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摘 要
本文阐述了流化床中的静电产生的原因，将静电与结片现象关联起来，并以生产的角度阐述了静电消除和控制方法。
关键词： 静电：结片：流化床
中图分类号：TN712+.4
第一章 结片现象
大庆石化分公司LLDPE装置采用UNIPOL低压气相流化床工艺，在生产过程中防止静电是一个突出的技术难题。而静电的产生会改变颗粒的流动方向，当颗粒所带的电荷超过其临界值。会使含有催化剂的聚乙烯颗粒附着在壁面上，附着在壁面上含有催化剂的聚乙烯颗粒会继续反应，因失去流化，聚合反应热无法及时撤出而形成热点，使聚乙烯颗粒熔融而形成片状物。大庆石化LLDPE装置的80%停车都是由于静电产生造成的，所以研究静电的产生与消除是非常重要的。
1.1 结片位置
结片是流化床运行过程中最常见的问题之一，大庆石化公司LLDPE装置结片位置一般产生在分布板上0.75-2.5米，这个区域是固体相对运动低的区域或是准静区。固体流动形式可以是单循环也可以是双循环方式，这取决于表观气速、床重和反应器的直径。在反应器分布板上0.75-2.5处是2种循环方式相遇的地方， 从而导致在这个高度上形成了滞留区。在滞留区，反应物对壁面的刮擦作用或沿壁面的曳力都最小，因此颗粒更容易附着在壁面上。
1.2 结片的形式
结片的形式一般分为两种，一种是含有催化剂的细粉附着在壁面时形成的。这种吸附发生时，反应器壁温度升高，当结片增大时，反应的器壁温度又开始下降。这种结片一般会带有毛发装，而且顺序一致，可能是电荷排列方向所致。这种结片一般发生反应进行中。
另一种结片是不含有催化剂的结片，就是所谓的“冷结片”这种结片一般发生在反应开车时或流动置换时。颗粒被器壁吸附在器壁表面上，在被吸附的颗粒里聚合反应缓慢地继续进行，放出的热量使颗粒温度升高，当颗粒温度达到聚合物熔融温度时就会形成结片。这种结片一般对反应影响不大，也不会形成大的片状聚乙烯。
第二章 静电的产生与结片
2.1结片的形成
流化床内过量的静电积累和壁面结片之间具有很大的联系。如果将带电颗粒吸引至壁面方向的静电力大于流化床内使颗粒离开壁面的曳力，颗粒就会附着在壁面上。结片形成的临界静电压压是聚合物熔融温度、流化床内曳力、树脂粒径分布和反应气体组成的复杂函数[1]。由于结片（绝缘体）与壁面（导体）的分离会产生静电，结片脱落时会使结片处产生的静电吸引聚合物粒子，加速新结片的形成。
2.2 静电的产生
在生产中产生静电的原因有很多种：
（1）流化床内的静电积累通常认为是由于颗粒的摩擦生电，这种摩擦生电可能发生在颗粒之间、颗粒与壁面之间和颗粒与气体之间。颗粒间的相互作用是静电产生的主要原因，因为颗粒间的接触机会远大于颗粒与壁面间的碰撞。
（2）静电还可由进料或流化气体带入流化床内。进入流化床内的带电催化剂和循环气中夹带的树脂颗粒引起的静电积累会使细催化剂颗粒附着到壁面上。
（3）原料中含有的氧气、水、氧化烃类、氨及13X分子筛都被认为是正静电引发剂，它们与烷基铝或催化剂之间的反应会导致流化床内静电增加。
（ 4 ） 而我在生产过程中发现氢气的加入量同样会影响静电的产生，在生产不同牌号的产品时，氢气加入的越多静电越小，氢气与操作温度影响着分子量的分布，氢气的浓度越高分子量相对越低。所以分子量越高静电也相对越高。
第三章 静电的消除
结片开始时经常表现为壁面温度高于床层温度；当结片长大并增厚之后，壁面温度低于床层温度；当结片增大到一定程度从壁面上脱落，壁面温度又恢复为床层温度。这是判断结片的一个重要手段。而反应床重的增加、分布板压差的增加、排料系统的堵塞、压缩机过滤网压差的增加都是反应结片的体现。但这些现象的出现都表明结片已经形成，对生产的威胁已经形成。所以消除静电避免结片是非常重要的。在反应开车初期是静电最容易形成的时期，因为这时期原料介质在不断的改变，而反应的平衡在不断的被打破，所以这个时期是避免产生静电的关键时期。
3.1 开车初期静电的控制
在開车初期需要加入三乙基铝来消除杂质，原辅料中的氧气、水、醇类、醛类及其它烃氧化物等杂质与助催化剂反应，所产生的物质为静电引发剂。若原辅料中杂质浓度较高，杂质与三乙基铝作用使反应器内静电效应大大增加，致使反应器静电波动较大，且温度波动大。若静电持续时间较长，将打破反应器静电平衡导致反应结片。所以在这个时期一定要有足够的耐心，要等静电平稳时在进行组分调整，不要操之过急。
在组分调整时原辅料（即乙烯、丁烯-1、氢气、氮气、三乙基铝）开始大量进入，同样杂质也相对增加，而且平衡被打破静电极容易产生。从上面静电产生的原因分析我建议
（1）严格控制原辅料（即乙烯、丁烯-1、氢气、氮气、三乙基铝）中的杂质含量。
（2）缓慢的加入乙烯，避免反应的大幅度波动。
（3）在加入催化剂时避免使用高活性低堆积密度的催化剂，这样反应即温和又使颗粒直径变小大大较小颗粒接触的机率，较少了静电的产生。
（4）反应气速的增加同样会使静电增加，在开车我们要尽可能的关小导向叶片，降低气速减少颗粒接触的机率，降低静电。
（5）气泡越大静电越大，在开车初期要加入异戊烷作为重组分，使汽泡直径变小来减少静电的产生。
（6）提高氢气量来减少静电产生，因为树脂的相对分子量越大，静电就越高，所以我们要在可能的情况加入更多的氢气。
3.2 反应中的静电控制
反应中同样也会产生静电，原料中的杂质改变，平衡被打破了都会产生静电。在反应中要做到：
（1） 格控制原料中的杂质含量，防止H2O、O2、R-OH进入反应系统，同时注意观察精制系统床层温度的变化，及时切换和再生床层保证良好的脱水和脱氧效果。
（2） 精心操作避免工艺变量的大幅度波动而造成静电平衡的破坏。
（3）冷凝状态下操作时要使反应器的入口温度远离冷剂的露点范围3℃以上。
（4） 当反应出现静电时，切静电在500 V以下且正负不定时，主要采取稳定艺参数，降低催化剂注入量同时提高三乙基铝加入量2-3倍，并注意静电及反应器壁温的变化。
（5）在静电达到500～1 000 V之间时，小心加入静电消除剂，正电加水负电加甲醇，加入量由小到大，同时反应器要保证一定的防空量。
（6）当静电达到1000V以上时并且持续不下时，立即终止反应，避免反应结片、结块。
结 语
尽管流化床内过量的静电积累会给生产带来众多负面影响，但迄今为止，人们对静电的产生、积累和消散机理及静电水平与结片形成之间的关系却知之甚少。因此，研究流化床内静电形成机理及其影响因素，对静电进行有效控制，从而尽可能减少结片的发生，对保证聚合装置安全稳定的长周期运转具有重要的经济意义。
参考文献
[1] 于恒修，王 芳，王靖岱，阳永荣 《中国知网》；浙江大学化学工程与生物工程学系
[2] 2002年全国聚乙烯论文集。 2006年9月
本文阐述了流化床中的静电产生的原因，将静电与结片现象关联起来，并以生产的角度阐述了静电消除和控制方法。
关键词： 静电：结片：流化床
中图分类号：TN712+.4
第一章 结片现象
大庆石化分公司LLDPE装置采用UNIPOL低压气相流化床工艺，在生产过程中防止静电是一个突出的技术难题。而静电的产生会改变颗粒的流动方向，当颗粒所带的电荷超过其临界值。会使含有催化剂的聚乙烯颗粒附着在壁面上，附着在壁面上含有催化剂的聚乙烯颗粒会继续反应，因失去流化，聚合反应热无法及时撤出而形成热点，使聚乙烯颗粒熔融而形成片状物。大庆石化LLDPE装置的80%停车都是由于静电产生造成的，所以研究静电的产生与消除是非常重要的。
1.1 结片位置
结片是流化床运行过程中最常见的问题之一，大庆石化公司LLDPE装置结片位置一般产生在分布板上0.75-2.5米，这个区域是固体相对运动低的区域或是准静区。固体流动形式可以是单循环也可以是双循环方式，这取决于表观气速、床重和反应器的直径。在反应器分布板上0.75-2.5处是2种循环方式相遇的地方， 从而导致在这个高度上形成了滞留区。在滞留区，反应物对壁面的刮擦作用或沿壁面的曳力都最小，因此颗粒更容易附着在壁面上。
1.2 结片的形式
结片的形式一般分为两种，一种是含有催化剂的细粉附着在壁面时形成的。这种吸附发生时，反应器壁温度升高，当结片增大时，反应的器壁温度又开始下降。这种结片一般会带有毛发装，而且顺序一致，可能是电荷排列方向所致。这种结片一般发生反应进行中。
另一种结片是不含有催化剂的结片，就是所谓的“冷结片”这种结片一般发生在反应开车时或流动置换时。颗粒被器壁吸附在器壁表面上，在被吸附的颗粒里聚合反应缓慢地继续进行，放出的热量使颗粒温度升高，当颗粒温度达到聚合物熔融温度时就会形成结片。这种结片一般对反应影响不大，也不会形成大的片状聚乙烯。
第二章 静电的产生与结片
2.1结片的形成
流化床内过量的静电积累和壁面结片之间具有很大的联系。如果将带电颗粒吸引至壁面方向的静电力大于流化床内使颗粒离开壁面的曳力，颗粒就会附着在壁面上。结片形成的临界静电压压是聚合物熔融温度、流化床内曳力、树脂粒径分布和反应气体组成的复杂函数[1]。由于结片（绝缘体）与壁面（导体）的分离会产生静电，结片脱落时会使结片处产生的静电吸引聚合物粒子，加速新结片的形成。
2.2 静电的产生
在生产中产生静电的原因有很多种：
（1）流化床内的静电积累通常认为是由于颗粒的摩擦生电，这种摩擦生电可能发生在颗粒之间、颗粒与壁面之间和颗粒与气体之间。颗粒间的相互作用是静电产生的主要原因，因为颗粒间的接触机会远大于颗粒与壁面间的碰撞。
（2）静电还可由进料或流化气体带入流化床内。进入流化床内的带电催化剂和循环气中夹带的树脂颗粒引起的静电积累会使细催化剂颗粒附着到壁面上。
（3）原料中含有的氧气、水、氧化烃类、氨及13X分子筛都被认为是正静电引发剂，它们与烷基铝或催化剂之间的反应会导致流化床内静电增加。
（ 4 ） 而我在生产过程中发现氢气的加入量同样会影响静电的产生，在生产不同牌号的产品时，氢气加入的越多静电越小，氢气与操作温度影响着分子量的分布，氢气的浓度越高分子量相对越低。所以分子量越高静电也相对越高。
第三章 静电的消除
结片开始时经常表现为壁面温度高于床层温度；当结片长大并增厚之后，壁面温度低于床层温度；当结片增大到一定程度从壁面上脱落，壁面温度又恢复为床层温度。这是判断结片的一个重要手段。而反应床重的增加、分布板压差的增加、排料系统的堵塞、压缩机过滤网压差的增加都是反应结片的体现。但这些现象的出现都表明结片已经形成，对生产的威胁已经形成。所以消除静电避免结片是非常重要的。在反应开车初期是静电最容易形成的时期，因为这时期原料介质在不断的改变，而反应的平衡在不断的被打破，所以这个时期是避免产生静电的关键时期。
3.1 开车初期静电的控制
在開车初期需要加入三乙基铝来消除杂质，原辅料中的氧气、水、醇类、醛类及其它烃氧化物等杂质与助催化剂反应，所产生的物质为静电引发剂。若原辅料中杂质浓度较高，杂质与三乙基铝作用使反应器内静电效应大大增加，致使反应器静电波动较大，且温度波动大。若静电持续时间较长，将打破反应器静电平衡导致反应结片。所以在这个时期一定要有足够的耐心，要等静电平稳时在进行组分调整，不要操之过急。
在组分调整时原辅料（即乙烯、丁烯-1、氢气、氮气、三乙基铝）开始大量进入，同样杂质也相对增加，而且平衡被打破静电极容易产生。从上面静电产生的原因分析我建议
（1）严格控制原辅料（即乙烯、丁烯-1、氢气、氮气、三乙基铝）中的杂质含量。
（2）缓慢的加入乙烯，避免反应的大幅度波动。
（3）在加入催化剂时避免使用高活性低堆积密度的催化剂，这样反应即温和又使颗粒直径变小大大较小颗粒接触的机率，较少了静电的产生。
（4）反应气速的增加同样会使静电增加，在开车我们要尽可能的关小导向叶片，降低气速减少颗粒接触的机率，降低静电。
（5）气泡越大静电越大，在开车初期要加入异戊烷作为重组分，使汽泡直径变小来减少静电的产生。
（6）提高氢气量来减少静电产生，因为树脂的相对分子量越大，静电就越高，所以我们要在可能的情况加入更多的氢气。
3.2 反应中的静电控制
反应中同样也会产生静电，原料中的杂质改变，平衡被打破了都会产生静电。在反应中要做到：
（1） 格控制原料中的杂质含量，防止H2O、O2、R-OH进入反应系统，同时注意观察精制系统床层温度的变化，及时切换和再生床层保证良好的脱水和脱氧效果。
（2） 精心操作避免工艺变量的大幅度波动而造成静电平衡的破坏。
（3）冷凝状态下操作时要使反应器的入口温度远离冷剂的露点范围3℃以上。
（4） 当反应出现静电时，切静电在500 V以下且正负不定时，主要采取稳定艺参数，降低催化剂注入量同时提高三乙基铝加入量2-3倍，并注意静电及反应器壁温的变化。
（5）在静电达到500～1 000 V之间时，小心加入静电消除剂，正电加水负电加甲醇，加入量由小到大，同时反应器要保证一定的防空量。
（6）当静电达到1000V以上时并且持续不下时，立即终止反应，避免反应结片、结块。
结 语
尽管流化床内过量的静电积累会给生产带来众多负面影响，但迄今为止，人们对静电的产生、积累和消散机理及静电水平与结片形成之间的关系却知之甚少。因此，研究流化床内静电形成机理及其影响因素，对静电进行有效控制，从而尽可能减少结片的发生，对保证聚合装置安全稳定的长周期运转具有重要的经济意义。
参考文献
[1] 于恒修，王 芳，王靖岱，阳永荣 《中国知网》；浙江大学化学工程与生物工程学系
[2] 2002年全国聚乙烯论文集。 2006年9月