【導(dǎo)讀】年產(chǎn)2萬(wàn)噸聚丙烯車(chē)間生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

　　

【正文】 CO2 5PPM(max) COS (max) 總硫 1PPM(wt)(max) 水 2PPM(wt)(max) 砷 (max) 來(lái)自罐區(qū)的液態(tài)丙烯，在以 D302 料位控制器（ LIC331）控制的丙烯流量（ FQAC004）下送到丙烯保安精制單元。 丙烯首先進(jìn)入游離水分離器 D701，分離出丙烯中的游離水。 D701 下部液包設(shè)有蒸 汽加熱盤(pán)管，丙烯從上部出口引出，富集的水在 LIC714 的控制下，排入水收集器 D702，通過(guò) D702 內(nèi)蒸汽盤(pán)管的加熱，使水中少量的丙烯汽化到 BDL，D702 下部還設(shè)有 N2管線，可以通過(guò)鼓泡充分帶走水中的丙烯，防止排放的水里丙烯含量過(guò)高。而水則通過(guò) HV712 定期排至地溝。 然后從 D701頂部出來(lái)的丙烯經(jīng) HV711進(jìn)入 T701進(jìn)料 /頂部出料換熱器 E703年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸聚丙烯 車(chē)間 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 20 預(yù)熱（充分利用 T701 底部出料的熱量），之后，從 T701 頂部進(jìn)入 T701。脫除丙烯中所含的 CO、 CO2及其它少量的輕組分， T701 的操作壓力通常是 。在反應(yīng)器緊急事故加入阻聚劑 CO 而失活的情況下，需打開(kāi) P302A/B 至 E703 管線上的手閥將來(lái)自 P302A/B 的含 CO 丙烯進(jìn)入 T701，將 CO 氣提出來(lái)，在這種情況下，其操作壓力應(yīng)設(shè)定為 。在冬季，進(jìn)入 T701 之前，必須通過(guò) T701 進(jìn)料線上的蒸汽夾套對(duì)新鮮的原料丙烯進(jìn)行預(yù)熱處理，使其溫度到達(dá) 45℃左右。 E703后還有一條來(lái)自 E302 的支線主要是為了對(duì) T701 系統(tǒng)進(jìn)行氣相丙烯置換。 T701 的氣相組分自塔頂流冷凝器 E701， E701 用冷卻水做冷介質(zhì)，它保證了一定的冷凝量。氣相丙烯經(jīng) E701 冷凝后，靠重力流回 T701，回流量由 PIC713控制 PV713 來(lái)實(shí)現(xiàn)，目的是為了保證 T701 的操作壓力。在 E701 中大部分丙烯被冷卻下來(lái)，少量丙烯、丙烷和 CO集聚在其中，當(dāng) E701 液位 LI712 低報(bào)時(shí)（說(shuō)明惰性組分含量高），就可通過(guò) FV712 排至界區(qū)，這樣就達(dá)到除去 CO的目的。 T701底部設(shè)有再沸器 E702， E702 以低壓蒸汽為加熱介質(zhì)，通過(guò)控制返回的蒸汽冷凝液量保證一定的塔底溫度，從而保證一定的汽化量。 從 T701 底部送出的丙烯再 E703 中冷卻，并在 E704 中進(jìn)一步冷卻后，在T701 的液位控 制（ LIC711）送望 COS 脫除塔 T702A/B，在塔中將 H2S 和 COS 脫除，T702 的操作壓力為 左右。 T702A/B 兩塔內(nèi)填充脫硫催化劑，與 COS 反應(yīng)生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，不能再生，因此 T702A/B 需定時(shí)更換催化劑。除第一個(gè)塔中的催化劑達(dá)到飽和需要更換時(shí)采用第二個(gè)塔單獨(dú)操作外，正常情況兩塔串聯(lián)操作。根據(jù)每個(gè)塔的設(shè)計(jì)容量和丙烯中的最大 COS 含量計(jì)，其設(shè)計(jì)操作周期約為半年，塔采用的催化劑為活性氧化鋅脫硫劑。更換催化劑后，更換后的塔串在未更換塔后面。 T702A/B 塔頂有一條來(lái)自 E302 的氣相丙烯線，它 用于 T702A/B 的氣相丙烯置換。 從 T702A/B 出來(lái)的丙烯進(jìn)入丙烯干燥塔 T703A/B，對(duì)丙烯進(jìn)行脫水干燥，以保證丙烯中水的含量小于 2PPM（ wt），該塔所用的填料為 3Ao分子篩（可再生），設(shè)計(jì)操作周期 3— 4 年。 3Ao分子篩吸附劑除去水分，若下游的濕度分析儀 AT712報(bào)警，說(shuō)明分子篩吸附的水分已飽和，這時(shí)需要再生。即將 E713 加熱的氮?dú)鈴捻敳亢椭胁恳?T703A/B，熱氮就可把水汽帶走，這是一開(kāi)路循環(huán)。只有一塔再生時(shí)才單塔操作，正常時(shí)兩塔串聯(lián)操作。兩塔塔頂有一條來(lái)自 E302 的氣相丙烯年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸聚丙烯 車(chē)間 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 21 線，用于 T703A/B 的氣相丙烯置換。 塔 T703A/B 和氮?dú)饧訜崞?E713 是干燥系統(tǒng)的組成部分。 經(jīng)過(guò)干燥后的丙烯進(jìn)入 AsH3脫除塔 T704A/B 兩塔通常也為串聯(lián)操作，只有當(dāng)?shù)谝粋€(gè)塔中的催化劑飽和需要更換時(shí)，另一個(gè)塔才進(jìn)行單獨(dú)操作，跟換后的塔串在未更換塔之后。 T704A/B 催化劑設(shè)計(jì)操作周期 2－ 3 年，催化劑初步定為 R3－ 12。兩塔頂也有一條來(lái)自 E302 的氣相丙烯線。 最后，精制后的丙烯經(jīng) F701 過(guò)濾后送到丙烯原料罐 D302 中。 F701 上的PDI701 可監(jiān)視 F701 的工作 情況，若 PDAH751 高報(bào)，說(shuō)明 F701 堵，應(yīng)及時(shí)處理。 預(yù)聚合與液相本體聚合 預(yù)接觸罐（ D201） 在催化劑配劑和計(jì)量單元送來(lái)的主催化劑以及給電子體和三乙基鋁按一定的比例送至催化劑預(yù)接觸罐 D201。在 D201 中 A201 攪拌罐使催化劑體系充分摻合，混合均勻并使催化劑的反應(yīng)中心活化。 D201 操作壓力為 ,操作溫度 10℃，其溫度控制是通過(guò)夾套循環(huán)水的補(bǔ)充冷凍水量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由泵 P203 給夾套水提供循環(huán)動(dòng)力。 為了保證 D201 的密封性，引用了一股高壓沖洗填料密封沖洗油用 量用一根毛細(xì)血管恒定，流量限定在 200～ 300 ㎝ 3/hr,由于流量低不利于控制，故又引用冷凍水冷卻沖洗油以增大黏度，降低流速。 Z203 系統(tǒng) Z203A/B 是線型混合器，其作用就是將混合好的三種催化劑與冷丙烯充分混合，催化劑進(jìn)料是插到 Z203A/底部的，保證了來(lái)自 E201 的丙烯將催化劑及時(shí)帶走。并使催化劑均勻分散在丙烯中。為了保證預(yù)聚合反應(yīng)進(jìn)出物料管線的暢通，進(jìn)入 Z203A/B 的流量丙烯不得低于 2500Kg/hr,這股丙烯流量由 FIC204 控制。 預(yù)聚合反應(yīng)器（ R200） 預(yù)聚合反應(yīng)器（ R200）體積為 . 為了能使聚合物顆粒尺寸均勻，形狀達(dá)到要求，就需要催化劑顆粒形狀也均勻。由于以 MgCL2 為載體的 TICL4 催化劑，在溫度升高時(shí)會(huì)爆裂，因此不能直接將其加入到 R200 中，要先在較低溫度下進(jìn)行預(yù)聚合，這樣就可以在催化劑的表面包年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸聚丙烯 車(chē)間 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 22 裹上一層薄薄的聚丙烯。而在溫度突然高升到反應(yīng)所需的 70℃時(shí)不會(huì)爆裂，保證了顆粒粒度，防止了大量細(xì)粉的生成。 R200 的操作條件如下： 溫度： 20℃，壓力： 304MPa,停留時(shí)間：約四分鐘。 R200 主要有兩股進(jìn)料：一股來(lái)自 Z203A/B，其中含有一定量的催化劑混合物和聚丙烯，這是反應(yīng)主物料；另一股是沖洗泵 P200 的機(jī)械密封面的丙烯。 R200為滿(mǎn)環(huán)管操作，用軸流泵 P200 打循環(huán)以達(dá)到均勻混合的目的。反應(yīng)器內(nèi)物流的流速為 4m/ Z203A/B的物料經(jīng) Z211A/B進(jìn)入到 R200，這兩根管懸互為備用，一旦運(yùn)行線堵塞，可立即切至備用線，物料通過(guò) HV223A/B 排向 R201，當(dāng)發(fā)生緊急事故時(shí)，可通過(guò) HV223/2 將小環(huán)管中物料排至排放系統(tǒng)。 R200 頂部設(shè)有 PV201在 R200 進(jìn)行吹掃，置換，氣密等操作時(shí)，可通過(guò)該閥向 D601 排放。 在 R200 進(jìn)液相丙烯時(shí)，可從此閥排出的丙烯溫度是否持續(xù)在 0℃以下，判斷 R200 內(nèi)是否已充滿(mǎn)（ TE223 檢測(cè)）。 R200 的反應(yīng)熱是由泵 P204 所建立的夾套冷卻水循環(huán)系統(tǒng)來(lái)撤除的。其循環(huán)水量保持恒定。 R200 的溫度控制是通過(guò)補(bǔ)充冷卻水的量來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 聚合反應(yīng)條件 反應(yīng)溫度： 70℃ 反應(yīng)壓力： ～ 停留時(shí)間： 淤漿濃度： 50%（以重量計(jì)） 丙烯供料到 聚合反應(yīng)器 R201 從丙烯過(guò)濾器 F201A/B 來(lái)的丙烯，在 D201 的密度控制 DIC241 與 FIC203 的串級(jí)控制下進(jìn)入 R201。 這部分丙烯分成五股： （ 1） 在 FIC204 控制下，經(jīng) E201 換熱至 10℃的丙烯經(jīng) Z203A/B 進(jìn)入 R200。 （ 2） 在 FIC241 控制下，丙烯去沖洗泵 P201。 （ 3） 在 FIC221 控制下，丙烯去沖洗泵 P200。 （ 4） 在 PIC231 控制下，液相丙烯經(jīng) E203 蒸發(fā)后由頂部進(jìn)入 D202。 （ 5） 在總流量控制下，液相丙烯經(jīng)閥 FV203 被直接送到 R201。 年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸聚丙烯 車(chē)間 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 23 氫氣供料到 聚合反應(yīng)器 R201 氫氣在一定加量范圍內(nèi)能提高反應(yīng)活性，而作為分子量調(diào)節(jié)劑，它 主要控制產(chǎn)品的熔融指數(shù)。在本裝置中，氫氣經(jīng) F202A/B 過(guò)濾后加入到總丙烯物流中，通過(guò)在線分析控制 AIC201 分析丙烯中氫氣濃度。并根據(jù)產(chǎn)品牌號(hào)所要求的氫氣濃度與所分析的值相比較來(lái)調(diào)節(jié)氫氣加入量，這個(gè)調(diào)節(jié)是通過(guò) AI201 與 FIC201 來(lái)串級(jí)控制的。為了滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的牌號(hào)的需求的用量，設(shè)置了兩個(gè)不同量程的氫氣加入流量控制，分別為 FIC201AFV201A， FIC201BFV201B，使控制更加精確。 反應(yīng)系統(tǒng)的保壓 反應(yīng)通過(guò)保壓罐 D202 來(lái)維持壓力，保證整個(gè)系統(tǒng)處于過(guò)冷態(tài)。 D202 的壓力是通過(guò) E203 加熱蒸發(fā)丙烯得到的。這股丙烯是由 PIC231 來(lái)控制的，若 D202 中壓力升高， PIC231 自動(dòng)關(guān)小 PV231 減少汽化量；反之， PV231 會(huì)開(kāi)大。當(dāng) D202中壓力過(guò)高時(shí)， PIC230 調(diào)節(jié)不能使壓力有效降低時(shí)，由 PIC230 來(lái)打開(kāi) PV232 向BDL 排放。 D202 還通過(guò) FIC232 向閃蒸管線提供 200Kg/hr 的吹掃丙烯。 D202 上設(shè)置了液位測(cè)量變送系統(tǒng)，由 LIC231 控制 R201 的出料， D202 底部還通過(guò) HC2365與 R201 相連，這樣，實(shí)現(xiàn)了上述控制。 反應(yīng)器中的漿液密度 控制反應(yīng)器中聚合物的濃度僅僅是為了漿液循環(huán)的能量限制。工業(yè)經(jīng)驗(yàn)表明，在 70℃的反應(yīng)溫度下，反應(yīng)器內(nèi)的漿液濃度達(dá)到 560565Kg/m3前，反應(yīng)器軸流泵均可正常運(yùn)行，超過(guò)這個(gè)密度，軸流泵 P201 的功率消耗會(huì)迅速上升，漿液流速下降，漿液密度不均勻造成生產(chǎn)不穩(wěn)定，難以控制。無(wú)國(guó)密度過(guò)低，則生產(chǎn)能力提不上去。且給后面工段回收丙烯增加了負(fù)荷。因此在生產(chǎn)中要獲得釋放較高的生產(chǎn)率，總是將漿液密度盡可能地設(shè)定高一些，這是由 DIC241 串級(jí)控制丙烯進(jìn) FIC203 來(lái)實(shí)現(xiàn)的，漿液濃度維持在 50%，一般情況下，進(jìn)入反應(yīng)器的 單體是生成聚合物 ～ 倍。 軸流泵（ P201） 泵 P201 和泵 P200 一樣，是槳式軸流泵，它是 R201 內(nèi)物料循環(huán)的唯一動(dòng)力，也是實(shí)現(xiàn)該工藝的關(guān)鍵。為了使泵 P201 正常工作，設(shè)置了丙烯沖洗，目的是要在軸流泵的軸承外部加入新鮮丙烯，形成新鮮丙烯屏障，防止聚丙烯粉末進(jìn)入軸承，損壞設(shè)備。 年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸聚丙烯 車(chē)間 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 24 由于 P201 在較高壓力下工作，因此還設(shè)置了壓力密封油系統(tǒng)和安全密封系統(tǒng)。泵 P201 的壓力密封油是一個(gè)自循環(huán)系統(tǒng)，但有輔助外壓系統(tǒng) Z201 活塞對(duì)密封油進(jìn)行加壓。 Z201 活塞的壓力來(lái)自另一側(cè)的丙 烯壓力，該丙烯的是從由 FIV241控制的泵 P201 沖洗丙烯上引出的一股，大約有 左右的壓力，和 P201 壓力相當(dāng)。 反應(yīng)器冷卻系統(tǒng) 用夾套循環(huán)水來(lái)控制反應(yīng)溫度，夾套水循環(huán)泵 P205A/B，使水流保持恒定流速，反應(yīng)熱由板式換熱器 E202 除去。由 TIC241 檢測(cè)環(huán)管溫度后，與夾套水回水溫度 TIC242 串級(jí)控制 E202 中去換熱的夾套水流量。當(dāng)裝置不是滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行及沒(méi)有達(dá)到 E202 設(shè)計(jì)值時(shí)，只有部分夾套水經(jīng)過(guò) TV242A 去 E202 換熱，而另一部分經(jīng) TV242B 直接去泵 P205A/B。 為保證 R201 夾套充滿(mǎn)水，防止泵 P205A/B 發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，設(shè)置了夾套水緩沖罐 D203，由于夾套水采用的是冷凝液， D203 上部通氮?dú)夥饪刂茰?zhǔn)確的 PH 值。D203 又可作儲(chǔ)水罐，由 LIC241 來(lái)控制 D203 液位在 50%左右。當(dāng) LAL241 報(bào)警時(shí)，LV241 自動(dòng)打開(kāi)補(bǔ)水，當(dāng) LAH242 報(bào)警時(shí)， LV241 關(guān)閉，停止補(bǔ)水。 環(huán)管反應(yīng)器的接管 在 R201 頂部的三個(gè)彎頭上各裝有兩個(gè)閥，其中有三個(gè)安全閥 PSV241，PSV242， PSV243（設(shè)定壓力為 ）分別裝在三個(gè)彎頭上。 PV241， HV242和 HV243 可用于反應(yīng)器進(jìn)液相丙烯時(shí)的排氣操作。在 R201 系統(tǒng)故障或閃蒸管線不通時(shí)，也可里利用這些閥緊急排放環(huán)管中的物料。在 R201 底部彎頭上有三個(gè)緊急排放閥： HV244/，在緊急停車(chē)時(shí)將物料排放到高壓排放罐 D601。另外有兩個(gè)正常出料閥： LV231A/B，由 D202 的液位 LIC231 控制 R201 的出料，此外，還有備用出料口 LV245 和 LV246 也裝在無(wú)軸流泵的兩個(gè)底部彎頭上。經(jīng)過(guò)LV231A/B 和 HV245， HV246 的物料都通過(guò)閃蒸線去 D301。這些走漿液的管線都引有一股 沖洗丙烯，防止排放時(shí)堵塞閥門(mén)和管線，又可在排放后清潔管線，避免緊急啟動(dòng)時(shí)閥門(mén)打不開(kāi)或排料不暢。 CO 終止系統(tǒng)