【文章內(nèi)容簡介】 外，同時也將創(chuàng)造一定的社會效益。 增加聚丙烯國產(chǎn)能力，減少進(jìn)口，節(jié)約外匯。 增加就業(yè)機會，從本項目的定員可以看出，將增加 120 個左右的就業(yè)機會，對增加社會就業(yè)率作出貢獻(xiàn)。 增加國家和地方財政收入。3 生產(chǎn)規(guī)模、原輔材料性質(zhì)和供應(yīng)、產(chǎn)品方案裝置設(shè)計規(guī)模為 8 萬噸/年，年開工 8000 小時，333 天。間歇式本體法聚丙烯裝的生產(chǎn)規(guī)模主要由聚合釜的數(shù)量確定。隨著我國間歇式聚丙烯工藝生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，尤其采用了高效催化劑，并且對聚丙烯生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備－聚合釜的研究不斷深入，目前聚合釜的單釜產(chǎn)量得到了很大的提高，聚合反應(yīng)周期更短，單釜總生產(chǎn)周期不大于 4 小時，單釜產(chǎn)量穩(wěn)定在 125～130 袋（25 公斤裝）左右。以年開工時間 8000小時計，單釜年產(chǎn)可以達(dá)到 6650 噸，一期 6 臺聚合釜的生產(chǎn)規(guī)?？蛇_(dá)到 4 萬噸/年。二期再擴建 6 臺聚合釜及相應(yīng)的配套設(shè)施，年產(chǎn)量可達(dá)到 4 萬噸?？偵a(chǎn)規(guī)模為：一期 4 萬噸/年 二期 4 萬噸/年 合計 8 萬噸/年因此本項目的生產(chǎn)規(guī)模為 8 萬噸/年聚丙烯粉料。 原輔材料性質(zhì)及供應(yīng) 主要原料性質(zhì)和供應(yīng)間隙式本體法聚丙烯生產(chǎn)所需的主要原料為丙烯。 表 丙烯的主要質(zhì)量指標(biāo)： 序號 指標(biāo)名稱 指標(biāo)化工有限公司 8 萬噸/年間歇式聚丙烯裝置項目可行性研究報告1 純度% 982 H2O ppm(V/V) 1003 O2 炔烴 ppm(V/V) 54 S ppm(V/V) 55 炔烴 ppm(V/V) 56 二烯烴 ppm(V/V) 57 CO CO2 ppm(V/V) 10某化工有限公司聚丙烯裝置所需的丙烯原料主要來自周邊的煉油廠，距離本項目的建設(shè)地點最遠(yuǎn)不過 30 公里，運輸條件也十分優(yōu)越。所以本項目丙烯的儲存主要考慮生產(chǎn)的周轉(zhuǎn)量所需，盡量減少在本項目廠區(qū)范圍的儲存量。這樣不但可充分利用丙烯供貨商的儲存條件，減少本項目的建設(shè)投資，而且可減少丙烯大量儲存帶來的危險性。本項目全面建成后，工廠的丙烯儲存周期確定為 2～3 天生產(chǎn)所需的量。 丙烯運輸采用汽車槽車運輸。 輔助材料的性質(zhì)及供應(yīng) 主要輔助材料為催化劑、活化劑、純氫、氮氣等。本體法聚丙烯生產(chǎn)所需的催化劑國內(nèi)有多家生產(chǎn)廠家，競爭較激烈，市場采購也較為方便。其他輔助材料市場也有充足的供應(yīng)。 催化劑本裝置生產(chǎn)聚丙烯所用的催化劑采用 CS—１型或 N—Ⅲ型高效催化劑。催化劑的供應(yīng)為鋼瓶裝，到廠后在高純氮氣的保護(hù)下，根據(jù)需要分裝成一釜投料所需的催化劑量。 表 催化劑的主要質(zhì)量指標(biāo)：（CS—１）序號 項 目 指 標(biāo) 備 注1 鈦(Ti)含量%(m/m) ～2 鎂(Mg)含量%(m/m) ～3 脂含量%(m/m) ～4 催化效率 KgPP/gCat ≥255 等規(guī)指數(shù)% ≥956 表觀密度 g/m3 活化劑活化劑由儲罐裝運，到廠后放于活化劑房內(nèi)，由高純氮氣壓入生產(chǎn)裝置的活化劑儲罐內(nèi)備用?；び邢薰?8 萬噸/年間歇式聚丙烯裝置項目可行性研究報告活化劑的主要質(zhì)量指標(biāo)：三乙基鋁含量（%）≥99 氫氣氫氣采用高純氫氣，外購。表 氫氣的主要質(zhì)量指標(biāo)：序號 項 目 指 標(biāo) 備 注1 純度%（體積） ≥2 氧含量 ppm（體積） ≤103 水含量 ppm（體積） ≤10 氮氣 氮氣分為粗氮和精氮 2 種。表 粗氮氣的主要質(zhì)量指標(biāo)：序號 項 目 指 標(biāo) 備 注1 純度%（體積） ≥2 氧含量 ppm（體積） ≤103 水含量 ppm（體積） ≤10精氮采購鋼瓶氮氣。氮氣含量≥％。粗氮外購液氮，氣化后供裝置生產(chǎn)使用。 產(chǎn)品方案本項目的產(chǎn)品為聚丙烯粉料。表 聚丙烯的產(chǎn)品規(guī)格：序號 指 標(biāo) 名 稱 指 標(biāo)1 熔體流動速率 g/10min 2 等規(guī)指數(shù)% ≥3 粉末灰分 mg/g ≤3006004 鈦含量 mg/g ≤25505 抗張屈服強度 Npa ≥24306 揮發(fā)分% ≤7 表觀密度 g/cm3 ≤化工有限公司 8 萬噸/年間歇式聚丙烯裝置項目可行性研究報告8 氯含量 mg/g ≤200300注：間隙式本體法聚丙烯根據(jù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品，分析其指標(biāo)后，確定其相應(yīng)的牌號。 本裝置不產(chǎn)生副產(chǎn)品。4工藝技術(shù) 工藝技術(shù)方案的選擇聚丙烯的生產(chǎn)方式可分為連續(xù)法和間歇式 2 種。我國大型聚丙烯（PP）生產(chǎn)裝置以引進(jìn)技術(shù)為主，中型和小型 PP 生產(chǎn)裝置以國產(chǎn)化技術(shù)為主。連續(xù)法聚丙烯目前國內(nèi)大多是從國外引進(jìn)，生產(chǎn)裝置規(guī)模一般較大，其優(yōu)點是產(chǎn)品質(zhì)量高，并且產(chǎn)品質(zhì)量可以得到有效的控制，各項消耗指標(biāo)低。但其對原材料的要求很高，必需有可靠穩(wěn)定的原料來源，對丙烯的質(zhì)量要求也比較苛刻，同時其投資較大，同規(guī)模的生產(chǎn)裝置為間隙式生產(chǎn)方法的 68倍。間隙式本體法聚丙烯是我國自行開發(fā)的生產(chǎn)工藝，其優(yōu)點是生產(chǎn)靈活，可根據(jù)丙烯的供應(yīng)狀況及時調(diào)整生產(chǎn)，對丙烯的質(zhì)量要求也不是很高，同時其投資較連續(xù)法要低許多，尤其適合煉油廠丙烯量較小，供應(yīng)不是十分穩(wěn)定的情況。根據(jù)某化工有限公司現(xiàn)有的狀況，本項目選擇間隙式本體法聚丙烯的生產(chǎn)工藝路線。 丙烯儲運原料丙烯儲存在已建的液化區(qū)罐區(qū)，在此罐區(qū)內(nèi)已建 6 臺 100 m3 丙烯儲罐。丙烯通過泵輸送到本工程生產(chǎn)裝置內(nèi)使用。來自周邊煉油廠的丙烯由槽車運來廠內(nèi)，通過丙烯卸料壓縮機送入丙烯儲罐 6 臺 100 m3(V101/1~6)丙烯罐內(nèi)。6 臺丙烯罐的總儲量可儲存丙烯 250 噸。外購來的丙烯采用已建的地衡計量、核算。 丙烯精制由丙烯罐區(qū)輸送來的丙烯進(jìn)入丙烯精制系統(tǒng)。丙烯先經(jīng)過固堿塔(D101)脫去大部分水分，然后經(jīng)過脫硫、精脫水丙烯精制塔（D102/1～8） ，精丙烯儲放在精丙烯罐（V101）中。如精制后的丙烯達(dá)不到生產(chǎn)的要求，可由精丙烯泵（P101/1～2）將精丙烯罐內(nèi)的丙烯送至固堿塔入口，進(jìn)行循環(huán)精制。也可由精丙烯泵送到丙烯原料罐內(nèi)。合格后的精丙烯由精丙烯化工有限公司 8 萬噸/年間歇式聚丙烯裝置項目可行性研究報告泵（P101/1～2）通過質(zhì)量流量計計量后送入聚合釜（R101/1～6）中。精制塔內(nèi)填料需要更換時，精制塔內(nèi)的液相丙烯可通過精丙烯泵送至罐區(qū)內(nèi)的丙烯罐中，氣相丙烯放至丙烯氣儲罐得以回收，殘余的氣相丙烯由放空管線放空。固堿塔內(nèi)的堿液放至切水罐（V127）內(nèi)，隨堿液進(jìn)入切水罐的丙烯通過蒸汽伴管加熱回收到固堿塔內(nèi)或回收到丙烯氣儲罐內(nèi)。堿液在切水罐卸壓后直接放至桶內(nèi)回收處理。 催化劑分裝催化劑根據(jù)生產(chǎn)的需要和規(guī)定，將其定量分裝，為保證催化劑不與空氣接觸，以保證催化劑的活性，催化劑在分裝時應(yīng)在氮氣的密封保護(hù)下進(jìn)行分裝。分裝后送至生產(chǎn)現(xiàn)場備用。加入催化劑加料罐（V102/1~6）后，用丙烯沖入聚合釜內(nèi)。 活化劑儲存、計量采購來的罐裝活化劑放置于活化劑房內(nèi)，用高純氮氣將活化劑輸送到活化劑儲罐（V104）中，再用高純度氮氣將的活化劑轉(zhuǎn)移到活化劑計量罐（V105）中，通過液位計計量液位高度，將活化劑輸送到活化劑加料罐（V103/1~6）中。 DDS將 DDS 加入催化劑加料罐（V102/1~6）內(nèi)，然后通過丙烯將其沖入聚合釜內(nèi)。 氫氣氫氣通過減壓閥后，根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，將適量的氫氣加入聚合釜內(nèi)。 聚合及高壓回收分裝后的催化劑及 DDS 分別倒入聚合釜上的催化劑加料罐（V102/1~6）中，并用精丙烯沖入聚合釜中。將一定量的活化劑由氮氣壓入聚合釜上的活化劑加料罐（V103/1~6）中，再用精丙烯沖入聚合釜中。打開聚合釜夾套熱水進(jìn)水閥，同時打開聚合釜夾套熱水回水閥，將聚合釜升溫。當(dāng)升至一定溫度和壓力，聚合反應(yīng)引發(fā)后，關(guān)閉熱水系統(tǒng)，切換到聚合釜冷卻系統(tǒng)，控制聚合釜的反應(yīng)壓力和溫度在工藝要求的范圍內(nèi)。聚合反應(yīng)結(jié)束后，將未反應(yīng)的丙烯經(jīng)高壓過濾罐（V108）過濾去夾帶的聚丙烯粉料，通過丙烯冷凝器（C101）冷凝成液態(tài)丙烯，儲于精丙烯罐（V101/）中，此部分回收的丙烯可直接用于生產(chǎn)。定期清理高壓過濾罐內(nèi)的聚丙烯粉料，過濾罐內(nèi)的丙烯氣體放入丙烯氣回收管線內(nèi)，然后用氮氣置換多次后，放料包裝。聚合釜內(nèi)未反應(yīng)的丙烯經(jīng)過高壓回收后，再進(jìn)行中壓回收，通過中壓過濾罐（V115）過濾去夾帶的聚丙烯粉料，丙烯氣體儲存在丙烯氣儲罐（V119/1）內(nèi)。定期清理中壓過濾罐內(nèi)的聚丙烯粉料，過濾罐內(nèi)的丙烯氣體放入丙烯氣回收管線內(nèi)，然化工有限公司 8 萬噸/年間歇式聚丙烯裝置項目可行性研究報告后用氮氣置換多次后，放料包裝。 熱水及循環(huán)水：聚合反應(yīng)用熱水利用蒸汽將熱水罐內(nèi)（V126）水加熱。由熱水泵（P104/1~2）送至聚合釜的夾套內(nèi)。 閃蒸及低壓回收聚丙烯和殘余的丙烯氣體分多次轉(zhuǎn)移到已由真空壓縮機（P105/1~2）抽真空并用氮氣置換過的閃蒸釜（R102/1~6）中。這部分丙烯氣體經(jīng)過低壓回收濾罐（V110）分離去夾帶的聚丙烯粉料，回收到丙烯氣儲罐（V119/2）中。當(dāng)閃蒸釜內(nèi)的壓力降低到無法去儲氣罐回收時，打開真空壓縮機的進(jìn)氣閥，通過真空壓縮機將殘余的丙烯氣體壓縮到丙烯氣儲罐中，當(dāng)閃蒸釜（R102/1~6） 以下時，向閃蒸釜內(nèi)通人粗氮氣，然后放空，再抽真空通入粗氮氣，重復(fù)多次后，分析閃蒸釜中的爆炸氣體濃度在降至要求值后，稱量包裝聚丙烯粉料。 丙烯精制系統(tǒng)再生由于丙烯中的水會溶解掉固堿，因此，固堿塔使用一段時間后，需加填一定量的固堿。以保證初脫水的效果。 丙烯回收方案比較聚合反應(yīng)結(jié)束，未反應(yīng)的丙烯通過高壓回收至精丙烯罐后，剩余的丙烯可有 2 種回收方式。第一種是在上面流程敘述中已經(jīng)有詳細(xì)說明，即通過中壓回收和低壓回收的手段回收丙烯。第二種方法是建設(shè)一個 500～1000m 3的氣柜，高壓回收后的丙烯全部進(jìn)入氣柜，通過壓縮機液化后送至氣體分餾裝置或作為液化氣外售。第一種回收方式的優(yōu)點是，中壓回收的丙烯通過丙烯精制系統(tǒng)后，直接用于生產(chǎn)，低壓回收的丙烯可送至氣分裝置。由于中壓回收的丙烯占高壓回收后的丙烯的 60～70％，可降低去氣體分餾裝置加工的丙烯量，亦即可降低生產(chǎn)成本。其缺點是中壓回收和低壓回收需要分開，需要建立兩套回收設(shè)施，投資較大。但是兩套回收系統(tǒng)又可以互為備用，給生產(chǎn)帶來一定的靈活性和保障。另外由于采用儲氣罐的方式儲存低壓回收的丙烯，低壓回收的丙烯將受到儲氣罐的壓力影響。為保證閃蒸釜中的丙烯的回收量，需要采用真空壓縮機。第二種方案的優(yōu)點是，由于建立了一個大的氣柜，丙烯的回收壓力比較低，丙烯回收僅需要一套系統(tǒng)。但是回收的丙烯不能直接再用于生產(chǎn)，全部需要到氣分裝置進(jìn)行加工，生產(chǎn)加工成本較高。本報告從建設(shè)投資、生產(chǎn)運行成本和某化工有限公司的實際狀況考慮，建議采用第一種回收方案?；び邢薰?8 萬噸/年間歇式聚丙烯裝置項目可行性研究報告工藝流程簡圖見附圖。,原材料、輔助材料及公用工程消耗指標(biāo)原材料、輔助材料及公用工程消耗為工程全部完成后總的消耗量，即按照 8 萬噸/年聚丙烯裝置規(guī)模進(jìn)行計算。表 主要原輔材料用量序號 名 稱 規(guī) 格 日 用 量 年 用 量１ 丙烯 純度%≥97 250 噸 萬噸２ 催化劑 催化效率 KgPP/gCat ≥25 公斤 2880 公斤３ 活化劑 三乙基鋁含量%≥99 120 公斤 40 噸４ 氫氣 純度%（體積） 504 立方米 萬立方米５ 第三組分 公斤 6960 公斤６ 編織袋 包裝量 25 公斤（內(nèi)、外袋）19200 只 640 萬只7 循環(huán)水 ≥ 1200 萬噸8 新鮮水 ≥ 8 萬噸9 電 380V 50Hz 560 萬 Kwh10 儀表風(fēng) 576 萬 Nm311 熱水 ≥90℃ 120 萬噸 自控水平和主要控制方案 工藝裝置對控制要求聚丙烯生產(chǎn)主要分原料儲運、聚合、閃蒸、精制、丙烯回收、活化劑加料系統(tǒng)和熱水部分。本生產(chǎn)采用間歇工藝，可以采用對聚合和閃蒸生產(chǎn)過程的溫度、壓力、流量的檢測，由操作人員遙控現(xiàn)場閥門完成生產(chǎn)；也可以專業(yè)的聚丙烯 DCS 控制系統(tǒng)，從進(jìn)料聚合、閃蒸出料由 DCS 完成。DCS 控制有利于聚丙烯的產(chǎn)品質(zhì)量的提高、穩(wěn)定產(chǎn)量、降低消耗，但是相對于由人工控制投資較高。為此，本控制方案確定為聚合釜部分、丙烯進(jìn)料量由 DCS 控制，原料罐區(qū)、閃蒸釜、精丙烯罐、丙烯回收為數(shù)字采集、監(jiān)控。化工有限公司 8 萬噸/年間歇式聚丙烯裝置項目可行性研究報告 主要控制方案說明 閃蒸部分采用人工操現(xiàn)場作，DCS 對閃蒸釜的壓力進(jìn)行指示。 聚合反應(yīng)時對反應(yīng)壓力、溫度進(jìn)行檢測，并調(diào)節(jié)冷熱水的大小控制反應(yīng)的速度，完成聚和反應(yīng)。聚合釜夾套循環(huán)水采用大、小閥分程控制，分程控制點為 50%，由兩個電/氣閥門定位器采用串聯(lián)相接實現(xiàn)。聚合釜進(jìn)料通過質(zhì)量流量計進(jìn)行定量控制每一釜的進(jìn)料量。 熱水罐液位進(jìn)控制室指示，溫度采用控制蒸汽量實現(xiàn)自動控制。 丙烯回收部分儀表采用就地指示加操作室遠(yuǎn)傳至操作室顯示。 供電、供風(fēng)及其它 供風(fēng)：儀表凈化風(fēng)壓力為 ～，裝置用風(fēng)量 150Nm3/h。 供電：普通交流電源：10KVA，220VAC,50HZ。不間斷電源：UPS 5KVA，220VAC,50HZ。 安全及防護(hù)裝置設(shè)置可燃?xì)怏w報警儀 10 點，丙烯原料罐區(qū)設(shè)置 2 個點?，F(xiàn)場電動儀表采用本安儀表