【文章內(nèi)容簡介】 而使R20R202內(nèi)的催化劑均勻分散，聚合反應(yīng)均勻進行，漿液密度均勻分布，并且還大大提高了傳熱效率，使環(huán)管夾套水能及時取走反應(yīng)熱，保持R20R202內(nèi)的反應(yīng)溫度的均勻恒定。環(huán)管反應(yīng)器具有如下特點：傳熱面積不大，但效率高。通過大功率軸流泵強制循環(huán)，將反應(yīng)器內(nèi)的聚合物攪拌均勻，催化劑分散均勻。單程轉(zhuǎn)化率高，流速快，聚合物質(zhì)量均勻，不容易粘壁。反應(yīng)條件容易控制，反應(yīng)器內(nèi)物料停留時間較短，產(chǎn)品牌號切換時間也較短。聚合的反應(yīng)條件為：～。溫度：60～70℃。壓力的高低對聚合反應(yīng)本身的影響并不明顯，～。溫度對丙烯聚合反應(yīng)有很大影響，溫度升高，反應(yīng)速度加快，聚合反應(yīng)放熱量相應(yīng)增加。溫度超高，會使反應(yīng)難于控制，甚至?xí)霈F(xiàn)暴聚結(jié)快。反應(yīng)器的溫度是通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器夾套循環(huán)水的溫度和流量來控制的。反應(yīng)器中的漿液密度也是反應(yīng)器的一個重要操作參數(shù)。在70℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)器內(nèi)的漿液密度在達(dá)到560kg～565kg/m3之前，反應(yīng)器的軸流泵均可正常運行。超過這個密度，軸流泵的功率消耗會迅速上升，漿液流速下降，環(huán)管內(nèi)漿液密度不均勻。密度過低，則物料停留時間短，生產(chǎn)能力上不去，催化劑消耗增多，且為后單元的原料回收增加了負(fù)荷。一般情況下，～，剩余丙烯作為漿料輸送的介質(zhì)。在生產(chǎn)中，環(huán)管中漿液的密度是通過控制丙烯進料量大小來調(diào)節(jié)的。漿液密度升高，則丙烯進料量增大。反應(yīng)器漿液密度是由安裝在環(huán)管上部的銫137密度儀來檢測的。環(huán)管出料中，漿料密度要比環(huán)管內(nèi)漿液密度高，因為出料口在彎管處，由于聚合物密度比丙烯密度高得多，在底部彎管處受離心力的作用，使得出料密度較高。在生產(chǎn)過程中，特別是在開工過程中，當(dāng)環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)部出現(xiàn)溫度上升，聚合反應(yīng)無法控制（即暴聚）或其他事故時（如軸流泵故障，下游單元生產(chǎn)事故造成必須立即停止反應(yīng)），要立即向反應(yīng)器中加入阻聚劑來終止聚合反應(yīng)。為此本裝置設(shè)有阻聚系統(tǒng)，阻聚劑采用CO，因為CO能使聚合反應(yīng)鏈終止。阻聚系統(tǒng)中有10%和2%兩種濃度的CO氣體（其他組分為N2）,10%的CO用于加到原料丙烯過濾器（F201A/B）之后的管線中，使整個供料系統(tǒng)全部失去被引發(fā)聚合反應(yīng)的可能性。濃度為2%的CO，分別加到環(huán)管反應(yīng)器的八條腿下部，這主要是在緊急情況下使用的。如由于軸流泵的機械或電力故障停泵后，致使環(huán)管反應(yīng)器被迫停下來，在停車前，稀釋環(huán)管中的漿液密度已經(jīng)不可能，在這類停車中，環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)物料已不能循環(huán)，CO必須直接加到環(huán)管中。在聚合反應(yīng)中，需要加入一定量的氫氣，其作用有兩點：（1）氫氣是高效催化劑的一種有效活化劑，能提高催化劑的活性。（2）氫氣在聚合反應(yīng)中起鏈轉(zhuǎn)移的作用，是聚丙烯分子量的調(diào)節(jié)劑，H2量增加，聚丙烯分子量相應(yīng)變小，熔融指數(shù)（MI）增加，可以對不同牌號的PP熔融指數(shù)進行調(diào)節(jié)。環(huán)管反應(yīng)器的出料量是由反應(yīng)器緩沖罐（D202）的液位來調(diào)節(jié)的，D202的液位升高，反應(yīng)器出料量增大。這種控制方案要比直接控制反應(yīng)器壓力來調(diào)節(jié)出料量穩(wěn)定得多，因為反應(yīng)器壓力的影響因素很多，如溫度、反應(yīng)速度（反應(yīng)速度快、放熱多），夾套循環(huán)水量及循環(huán)水溫度等造成壓力波動較頻繁。二、工藝流程簡要說明（一）預(yù)接觸和預(yù)聚合 懸浮在油/脂混合物中的催化劑、給電子體和烷基鋁在約10℃下在催化劑預(yù)接觸罐 D201中預(yù)接觸。在這里催化劑的活性中心為后面與單體的接觸而活化。這個操作是在一個用恒溫水在夾套中循環(huán)而保持恒溫的小攪拌容器D201(約3升)中進行的。通過插入管從頂部進料，混合物溢流出以防止氣泡。 離開預(yù)接觸罐的催化劑混合物注入經(jīng)E201冷卻到10～20℃的丙烯中。流入在線混合器的丙烯量(將決定催化劑在預(yù)聚反應(yīng)器中的停留時間)絕不能少于2500kg/h，以防止預(yù)聚反應(yīng)器進料和出料管線的堵塞。 反應(yīng)是在一個預(yù)聚反應(yīng)器R200中進行的，反應(yīng)溫度為10～20℃；～(與第一反應(yīng)器的壓力相同)；停留時間為12分鐘(通過流經(jīng)E201和P200的丙烯總量設(shè)定)。反應(yīng)器是在完全充滿液體下操作的，容積1m3，通過軸流泵P200循環(huán)反應(yīng)，反應(yīng)器中的漿液速度約4m/s，反應(yīng)熱是通過冷卻夾套用冷凍水撤除的。泵P204使夾套水保持恒定流速。通過補充冷凍水來調(diào)節(jié)水溫。 軸流泵P200有一雙層背靠背式機械密封。向反應(yīng)器內(nèi)進行連續(xù)丙烯沖洗(400kg/h)以防止聚合物接觸到密封面。沖洗丙烯的壓力通過密封加壓活塞Z200而確定了兩個機械密封面之間的界面／潤滑油壓力?；钊脑O(shè)計使得油壓比沖洗丙烯的壓力高10％。 緊急情況下(丙烯不足，P200故障等)反應(yīng)器、E201和所有涉及的管線在自動與裝置的其它工段切斷之后快速排料到排放系統(tǒng)。（二）液相本體聚合 均聚物的聚合反應(yīng)是在兩個串聯(lián)的液相環(huán)管反應(yīng)器中進行的。串聯(lián)反應(yīng)器以及將單體分別加入兩個反應(yīng)器的設(shè)計可以盡可能地提高平均停留時間并縮小停留時間分布。 均聚物在兩反應(yīng)器內(nèi)的聚合條件是相同的，僅在第一反應(yīng)器R201內(nèi)的停留時間較長。反應(yīng)溫度為70℃～80℃；～，反應(yīng)器的操作壓力隨反應(yīng)系統(tǒng)的氫氣濃度調(diào)整，生產(chǎn)雙峰產(chǎn)品時，；停留時間R201為1h(在最大負(fù)荷時)，(在最大負(fù)荷時)；漿液濃度約為50％wt；惰性組分為20％wt，主要為丙烷。 物料從R200直接流進R201，分散在反應(yīng)器中循環(huán)著的漿液中。 丙烯在流量控制下經(jīng)丙烯安全過濾器F201A/B過濾后送入R201，其流量通過環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)的密度控制來調(diào)整?？偟倪M料分成四部分：1）丙烯在流量控制下加入聚合反應(yīng)器。2）丙烯在流量控制下沖洗預(yù)聚合反應(yīng)器循環(huán)泵P200。3）丙烯在流量控制下沖洗R201漿液循環(huán)泵P201。4）丙烯在通過反應(yīng)器密度控制器設(shè)定的總流量控制(包括前面的三股流體)下直接加入R201。 由于R201為滿液操作，與總進料質(zhì)量流量相等的出料物流通過漿液轉(zhuǎn)移管線(帶連接或橋連接)連續(xù)排入R202。5. R202的丙烯進料 丙烯在流量控制下經(jīng)丙烯安全過濾器F201A/B過濾后送入R202，其流量通過環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)的密度控制來調(diào)整。總的進料分成三部分：1）丙烯在流量控制下沖洗R202漿液循環(huán)泵P202。2）反應(yīng)器加壓丙烯在壓力控制下加入E203。3）丙烯在通過反應(yīng)器密度控制器設(shè)定的總流量控制(包括前面的兩股流體)下直接加入R202。 氫氣影響聚合物的鏈長，從而控制聚合物的特性粘度，它分別注入進環(huán)管反應(yīng)器R201和R202的總丙烯流中。兩股氫氣都在流量控制下進料，該控制器接受來自測定加入反應(yīng)的丙烯流中氫氣濃度的氣相色譜的設(shè)定值，這個氫濃度考慮了可能的泄漏和存在于循環(huán)丙烯中的氫氣。 生產(chǎn)雙峰產(chǎn)品時，從汽提分離后經(jīng)循環(huán)氫氣壓縮機PK302升壓后的富含氫氣的物流加入進R202的總丙烯流中。 漿液在反應(yīng)器緩沖罐D(zhuǎn)202上的液位控制下從R202排入閃蒸管。當(dāng)R202因故停車時，R201也要進行停車操作，漿液從反應(yīng)器底部的排放閥(手動打開)排入閃蒸管。 環(huán)管反應(yīng)器中聚合物的操作濃度僅受漿液循環(huán)所需的能量限制。 工業(yè)經(jīng)驗表明：反應(yīng)溫度下，反應(yīng)器能在漿液密度560～565kg/m3(約含50%wt固體)以下操作良好。超過這個濃度，泵的吸收功率急劇上升，使操作不穩(wěn)定。為保證催化劑的活性()，兩反應(yīng)器的生產(chǎn)能力分配確定為R201內(nèi)65%和R202內(nèi)35%。 顯然，聚合物濃度應(yīng)保持盡可能的高以獲得最大的產(chǎn)量和收率。為保持漿液中的固體濃度，密度控制器將根據(jù)生成的聚合物量與排出R202出口的液體量之和調(diào)節(jié)加入反應(yīng)器的總丙烯流量。 由于聚合物在彎管處的離心作用，出料處的固體濃度與反應(yīng)器中的固體濃度明顯不同。前者更高些，～(反應(yīng)器中的漿液濃度=50%wt)。相同的密度控制器將根據(jù)兩反應(yīng)器的生產(chǎn)能力和漿液濃度區(qū)分送至 R201和R202的丙烯物流量。 為防止自R201至R202的漿液轉(zhuǎn)移管線堵塞，流向R201的丙烯總流量不可低于 20t/h，這意味著，如果裝置負(fù)荷低于50%，反應(yīng)器內(nèi)的漿液濃度將被稀釋。9. D202和E203 D202與丙烯蒸發(fā)器E203共同作用使反應(yīng)器始終充滿液體，同時防止任何壓力波動，以避免反應(yīng)器出、入口的不平衡和溫度的急劇變化。 ，這樣在反應(yīng)器中，通過E203來防止軸流泵的氣蝕。 D202上的液位控制器作用于R202漿液排出閥。 D202連接到第二反應(yīng)器，以防止自R201至R202漿液轉(zhuǎn)移管線內(nèi)丙烯流量的完全中斷。 反應(yīng)器循環(huán)泵P201和P202使?jié){液在反應(yīng)器中循環(huán)。因安全原因，泵配置了外面“串聯(lián)”、里面“背靠背”排列的三層機械密封。密封面用兩股分開的油路潤滑和冷卻：一股常壓下用于外層串聯(lián)密封，一股壓力下用于內(nèi)層背靠背密封，內(nèi)層密封通過類似P200的加壓活塞加壓。外面的泵軸用獨立的潤滑油單元潤滑，向反應(yīng)器內(nèi)側(cè)進行連續(xù)的丙烯沖洗(800kg/h)以防止聚合物接觸到密封面。 反應(yīng)器溫度通過夾套內(nèi)的循環(huán)水來控制。循環(huán)泵P205和P206使水流量恒定。反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)包括板式換熱器E208和E209，循環(huán)泵P205和P206。整個系統(tǒng)與氮封下的 D203相連。另一臺泵P207作為P205和P206的備用泵。 夾套的第一次注水和補充水用脫鹽水或蒸