聚乙烯UNIPOL流化床反应器静电形成机理及预防消除方法

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在Unip ol工艺中， 反应系统 生 产M—I催化剂产 品 时，系统中经常 产 生静电。由于带电粒子的动力学行为受其所带电菏的影响很大 ， 所以在流化床中静电 不 断改变着流化特性 ， 甚至能导致床层压降的增加，床层膨胀的减少 。 粒子趋向于集聚状态或产生沟流 。 粒子吸附到反应器壁上形成结片 。 甚至导致暴聚的发生 。 粒子在反应器壁上形成结片 ， 主要是由带电粒子吸附在带相反电荷粒子上或附近的接地表面(即器壁)，静电力达到一定水平使得靠近器壁的静电能够抵消掉流动力．从 而 导致在反应器壁上形成了不流动的细粉层：如果这些吸附的细粉继续释放出聚 合 热，很快就达到树脂的熔融点 ， 结片就这样形成了。 1、 静电形成的机理 1. 1 静电的产生 Unipol反应器中的静电是由于接触摩擦产生的：在流化床中有两种接触方式，分别为粒子与粒子接触，粒子与器壁接触，由于粒子间接触是同一材料的随机接触，所以导致了偶 极 电荷粒子分布，但粒子与器壁的接触产生单极电荷分布。每个颗粒上平均带电数量依赖于颗粒的属性 、 颗粒尺寸分布、床层材料、表观气速和操作时间 。 如果系统中挥发性带电体(如O 2 、 H 2 0)浓度低，那么产生的电荷量较少，一般说来，这样的床层具有带电树脂浓度低，接地电流小，杂质电压小，结片敏感性低的特点 ， 这样的反应器称之为静电稳定反应器。如果系统中挥发性带电体(如O 2 、H 2 O)浓度高 ， 那么 这 时床层则带电耐脂浓度高、接地电流大 。 杂质电压大，结片敏感性高，这种反应器称之为静电敏感反应器 。 大多数情况下，树脂带电发生在流化床和分布板最低部分周围的反应器壁上， 而 放电作用主要发生在流化床较上部，静电主要在TEAL与杂质反应的区域产生，在杂质进料点位置 ， 挥发性带电体浓度(如O 2 、H 2 0)与TEAL的比率决定了产生电荷的数率。而消除电荷的速率与同体积的聚乙烯颗粒的数量成反比例。 一 般 来说， 产生电荷和消除电荷是同时进行的，整个系统的带电情况遵循电荷守恒定律：聚 合 电荷=产 生 电荷一消除电荷。 有人做过试验，在流化床反应器存在静电时分别加入正静电引发剂、无活性液体静电引发剂、正静电引发剂。试验现象：适当加入正静电引发剂，反应器内静电量明显减少；加入负静电引发剂，静电量增加；加入无活性液体引发剂，静电量减少。 个人看法： 从试验可以看出反应器中产生的静电通常是负静电，也就是由水等杂质引起的，TEAL的加入降低了静电量，对应了下面说的TEAL与杂质反应后的产物分解，中和了负电。 1 ．2 结片的产生 带电粒子与不带电粒子的受力情况不同：不带电粒子只受浮力、拉力 （ 拖曳力 ） 、重力的作用 。 而带电粒子则受到电力与器壁的摩擦力和与器壁的普通作用力的影响 。 带电反应器中存在 两 种力： 一 种是使粒子附到器壁的去静电力，另一种是使粒子从器壁上脱开的拖曳力 。 由带电树脂颗粒产生的电场使粒子向反应器壁方向运动 。 起初 ， 气泡和固体运动产生的拖曳力比静电力 占 有 主 导地位 。 但是 ， 当静电超过拖曳力时，在反应器壁 上 便会形成含有催化剂的正在聚 合 着的树脂粉层 。 由于反应器上的树脂粉层与流化气体没有足够的接触，因此 ，反应 热的移出是有限的 。 其结果使反应器壁上的颗粒熔融 并 粘结在反应器壁上，其它的颗粒粘附在融化层上，直至颗粒尺寸逐渐增大，从反 应 器壁上掉下来为止 。一般器壁结片时器壁温度先升高后降低。温度降低是由于片越来越厚，从反应器脱落，该区温度会有短暂的降低。 2 静电的消除及静电结片的预防 2 ．1 开车时静电及静电结片的预防 在停车时，反应器壁暴露空气之前，水解床层 。 这是由于 T EAL与O 2 反应生成AL 2 O 3 。AL 2 O 3 化学惰性组分层能加剧静电的产生，同时产生烃氧化物、这些烃氧化物在开车过程中，在TEAL存在 下 ，经过加热 ， 便会分解放出乙醛、丙酮、乙醇、丁醇、丁醛和其它氧化烃类，这些都是 正静电引发剂，是正静电产生的原因。 水解床层经TEAL钝化后静电趋零 。 而没有水 解 的床层，在TEAL钝化后往往产生较高的正静电 。 2. 2 在正常生产过程中静电的预防与消除 2 ．2．1 预防在正常生产过程中，有时也会产生静电 。 这主要是由于原料中带有杂质造成的。主要有以下几种情况 ： 一种是共聚单体中含水高，造成大量的负静电， 另一 种是 氮 气中 含 氧高，造成正静电，再一种就是乙烯中杂质变化情况 。 对 以 上情况，必须定时取样化验分析原料的纯度，一旦发现杂质含量超标，马上采取相应措施。同时要求及时 再生 原料床层 。 2 ．2．2消除 目 前采用的方法 视 加A反应器静电 抑 制剂(RSC)．如果有负静电产 生， 则向反应器加八正静电剂，如醇类(甲醇 乙醇)，如果有正电荷产生 则向反应器加负静电剂(如水、酮)经过实践证明，RSC注 入 点距反应器分布板越近，抗静电系数越好 。 这是我查到的资料，加上我的不成熟的看法，同行有不同见解欢迎指导。