1.2 工艺原理
本装置主要由原料精制系统、聚合反应系统、树脂脱气及排放气回收系统、挤压造粒系统、掺混风送系统等组成。
1.2.1 原料精制系统
原料精制系统主要有乙烯精制、丁烯-1/己烯-1精制、氮气精制、异戊烷精制、T2贮存压送等工艺过程。目的是将来自界区外的各种原料中的杂质脱除，以达到聚合反应原料的质量要求。 (1)丁烯-1/己烯-1精制
丁烯-1/己烯-1精制是利用精馏原理，利用不同物质在同一温度下，饱和蒸汽压不同的原理，将丁烯-1/己烯-1中的轻组分（如CO2、O2、CO、甲基叔丁基醚等）脱除。
由于丁烯-1/己烯-1的吸附热大，在干燥床再生后重新投入使用前，必须使用严格控制乙烯浓度的氮气进行预负荷，用乙烯代替丁烯-1/己烯-1，带走大量的吸附热，避免干燥床吸附丁烯-1/己烯-1时产生高温，造成设备和催化剂的损害。 (2)氮气精制
氮气精制是利用负载铜的UT-2000作为脱氧催化剂。UT-2000由亚铬酸铜附着在二氧化硅上制成，铜占13%左右。脱除氧是通过催化剂的氧化变成氧化铜来实现的，具体反应方程式（反应式1.2.1－1）： 4Cu + O2→2Cu2O
2Cu2O + O2→4CuO
UT-2000需要定期再生，通过氢气将催化剂中氧化铜还原成单质铜，从而得到再生。（反应式1.2.1－2）
CuO + H2→Cu + H2O
UOP 13XPG分子筛脱水是物理吸附，这是一个放热反应，温度越高，分子筛的吸附能力越差，所以当干燥的热氮气通过含有水的UOP 13XPG分子筛时，水分子从分子筛中解吸，分子筛得到再生。
单质铜催化剂暴露于空气中将自燃，引起铜的氧化放热反应。反应如下（反应式1.2.1－3）：
2Cu + O2→2CuO + l
因此，打开氮气脱氧床之前，要用控制仪表风流量的方法氧化床层。为了完成氧化，用氮气和仪表风的混合物氧化床层。控制催化剂再生时要特别小心，先用含2 mol%和5 mol%仪表风的氮气来氧化床层，然后用100 mol%的仪表风氧化床层。
(3)异戊烷精制
异戊烷精制是利用精馏的原理，利用不同物质在同一温度下，饱和蒸汽压不同的原理，将异戊烷中的轻组分（如CO2、O2、CO等）脱除。
物理吸附是一个放热反应，温度越高，分子筛的吸附能力越差，所以当干燥的热氮气通过含有水的UOP 13XPG分子筛时，水分子中分子筛中解吸，分子筛得到再生。
(4)乙烯精制
乙烯脱一氧化碳是在含有CuO催化剂Polymax 300作用下，使CO转变成CO2，反应式（反应式1.2.1－4）如下：
CO + CuO→CO2 + Cu
Cu2O + CO→2Cu + CO2
当催化剂中氧化铜被还原成铜单质的时候需要进行再生。再生就是将被还原的单质铜重新氧化，从而使催化剂床层恢复活性。反应式（反应式1.2.1－4）如下：
4Cu + O2→2Cu2O
2Cu2O + O2→4CuO
乙烯脱氧催化剂是负载铜的UT-2000，UT-2000由亚铬酸铜附着在二氧化硅上制成，铜占13%左右，脱除氧是通过催化剂的氧化变成氧化铜来实现的，反应式（反应式1.2.1－5）如下：
4Cu + O2→2Cu2O
2Cu2O + O2→4CuO
UT-2000需要定期再生，通过氢气将催化剂中氧化铜还原成单质铜，从而得到再生。反应式（反应式1.2.1－6）如下：
CuO + H2→Cu + H2O
在乙烯干燥器中，通过分子筛的吸附作用来脱除水。干燥床上层使用3A分子筛，用于脱水；下层使用Selexsorb CD，用于脱除其它极性杂质（如：丙酮、甲醇、羟络合物等）。
干燥床再生是物理吸附，这是一个放热反应，温度越高，分子筛的吸附能力越差，所以当干燥的热氮气通过含有水或极性物质的分子筛3A和Selexsorb CD时，水分子和极性物质分子在分子筛中解吸，分子筛得到再生。
由于乙烯的吸附热比较大，在干燥床再生后重新投入使用前，要进行预负荷。预负荷必须严格控制氮气中的乙烯浓度，带走吸附热，避免干燥床吸附乙烯产生高温，对设备和催化剂造成损害。
乙烯脱二氧化碳床是利用选择性吸附剂（Selexsorb COS） 物理吸附二氧化碳，再生是用干燥的热氮气通过吸附剂（Selexsorb COS），使二氧化碳在分子筛中解吸，吸附剂（Selexsorb COS）得到再生。
由于铜容易与乙炔反应生成对震动非常敏感的乙炔铜，一旦乙炔铜积累，稍有振动就会发生爆炸。因此，在打开含有铜催化剂的脱一氧化碳床和脱氧床容器之前，需要进行乙炔铜分解。往床层中通入含有氢气的氮气来分解乙炔铜（要控制氮气中的氢气浓度），反应式（反应式1.2.1－7）如下：
CuC=CCu + H2 → Cu + 烃类
单质铜催化剂暴露于空气中将自燃，引起铜的氧化放热反应。反应如下（反应式1.2.1－8）：
2Cu+O2→2CuO+66000Bt/lb·mol
因此，打开脱一氧化碳床和脱氧床之前，要用氮气和仪表风的混合物对床层进行氧化处理。氧化床层时要特别小心，先用含2mol%和5mol%仪表风的氮气分别氧化床层，然后再
用100mol%的仪表风氧化床层。
1.2.2 聚合反应系统
聚合机理属于阴离子配位聚合。乙烯单体是具有π-π共轭体系的烯烃类单体，处于络合状态的钛铝活性中心，使乙烯单体双键上的电子云密度减少，从而打开乙烯双键，使乙烯单体不断在钛铝活性中心处聚合，聚合反应是放热反应过程。
总的乙烯聚合反应式（反应式1.2.2－1）如下：
催化剂
nCH2=CH2 （CH2－CH2）n + 829kcal/kg PE
78～95℃
均聚型聚乙烯分子结构为线型排列，有较少或几乎没有短支链，结晶度较高，因此有较高的密度。在共聚反应中，引入共聚单体丁烯-1、己烯-1等α-烯烃，增加了分子支链数量和支链长度，降低了分子结晶度和产品密度。
1.2.3 树脂脱气及排放气回收系统
烃类的溶解度随以下的操作而增加：（1）、升高压力；（2）提高烃类的分子量；（3）提高树脂的熔融指数；（4）降低树脂的密度；（5）降低反应器／树脂的温度。
烃类的扩散速率随以下的操作而提高：（1）提高温度；（2）降低粒子的尺寸。
要求的树脂脱气时间随以下的操作而延长：（1）提高产率；（2）提高PPB的压力；（3）提高溶解烃类的分子量；（4）增大树脂粒尺寸；（5）降低吹扫气流量；（6）降低PPB中的停留时间；（7）降低扩散速率。
影响脱气效果的因素：（1）产量；（2）停留时间（PPB的容积）；（3）吹扫气的流量。
潮湿的吹扫氮气与烷基铝反应，反应过程如下(反应式1.2.3－1)：
水+烷基铝→氢氧化铝
排放气逐级压缩冷却后，气体中的可凝组分（共聚单体、ICA）被冷凝，得到回收利用。
1.2.4 挤压造粒系统
聚乙烯树脂与不同类型添加剂混合，经过高温（200-300℃）混炼，达到熔融状态，在双螺杆挤压机和齿轮泵的作用下，通过模板进行水下造粒。
造粒的主要目的有：(1)加入各类添加剂，改进产品性能；(2)便于产品包装运输；(3)提高产品质量。
1.2.5 掺混风送系统
掺混过程是通过不同的重力沉降速度，使不同时段的产品均匀混合，降低产品指标分散性，提高产品性能。
