郭曉東，孟光敏，王瑞壯，俞 越，劉文星，邊宇飛，于佩潛*

（1. 北京低碳清潔能源研究院，北京 102209；2. 國(guó)能新疆化工有限公司，新疆 烏魯木齊 831404；3. 國(guó)能包頭煤化工有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

氣相法流化床聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)源于20世紀(jì)70年代美國(guó)聯(lián)合碳化物公司（簡(jiǎn)稱(chēng)UCC公司），現(xiàn)歸屬美國(guó)Univation Technologies公司，以UnipolTM專(zhuān)利技術(shù)對(duì)外轉(zhuǎn)讓?zhuān)?-2］。Unipol技術(shù)集成了UCC公司氣相流化床工藝、美國(guó)ExxonMobil公司茂金屬催化劑和超冷凝態(tài)工藝的優(yōu)勢(shì)，流程簡(jiǎn)單、易于放大、生產(chǎn)成本低。近年來(lái)，Unipol技術(shù)在世界范圍內(nèi)市場(chǎng)份額增長(zhǎng)迅速，采用Unipol氣相法生產(chǎn)的聚乙烯幾乎占全球聚乙烯產(chǎn)能的1/3［2］。我國(guó)自20世紀(jì)80年代開(kāi)始引進(jìn)Unipol生產(chǎn)工藝，目前，國(guó)內(nèi)Unipol氣相聚乙烯產(chǎn)能近7 500 kt/a。盡管Unipol工藝有諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于其采用氣相流化床反應(yīng)器，循環(huán)反應(yīng)氣帶動(dòng)聚乙烯粉料高速流動(dòng)，對(duì)體系存在的雜質(zhì)異常敏感，易于摩擦產(chǎn)生靜電或流化狀態(tài)不佳而導(dǎo)致結(jié)塊。從最初引進(jìn)的60 kt/a裝置到現(xiàn)在的450 kt/a裝置，都飽受結(jié)塊的影響［3-7］。國(guó)內(nèi)某300 kt/a Unipol聚乙烯裝置反應(yīng)器在生產(chǎn)線型低密度聚乙烯（LLDPE）或高密度聚乙烯（HDPE）的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)每天產(chǎn)生的塊料為3.6～6.0 t，使生產(chǎn)控制和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，影響經(jīng)濟(jì)效益。如果塊料過(guò)大（寬度大于40 cm），堵塞了出料管線，會(huì)導(dǎo)致聚乙烯裝置非計(jì)劃停車(chē)，進(jìn)而影響整廠的物料平衡。本文總結(jié)了Unipol氣相工藝聚乙烯反應(yīng)器結(jié)塊的原因與應(yīng)對(duì)結(jié)塊而采取的措施，以探求和提出科學(xué)合理的能從本質(zhì)上抑制結(jié)塊的技術(shù)開(kāi)發(fā)建議。

1 反應(yīng)器結(jié)塊現(xiàn)象研究進(jìn)展

1.1 塊料的形貌及特征

Unipol工藝聚乙烯反應(yīng)器在排產(chǎn)LLDPE和HDPE過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生結(jié)塊現(xiàn)象。常見(jiàn)的塊料形貌有拉絲狀、片狀、帶狀、不規(guī)則小塊、不規(guī)則大塊及爆米花狀等。根據(jù)產(chǎn)品牌號(hào)和塊料形貌的不同，其基本尺寸（經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)加料閥切割后）統(tǒng)計(jì)及特征分析見(jiàn)表1。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，HDPE由于不需要或者只需要添加極少量的共聚單體來(lái)調(diào)節(jié)產(chǎn)品密度（0.940～0.965 g/cm3），其粉料熔點(diǎn)相對(duì)較高，結(jié)塊較少，且多為小塊料；而LLDPE需要添加4%～10%（w）的1-丁烯或1-己烯共聚單體來(lái)控制產(chǎn)品密度（0.918～0.930 g/cm3），共聚單體含量相對(duì)較高，其粉料熔點(diǎn)相對(duì)較低，易于結(jié)塊，且大塊料較多。

表1 塊料基本尺寸及其特征Tab.1 Characteristics of different types of PE polymer agglomeration

1.2 結(jié)塊部位及塊料特點(diǎn)

Unipol氣相流化床聚乙烯工藝流程示意見(jiàn)圖1，反應(yīng)器常見(jiàn)結(jié)塊部位如圖中標(biāo)號(hào)指示所示［3-9］。

圖1 Unipol氣相聚乙烯反應(yīng)器工藝流程示意及常見(jiàn)結(jié)塊部位Fig.1 Schematic diagram of Unipol PE process and locations prone to agglomeration

1.2.1 擴(kuò)大段結(jié)塊

氣相流化床聚乙烯反應(yīng)器頂部擴(kuò)大段器壁易發(fā)生樹(shù)脂結(jié)塊，特別是在頂部擴(kuò)大段與直筒段相連接的斜面處最容易發(fā)生［3-5，9］。該結(jié)塊部位是影響Unipol聚乙烯裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的主要原因之一。擴(kuò)大段至穹頂?shù)墓δ苁欠蛛x沉降固體粉料，減少循環(huán)氣中細(xì)粉夾帶量，避免過(guò)多細(xì)粉隨循環(huán)氣排出反應(yīng)器。聚乙烯粉料顆粒在擴(kuò)大段與直筒段連接的地方形成循環(huán)區(qū)，夾帶上來(lái)的細(xì)粉富集于此。固體粉料一部分沉降回落到直筒段，也可能少部分落到擴(kuò)大段的器壁上。由于靜電吸附及反應(yīng)器器壁局部不光滑表面的黏附，使部分細(xì)粉聚集于此。這部分細(xì)粉中攜帶的催化劑仍具有活性，可繼續(xù)發(fā)生反應(yīng)，放出熱量，導(dǎo)致該處的溫度明顯上升。若局部溫度達(dá)到聚乙烯的軟化溫度（如HDPE軟化溫度接近127 ℃）會(huì)形成熔融結(jié)塊［3］。該部位的結(jié)塊多為片狀，面積較大，易熔融倒流到流化床的反應(yīng)床層中，被上升氣流吹起冷卻形成帶狀、條狀以及薄片狀的聚集塊。由于這種塊料具有較大面積，一旦從反應(yīng)器器壁脫落到分布板上方，將嚴(yán)重干擾局部流化狀態(tài)，使其繼續(xù)生長(zhǎng)成大塊料，影響反應(yīng)器的出料系統(tǒng)，甚至被迫停車(chē)。

1.2.2 穹頂結(jié)塊

穹頂是使用茂金屬催化劑生產(chǎn)時(shí)常見(jiàn)的結(jié)塊部位之一，穹頂結(jié)塊是使用茂金屬催化劑時(shí)出現(xiàn)的特別問(wèn)題，使用傳統(tǒng)的齊格勒-納塔催化劑在此部位卻很少出現(xiàn)結(jié)塊［11］。通常，該部位的結(jié)塊是由靜電引起的，多數(shù)呈片狀。但是使用茂金屬催化劑時(shí)，裝置運(yùn)行過(guò)程中，靜電趨勢(shì)很難預(yù)測(cè)，導(dǎo)致此類(lèi)結(jié)塊不易控制。

1.2.3 直筒段結(jié)塊

Unipol氣相聚乙烯流化床屬于粗顆粒流化床，在流化正常時(shí)，聚乙烯粉料顆粒難以在光滑的垂直壁面上吸附、聚集而結(jié)塊［3］。直筒段的結(jié)塊主要是指發(fā)生在位于氣體分布板孔上方1/4～3/4反應(yīng)器直徑的高度上，此處流化形成了渦流區(qū)，或稱(chēng)滯留區(qū)，亦稱(chēng)“死區(qū)”。普遍認(rèn)為這是由流化床內(nèi)雙循環(huán)物料流動(dòng)特性所決定的［10］。渦流區(qū)的特點(diǎn)是顆粒的運(yùn)動(dòng)相對(duì)緩慢，循環(huán)氣對(duì)器壁的沖刷作用或沿器壁的曳力都最小，細(xì)粉顆粒更容易黏附在壁面上。同時(shí)，渦流區(qū)內(nèi)傳質(zhì)傳熱效果差，反應(yīng)熱無(wú)法及時(shí)撤出，導(dǎo)致聚乙烯軟化結(jié)片或結(jié)塊［6，9］。通常，渦流區(qū)內(nèi)結(jié)塊尺寸較小，塊料內(nèi)催化劑殘留濃度低于正常粉料的催化劑殘留濃度。

1.2.4 分布板處結(jié)塊

分布板處結(jié)塊通常是由于分布板孔堵塞，造成流化狀態(tài)不好，在反應(yīng)床層內(nèi)形成溝流或偏流，甚至出現(xiàn)“死區(qū)”，導(dǎo)致局部反應(yīng)熱無(wú)法正常帶出，產(chǎn)生熱點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)生成塊料并逐漸長(zhǎng)大。分布板孔堵塞可能是由于流化床反應(yīng)器在開(kāi)車(chē)前裝種子床的過(guò)程中，種子床中存在的小塊料將分布板孔堵??；或者是在裝置運(yùn)行過(guò)程中，流化床反應(yīng)器擴(kuò)大段處、直筒段以及其他部位結(jié)塊脫落到床層中，又無(wú)法通過(guò)出料系統(tǒng)排出反應(yīng)器的大塊導(dǎo)致分布板孔堵塞。此外，在反應(yīng)器操作過(guò)程中，床層料位控制過(guò)高，造成循環(huán)氣粉末夾帶量過(guò)大，也會(huì)逐漸堵塞分布板孔。采用冷凝態(tài)操作生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，反應(yīng)器入口溫度在循環(huán)氣露點(diǎn)溫度±5 ℃操作，也容易引起分布板孔堵塞［6-9］。

1.2.5 催化劑注射套管處結(jié)塊

催化劑注射套管處是催化劑進(jìn)口位置，該部位具有瞬時(shí)較高濃度的催化劑，因此套管的設(shè)計(jì)需要保證能夠連續(xù)穩(wěn)定地將催化劑均勻地注射到反應(yīng)器內(nèi)。催化劑注射管伸出套管尺寸不合適或乙烯吹掃氣量不足，都會(huì)使局部催化劑濃度過(guò)高，反應(yīng)劇烈放熱而導(dǎo)致聚乙烯熔融結(jié)塊。此處結(jié)塊通常帶有催化劑的顏色，發(fā)黃發(fā)暗，且塊料中催化劑殘留濃度較高。

1.2.6 反應(yīng)器出料閥處結(jié)塊

Unipol氣相聚乙烯反應(yīng)器出料采用的是聚烯烴工業(yè)上常用的自動(dòng)控制產(chǎn)品排料系統(tǒng)（PDS），若PDS在出料閥處的反吹氣路出現(xiàn)故障，或PDS長(zhǎng)時(shí)間停用未及時(shí)吹排，則在PDS出料閥處滯留的含有催化劑的物料在低溫條件下繼續(xù)聚合，生成大而硬的結(jié)塊，導(dǎo)致出料閥堵塞［9］。

1.2.7 反應(yīng)器內(nèi)其他構(gòu)件處結(jié)塊

流化床反應(yīng)器內(nèi)其他一些輔助支撐或測(cè)量點(diǎn)（如溫度測(cè)量保護(hù)套管、壓差料位測(cè)量口等）會(huì)形成局部流化盲區(qū)，粉料在此聚集，長(zhǎng)時(shí)間后形成小塊?；蚴怯捎诜磻?yīng)器壓力和測(cè)量管的吹掃氣壓力波動(dòng)，反吹氣量不足或中斷，造成反應(yīng)器內(nèi)少量物料反串至測(cè)量管中聚合結(jié)塊，造成測(cè)量管堵塞［9］。

1.3 反應(yīng)器結(jié)塊原因

Unipol氣相流化床聚乙烯反應(yīng)器結(jié)塊主要影響因素大致分為靜電因素、反應(yīng)器設(shè)計(jì)因素、工藝條件控制因素和物料性質(zhì)因素等。實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，反應(yīng)器結(jié)塊原因錯(cuò)綜復(fù)雜，各影響因素并非獨(dú)立存在，而是相互交疊，相互影響。

1.3.1 靜電因素

靜電因素由來(lái)已久，很多學(xué)者都對(duì)靜電的產(chǎn)生進(jìn)行了深入細(xì)致的研究［10，12-16］。在正常生產(chǎn)過(guò)程中，流化床反應(yīng)器處于一種靜電平衡狀態(tài)，靜電總量在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)行參數(shù)發(fā)生較大改變時(shí)，這種平衡將被打破。如反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)氣流速的突然改變，反應(yīng)溫度、反應(yīng)器壓力、原輔料進(jìn)料量或雜質(zhì)含量發(fā)生改變，催化劑注入情況的變化，三乙基鋁注入的改變，先進(jìn)控制系統(tǒng)投用時(shí)以及在線分析儀故障指示錯(cuò)誤的分析數(shù)據(jù)等，都會(huì)破壞靜電平衡，使反應(yīng)器內(nèi)靜電總量發(fā)生變化，而引發(fā)粉料顆粒聚集，進(jìn)而結(jié)片或結(jié)塊。早期裝置運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的靜電（如1 800 V）；現(xiàn)行裝置靜電計(jì)波動(dòng)比較小，在100 V以?xún)?nèi)，甚至在±10 V，但依然結(jié)塊。Unipol工藝采用一臺(tái)靜電檢測(cè)器配合一套獨(dú)立的抗靜電系統(tǒng)（RSC）來(lái)控制靜電，也有類(lèi)似氣相流化床工藝配備4～5點(diǎn)靜電檢測(cè)和在線加入抗靜電劑來(lái)控制靜電的危害。盡管如此，由于靜電問(wèn)題的復(fù)雜性，人們對(duì)于靜電的認(rèn)識(shí)還很有限，無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)靜電的產(chǎn)生和水平，因此，不能從本質(zhì)上解決Unipol工藝靜電引發(fā)結(jié)塊的問(wèn)題。

1.3.2 反應(yīng)器設(shè)計(jì)因素

反應(yīng)器設(shè)計(jì)因素主要包括擴(kuò)大段、分布板、催化劑注射套管、PDS出料閥、其他小型輔助內(nèi)構(gòu)件設(shè)計(jì)等［3-4，9-10］。流化床反應(yīng)器固有的雙循環(huán)氣固流動(dòng)行為，不可避免會(huì)產(chǎn)生渦流區(qū)，導(dǎo)致反應(yīng)熱無(wú)法及時(shí)快速撤出。擴(kuò)大段與直筒段連接部分的斜面，不可避免會(huì)導(dǎo)致細(xì)粉沉積結(jié)塊。分布板的設(shè)計(jì)是讓循環(huán)氣和新鮮反應(yīng)氣能夠均勻地進(jìn)到反應(yīng)器進(jìn)行聚合，然而一旦孔堵塞就會(huì)造成流化狀態(tài)不佳而無(wú)法快速撤熱。催化劑注射套管的設(shè)計(jì)是為了讓漿液催化劑能夠均勻地分散到反應(yīng)器中，一旦分散不好，將造成催化劑聚集在出口處，使乙烯很快聚合而放出大量的熱，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)塊。此外，PDS出料閥反吹故障、其他小型輔助內(nèi)構(gòu)件對(duì)流體流化狀態(tài)的影響等，都可能導(dǎo)致局部無(wú)法撤熱而出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。

1.3.3 工藝條件控制因素

工藝條件控制因素主要包括表觀氣速、床層料位、溫度、進(jìn)料等。表觀氣速直接影響反應(yīng)器內(nèi)物料的流化狀態(tài)。在較高的表觀氣速運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生細(xì)粉，但較高表觀氣速有利于反應(yīng)熱撤出，有利于靜電傳導(dǎo)及擴(kuò)大段沖刷?？紤]到表觀氣速對(duì)流化床的影響，將表觀氣速控制在一個(gè)合理的最小值，使大循環(huán)盡量占據(jù)整個(gè)流化床的床層［9-10］。反應(yīng)器床層料位控制過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器擴(kuò)大段沖刷效果差，細(xì)粉在擴(kuò)大段聚積引起結(jié)片。大片會(huì)落到分布板上，如果PDS未能及時(shí)排出，最終會(huì)導(dǎo)致分布板堵塞，流化效果差而結(jié)塊。反應(yīng)器床層料位控制過(guò)高，會(huì)將反應(yīng)器內(nèi)的細(xì)粉夾帶出來(lái)，細(xì)粉通過(guò)循環(huán)氣進(jìn)入換熱器和分布板，導(dǎo)致?lián)Q熱器和分布板局部堵塞［9-10］。當(dāng)流化床溫度升高到某個(gè)溫度，聚乙烯會(huì)發(fā)生黏結(jié)而不再流化，這個(gè)溫度就是聚乙烯的黏結(jié)溫度。實(shí)際操作中，應(yīng)該控制溫度保持在黏結(jié)溫度以下，反應(yīng)熱可以及時(shí)撤走，否則熱量的聚集將導(dǎo)致局部飛溫，造成聚乙烯在反應(yīng)床中結(jié)片、結(jié)塊［14-25］。

1.3.4 物料性質(zhì)因素

物料性質(zhì)因素主要指催化劑、烷基鋁、單體、共聚單體等。不同種類(lèi)、不同型號(hào)的催化劑聚合動(dòng)力學(xué)行為不同，聚合活性亦不同。催化劑的動(dòng)力學(xué)特性是結(jié)塊問(wèn)題最本質(zhì)原因［3］。如果聚合初始活性過(guò)高，放熱量大，來(lái)不及撤熱，則會(huì)導(dǎo)致聚乙烯粉料顆粒內(nèi)部溫度升高，一旦超過(guò)軟化溫度，就會(huì)聚集、黏結(jié)成小塊。若此時(shí)催化劑仍具有活性繼續(xù)反應(yīng)，溫度繼續(xù)升高，會(huì)導(dǎo)致粉料熔融，黏附更多的粉料而長(zhǎng)成大塊。通常，聚合反應(yīng)速率遵循Arrhenius規(guī)律，即聚合反應(yīng)速率隨溫度升高而呈指數(shù)增加，這就加劇了塊料的生長(zhǎng)，使結(jié)塊更嚴(yán)重。若能通過(guò)化學(xué)方法，改變催化劑動(dòng)力學(xué)行為，當(dāng)溫度升高到一定程度后，聚合反應(yīng)速率不再增加或者失活，就有可能最大程度抑制結(jié)塊的產(chǎn)生和生長(zhǎng)。同時(shí)，催化劑活性對(duì)粉料粒徑也有很大影響。催化劑活性降低，聚乙烯生長(zhǎng)倍數(shù)小，粒子尺寸小，會(huì)多生成細(xì)粉，容易導(dǎo)致結(jié)塊。當(dāng)催化劑活性突然增加，容易產(chǎn)生爆米花料。如果催化劑活性變化或進(jìn)料量波動(dòng)，將造成床層中某區(qū)域的溫度局部過(guò)熱，形成熱點(diǎn)而導(dǎo)致粉料結(jié)塊。

研究表明，烷基鋁易與反應(yīng)器中的微量雜質(zhì)（如極性的水、醇、醚和微量氧等）發(fā)生反應(yīng)［3，7-8］。在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)生成加劇靜電引發(fā)和放大的引發(fā)劑、增強(qiáng)劑［如烷氧基鋁，Al（OH）3等］，從而出現(xiàn)粉料聚集、結(jié)塊現(xiàn)象。使用傳統(tǒng)的齊格勒-納塔催化劑，不可避免使用烷基鋁，無(wú)法從本質(zhì)上杜絕靜電引發(fā)劑的產(chǎn)生。因此，需要嚴(yán)格控制和監(jiān)視單體或共聚單體中雜質(zhì)含量，盡可能少地引入雜質(zhì)。同時(shí)，共聚單體1-丁烯或1-己烯的加入，使聚乙烯分子在聚合過(guò)程中支鏈數(shù)目增加，從而使聚乙烯密度降低。伴隨著聚乙烯密度降低，粉料黏結(jié)溫度降低，也會(huì)發(fā)黏，造成床層流動(dòng)不暢，引發(fā)結(jié)塊。

2 反應(yīng)器結(jié)塊應(yīng)對(duì)措施研究進(jìn)展

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，通常會(huì)密切關(guān)注工藝條件的變化。如原料精制塔溫度變化情況；進(jìn)料量是否穩(wěn)定，包括催化劑進(jìn)料、烷基鋁進(jìn)料、單體/共聚單體進(jìn)料、氫氣進(jìn)料等；反應(yīng)器溫度、壓力是否有異常變化；反應(yīng)器料位是否明顯波動(dòng)；靜電計(jì)示數(shù)是否波動(dòng)等。如這些工藝條件出現(xiàn)異常波動(dòng)和變化，需要分析判斷并進(jìn)行干預(yù)。如果調(diào)整后仍然無(wú)法控制塊料的生成，則考慮更換已知性能更穩(wěn)定的催化劑，以排除催化劑性能的不穩(wěn)定（如細(xì)粉過(guò)多、活性波動(dòng)大等）造成的結(jié)塊。

2.1 防靜電引發(fā)結(jié)塊應(yīng)對(duì)措施

根據(jù)靜電類(lèi)型不同，采取不同的防靜電措施。針對(duì)接觸摩擦產(chǎn)生靜電累積的情況，通常會(huì)在反應(yīng)器投用前或大檢修時(shí)用二茂鉻處理反應(yīng)器內(nèi)壁，可有效減少靜電［26］；或是反應(yīng)器投用后，根據(jù)反應(yīng)器靜電檢測(cè)儀表指示的靜電類(lèi)型向反應(yīng)器注入相應(yīng)的抗靜電劑，用水來(lái)控制正靜電，甲醇控制負(fù)靜電［12-14］。實(shí)踐證明，RSC注入點(diǎn)距離反應(yīng)器分布板越近，抗靜電效果越好。針對(duì)雜質(zhì)引發(fā)靜電積累的情況，首先需要定時(shí)取樣分析原料精制效果，確定原料進(jìn)料雜質(zhì)含量不超標(biāo)。另外，原料精制床可設(shè)計(jì)一用一備，必要時(shí)串聯(lián)使用，保障原料精制能力。針對(duì)運(yùn)行參數(shù)變化引發(fā)靜電累積的情況，需保證反應(yīng)平穩(wěn)運(yùn)行而不要進(jìn)行大的調(diào)整。必須調(diào)整時(shí)按工藝方案穩(wěn)步進(jìn)行，嚴(yán)密觀察靜電檢測(cè)儀表及反應(yīng)器溫度儀表，當(dāng)靜電積累量很高時(shí)及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施［15-16，20］。

2.2 反應(yīng)器設(shè)計(jì)因素引發(fā)結(jié)塊應(yīng)對(duì)措施

擴(kuò)大段防結(jié)塊通常需要保持正常的表觀氣速和床層高度，并定期對(duì)擴(kuò)大段進(jìn)行有效的沖刷［3-5］。分布板防結(jié)塊需要在裝種子床的過(guò)程中，避免部分粉料存在塊料和通過(guò)分布板漏到下封頭。催化劑注射套管處防結(jié)塊，需要合理設(shè)計(jì)催化劑注射套管，注射管伸出套管的長(zhǎng)度為0.6～1.3 cm［5］，并須密切關(guān)注保證吹掃氣量穩(wěn)定。PDS出料閥防結(jié)塊須保證PDS閥門(mén)的吹掃流量處于正常范圍，一旦PDS停止，要及時(shí)吹掃，保證沒(méi)有殘余的單體［8-9］。

2.3 工藝條件控制因素引發(fā)結(jié)塊應(yīng)對(duì)措施

Unipol氣相流化床聚乙烯裝置運(yùn)行期間，通常表觀氣速控制在0.60～0.75 m/s，以保證足夠的流化速率，防止產(chǎn)生流化“死區(qū)”；床層料位須控制在擴(kuò)大段以下0.3～0.6 m，并定期對(duì)擴(kuò)大段進(jìn)行有效沖刷，床層料位指示錯(cuò)誤時(shí)，可利用床重指標(biāo)作參考；溫度控制須密切觀察分布板及器壁和擴(kuò)大段的熱電偶溫度變化，溫度突然升高或降低，應(yīng)立即采取相應(yīng)措施，如降低催化劑進(jìn)料量，手動(dòng)控制反應(yīng)溫度，必要時(shí)進(jìn)行微型終止；壓力控制須密切注意壓差和床層流化密度變化，特別是分布板壓差，一旦升高，應(yīng)查明原因，立即采取措施；誘導(dǎo)冷凝操作時(shí)，反應(yīng)器入口溫度應(yīng)避免在循環(huán)氣露點(diǎn)溫度±5 ℃操作，以防結(jié)片和結(jié)塊；原料進(jìn)料量需要穩(wěn)定，應(yīng)避免催化劑、乙烯、氫氣和共聚單體的流量突然急劇變化；共聚單體進(jìn)料最有可能帶入易產(chǎn)生靜電的雜質(zhì)，同時(shí)共聚單體含量增加，產(chǎn)品密度降低，聚乙烯的黏結(jié)溫度降低，結(jié)塊的可能性增大，因此應(yīng)嚴(yán)格控制［3-9，14-25］。

2.4 物料性質(zhì)因素引發(fā)結(jié)塊應(yīng)對(duì)措施

通常，催化劑活性維持在22 000～28 000 g/g較合適，催化劑進(jìn)料量應(yīng)保持穩(wěn)定狀態(tài)，避免大幅波動(dòng)。若使用干粉催化劑加料器應(yīng)注意不要出現(xiàn)強(qiáng)制加料；烷基鋁的加入量應(yīng)適當(dāng)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為2.0×10-4～4.5×10-4，防止因烷基鋁用量不足引起的產(chǎn)率下降。烷基鋁增量要慢，增幅要?。?，7-8］。

隨著共聚單體含量的增加，黏結(jié)溫度有降低的趨勢(shì)。密度為0.934 g/cm3、熔體流動(dòng)速率為5.0 g/10 min的LLDPE，黏結(jié)溫度約為118 ℃；密度為0.918 g/cm3、熔體流動(dòng)速率為1.0 g/10 min的LLDPE，黏結(jié)溫度約為104 ℃。因此，共聚單體需要緩慢加入，并實(shí)時(shí)監(jiān)控反應(yīng)器溫度控制點(diǎn)及靜電計(jì)的變化［26］。

3 結(jié)語(yǔ)與建議

Unipol氣相工藝聚乙烯反應(yīng)器結(jié)塊的原因包括靜電因素、反應(yīng)器設(shè)計(jì)因素、工藝條件控制因素和物料性質(zhì)因素。生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際控制條件，綜合研判各種影響因素，嚴(yán)格落實(shí)與各種影響因素相對(duì)應(yīng)的防結(jié)塊措施，能從一定程度上緩解結(jié)塊現(xiàn)象，但不能徹底消除結(jié)塊，尤其是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的煤化工路線的Unipol聚乙烯裝置仍然受結(jié)塊問(wèn)題的困擾。因此，建議從控制原料質(zhì)量、優(yōu)化防結(jié)塊控制條件和深入研究聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)三個(gè)方面同時(shí)著手，以期探明結(jié)塊原因，從本質(zhì)上抑制結(jié)塊的產(chǎn)生，以保證Unipol氣相乙烯聚合裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。