CN209797831U - 一种电缆料生产系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电缆料生产系统，属于电缆技术领域。该系统包括调节剂储罐、乙烯供应装置、第一压缩机(1)、第二压缩机(2)、预热器(3)、多级反应器、过氧化物储罐、注射泵(4)、脉冲阀(6)、第一冷却器(7)、高压分离器(8)、低压分离器(9)、成品分离器(10)、成品储罐、多级冷却‑油气分离装置和放空罐(13)。该系统用于生产过氧化物交联低密度聚乙烯电缆料，其电性能指标和热学性能指标优异，产品的熔体流动指数为0.18‑0.2g/min，密度为0.915‑0.921g/cm³，介电损耗正切为1.5‑1.65*10^‑4，维卡软化温度为91.8‑92.4℃。同时，乙烯的利用率高，基本无外排。

Description

一种电缆料生产系统

技术领域

本实用新型属于电缆技术领域，特别涉及一种电缆料生产系统，用于生产低密度聚乙烯电缆料（LDPE）。

背景技术

交联聚乙烯绝缘电缆是一种适用于配电网等领域的电缆，具有PVC绝缘电缆无法比拟的优点。它结构简单、重量轻、耐热好、负载能力强、不熔化、耐化学腐蚀，机械强度高。交联聚乙烯绝缘电缆是利用化学方法或物理方法，使电缆绝缘聚乙烯分子由线性分子结构转变为主体网状分子结构，即热塑性的聚乙烯转变为热固性的交联聚乙烯，从而大大提高它的耐热性和机械性能，减少了它的收缩性，使其受热以后不再熔化，并保持了优良的电气性能。

交联聚乙烯根据其密度可分为高密度、中密度和低密度等种类，而还可以通过多种方式和物质进行改性，如通过氧化物进行改性，通过加入调节剂来改善其电气性能。

本专利提供了一种电缆料的生产系统，通过丙烯和/或丙醛作为调节剂来改善生产性能和电气性能等，通过加入氧化物进行改性，使产品的电气性能得到改善。

发明内容

本实用新型实施例提供了一种电缆料生产系统，该系统用于生产过氧化物交联低密度聚乙烯电缆料，其电性能指标和热学性能指标优异。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种电缆料生产系统，该系统包括调节剂储罐、乙烯供应装置、第一压缩机1、第二压缩机2、预热器3、多级反应器、过氧化物储罐、注射泵4、脉冲阀6、第一冷却器7、高压分离器8、低压分离器9、成品分离器10、成品储罐、多级冷却-油气分离装置和放空罐13；所述第一压缩机1的进口通过管路与调节剂储罐、低压分离器9的气相出口和乙烯供应装置连接；所述第二压缩机2的进口通过管路与第一压缩机1的出口和多级冷却-油气分离装置的出口连接，所述第二压缩机2的出口、预热器3、多级反应器、脉冲阀6、第一冷却器7、高压分离器8、低压分离器9和成品储罐通过管路依次连接；所述高压分离器8的气相出口、成品分离器10和多级冷却-油气分离装置的进口通过管路依次连接；所述多级反应器由多个反应器5串联构成，每个反应器5的进料口均通过带注射泵4的管路与氧化物储罐连接；所述多级冷却-油气分离装置由多个第二冷却器11与油气两相分离器12交错串联而成；所述放空罐13通过管路与多个反应器5的进口、脉冲阀6的进口、第一冷却器7的进口和高压分离器8的气相出口连接。

优选地，本实用新型实施例中的调节剂储罐包括丙烯储罐和丙醛储罐，所述丙烯储罐和丙醛储罐通过带有阀门组和注入泵14的管路与第一压缩机1的进口连接。

具体地，本实用新型实施例中的多级反应器由串联设置的4个反应器5构成。

具体地，本实用新型实施例中的多级冷却-油气分离装置由3个第二冷却器11和3个油气两相分离器12构成，气相先经第二冷却器11处理后再经过对应的油气两相分离器12进行气水分离。

进一步地，本实用新型实施例提供的电缆料生产系统还包括尾气处理装置，所述尾气处理装置通过管路与放空罐13的出口和高压分离器8的气相出口连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型实施例提供了一种电缆料生产系统，用于生产过氧化物交联低密度聚乙烯电缆料，其电性能指标和热学性能指标优异，产品的熔体流动指数为0.18-0.2g/min，密度为0.915-0.921g/cm³，介电损耗正切为1.5-1.65*10^-4，维卡软化温度为91.8-92.4℃。同时，乙烯的利用率高，基本无外排。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的电缆料生产系统的原理框图；

图2是本实用新型实施例提供的电缆料生产系统的部分结构示意图。

图中：1第一压缩机、2第二压缩机、3预热器、4注射泵、5反应器、6脉冲阀、7第一冷却器、8高压分离器、9低压分离器、10成品分离器、11第二冷却器、12油气两相分离器、13放空罐、14注入泵。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

参见图1和2，本实用新型实施例提供了一种电缆料生产系统，该系统包括调节剂储罐、乙烯供应装置、第一压缩机1、第二压缩机2、预热器3、多级反应器、过氧化物储罐、注射泵4、脉冲阀6、第一冷却器7、高压分离器8、低压分离器9、成品分离器10、成品储罐、多级冷却-油气分离装置和放空罐13等。调节剂储罐用于提供调节剂，本专利的调节剂为丙烯或/和丙醛等；乙烯供应装置用于提供乙烯，可为新鲜乙烯（裂解装置）或乙烯储罐；过氧化物储罐用于提供过氧化物，如TBPPI、TBPEH、TBPIN或DTBP等。第一压缩机1的进口通过管路与调节剂储罐、低压分离器9的气相出口（回收乙烯）和乙烯供应装置连接；第二压缩机2的进口通过管路与第一压缩机1的出口和多级冷却-油气分离装置的出口连接（回收乙烯），第二压缩机2的出口、预热器3、多级反应器、脉冲阀6、第一冷却器7（降至160℃以下）、高压分离器8、低压分离器9和成品储罐通过管路依次连接用于得到交联聚乙烯。高压分离器8的气相出口、成品分离器10和多级冷却-油气分离装置的进口通过管路依次连接用于回收乙烯（输出至第二压缩机2，压力较大）。多级反应器由多个（3-5个，一般为4个）反应器5串联构成，每个反应器5的进料口均通过带注射泵4的管路与氧化物储罐连接用于加入过氧化物；其中，反应器为德国Basell反应器。多级冷却-油气分离装置由多个第二冷却器11与油气两相分离器12交错串联而成，沿气流输送方向，每个第二冷却器11后对应设置一个油气两相分离器12用于分离乙烯气体中的杂质（蜡），至乙烯中无蜡时再送至第一压缩机1（压力较小）。放空罐13通过管路与多个反应器5的进口、脉冲阀6的进口、第一冷却器7的进口和高压分离器8的气相出口连接不但用于排空还用于控制熔体流动指数。其中，第一冷却器7和第二冷却器11均为常见的管式换热器或板式换热器，采用水或其他冷媒；成品分离器10为常见的油气两相分离器用于气液分离得到成品（量较少）；油气两相分离器、高压分离器8和低压分离器9均为石油化工中常见的设备。

优选地，本实用新型实施例中的调节剂储罐包括丙烯储罐和丙醛储罐（同时加入丙烯和丙醛作为调节剂以保证熔体流动指数和改善介电性能），丙烯储罐和丙醛储罐通过带有阀门组（调整加入量和加入比例）和注入泵14的管路与第一压缩机1的进口连接。

具体地，参见图2，本实用新型实施例中的多级反应器由串联设置的4个反应器5构成，每个反应器5的进口均通过管路与对应的注射泵14连接，同时与其进口连接的管路通过管路与放空罐13连接。

具体地，参见图2，本实用新型实施例中的多级冷却-油气分离装置由3个第二冷却器11和3个油气两相分离器12构成，以第二冷却器11-油气两相分离器12-第二冷却器11-油气两相分离器12-第二冷却器11-油气两相分离器12的形式设置以保证净化效果。即气相先经第二冷却器11处理后再经过对应的油气两相分离器12进行气水分离。

进一步地，本实用新型实施例提供的电缆料生产系统还包括尾气处理装置用于处理尾气为常规设备（如裂解设备，燃烧设备等）。尾气处理装置通过管路与放空罐13的出口和高压分离器8的气相出口（通过阀门控制，一般情况下关闭，在回收气不可用等情况下舍弃）连接。

其中，本实用新型实施例中的各结构之间的管路上根据需要设置泵、阀门和/或流量计等结构，本领域的技术人员可根据需要进行设置。

下面结合图1和图2对本专利的工作过程进行说明，过氧化物为本领域中常见的过氧化物（具体可以是二叔丁基过氧化物），为自由基引发物；丙烯或/和丙醛为相对分子量调节剂，控制产品熔体流动指数；通过调节脉冲阀（开度、频率及深度）控制反应压力与流体速率。乙烯的压力2MPa，经第一压缩机、第二压缩机分别增压至25MPa、270MPa，压缩后的乙烯在反应器中进行自由基聚合。经高压分离器和低压分离器处理后得到产品，而高压分离器分离出来的气相（主要为乙烯，含有少量产品和蜡（副产物））与低压分离器分离出来的气相分别送入第一压缩机和第二压缩机进行再次利用，通过成品分离器（普通油气两相分离器）将产品分离出来，通过多个第二冷却器及其后（以气体输送方向计）的油气两相分离器将蜡分离出来。

本专利中电缆用料的主要电性能指标是介电损耗角正切与介电常数。热性能指标主要是维卡软化点。其控制指标为：预热器的温度为55-60℃，第一反应器的温度为294-297℃，第二反应器的温度为300-303℃，第三反应器的温度为301-304℃，第四反应器的温度为289-291℃，反应压力为258-261MPa，产品的熔体流动指数控制在0.18-0.2g/min。通过控制放气量（至放空罐，如控制在650-750kg/h）可以控制熔体流动指数。

经检测采用本专利的系统（配合相应的条件控制），产品的熔体流动指数为0.18-0.2g/min，密度为0.915-0.921g/cm³，介电损耗正切为1.5-1.65*10^-4，维卡软化温度为91.8-92.4℃，拉伸强度为13.2-14.4MPa，断裂伸长率为531-552%，产品的电学与热性能指标非常优异，较市场上的同类产品好。同时，在生产过程中中间产品的流动性好，不容易堵塞设备。

其中，本实施例中的“第一”和“第二”仅起区分作用，无其他特殊意义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电缆料生产系统，其特征在于，包括调节剂储罐、乙烯供应装置、第一压缩机(1)、第二压缩机(2)、预热器(3)、多级反应器、过氧化物储罐、注射泵(4)、脉冲阀(6)、第一冷却器(7)、高压分离器(8)、低压分离器(9)、成品分离器(10)、成品储罐、多级冷却-油气分离装置和放空罐(13)；所述第一压缩机(1)的进口通过管路与调节剂储罐、低压分离器(9)的气相出口和乙烯供应装置连接；所述第二压缩机(2)的进口通过管路与第一压缩机(1)的出口和多级冷却-油气分离装置的出口连接，所述第二压缩机(2)的出口、预热器(3)、多级反应器、脉冲阀(6)、第一冷却器(7)、高压分离器(8)、低压分离器(9)和成品储罐通过管路依次连接；所述高压分离器(8)的气相出口、成品分离器(10)和多级冷却-油气分离装置的进口通过管路依次连接；所述多级反应器由多个反应器(5)串联构成，每个反应器(5)的进料口均通过带注射泵(4)的管路与氧化物储罐连接；所述多级冷却-油气分离装置由多个第二冷却器(11)与油气两相分离器(12)交错串联而成；所述放空罐(13)通过管路与多个反应器(5)的进口、脉冲阀(6)的进口、第一冷却器(7)的进口和高压分离器(8)的气相出口连接。

2.根据权利要求1所述的电缆料生产系统，其特征在于，所述调节剂储罐包括丙烯储罐和丙醛储罐，所述丙烯储罐和丙醛储罐通过带有阀门组和注入泵(14)的管路与第一压缩机(1)的进口连接。

3.根据权利要求1所述的电缆料生产系统，其特征在于，所述多级反应器由串联设置的4个反应器(5)构成。

4.根据权利要求1所述的电缆料生产系统，其特征在于，所述多级冷却-油气分离装置由3个第二冷却器(11)和3个油气两相分离器(12)构成，气相先经第二冷却器(11)处理后再经过对应的油气两相分离器(12)进行气水分离。

5.根据权利要求1所述的电缆料生产系统，其特征在于，所述系统还包括尾气处理装置，所述尾气处理装置通过管路与放空罐(13)的出口和高压分离器(8)的气相出口连接。