气相法聚乙烯反应器中静电风险的防范探讨

李文涛

摘要：在化学气相法聚乙烯流化床制造过程中，其中比较突出的技术难题是在制造时产生的静电风险问题。气相法聚乙烯流化床生产时的静电问题，对整个生产平稳产生了一定的影响。所以，如果想要有效降低因静电积累对整个生产过程所造成的影响，那么有关科研人员就必须对流化床内的静电电荷积累情况加以科学合理的预防与控制，才能确保气相法聚乙烯流化床生产过程的平稳。

关键词：气相法  聚乙烯反应器  静电风险  防范措施

引言

在具体的气相法聚乙烯流化床生产过程中，各种生产工艺流程和设备都比较简单，且在能源消耗问题方面也比较低，对于在生产过程中出现的问题大部分都能够灵活解决，因此在很大的程度上提高了流化床生产稳定性和节约了成本，凭借着这些优越的特点得到广泛普及与应用，提升工作效率的同时带来更多利益。另外，在气相法聚乙烯流化床生产过程中会出现一些较为复杂难以解决的问题，这些繁琐的问题没有及时解决就会导致因静电形成结片，给技术人员带来较大的困难。聚乙烯反应器装置未能得到有效处理就会造成流化床流化状态不稳定，流化不能及时疏通产生死区，就会给流化床反应器增加局部热点，如果温度没有降下来且当温度达到一定值时，会使反应器中的聚乙烯因高温黏结在一起产生块状，相关技术研究人员就需要根据聚合反应过程的实际情况，对聚乙烯流化床生产过程中的每个工艺流程，采用科学合理的技术方法进行严格检测和控制，从而达到聚乙烯流化床生产过程中消除静电的目的[1]。此外，传统的生产工艺流程与检测方法已经不适用与当下生产，相关技术研究人员就需要依靠新时代先进的科学技术手段，再结合自身实际情况对聚乙烯流化床生产过程中静电带来的危害，制定科学有效控制方案并对静电产生的原因进行深入研究。

1. 流化床内的静电

静电对于气相法聚乙烯流化床聚合生产带来一定的影响，在聚乙烯流化床聚合生产过程中带有静电电荷的杂质会因为没有被充分溶解和反应掉，就会长时间附着于反应器等相关生产设备装置里慢慢积累起来。如果相关技术检测人员没有对附着在装置设备里的杂质进行有效处理，当装置设备里的静电电荷粒子积累到一定的程度后，这些静电电荷就会聚集在聚乙烯上并且在流化床内部形成静电场。流化床内部形成的静电场不仅对反应器设备装置造成不流通等影响，还会影响聚合反应过程以及改变聚乙烯流化床里面的流体流动方向。在聚乙烯流化床里面的流体流向不平衡的区域时就会产生小颗粒黏结在一起，在流化床里面产生了死区和沟流阻止流体的正常流通，给整个气相法聚乙烯流化床聚合生产流程造成了很大的影响，并有可能破坏反应器设备设施和流化床稳定生产。由于反应设备和流化床内部不流通空气，在聚乙烯流体床内的细颗粒堆积到一定程度后，会使含催化剂的细粉粘壁与杂质相融合形成片状物体，随着杂质越积越多就会脱落在分布板上，阻碍分布板影响到聚乙烯流化床的正常流化状态，严重的情况还会导致整个生产过程停工带来经济损失。

2. 静电产生的原因

静电产生的形式有多种多样，比如摩擦生电、头发、衣服等等，这些静电对人们的日常生活影响比较小。比如聚乙烯粒子与粒子之间的相互摩擦会产生静电，聚乙烯粒子与流化床内壁碰撞时同样也会产生静电，而产生的静电极其不稳定，使得聚乙烯粒子在相互摩擦与墙壁碰撞时产生的静电电荷会附着在粒子上，跟随粒子流向其他区域或使粒子之间互相黏结形成片状块料。此外，在进行气相法聚乙烯流化床生产时会有多种物料进入生产过程内，这些物料会跟随聚乙烯流入通道一同流向流化床反应器里面，而这些进入流化床反应器里面的物料本身就带有电荷，在流向流化床反应器的过程中还会与其他粒子相互摩擦碰撞生成新的静电电荷。其次，为了使聚乙烯在流化床反应器里能够得到充分的反应，相关的工作人员就会往流化床内加入一些催化剂，而这些催化剂在与聚乙烯进行融合时，因为催化剂里面的一些化学成分极为活泼，会与流化床内的微量杂质产生化学反应带来静电。由于催化剂一些成分较为活泼，在与流化床反应器里面的杂质进行碰撞摩擦时，会提高静电的发生率放大在流化床反应器里的水、醇、醚、氧等等一些微量元素，这些微量元素会受到催化剂与流化床反应器杂质相互碰撞摩擦影响，加剧静电电荷的产生影响聚乙烯流化床正常运行[2]。

3. 静电防范风险

3.1催化剂选择

为有效的减少聚乙烯流化床反应器静电的产生，确保流化床聚合生产过程能够高效稳定的进行，相关的技术人员在研究控制静电产生的有效措施时，为方便进行研究分析，可以将流化床聚乙烯反应器装置设备当作统一的整体。以聚乙烯流化床為研究探讨措施的中心，考虑催化剂、脱气系统和排放回收气系统，装置系统处于运行状态时在区域范围内保持相对平衡，而聚乙烯流化床反应器装置这一整个系统，在对其进行静电防控有关措施时本身就是减少催化剂化学成分静电电荷含有量，以及催化剂与聚乙烯流化床反应器里面杂质互相碰撞摩擦产生的静电。为防止流化床反应器装置里面的杂质因积累过多对正常生产带来的影响，相关的工作人员要先采取控制措施将电荷排出去，同时要加快排出速度保证静电电荷消散或离开反应器的速度，要大于催化剂带入的静电电荷量和气相法聚乙烯流化床反应器生产速度，才能对带入的静电电荷与排出速度进行有效的控制，不会在流化床反应器中积累，从而减少静电电荷对生产过程带来的影响。

此外，还要从根源上控制好静电电荷带入量，为了使流化床反应器里的聚乙烯进行充分溶解反应，相关的生产企业与技术人员在对催化剂进行选择时，要尽可能的选择含静电电荷较少，或在与流化床反应器内的杂质相互碰撞摩擦时可以降低静电电荷产生的催化剂。比如使用固体干粉催化剂可以使整个流化床反应器里面的杂质减少，降低静电引发率，这是因为固体干粉在与流化床内的杂质进行融合时，其本身就带有一些比较特殊含有绝缘性的粒子，这些粒子与流化床反应器里面的杂质进行碰撞摩擦时，可以减少静电电荷的产生。其次，固体干粉催化剂在反应器里面重量变大，使催化剂粒子受到静电场的影响向反应器壁面靠近作用降低，减少了片状块料的产生，有效的保障了整个系统的平稳运行。

3.2器壁处理

一般相关企业都是将流化床反应器的器壁和接地装置相连接，使静电通过接地装置直接导入地下。如果床层中存在着带有电荷的微粒，当与流化床反应器里面的器壁进行相互摩擦碰撞时，所生成的静电电荷通过流化床反应器和与接地系统相连接的器壁将其消散。所以，将流化床反应器器壁作为有效消散静电电荷的关键部分，相关的技术人员要加强对这方面的检测维护工作，引用先进的科学技术手段对流化床反应器器壁与接地系统连接部分进行改进与完善，充分发挥器壁的作用减少静电电荷向反应器内部流通[3]。为保证流化床反应器器壁能够有效传导静电电荷，相关的技术工作人员在进行工作前，需要将流化床反应器内壁以及循环回路进行相关的化学有机处理，才能保证反应器内壁与接地系统连续畅通。

结语：

为确保气相法聚乙烯反应器正常平稳运行，相关的工作人员就需要加强研究静电电荷带入、产生和消散之间的联系。通过科学合理的采用先发控制措施，对静电电荷进行有效地控制，才能降低静电电荷带来的风险[4]。

参考文献：

[1]刘江民.气相法聚乙烯反应器中静电风险的防范[J].化工设计通讯，2019，45（06）：75+125.

[2]蔡祥军.气相法聚乙烯反应器中静电风险的防范[J].浙江化工，2010，41（04）：27-30.

[3]李晓霞， 吴黎涛. 气相法聚乙烯流化床反应器偏流现象研究[J]. 石油化工设计， 2019， 36（4）：7.

[4]胡井强. 气相法聚乙烯工艺树脂生片结块的原因分析[J]. 塑料工业， 2019， 47（7）：5.