【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 級(jí)聚合工藝 .它把本體法丙烯聚合工藝的優(yōu)點(diǎn)同氣相法聚合工藝的優(yōu)點(diǎn)融為一體 ,是一種不脫灰 ,不脫無規(guī)物能生產(chǎn)多種牌號(hào)聚丙烯產(chǎn)品的組合式工藝技術(shù) . Hypol 工藝與 Spheripol 工藝技術(shù)基本相同 ,主要區(qū)別在于 Hypol 工藝中均聚物不能從氣相反應(yīng)器旁路排出 ,部分從高壓脫氣罐來的閃蒸氣被打回到氣相反應(yīng)器 .生產(chǎn)均聚物時(shí) ,第一氣相反應(yīng)器實(shí)際上也起閃蒸作 用 .氣相反應(yīng)器是基于流化床和攪拌 (刮板 )容器特殊設(shè)計(jì)的 .反應(yīng)器在生產(chǎn)抗沖擊性共聚物時(shí) ,無污垢 ,不需要清洗 .在生產(chǎn)均聚物期間 ,氣相反應(yīng)器又可用做終聚合釜 ,提高了生產(chǎn)能力 ,而且氣相反應(yīng)器操作靈活 ,可生產(chǎn)乙烯含量25%的抗沖擊性共聚物 . (3)Borstar 工藝 :Borealis 公司 (北歐化工 )的 Borstar 工藝 (北星雙峰 )PP 工藝是 1998年才開發(fā)成功的 PP 新型生產(chǎn)工藝 ,Borstar 工藝源于北星雙峰聚乙烯工藝 ,工藝采用與北星雙峰聚乙烯工藝相同的環(huán)管和氣相反應(yīng)器 ,設(shè)計(jì)基于 ZN 催化劑 ,也能使用正在中試 中的單活性中心催化劑 .其基本配置是采用雙反應(yīng)器即環(huán)管反應(yīng)器串聯(lián)氣相反應(yīng)器生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物 ,再串聯(lián)一臺(tái)或兩臺(tái)氣相反應(yīng)器生產(chǎn)抗沖共聚物 ,這取決于最終產(chǎn)品中的橡膠含量 ,如生產(chǎn)高橡膠相含量的抗沖共聚物則需要第二臺(tái)氣相共聚反應(yīng)器 . 廠址選擇 1. 符合所在地區(qū) ,城市 ,鄉(xiāng)鎮(zhèn)總體規(guī)劃布局 . 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 2. 節(jié)約用地 ,不占用良田及經(jīng)濟(jì)效益高的土地 ,并符合國家現(xiàn)行土地管理 ,環(huán)境保護(hù) ,水土保持等法規(guī)有關(guān)規(guī)定 . 3. 有利于保護(hù)環(huán)境與景觀 ,盡量遠(yuǎn)離風(fēng)景游覽區(qū)和自然保護(hù)區(qū) ,不污染水源 ,有利于三廢處理 ,并符合現(xiàn) 行環(huán)境保護(hù)法規(guī)規(guī)定 . ,運(yùn)輸方便 . 5. 燃料質(zhì)量符合要求 ,保證供應(yīng) . 6. 廠區(qū)用地面積應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝和運(yùn)輸要求 ,并預(yù)留擴(kuò)建用地 . ,按國家、省、市所規(guī)定的定額 ,計(jì)算所需面積 . 8. 外形應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單 ,如為矩形場(chǎng)地長(zhǎng)寬比一般控制在 1: ,較經(jīng)濟(jì)合理 . ,運(yùn)輸聯(lián)系及場(chǎng)地排水 。一般情況下 ,自然地形坡度不大于5‰ ,丘陵坡地不大于 40‰ ,山區(qū)建廠不超過 60‰為宜 . ,泥石流 ,滑坡 ,流砂 ,溶洞等危害地段 ,以及較厚的三級(jí)自重濕陷性黃土 ,新近堆積黃土 ,一級(jí)膨脹土等地質(zhì)惡劣區(qū) . ,采空區(qū) ,以及古井 ,古墓 ,坑穴密集的地區(qū) . ,物料性質(zhì) ,外部運(yùn)輸條件 ,運(yùn)輸距離等因素合理確定采用的運(yùn)輸方式 (鐵路 ,公路 ,水運(yùn) ,空運(yùn) ). 聚 合溫度 ：溫度對(duì)丙烯聚合反應(yīng)有較大影響。在 50℃ 以下時(shí)反應(yīng)速度較慢 ,隨著溫度的升高反應(yīng)加速 ,催化劑得率和丙烯的轉(zhuǎn) 化率明顯提高。等規(guī)度隨溫度的升高有下降的趨勢(shì) ,在 70℃ 以上時(shí)下降較為明顯 ,這是因?yàn)榕湮淮呋瘎┑姆€(wěn)定性下降而使等規(guī)度下降。對(duì) TiCL4A1(C2H5)3 而言 ,形成的絡(luò)合中心在高溫下也較穩(wěn)定 ,等規(guī)度的下降并不太大 .反應(yīng)溫度以 7078℃ 左右為宜 ,最高不應(yīng)超過 80℃ .除反應(yīng)溫度外 ,升溫速度對(duì)反應(yīng)控制也有較大的影響 .升溫過快容易造成反應(yīng)失控而超溫超壓 ,液相丙烯滿釜 ,壓力劇增 ,甚至產(chǎn)生暴聚結(jié)塊 .這步很重要 . 攪拌效率 :攪拌效率高 ,物料均勻 ,反應(yīng)熱易傳出 ,可避免因局部過熱而造成結(jié)塊或顆粒不均勻 ,攪拌效率也是借助擋板的 形狀 ,安裝位置和角度的作用來實(shí)現(xiàn)的 . 反應(yīng) 應(yīng)時(shí)間的影響 :由于三氯化鈦的活性壽命較長(zhǎng) ,一般控制到 ?干鍋 ”即人為地停止反應(yīng) ,回收聚丙烯降溫泄壓 .“干鍋 ”是指反應(yīng)物系中液相消失 ,但氣相丙烯仍很多 ,還繼續(xù)進(jìn)行氣相聚合 .因此轉(zhuǎn)化率 ,得率明顯地受反應(yīng)時(shí)間的影響 . 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 分子量的調(diào)節(jié) :氫氣在聚合反應(yīng)中起鏈轉(zhuǎn)移的作用 ,因此 ,氫氣被用作聚丙烯分子量的調(diào)節(jié)劑 .隨著 H2/C3比例增大 ,聚丙烯分子量相應(yīng)變小 ,熔融指數(shù)相應(yīng)增大 ,此時(shí)催化活性和單釜產(chǎn)量會(huì)提高 ,但等規(guī)度略有下降 .氫氣加入的量對(duì)獲得不同質(zhì)量的產(chǎn)品很關(guān)鍵 . “干鍋 ”程度的影響 :于鍋后如不及時(shí)回收丙烯 ,則氣 —固相反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行 .氫量足夠的話 ,氫與催化劑表面接觸的機(jī)會(huì)增加 。生成分于量較低的聚合物 。如果氫量甚少則可能生成分子量較高的聚合物 .再則氣相反應(yīng)時(shí)因固體傳熱不好 ,容易發(fā)生超溫 ,對(duì)熔融指數(shù)也會(huì)產(chǎn)比一定的影響 . 聚合釜撤熱效果的影響 等 :聚合反應(yīng)為放熱反應(yīng) ,當(dāng)反應(yīng)發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱 ,此時(shí)若聚合釜撤熱效果不佳 ,可能會(huì)導(dǎo)致聚合反應(yīng)放出的熱量撤不出去 ,使反應(yīng)劇烈 ,難控制 ,被迫回收丙烯來穩(wěn)定操作 ,因氫氣較輕在聚合釜頂部 ,在回收丙烯時(shí) ,回收大部分氫氣 ,從而使 MI 難控制 ,降低了 MI 的合格率 .因此應(yīng)注 意清理釜壁和夾套 ,保證聚合釜的撤熱效果 . (1)原料精制 :液 態(tài)的丙烯通 過固堿 塔、 水解塔 、 脫硫塔 、 分子篩 、 脫氧塔 、 脫砷塔去除 硫化物 、 CO、 H2O、 氧等雜質(zhì)后 ,進(jìn)入 到 精丙烯計(jì)量罐 . (2)聚合反應(yīng) :精制 過 后的丙烯經(jīng) 過 計(jì)量加入到聚合釜內(nèi) ,并將活化劑 、 給電子體 、 催化劑 、 分子量調(diào)節(jié)劑 (氫氣 )按一定配比分別加入聚合釜 .各種 物料加完 之 后 ,開始向聚合釜的 夾套 加 入熱水升溫聚合 ,整個(gè)過程可以 采用 手動(dòng)控制也可以 使 用計(jì)算機(jī) 來 半自動(dòng)控制 .每 個(gè) 釜 的 反應(yīng)時(shí)間約 3~4h,聚合 的 壓力約 ,聚合 的 溫度約為 75℃ .反應(yīng) 至 有 70%～80%丙烯 聚合 成 為 聚丙烯時(shí) (實(shí)際生產(chǎn)中 ,根據(jù)聚合釜攪拌器電機(jī)的電流大小判斷 ),停止聚合反應(yīng) .將丙烯 加 入高壓丙烯冷凝器 ,用循環(huán) 的 冷卻水將丙烯冷凝回收 到 平衡壓力 ,冷凝后 的液 態(tài) 丙烯 儲(chǔ)存在 高壓丙烯回收罐 中 ,用來供給 下一釜聚合時(shí)投料用 .將固體 的 聚丙烯粉料噴入閃蒸釜 . (3)閃蒸 :為了讓 丙烯與聚丙烯分離 采 用閃蒸的方法 (即多次抽真空、 多次 充氮?dú)?),得到不含丙烯的聚丙烯粉料后 ,由閃蒸釜 的 下料口送 到 料倉后 進(jìn)行 包裝 然后 以粉料 的形態(tài)出廠 .未 能夠 反應(yīng)的低壓丙烯 回收 到氣柜內(nèi) .等到 聚合釜噴料完 成之后 ,就可以 繼續(xù) 進(jìn)行下一釜 的 投料操作 . (4)粉料包裝 :利用設(shè)備 的 高 度 差 ,打開閃蒸釜下 端的 出料閥 ,將閃蒸釜 中的 物料裝入袋 ,并同時(shí)完成稱重封袋工作 . (5)丙烯回收 :回收 到氣柜內(nèi)的丙烯氣 ,經(jīng) 過 壓縮機(jī) 的 壓縮并冷凝液化 之 后 ,送入粗丙 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 烯儲(chǔ)罐 . (6)丙烯系統(tǒng) :從 罐區(qū)來的粗丙烯經(jīng) 通過 流量調(diào)節(jié)閥 (FICQ－ 3101)到達(dá) 粗丙烯精制系統(tǒng) ,丙烯精制是 為了 除去丙烯中 含有 的雜質(zhì) ,主要是 S,O,水等 .丙烯精制先經(jīng) 過 固堿塔(T3101A,B).進(jìn)行 脫硫脫水 ,后 通過 水解塔 (T3102)中的 A911 水解催化劑 使得 有機(jī)硫 轉(zhuǎn)變?yōu)闊o機(jī)硫后 ,再經(jīng) 過 脫硫 塔 (T3103)中的 Z919 氧化鋅脫硫 .脫除大量水 和 微量硫的粗丙烯經(jīng)四個(gè)分子篩干燥塔 (T3104A、 B/C、 D。T3105A、 B/C、 D)深度干燥脫水后經(jīng)過脫氧塔(T3106A/B),其中分子篩 及 脫氧設(shè)備為雙系列 ,可切換操作 。通過 錳系列脫氧劑脫氧后的丙烯送入脫砷塔 (T3107),經(jīng) RAS998 高效脫砷劑脫砷后達(dá)到聚合級(jí)的精丙烯送入精丙烯計(jì)量罐。整個(gè)精制系統(tǒng)均在表壓小于 和常溫下進(jìn)行操作 . 精丙烯罐 ( 容積 36m3操作壓力低于表壓 )內(nèi)純度為 99%丙烯經(jīng)丙烯 投料泵 (P3101A/B)輸送通過流量調(diào)節(jié)閥 (FICQ3202)到聚合釜 ()投料 . 精丙烯在聚合釜內(nèi) 通過 催化劑、助催化劑、外給電子體和氫氣的 共同 作用 ,在溫度 為73~84℃ ,壓力 為 通過 攪拌發(fā)生聚合反應(yīng) ,反應(yīng) 時(shí)間 約 為 2~3小時(shí) 。反應(yīng)結(jié)束 后 丙烯氣 通過 高壓回收系統(tǒng)回收 .反應(yīng)生成的聚丙烯粉料在聚合釜的余壓下 經(jīng)過 上噴料閥(XV323 XV323 XV323 XV3234)和下噴料閥 (XV324 XV324 XV324 XV3244)分多次 (不少于三次 ,噴料時(shí)需注意 閃蒸釜接料壓力不得大于 )噴入凈化合格 (釜內(nèi)氧含量小于 ‰) 的閃蒸釜 (R3202A、 B、 C、 D)內(nèi) .生成的聚丙烯粉料中含有的丙烯氣經(jīng)低壓回收系統(tǒng)回收至氣柜 .回收后對(duì)閃蒸釜內(nèi)的進(jìn)行真空泵 (P3202A/B)抽真空后通氮?dú)庵脫Q丙烯氣 ,置換合格 (可燃?xì)夂啃∮?‰) 后進(jìn)行氮?dú)獬鋲?(充氮壓力須小于),利用氮?dú)鈮毫?jīng)閃蒸釜底閥 (XV326 XV326 XV326 XV3264)將釜內(nèi)聚丙烯粉料送入料倉包裝 . 聚合釜內(nèi)末參與轉(zhuǎn)化的高壓氣相丙烯經(jīng)高壓回收閥 (PV3206C、 D、 E、 F)依次先進(jìn)入丙烯氣沉降罐 V3210A 和 V3210B,后通過 Y 型過濾器過濾再進(jìn)入丙烯冷凝器(E3101A、 B)的管程 ,用循環(huán)冷水冷凝至 35℃ 后進(jìn)入丙烯回收罐 (V3102). 聚丙烯粉料中的丙烯氣經(jīng)由閃蒸釜的低壓回收閥 (XV327 XV327 XV327XV3274),先到一級(jí)旋風(fēng)除塵器 (V3211A、 B、 C、 D),后經(jīng)二級(jí)旋風(fēng)除塵器 (V3212),再到布袋除塵器 (V3213)除塵后進(jìn)入氣柜 .氣柜內(nèi)的丙烯氣經(jīng)丙烯壓縮機(jī)壓縮冷凝后進(jìn)入粗丙烯貯罐再利用 . 另外因超壓產(chǎn)生的氣相丙烯由壓力容器上 方的安全閥經(jīng)丙烯氣放空總管（ VT3201） 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 去氣柜或火炬燃燒 . (6)活化劑系統(tǒng) :活化劑運(yùn)輸槽 (V3202)內(nèi)的活化劑先經(jīng)精氮充壓壓入活化劑高位槽(V3204)緩沖 ,后由精氮充壓經(jīng)控制閥 (LIC3201A,LIC3202A)分別壓入活化劑計(jì)量罐(V3205A,V3205B),計(jì)量罐的活化劑經(jīng)精氮充壓后再由控制閥 (LIC3201B,3202B)壓入活化劑加料罐 (V3206A,V3206B)后 ,先后通過活化劑加料 閥(FV3202,FV3202B,FV3202C,FV3202C)和 (XV3221,XV3222,XV3223,XV3224)分別向四個(gè)聚合釜加入 . (7)氫氣系統(tǒng) :外購的氫氣由氫氣鋼瓶充入氫氣儲(chǔ)罐 (V3207,壓力低 )后分為兩路 ,一路去精制系統(tǒng)的脫氧塔 (T3106A,B)進(jìn)行工藝再生時(shí)使用 ,另一路經(jīng)控制閥(PV3205A) 進(jìn) 入 氫 氣 計(jì) 量 罐 (V3208) 后 分 別 經(jīng) 閥 (PV3205B,PV3205C,PV3205D PV3205E)向四個(gè)聚合釜加入 . (8)熱水循環(huán)水系統(tǒng) :罐區(qū)來的粗丙烯經(jīng)流量調(diào)節(jié)閥 (FICQ3101)進(jìn)入粗丙烯精制系統(tǒng) ,丙 烯精制的目的是除去丙烯中的雜質(zhì) ,主要是硫、氧、水等 .丙烯精制先經(jīng)固堿塔(T3101A、 B),脫硫脫水 ,后經(jīng)水解塔 (T3102)中的 A911水解催化劑將有機(jī)硫轉(zhuǎn)化為無機(jī)硫后 ,再經(jīng)脫硫塔 (T3103)中的 Z919氧化鋅脫硫 .脫除大量水及微量硫的粗丙烯經(jīng)四個(gè)分子篩干燥塔 (T3104A、 B/C、 D。T－ 3105A、 B/C、 D)深度干燥脫水后經(jīng)過脫氧塔 (T3106A/B),其中分子篩和脫氧設(shè)備為雙系列 ,可切換操作 。經(jīng)錳系列脫氧劑脫氧后的丙烯送入脫砷塔(T3107),經(jīng) RAS998高效脫砷劑脫砷后達(dá)到聚合級(jí) 的精丙烯送入精丙烯計(jì)量罐 .整個(gè)精制系統(tǒng)均在表壓小于 和常溫下進(jìn)行操作 . 精丙烯罐 ( 容積 36m3操作壓力低于表壓 )內(nèi)純度為 99%丙烯經(jīng)丙烯投料泵 (P3101A/B)輸送通過流量調(diào)節(jié)閥 (FICQ3202)到聚合釜 ()投料 . 在聚合釜內(nèi)的精丙烯在催化劑、助催化劑、外給電子體和氫氣的作用下 ,在溫度73~84℃ ,壓力 時(shí)經(jīng)攪拌發(fā)生聚合反應(yīng) ,反應(yīng)約 2～ 3小時(shí) 。反應(yīng)結(jié)束時(shí)丙烯氣經(jīng)高壓回收系統(tǒng)回收 .反應(yīng)生成的聚丙烯粉料在聚合釜的余壓下 通過上噴料閥 (XV323XV323 XV323 XV3234)和下噴料閥 (XV324 XV324 XV324 XV3244)分多次(不少于三次 ,噴料時(shí)需注意閃蒸釜接料壓力不得大于 )噴入凈化合格 (釜內(nèi)氧含量小于 ‰ )的閃蒸釜 (R－ 3202A、 B、 C、 D)內(nèi) .生成的聚丙烯粉料中含有的丙烯氣經(jīng)低壓回收系統(tǒng)回收至氣柜 .回收后對(duì)閃蒸釜內(nèi)的進(jìn)行真空泵 (P3202A/B)抽真空后通氮?dú)庵脫Q丙烯氣 ,置換合格 (可燃?xì)夂啃∮?‰ )后進(jìn)行氮?dú)獬鋲?(充氮壓力須小于 ),利用 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 氮?dú)鈮毫?jīng) 閃蒸釜底閥 (XV326 XV326 XV326 XV3264)將釜內(nèi)聚丙烯粉料送入料倉包裝 . 聚合釜內(nèi)末參與轉(zhuǎn)化的高壓氣相丙烯經(jīng)高壓回收閥 (PV3206C、 D、 E、 F)依次先進(jìn)入丙烯氣沉降罐 V210A 和 V3210B,后通過 Y 型過濾器過濾再進(jìn)入丙烯冷凝器 (E3101A、B)的管程 ,用循環(huán)冷水冷凝至 35℃ 后進(jìn)入丙烯回收罐 (V3102). 聚丙烯粉料中的丙烯氣經(jīng)由閃蒸釜