【導讀】年產(chǎn)2萬噸聚丙烯車間生產(chǎn)工藝設計

　　

【正文】 CO2 5PPM(max) COS (max) 總硫 1PPM(wt)(max) 水 2PPM(wt)(max) 砷 (max) 來自罐區(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。 丙烯首先進入游離水分離器 D701，分離出丙烯中的游離水。 D701 下部液包設有蒸 汽加熱盤管，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 D702 內蒸汽盤管的加熱，使水中少量的丙烯汽化到 BDL，D702 下部還設有 N2管線，可以通過鼓泡充分帶走水中的丙烯，防止排放的水里丙烯含量過高。而水則通過 HV712 定期排至地溝。 然后從 D701頂部出來的丙烯經(jīng) HV711進入 T701進料 /頂部出料換熱器 E703年產(chǎn) 2 萬噸聚丙烯 車間 生產(chǎn)工藝設計 20 預熱（充分利用 T701 底部出料的熱量），之后，從 T701 頂部進入 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 。在反應器緊急事故加入阻聚劑 CO 而失活的情況下，需打開 P302A/B 至 E703 管線上的手閥將來自 P302A/B 的含 CO 丙烯進入 T701，將 CO 氣提出來，在這種情況下，其操作壓力應設定為 。在冬季，進入 T701 之前，必須通過 T701 進料線上的蒸汽夾套對新鮮的原料丙烯進行預熱處理，使其溫度到達 45℃左右。 E703后還有一條來自 E302 的支線主要是為了對 T701 系統(tǒng)進行氣相丙烯置換。 T701 的氣相組分自塔頂流冷凝器 E701， E701 用冷卻水做冷介質，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 來實現(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，少量丙烯、丙烷和 CO集聚在其中，當 E701 液位 LI712 低報時（說明惰性組分含量高），就可通過 FV712 排至界區(qū)，這樣就達到除去 CO的目的。 T701底部設有再沸器 E702， E702 以低壓蒸汽為加熱介質，通過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 兩塔內填充脫硫催化劑，與 COS 反應生成穩(wěn)定的絡合物，不能再生，因此 T702A/B 需定時更換催化劑。除第一個塔中的催化劑達到飽和需要更換時采用第二個塔單獨操作外，正常情況兩塔串聯(lián)操作。根據(jù)每個塔的設計容量和丙烯中的最大 COS 含量計，其設計操作周期約為半年，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 出來的丙烯進入丙烯干燥塔 T703A/B，對丙烯進行脫水干燥，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），設計操作周期 3— 4 年。 3Ao分子篩吸附劑除去水分，若下游的濕度分析儀 AT712報警，說明分子篩吸附的水分已飽和，這時需要再生。即將 E713 加熱的氮氣從頂部和中部引入 T703A/B，熱氮就可把水汽帶走，這是一開路循環(huán)。只有一塔再生時才單塔操作，正常時兩塔串聯(lián)操作。兩塔塔頂有一條來自 E302 的氣相丙烯年產(chǎn) 2 萬噸聚丙烯 車間 生產(chǎn)工藝設計 21 線，用于 T703A/B 的氣相丙烯置換。 塔 T703A/B 和氮氣加熱器 E713 是干燥系統(tǒng)的組成部分。 經(jīng)過干燥后的丙烯進入 AsH3脫除塔 T704A/B 兩塔通常也為串聯(lián)操作，只有當?shù)谝粋€塔中的催化劑飽和需要更換時，另一個塔才進行單獨操作，跟換后的塔串在未更換塔之后。 T704A/B 催化劑設計操作周期 2－ 3 年，催化劑初步定為 R3－ 12。兩塔頂也有一條來自 E302 的氣相丙烯線。 最后，精制后的丙烯經(jīng) F701 過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，說明 F701 堵，應及時處理。 預聚合與液相本體聚合 預接觸罐（ D201） 在催化劑配劑和計量單元送來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中心活化。 D201 操作壓力為 ,操作溫度 10℃，其溫度控制是通過夾套循環(huán)水的補充冷凍水量來實現(xiàn)的，由泵 P203 給夾套水提供循環(huán)動力。 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，催化劑進料是插到 Z203A/底部的，保證了來自 E201 的丙烯將催化劑及時帶走。并使催化劑均勻分散在丙烯中。為了保證預聚合反應進出物料管線的暢通，進入 Z203A/B 的流量丙烯不得低于 2500Kg/hr,這股丙烯流量由 FIC204 控制。 預聚合反應器（ R200） 預聚合反應器（ R200）體積為 . 為了能使聚合物顆粒尺寸均勻，形狀達到要求，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，在溫度升高時會爆裂，因此不能直接將其加入到 R200 中，要先在較低溫度下進行預聚合，這樣就可以在催化劑的表面包年產(chǎn) 2 萬噸聚丙烯 車間 生產(chǎn)工藝設計 22 裹上一層薄薄的聚丙烯。而在溫度突然高升到反應所需的 70℃時不會爆裂，保證了顆粒粒度，防止了大量細粉的生成。 R200 的操作條件如下： 溫度： 20℃，壓力： 304MPa,停留時間：約四分鐘。 R200 主要有兩股進料：一股來自 Z203A/B，其中含有一定量的催化劑混合物和聚丙烯，這是反應主物料；另一股是沖洗泵 P200 的機械密封面的丙烯。 R200為滿環(huán)管操作，用軸流泵 P200 打循環(huán)以達到均勻混合的目的。反應器內物流的流速為 4m/ Z203A/B的物料經(jīng) Z211A/B進入到 R200，這兩根管懸互為備用，一旦運行線堵塞，可立即切至備用線，物料通過 HV223A/B 排向 R201，當發(fā)生緊急事故時，可通過 HV223/2 將小環(huán)管中物料排至排放系統(tǒng)。 R200 頂部設有 PV201在 R200 進行吹掃，置換，氣密等操作時，可通過該閥向 D601 排放。 在 R200 進液相丙烯時，可從此閥排出的丙烯溫度是否持續(xù)在 0℃以下，判斷 R200 內是否已充滿（ TE223 檢測）。 R200 的反應熱是由泵 P204 所建立的夾套冷卻水循環(huán)系統(tǒng)來撤除的。其循環(huán)水量保持恒定。 R200 的溫度控制是通過補充冷卻水的量來實現(xiàn)的。 聚合反應條件 反應溫度： 70℃ 反應壓力： ～ 停留時間： 淤漿濃度： 50%（以重量計） 丙烯供料到 聚合反應器 R201 從丙烯過濾器 F201A/B 來的丙烯，在 D201 的密度控制 DIC241 與 FIC203 的串級控制下進入 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 萬噸聚丙烯 車間 生產(chǎn)工藝設計 23 氫氣供料到 聚合反應器 R201 氫氣在一定加量范圍內能提高反應活性，而作為分子量調節(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 過濾后加入到總丙烯物流中，通過在線分析控制 AIC201 分析丙烯中氫氣濃度。并根據(jù)產(chǎn)品牌號所要求的氫氣濃度與所分析的值相比較來調節(jié)氫氣加入量，這個調節(jié)是通過 AI201 與 FIC201 來串級控制的。為了滿足不同產(chǎn)品的牌號的需求的用量，設置了兩個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。 反應系統(tǒng)的保壓 反應通過保壓罐 D202 來維持壓力，保證整個系統(tǒng)處于過冷態(tài)。 D202 的壓力是通過 E203 加熱蒸發(fā)丙烯得到的。這股丙烯是由 PIC231 來控制的，若 D202 中壓力升高， PIC231 自動關小 PV231 減少汽化量；反之， PV231 會開大。當 D202中壓力過高時， PIC230 調節(jié)不能使壓力有效降低時，由 PIC230 來打開 PV232 向BDL 排放。 D202 還通過 FIC232 向閃蒸管線提供 200Kg/hr 的吹掃丙烯。 D202 上設置了液位測量變送系統(tǒng)，由 LIC231 控制 R201 的出料， D202 底部還通過 HC2365與 R201 相連，這樣，實現(xiàn)了上述控制。 反應器中的漿液密度 控制反應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)驗表明，在 70℃的反應溫度下，反應器內的漿液濃度達到 560565Kg/m3前，反應器軸流泵均可正常運行，超過這個密度，軸流泵 P201 的功率消耗會迅速上升，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。無國密度過低，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定高一些，這是由 DIC241 串級控制丙烯進 FIC203 來實現(xiàn)的，漿液濃度維持在 50%，一般情況下，進入反應器的 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 內物料循環(huán)的唯一動力，也是實現(xiàn)該工藝的關鍵。為了使泵 P201 正常工作，設置了丙烯沖洗，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，防止聚丙烯粉末進入軸承，損壞設備。 年產(chǎn) 2 萬噸聚丙烯 車間 生產(chǎn)工藝設計 24 由于 P201 在較高壓力下工作，因此還設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自循環(huán)系統(tǒng)，但有輔助外壓系統(tǒng) Z201 活塞對密封油進行加壓。 Z201 活塞的壓力來自另一側的丙 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。 反應器冷卻系統(tǒng) 用夾套循環(huán)水來控制反應溫度，夾套水循環(huán)泵 P205A/B，使水流保持恒定流速，反應熱由板式換熱器 E202 除去。由 TIC241 檢測環(huán)管溫度后，與夾套水回水溫度 TIC242 串級控制 E202 中去換熱的夾套水流量。當裝置不是滿負荷運行及沒有達到 E202 設計值時，只有部分夾套水經(jīng)過 TV242A 去 E202 換熱，而另一部分經(jīng) TV242B 直接去泵 P205A/B。 為保證 R201 夾套充滿水，防止泵 P205A/B 發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，設置了夾套水緩沖罐 D203，由于夾套水采用的是冷凝液， D203 上部通氮氣封控制準確的 PH 值。D203 又可作儲水罐，由 LIC241 來控制 D203 液位在 50%左右。當 LAL241 報警時，LV241 自動打開補水，當 LAH242 報警時， LV241 關閉，停止補水。 環(huán)管反應器的接管 在 R201 頂部的三個彎頭上各裝有兩個閥，其中有三個安全閥 PSV241，PSV242， PSV243（設定壓力為 ）分別裝在三個彎頭上。 PV241， HV242和 HV243 可用于反應器進液相丙烯時的排氣操作。在 R201 系統(tǒng)故障或閃蒸管線不通時，也可里利用這些閥緊急排放環(huán)管中的物料。在 R201 底部彎頭上有三個緊急排放閥： HV244/，在緊急停車時將物料排放到高壓排放罐 D601。另外有兩個正常出料閥： 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 也裝在無軸流泵的兩個底部彎頭上。經(jīng)過LV231A/B 和 HV245， HV246 的物料都通過閃蒸線去 D301。這些走漿液的管線都引有一股 沖洗丙烯，防止排放時堵塞閥門和管線，又可在排放后清潔管線，避免緊急啟動時閥門打不開或排料不暢。 CO 終止系統(tǒng)