,0/0,101 МПа Трасч. (тр. пр-во) = 150 °С Твх/вых (труб. пр.-во) = 25-31 °С Рраб. (труб. пр-во) = 0,59 МПа
Входной холодильник компрессора	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Горизонтальный кожухотрубчатый теплообменник Диаметр обечайки - 467 мм Диаметр труб - 19,05 мм Длина труб - 2742 мм Количество труб - 276 Поверхность теплообмена: F = 44,33 м 2 Межтрубное пространство - вода Ррасч (межтр. пр-во) = 0/1,0 МПа Трасч. (межтр. пр-во) = минус 39/80 °С Рраб. (межтр. пр-во) = 0,5 МПа Твх/вых (межтр. пр.-во) = 25 - минус 39 °С Трубное пространство - азот. Ррасч (тр. пр-во) = ПВ/0,28 МПа Трасч. (тр. пр-во) = минус 39-120 °С Твх/вых (труб. пр.-во) = 95 - минус 39 °С Рраб. (труб. пр-во) = 0,005 МПа
Выходной холодильник компрессора	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Горизонтальный кожухотрубчатый теплообменник Диаметр обечайки - 416 мм Диаметр труб - 19,05 мм Длина труб - 2592 мм Количество труб - 181 Поверхность теплообмена: F = 27,74 м 2 Межтрубное пространство - вода Ррасч. (межтр. пр-во) = 1,0 МПа Трасч. (межтр. пр-во) = минус 39-80 °С Рраб. (межтр. пр-во) = 0,5 МПа Трубное пространство - азот Ррасч (тр. пр-во) = 0,28 МПа Трасч. (тр. пр-во) = минус 39/200 °С Рраб. (труб. пр-во) = 0,187 МПа
Гидроциклон	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Вертикальная емкость Среда - суспензия ПЭ в изобутане. V = 0,384 м 3 Dцилиндр. части (внутр.) = 508 мм Hполн. = 3 977 мм Pрасч. = 7,5 МПа Трасч. = минус 39/200 °С Траб. = 70-105 °С Рраб. = 3,1-4,2 МПа
Гидроциклон промежуточной очистки	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Вертикальная емкость Среда - суспензия ПЭ V = 0,145 м 3 Dцилиндр. части (внутр.) = 343 мм Hполн. = 2761 мм Pрасч. = 7,5 МПа/0,101 Трасч. =минус 39/200 °С Траб. = 80-105 °С Рраб. = 4,3 МПа
Гомогенизатор катализатора Циглера	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Габаритные размеры: W = 1 725 мм H = 2 433 мм L = 2 120 мм Траб. = 5-40 °С Мощность - 5,5 кВт
Горелка активатора	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Тип - встраиваемая в воздуховод Габариты 460 х 500 мм Мощность = 1400 кВт Расход природного газа расч. = 114 кг/ч Ррасч. = 1,35 МПа Трасч. = минус 52/80 °С Расход природного газа (раб.) = 26-88 кг/ч Рраб. = 0,63/1,12 МПа
Дегазатор	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Вертикальная емкость Среда - порошок ПЭ Vполезн. = 3 76,9 м 3 Dверх. цилиндр. части (внутр.) = 5 000 мм Dнижн. цилиндр. части (внутр.) = 3 500 мм Hверх. цилиндр. части = 13 098 мм Hнижн. цилиндр. части = 5 800 мм Со стороны сосуда: Трасч. = минус 52/185 °С Pрасч. = 0,40 МПа/ПВ Траб. = 85,6/88,9 °С Рраб. = 0,035 МПа Со стороны рубашки: среда - пар Трасч. = минус 52/185 °С Pрасч. = 0,38 МПа/ПВ Траб. = 120 °С Рраб. = 0,1 МПа
Дегазатор изобутана	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Дегазатор состоит из верхней части - колонны и кубовой части Vобщ. = 3,6 м 3 Колонна: Dвнутр. = (482,6 1 %) мм Hверх. = 6 551 мм Высота слоя насадки - 4050 мм (кольца Палля) Кубовая часть: Vобщ. = 3,6 м 3 D = 1 110 мм L = 1900 мм Pрасч. = 1,7 МПа Трасч. = минус 39/180 °С Рраб. = 0,5 МПа Траб. = 42-45 °С
Испаритель пробы (первого/второго) реактора (фильтр испари тель пробы первого реактора)	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Фильтр патронного типа Среда - углеводороды, порошок полиэтилена, примеси сокатализатора Корпус: Vемк. = 0,156 м 3 Dемк. = 330 мм Н полн. = 2 405 мм Pраб. = 0,035-0,2 МПа Tраб. = 43-50 °С Tрасч. = минус 39/200 °С Pрасч. = 1,35 МПа Рубашка: Среда - горячая вода Vкожуха = 0,11 м 3 Dкожух = 480 мм Pраб. = 0,3 МПа Tраб. = 95 °С Tрасч. = минус 39/200 °С Pрасч. = 0,65/ПВ МПа
Компрессор системы пневмотранспорта порошка	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Винтовой компрессор Среда - азот Производительность - 9850 м 3/ч Ррасч. = минус 0,1/0,3 МПа Трасч. = минус 39/250 °С Рвсас. = 0,0981 МПа Рнагн. = 0,2481 МПа Твсас. = 40 °С Тнагн. = 164 °С Уплотнение вала - угольное лабиринтное Мощность электродвигателя - 460 кВт
Конденсатор дегазатора изобутана	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Кожухотрубчатый теплообменник одноходовой с эллиптическими крышками Диаметр колпака - 450 мм Длина корпуса - 240 мм Диаметр U-образных труб - 19,05 мм Число труб - 209 Вместимость по трубному пространству - 0,507 м 3 Поверхность теплообмена: F = 30,5 м 2 Межтрубное пространство - оборотная вода Ррасч. (межтр. пр-во) = 1,3 МПа Рраб. (межтр. пр-во) = 0,44 МПа Трасч. (межтр. пр-во) = минус 39/180 °С Твх/вх (межтр. пр.-во) = 25/27,5 °С. Трубное пространство - жидкие углеводороды Ррасч. (тр. пр-во) = 1,7 МПа Трасч. (тр. пр-во) = минус 39/180 °С Твх/вых (труб. пр.-во) = 36,7/30 °С Рраб. (труб. пр-во) = 0,50 МПа
Конденсатор скруббера промежуточной очистки	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Кожухотрубчатый теплообменник вертикальный одноходовой с эллиптическими крышками Поверхность теплообмена: F = 653 м 2 Диаметр обечайки - 1335 мм Диаметр труб - 19,05 мм Длина труб - 4877 мм Число труб - 230 Корпус сосуда - оборотная вода Ррасч. (межтр. пр-во) = 1,4 МПа Трасч. (межтр. пр-во) = минус 39/95 °С Рраб. (межтр. пр-во) = 0,23 МПа Твх/вых (межтр. пр.-во) = 25/29 °С Трубное пространство - газообразные углеводороды Pрасч. (тр. пр-во) = 1,4 МПа Трасч. (тр. пр-во) = минус 39/95 °С Твх/вых (труб. пр.-во) = 60,9/29 °С Рраб. (труб. пр-во) = 1,0 МПа
Контейнер отходов катализатора	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Вертикальная емкость Vномин. = 3,996 м 3 Dвнутр. = 1 600 мм Hцил. = 1 230 мм Pрасч. = 1,0/ПВ МПа Траб. = окр.среда/132 °С Рраб. = 0,03 МПа Трасч. = 185 °С
Пароохладитель пара подогревателя суспензии	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Среда - пар, конденсат Трасч. = минус 39/325 °С Pрасч. = 0,9/FV МПа Траб. = 150-238 °С Pраб. = 0,37-0,7 МПа
Роторный (секторный) питатель	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Среда - порошок полиэтилена Pрасч. = 0,35 МПа Tрасч. = минус 52/120 °С Расход 5600-50300 кг/ч Pраб. = 0,35-0,08 МПа Tраб. = 90 °С Электродвигатель N = 1,1-5,5 кВт
Сепаратор активатора	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Вертикальный аппарат Среда - воздух, азот, углеводороды, частицы катализатора V = 1,8 м 3 Н = 3 965 мм D = 1 200 мм Pрасч. = 0,035 МПа Трасч. = минус 52/200 °С Траб. = минус 39/200 °С Pраб. = 0,01 МПа
Сепаратор ВД	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Вертикальная емкость Среда - порошок ПЭ + смесь газообразных углеводородов Vномин. = 119 м 3 Dвнутр. = 4 500 мм Hцил. = 4 600 мм Трасч. = минус 39/160 °С Pрасч. = 1,35 МПа/ПВ Траб. = 86,5/90,0 °С Рраб. = 0,75/1,025 МПа
Сепаратор катализатора и добавок	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Вертикальная емкость Vномин. = 5,301 м 3 Dвнутр. = 1 500 мм Hцил. = 2 500 мм Pрасч. = 0,5/ПВ МПа Траб. = окр.сред./175 °С Рраб. = 0,01-0,20 МПа Трасч. = минус 52/200 °С
Скруббер промежуточной очистки	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Тарельчатая колонна Среда - углеводороды (главным образом, изобутан), частицы ПЭ Vномин. = 14,793 м 3 Dвнутр. = 1 400 мм Hцил. = 9 200 мм Pрасч. = 1,4 МПа Трасч. = минус 39/150 °С Траб. = 63/68 °С Рраб. = 1,0 МПа Насадка - 5 секций по 1-5 тарелок в секции Тип тарелок - сетчатые
Фильтр HPSR (предохранительный фильтр системы рециркуляции высокого давления)	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Фильтр картриджного типа. Среда - углеводороды, частицы полиэтилена, азот V = 0,738 м 3 D = 711 мм Н = 2 625 мм Pраб. = 1,03 МПа Tраб. = минус 39/90 °С Tрасч. = минус 39/160 °С Pрасч. = 1,35 МПа
Фильтр верхнего погона LPSR (Верхний предохранительный фильтр системы рециркуляции низкого давления)	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Фильтр картриджного типа Среда - углеводороды, частицы полиэтилена, азот V = 0,738 м 3 D = 711 мм Н = 2 625 мм Pраб. = 0,1 МПа Tраб. = минус 39/90 °С Tрасч. = минус 39/150 °С Pрасч. = 0,4 МПа/ПВ
Фильтр верхнего погона сепаратора ВД	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Фильтр патронного типа Среда - углеводороды, азот, частицы полиэтилена, примеси сокатализатора V = 9,02 м 3 D = 1 400 мм Н = 5 018 мм Pраб. = 1,03 МПа Tраб. = 90 °С Pрасч. = 1,35 МПа/ПВ Tрасч. = минус 39-160 °С Перепад давл. макс. - 0,1 МПа
Фильтр дегазатора (фильтр колонны отдувки)	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Фильтр патронного типа Среда - газообразные углеводороды + азот + частицы ПЭ V = 13,5 м 3 D = 1 955 мм Н = 2914 мм Расход расч. - 3790 м 3/ч Траб. = 60-90 °С Рраб. = 0,035/0,06 МПа Трасч. = минус 39/150 °С Pрасч. = 0,4 МПа
Фильтр компрессора (Защитный фильтр типа PPR)	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Фильтр картриджного типа Среда - азот + частицы ПЭ V = 5,3 м 3 D = 1 400 мм Н = 2 660 мм Расход макс. - 9 800 м 3/ч Траб. = 60-90 °С Рраб. = 0,01-0,02 МПа Трасч. = минус 52/150 °С Pрасч. = минус 0,05/0,28 МПа Размер картриджа - 325 х 1000 мм
Фильтр на входе воздуходувки активатора	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Фильтр картриджного типа. L = 1 529 мм Н = 1440 мм Перепад давл. рабочий - 0,00025 МПа Перепад давл. макс. - 0,0004 МПа Трасч. = минус 52/40 °С Pраб. - атм Траб. = 5/40 °С Фильтрующий элемент L = 592 мм D = 592 мм Объем фильтрующего элемента = 0,03 м 3 Фильтрующий слой - синтетическое волокно
Фильтр осушки воздуха	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Фильтр картриджного типа V = 0,015 м 3 Н = 829 мм D = 168,3 мм Pрасч. = 1,3 МПа Перепад давл. макс. - 0,08 МПа Трасч. = минус 52-80 °С
Фильтр роторного питателя	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Среда - азот + порошок полиэтилена V = 3,2 м 3 D = 1 000 мм Н = 5 350 мм Расход расч. - 593 м 3/ч Траб. = 60/90 °С Рраб. = 0,01/0,1 МПа Трасч. = минус 52/130 °С Pрасч. = минус 0,05/0,4 МПа
Фильтр сдувок силоса порошка (Продувочный фильтр силоса подачи порошка)	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Среда - азот + порошок полиэтилена V = 31 м 3 D = 3000 мм Н = 3947 мм Расход расч. - 8850 м 3/ч Траб. = 60-90 °С Рраб. = 0,01 МПа Трасч. = минус 52/120 °С Pрасч. = минус 0,005/0,025 МПа
Фильтр системы катализатора	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Вертикальный аппарат Dвнутр. = 1 500 мм Hцил. = 1 900 мм Расход раб. - 200 м 3/ч Pрасч. = 1,0/ПВ МПа Трасч. = минус 39/185 °С Перепад давл. макс. - 0,2 МПа Размер фильтруемых частиц - от 1 до 200 мкм Траб. = окр. среда/115 °С Рраб. = 0,05-0,25 МПа Рубашка: Pрасч. = 0,38/ПВ МПа Трасч. = минус 39/185 °С Траб. = 120 °С Рраб. = 0,1 МПа
Холодильник воздуха псевдоожижения	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Теплообменник с оребренными трубами Среда - воздух, азот, углеводороды Тепловая нагрузка - 64 кВт Поверхность теплообмена (общая) - F = 52 м 2 Pрасч. = 0,035 МПа Трасч. = минус 52/816 °С Pраб. = 0,011 МПа Траб. вход = 5/654 °С Траб. выход = минус 52/200 °С
Холодильник дегазатора изобутана	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Горизонтальный теплообменный аппарат типа "труба в трубе" Диаметр обечайки - 97,2 мм Длина обечайки - 3604 мм Диаметр труб - 14,83 мм Длина труб - 3853 мм Число труб - 14 Вместимость по межтрубному пространству - 0,045 м 3 Вместимость по трубному пространству - 0,01 м 3 Поверхность теплообмена - 3,04 м 2 Внутренняя труба - обедненный изобутан Ррасч. (внутр. тр.) = 1,7/ПВ МПа Трасч. (внутр. тр. = минус 39/180 °С Рраб. (внутр. тр.) = 0,51 МПа. Траб. вх./вых. (внутр. тр.) = 44-35 °С Наружная труба - оборотная вода Ррасч. (наруж. тр.) = 1,3 МПа Трасч. (наруж. тр.) = минус 39/180 °С Рраб. (наруж. тр.) = 0,60 МПа Траб. вх./вых. (наруж. тр.) = 25-29,8 °С
Холодильник хладагента реактора	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Пластинчатый рамный теплообменник Поверхность теплообмена F = 612,76 м 2 Габаритные размеры - 3220 х 1406 х 2865 мм Холодная сторона - оборотная вода Pрасч. (хол. стор.) = 1,43 МПа Трасч. (хол. стор.) = минус 39/130 °С Рраб. (хол. стор.) = 0,57 МПа Траб. вх./вых. (хол. стор.) = (25-47) °С Горячая сторона - деминерализованная вода Pрасч. ("горячая" стор.) = 1,43 МПа Трасч. (гор. стор.) = минус 39/130 °С Рраб. (гор. стор.) = 1,09 МПа Траб. вх./вых. (гор. стор.) = (66,4-31,9) °С
Циклон верхнего погона сепаратора ВД	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Вертикальная емкость Среда - углеводороды, азот, частицы полиэтилена V = 1,378 м 3 Dцилиндр. части (верх.) = 830 мм Dконич. части (низ.) = 247,7 мм Hцилиндр. части = 1 407,9 мм Hконич. части = 1 660 мм Нполн. = 5730 мм Pрасч. = 1,35 МПа/- 0,1 Tрасч. = минус 39/160 °С Tраб. = 86,5 °С Pраб. = 0,75 МПа
Эжектор	Производство ПЭ по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя	Расход побудительной среды (технологический воздух) раб. - 243 кг/час Расход технологической среды (технологический воздух) раб. - 595 кг/час Расход среды на выходе (технологический воздух с азотом) раб. - 838 кг/час Pрасч. = 1,3 МПа (побудительная среда) Pрасч. = 0,05/ПВ МПа (технологическая среда) Трасч. = минус 52/120 °С Траб. = 39/50 °С Pраб. = 0,37/0,9 МПа (побудительная среда) Pраб. = минус 0,005 МПа (технологическая среда)

Показатели потребления сырья и энергоресурсов (нормы расхода) при производстве полиэтилена, получаемого по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя приведены в таблице 4.23.

Таблица 4.23 - Показатели потребления сырья и энергоресурсов ^* при производстве полиэтилена, получаемого по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя

Наименование	Единицы измерения	Расход на 1 т продукции
		Минимальный	Максимальный
Этилен	кг/т	1158,6	1166,7
1-гексен	кг/т	6,90	7,02
Изобутан	кг/т	8,51	9,43
Электроэнергия	/т	323,5	374,6
* Удельные расходы по потреблению энергоресурсов показаны только по энергоресурсам, поставляемым со стороны, собственные энергоресурсы в расчетах удельных показателей не учтены.

Характеристика выбросов, отходов, образующихся при производстве полиэтилена, получаемого по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя. Приведена в таблицах 4.24-4.25.

Таблица 4.24 - Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу при производстве полиэтилена, получаемого по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя

Наименование загрязняющего вещества	Метод очистки, обработки, повторного использования	Масса выбросов загрязняющих веществ после очистки в расчете на 1 т продукции, кг/т
		Диапазон		Среднее значение
		Минимальное значение	Максимальное значение
Углерода оксид	-	-	0,164	-
Углеводороды предельные C1-C-5 (исключая метан)		-	0,24	-
Этилен		-	0,058	-
Взвешенные вещества		-	0,072	-

Таблица 4.25 - Отходы, образующиеся при производстве полиэтилена, получаемого по жидкофазной (суспензионной) технологии в среде инертного растворителя

Наименование	Класс опасности	Источник образования	Способ утилизации, обезвреживания, размещения	Масса образующихся отходов производства в расчете на 1 т продукции, кг/т
				Диапазон		Среднее значение
				Минимальное значение	Максимальное значение
Катализатор на алюмосиликатной основе никелевый с содержанием никеля более 35,0 % отработанный	II	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Обезвреживание	-	0,0013	-
Отходы минеральных масел моторных	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,0076	-
Отходы синтетических и полусинтетических масел индустриальных	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных форма	Утилизация	-	0,014	-
Отходы прочих синтетических масел	III	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,022	-
Пыль (порошок) от шлифования черных металлов с содержанием металла 50 % и более	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	-	0,00067	-
Тара полиэтиленовая, загрязненная нефтепродуктами (содержание менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,0013	-
Тара из разнородных полимерных материалов, загрязненная поверхностно-активными веществами	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,0076	-
Фильтры волокнистые из полимерных материалов, загрязненные преимущественно полиэтиленом в пылевой форме	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,014	-
Отходы прочих теплоизоляционных материалов на основе минерального волокна незагрязненные	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	-	0,022	-
Тара из черных металлов, загрязненная нефтепродуктами (содержание нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,000754	-
Песок, загрязненный нефтью или нефтепродуктами (содержание нефти или нефтепродуктов менее 15 %)	IV	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Размещение	-	0,0013	-
Тара деревянная, утратившая потребительские свойства, незагрязненная	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,028	-
Отходы упаковочного картона незагрязненные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,014	-
Отходы пленки полиэтилена и изделий из нее незагрязненные	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,022	-
Отходы полиэтиленовой тары незагрязненной	V	Производство пластмасс и синтетических смол в первичных формах	Утилизация	-	0,0033	-