摘要：在大规模生产聚乙烯的工业过程中，静电是没有办法避免的一种影响因素，因为静电问题而导致聚乙烯反应器意外停产的现象也存在很多案例，每次在生产中断时，都会为企业带来非常严重的经济损失这就会严重制约企业的发展，降低企业的市场竞争力。根据市场调查可以得知，静电问题对聚乙烯生产有非常大的影响，而且由于静电形态不同，最终所造成的影响也不尽相同，所以在气相聚乙烯生产的过程中，会产生各种各样的静电，这些静电形态不同的原因也不尽相同，只要有降低降低聚乙烯生产过程中静电产生的影响，才能够进一步提高聚乙烯的品质。所以，本文从静电的基本形态和种类入手分析了，在聚乙烯气相法聚合当中生成的原因，并且提出了相应的解决方案，希望能够为后续的文章提供借鉴。

关键词：聚乙烯气相法；静电

前言：

当前针对气相聚乙烯生产过程中所产生的静电问题研究还有待提升，必须加强对静电控制的研究，避免在生产过程中出现聚集而导致静电的现象，进而引起整个生产损失，所以在生产过程中一定要尽可能地减少停车的次数降低静电所带来的工业损失，这对于企业后续的工业发展有着非常重要的积极影响。

一、静电产生的概述

在聚乙烯生产过程中，静电的产生和电荷的消除是一个同时进行的过程，在整个生产系统当中都会遵循电荷守恒定律，也就是说聚合的电荷会等于产生的电荷减去消除的电荷。在反应器当中，临床化学反应主要是依靠两种方式接触，分别是粉料之间的直接接触和粉料与反应容器壁之间的间接接触，粉料与粉料之间的直接接触会出现在同种材料当中，并且具有较强的随机性，所以有可能会出现偶极电和离子。而粉料与反应漆壁的接触电产生同性电荷，直到电荷之间的电压保持平衡。这两种生产方式所产生的电荷总量都比较少，非常容易被异性电荷中和。

二、气相法聚乙烯的生产过程

就我国当前阶段聚乙烯的实际发展情况来看，聚乙烯生产技术已经处于成熟阶段，在其中比较先进的一种方法就是气相聚乙烯生产法。气相聚乙烯生产法当中主要采用聚合技术，将普通乙烯作为生产原料，通过氢气来进行转移链接，在生产过程中会通过催化剂，在气相流化床当中聚合，生成不同密度的聚乙烯材料。主要的生产工艺就是利用了气相生产，主要有反应器、压缩机以及循环冷却器几个部分组成。这样的组成元件不仅能够提高聚合物的生产速度，而且也可以避免由于聚合物过多所造成的容器堵塞问题，在生产之后也更利于设备的清洗。除此之外还有一种工艺，主要采用聚合反应器以及两个串联流化床反应器所构成，这样的设备构成优点之一，就是传热速度非常快，而且能够促进物料的流动，在一定程度上提高物料的生产速度。

三、产生过程中静电的概述

（一）静电形态

1.收敛型

在气相法具体实际生产时，会产生很多不同种类的静电，收敛型静电就是其中的一种，这一类型的静电通常在聚乙烯生产的初期出现，其中不仅包括检修阶段，也包括最原始的开工阶段以及流化开工阶段。在检修开工阶段以及流化开工阶段所出现的都是单向收敛的静电，单向收敛静电相对于其它种类的静电而言比较容易控制，而且对于最终产品的生产结果影响也并不大。如果是在原始开工阶段出现了静电，那么属于无规律形态的静电，它会先呈现出收敛趋势，而后呈现出散开趋势，这一类型的静电对于最终的生产结果影响比较大，而且也很难消除会为企业带来很多的经济损失。所以在实际生产过程中，企业当中的技术人员一定要加强对于该类型静电的重视程度，该类型静电的生产影响范围比较广，而且最终影响的形态也比较大。

2.锯齿型

在聚乙烯的正常生产过程中，锯齿型静电是非常常见的一种夹杂静电。锯齿型静电的表现是属于间断性的，而且锯齿型静电主要来源于工业原料当中所存在的一些杂质，这些杂质如果控制在可控范围内，则不会出现锯齿型静电，但是如果最终杂质的含量超标，就非常容易出现锯齿型静电还有一种情况就是杂质的类型过多，就算杂质的总体含量没有超标，但是由于杂质类型过多，也有可能会出现锯齿型的静电波动。至于这一类型的静电，主要的解决措施就是检查好原材料，因为原材料当中夹杂的一系列其它化合物会导致锯齿型静电的出现，通过控制原材料可以在一定程度上控制静电出现的情况，避免锯齿型静电为企业发展带来的损失。

3.突变型

在气相聚乙烯法生产过程中，有一个非常重要的操作流程叫做冷凝态操作流程，而突变型静电通常会出现在冷凝态操作流程当中。因为在冷凝态操作流程当中，机器内部的干湿转换器很有可能会发生故障，而在开始转换器出现问题时就会出现突变型的正负静电。该类型的静电对于聚乙烯的生产而言没有过多的影响，但是会在一定程度上影响具体的生产质量当干湿器的转换故障结束后，经验也会逐渐趋向于平衡。所以技术人员在生产过程中需要加强对于干湿转换器的重视程度，保证开始转换器不出现任何问题，那么突变性静电出现的概率就会大大降低，如果出现了突变型静电，那么一定要关注干湿转换器的状况，及时解决干湿转换器存在的故障。

4.单向型

在聚乙烯工业生产过程中，单向型静电可以出现在工业生产的任何一个流程环节当中，因为单向型静电的静电形态主要是以正静电或者是负静电为主，所以在聚乙烯生产过程中，氧或者是酮的杂质环境都有可能会产生正静电，针对这样的问题必须用水或者是酮作为缓冲剂。但是需要注意的是，如果缓冲剂添加过多就会产生负静电，因为水环境或者是酮环境当中，也有可能会存在一定程度的杂质，这些杂质就会引起负静电。如果在生产过程中出现了正静电，那么就可以采用排放杂质的方法来降低正静电所带来的影响，而针对负静电的控制，也可以利用抗静电系统来降低负静电造成的影响。

5.无规律型

在聚合反应器的内部，在短时间正负静电没有办法维持稳定所出现的跳变现象，就会产生无规律性的。若想降低不规律静电，对整个生产流程的影响，那么首先要排除系统内存在的水分或者是氧气，将无规律静电转变为单向静电后，才能够进行有效控制。其次技术人员需要注意，在排除无规律静电的过程中，然后从根本上降低静电出现的概率，它出现的主要原因就是在反应器内电荷短时间内没有办法达到平衡所出现的一系列变化现象，所以在控制聚乙烯静电干扰的过程中，要首先平衡好反应器内部的正负电荷，将正负静电荷稳定性保持住以后，就可以将无规律静电转化为单向静电，也就可以采用简单方法进行控制。

（二）静电产生的原因

1.夹带杂质

在气相聚乙烯生产过程中会出现静电的原因，可以分为很多种，不要体现在原材料还有杂质上。在早期的聚乙烯生产过程中，三乙基铝是比较常用的一种催化剂，当二者发生反应时就会产生比较多的杂质，例如氧气或者是水，这些杂质在反应器内就会形成一些静电，最终会导致在反应器内部出现沉淀的现象，从而导致整个系统反应中断，影响整个反应过程。整个流程当中，如果进料时带有一定的杂质，那么最终的聚乙烯生产结果也会被影响，聚乙烯的品质会降低。所以技术人员针对这一问题一定要提高重视程度，避免由于原材料筛选不充分，其中存在杂质所造成的静电现象，最终导致成品质量降低。

2.摩擦生电

在我们的日常生活中，摩擦生电是一个很常见的现象，在聚乙烯的生产流程中也会因为原材料之间的摩擦导致静电产生，最终影响聚乙烯的生产品质。在反应器内部，由于乙烯分子的绝缘性，会导致聚乙烯粒子和机器表面之间相互摩擦，或者是干燥的聚乙烯分子和空气之间也会存在摩擦，这一系列的摩擦就会导致在反应容器内部出现静电现象，而这些静电现象就会影响到整个聚乙烯的生产结果，从而为生产企业带来一定的影响。所以生产加工人员一定要加强对于聚乙烯生产当中摩擦产生电的重视程度，虽然摩擦生电的原理非常简单，但是在实际生产过程中却可以带来非常大的经济损失。

3.水解不及时

在气相法聚乙烯生产过程中没有开始反应的部分叫做种子床，对于种子床不仅要求提前和空气进行水解，否则和其中存在的三乙基铝会和反应当中存在的杂质进行二次反应，从而出现静电。在生产过程当中，加工人员需要注意控制好种子床的储存条件，种子床的储存温度不能过高，也不能过低，而且针对种子床的水解过程也要提高重视程度，尤其是在脱气仓当中，种子床的水解过程通常都是在其中完成，所以只有加强对于整个水解过程的监督和管理才能够进一步提高种子床的效果。

4.密封油泄露

在气相聚乙烯生产过程中需要用到循环气压缩机，在正常情况下，循环气压缩机的密封油和整个聚乙烯的生产系统当中的工艺介质会被隔开，在这样的情况下，密封油是不会影响到聚乙烯的生产。但是在生产流程中，如果隔离带出现了故障，那么机器的密封油就会泄露到整个生产系统当中，最终导致生产系统被污染，介质当中存在杂质就会出现静电现象，最终影响生产结果。除此之外，如果最终泄露的密封油扩散到气体系统当中，就会导致气体系统发生阻碍，导致更多杂质的出现。甚至有少部分杂质会和催化剂反应，降低主反应的反应速度，从而影响聚乙烯的生产效果。

5.操作不规范

在聚乙烯生产过程中产生静电的另一个原因就是操作不规范。如果在反露点附近进行操作，就会导致静电的出现，最终影响整个聚乙烯生产流程的最终效果。如果生产装置属于冷凝模式，还在漏点附近进行操作，在这样的情况下就非常容易出现静电现象，而且在这种情况下出现的静电通常都是无规律性静电，而解除规律性静电的流程比较复杂，也会对最终结果造成较大的影响，所以加工人员一定要注意操作流程的规范性，避免由于操作不规范所导致一系列经济损失。

四、聚乙烯气相法聚合中静电的危害及控制策略

（一）静电的危害

由于在气相法聚乙烯生产流程中流化反应床非常容易产生静电，所以针对聚乙烯的整个生产流程都必须处于静电环境当中。因为聚乙烯材料在反应器当中会感受到一定的浮力以及其它方向的力，而静电又会产生相应的静电力，在多重力的作用下会导致流化床的状态发生物料位移。发生物料位移后，乙烯材料会附着在容器壁上，而容器中存在的拖拽力会将容器壁上的粒子从容器上脱离开，朝着和原方向相反的运动。在整个反应流程之初，固体运动所产生的力会比静电引力更大，所以在反应最初会朝着物料反应的方向移动。而在原材料聚合的过程中，随着物料的运动，静电引力所产生的影响会逐渐大于物料运动所产生的力，在这样的情况下，物料会逐渐出现偏移情况，最终导致反应结果出现问题。而且由于反应器壁上的树脂粉层和流化气体没有进行足够的接触，所以在反应过程中所能出现的反应热存在一定的限制，不足以支持物料的移动，最终就会导致反应器壁上的细粉溶解并且粘连在物料上导致其它颗粒物。

（二）控制策略

1.预防策略

产生静电的一个主要原因就是在生产的过程中由于原材料当中存在杂质，从而引起静电出现。若想做好相应的预防工作，那么首先就需要从原材料角度入手，对原材料当中所存在的一系列杂质进行分析和控制，尤其是在开工环境当中，由于开工环境的整洁度不够，所以导致周围环境当中存在一定的杂质，在原材料开始反应时，这些杂质就会进入到反应容器当中，从而产生静电影响聚乙烯的生产效果。所以加工人员所需要注意的一个主要问题就是做好相应的预防工作，对整个生产线路进行防水保护，并且要优化开工环境，做好相应的监督管理工作，这些都是预防控制措施的主要步骤。在预防管理措施当中，不仅需要制定出相应的工作标准，而且也需要进一步优化施工手法和施工工艺，其次也要对人员进行相应的培训，只有提高人员整体意识才能够进行更精细化的操作，避免由于操作失误所造成的一系列问题，减少在反应内部所产生的静电，最终优化整个聚乙烯的生产效果。

2.减轻策略

在聚乙烯实际生产过程中，有关静电的减轻措施主要是针对在静电当中一些可控性较弱的静电形态，例如无规律性静电这有一类型措施的本质就是降低，在生产过程中杂质地产生，或者是利用一些简单的方法，综合单项静电。在开工最初主要可以采用对原材料当中杂质进行判断的方法，来有针对性地投入一些化学介质，从而减轻在反应内部出现静电的状况。但是由于在反应器设备之内还存在一些死角，有部分化学介质没有办法到达，所以在反应过程中不可避免地会产生静电杂质。如果这些杂质属于单向静电，那么则不会和催化剂开展反应，但是如果杂质的类型比较复杂，就很可能和催化剂进行反应，最终影响聚乙烯的生产效果，所以在减轻措施当中必须要做好防控。

3.消除策略

在聚乙烯生产过程中所存在的静电问题，那么最有效的方法就是消除静电控制措施。该措施的最主要优点就是更具体并且实施性更强，首先可以利用反应容器当中的化学反应进行处理，或者是改变反应器的基本形态，以此降低反应容器的副反应效果，保证整个生产系统的有效运行。其次，可以通过加强对于反应中化学含量的控制，通过减少化学反应当中的不必要杂质，可以进一步优化反应结果。第三，采用冷凝技术也可以降低静电生成的概率。第四也可以利用抗静电系统来降低，在整个生产流程当中静电产生的概率，在反应器内部加入水中和反应技能中存在的静电，这是在生产过程中最有效而且成本最低的解决方法，除此之外也可以调整三乙基铝的剂量来降低静电的出现概率。第五可以利用干气密封循环气压缩机的方法，将容器外部的气体和容器内部的气体进行隔离，避免容器内部气体和外界杂质相接触，从而导致摩擦静电。最后一点就是可以通过控制反应器的温度来提高反应器整体的抗干扰能力，避免杂质对反应器造成静电影响。

结束语：

在聚乙烯气相聚合法当中，有关静电形成的原因主要可以分为以下几个分别是夹带杂质，摩擦产生电以及水解不及时和密封有泄露，还有操作不规范等问题。在这样的情况下，静电产生的形态也可以分为5个类型，分别是收敛型、锯齿型、突变型、单相型、无规律型。若想解决在聚乙烯其想法聚合当中所形成的静电问题，那么首先要明确经验所带来的危害，并且从预防减轻和消除三个角度提出解决策略，提高聚乙烯的生产速度。

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