【正文】 火炬氣系統(tǒng)。這樣就可足以把反應(yīng)器的熱量帶走。冷卻器出口氣體溫度必須高于其露點(diǎn)溫度3℃，以避免產(chǎn)生凝液。循環(huán)氣體出口溫度和冷卻水入口溫度之間的溫差必須監(jiān)控。循環(huán)氣體入口溫度由循環(huán)氣體冷卻器(E401)冷卻水入口溫度控制。分離出的氣體以切向進(jìn)入氣體回收緩沖槽(V405)，經(jīng)壓縮機(jī)增壓后回送到氣相反應(yīng)器循環(huán)氣體中。由反應(yīng)器料位調(diào)節(jié)器和調(diào)節(jié)閥控制間歇出料的頻率或連續(xù)出料的量，并經(jīng)輸送管線送到產(chǎn)品出料過(guò)濾器(BF402)。而循環(huán)氣體則分成三路從底部進(jìn)入氣相反應(yīng)器，在與進(jìn)入反應(yīng)器的聚合物粉料反應(yīng)后從頂部離開(kāi)，反應(yīng)后的聚合物則由出料口間歇 (或連續(xù))排出，氣相反應(yīng)器共有三組出料系統(tǒng)：一組連續(xù)出料；二組間歇(批量)出料。氣相反應(yīng)器是流化床反應(yīng)器，進(jìn)入反應(yīng)器的聚乙烯粉末還極具活性，在足夠高的流化氣速作用下，與循環(huán)氣體中的反應(yīng)物繼續(xù)進(jìn)行聚合反應(yīng)，并產(chǎn)生雙峰聚乙烯的高分子量部分。夾帶至過(guò)濾器(BF401)的聚合物則回到進(jìn)料輸送槽(V401)。反應(yīng)器之間的產(chǎn)率比可按照目標(biāo)產(chǎn)品的特性加以調(diào)節(jié)。在氣相反應(yīng)器中，無(wú)需添加新催化劑，從環(huán)管反應(yīng)器區(qū)域來(lái)的聚合物就可在氣相反應(yīng)器中繼續(xù)進(jìn)行聚合反應(yīng)。輸送氣體在V401或BF402中與粉末分離后經(jīng)氣體過(guò)濾器(F306A/B)和氣體入口冷卻器(E305)返回到輸送風(fēng)機(jī)(C301A/B)，再由C301A/B增壓并經(jīng)氣體出口冷卻器(E306)冷卻后用作輸送氣體去RF301。用丙烷輸送聚合物時(shí)，經(jīng)聚合物粉末轉(zhuǎn)向閥(DV301)輸送到氣相反應(yīng)器進(jìn)料輸送槽(V401)；用氮?dú)鈺r(shí)，經(jīng)聚合物粉末轉(zhuǎn)向閥(DV301)直接輸送到產(chǎn)品出料過(guò)濾器(BF402)。來(lái)自閃蒸槽(V304)的聚合物粉料和閃蒸氣體袋式過(guò)濾器(BF301A/B)的聚合物粉料經(jīng)產(chǎn)品篩(S301)過(guò)濾大塊料后進(jìn)入粉末料斗(V308)，然后靠重力進(jìn)入回轉(zhuǎn)進(jìn)料器(RF301)，再進(jìn)入粉料輸送系統(tǒng)(PK301)，并由回轉(zhuǎn)進(jìn)料器(RF301)的轉(zhuǎn)速控制聚合物進(jìn)入輸送系統(tǒng)的量。簡(jiǎn)要流程見(jiàn)下圖：107 / 107圖111 環(huán)管系統(tǒng)流程圖沉降腿中的物料經(jīng)夾套產(chǎn)品出料管線排至閃蒸槽(V304)，物料在該槽中減壓并閃蒸，聚合物粉料與烴類(lèi)氣分離，分離出的烴類(lèi)氣經(jīng)閃蒸氣體袋式過(guò)濾器(BF301A/B)和保護(hù)過(guò)濾器(F305)過(guò)濾粉塵后送到稀釋劑回收區(qū)域的稀釋劑氣體分離罐(V501)。聚合的第一部分在環(huán)管反應(yīng)器中進(jìn)行。排料槽容積大小能容納預(yù)聚反應(yīng)器和環(huán)管反應(yīng)器的整個(gè)容量，另外，其容量也能承受一小時(shí)開(kāi)車(chē)料。在緊急情況下，環(huán)管反應(yīng)器(R302)(V305)。該系統(tǒng)由四個(gè)一氧化碳(CO)鋼瓶和一組切斷閥組成。冷卻水溫度通常由冷卻器、加熱器和旁路共同調(diào)節(jié)，在進(jìn)入環(huán)管反應(yīng)器夾套前分成三路：第一、二條腿；第三、四條腿和第五、六條腿，每一對(duì)腿之間的頂部彎頭也有夾套。冷卻水為蒸汽冷凝水或脫離子水。待反應(yīng)器停車(chē)時(shí)進(jìn)行清堵。由于聚合物淤漿在沉降腿中還在反應(yīng)，故沉降腿裝有冷卻/加熱夾套和稀釋劑沖洗點(diǎn)。的關(guān)開(kāi)關(guān)循環(huán)程序進(jìn)行操作。每一條沉降腿的底部裝有特殊的產(chǎn)品出料閥，在頂部裝有一個(gè)手動(dòng)閥和一個(gè)自動(dòng)切斷閥。環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)的物料排至沉降腿(SP302A～F)，聚合物在沉降腿中沉降后，由程序控制將聚合物送入閃蒸槽(V304)中。環(huán)管反應(yīng)器循環(huán)泵(P302)以7m/s的線速度使物料在環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)，以達(dá)到良好的反應(yīng)物混合和提高傳熱效率。反應(yīng)條件如下：表16 環(huán)管反應(yīng)器反應(yīng)條件聚乙烯產(chǎn)量～14t/h乙烯濃度mol%共聚單體與乙烯摩爾比0～630mol/kmol氫氣與乙烯摩爾比120～470mol/kmol固體濃度25～40wt%溫度85～95℃壓力MPag環(huán)管反應(yīng)器的控制方式與預(yù)聚反應(yīng)器類(lèi)似，即根據(jù)產(chǎn)率、停留時(shí)間和反應(yīng)器與冷卻水之間的溫差進(jìn)行反應(yīng)控制。簡(jiǎn)要流程見(jiàn)下圖：圖110 預(yù)聚系統(tǒng)流程圖來(lái)自精制區(qū)域的乙烯、共聚單體、氫氣與來(lái)自稀釋劑回收區(qū)域循環(huán)稀釋劑冷卻器(E518)的循環(huán)稀釋劑、C502的輕組份循環(huán)氣、P507A/B的循環(huán)共聚單體一起，通過(guò)流量比例控制加到環(huán)管反應(yīng)器(R302)，同時(shí)已預(yù)聚的催化劑、助催化劑、抗靜電劑等也加入到R302中。該系統(tǒng)由四個(gè)一氧化碳(CO)鋼瓶和一組切斷閥組成。溫差太大，將導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)低分子量聚合物粘結(jié)在管壁上。冷卻水在R301夾套中以3m/s的流速與反應(yīng)物逆向流動(dòng)強(qiáng)化傳熱，冷卻水溫度通常由冷卻器和旁路調(diào)節(jié)。預(yù)聚反應(yīng)器(R301)有一個(gè)專(zhuān)用的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，該系統(tǒng)由預(yù)聚反應(yīng)器冷卻水泵(P303)、預(yù)聚反應(yīng)器冷卻水冷卻器(E307)和預(yù)聚反應(yīng)器加熱器(E301)組成。預(yù)聚反應(yīng)器循環(huán)泵(P301)以9m/s的線速度循環(huán)預(yù)聚反應(yīng)器內(nèi)的物料，以達(dá)到良好的反應(yīng)物混合和提高傳熱效率。根據(jù)產(chǎn)率、停留時(shí)間和反應(yīng)器與冷卻水之間的溫差進(jìn)行反應(yīng)控制。預(yù)聚反應(yīng)器(R301)為一帶夾套水冷卻的、二條12英寸腿的環(huán)管反應(yīng)器，預(yù)聚合反應(yīng)是在丙烷中聚合物和原料進(jìn)行反應(yīng)。比率的設(shè)定值和抗靜電劑的配制濃度由操作員設(shè)定。加到預(yù)聚/環(huán)管反應(yīng)器的流量可用流量比率調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)抗靜電劑泵(P606A/B)的速度加以控制。P606A用于預(yù)聚反應(yīng)器，P606B用于環(huán)管反應(yīng)器。將礦物油用P605送至V601中，以稀釋抗靜電劑?？轨o電劑由泵(P605)將其注入到反應(yīng)器抗靜電劑貯槽(T607)。助催化劑含量由定期取樣檢測(cè)。在廢油槽(T604)中，當(dāng)廢油中助催化劑含量達(dá)到飽和時(shí)，就用沖洗油泵(P604)將其抽到TEAL處理槽(T609)中，由助催化劑失活劑泵(P612)將TEAL失活劑從桶中送入T609，使T609中的TEAL失活，失活的廢油排空到廢油桶中。用過(guò)的油收集在廢油槽(T604)中。沖洗油系統(tǒng)由沖洗油貯槽(T605)、廢油槽(T604)、沖洗油過(guò)濾器(F603)和沖洗油泵(P604)組成。其中，P601送至環(huán)管反應(yīng)器，P603送到預(yù)聚反應(yīng)器，P602作為備泵。T60T603與助催化劑密封罐(T606)相連，密封罐部分充油以保持助催化劑系統(tǒng)正壓()。當(dāng)儲(chǔ)罐倒空后，對(duì)所有使用過(guò)的軟管和接頭用油徹底清洗，并用氮?dú)獯祾?，以清除所有殘余的助催化劑。在處理助催化劑時(shí)，操作人員必需使用特殊的防護(hù)衣。由于助催化劑的危險(xiǎn)特性，所有設(shè)備都放置在與其它工藝區(qū)隔離的混凝土建筑物內(nèi)，所有助催化劑儲(chǔ)存容器和泵都用混凝土墻相隔離。廢催化劑則用精制氮?dú)獬隹罩翉U催化劑輸送罐運(yùn)出界外處理。當(dāng)廢催化劑槽(V303)充滿廢催化劑和稀釋劑時(shí)，啟動(dòng)廢催化劑槽攪拌器(A301)，同時(shí)夾套通入蒸汽進(jìn)行加熱以蒸發(fā)稀釋劑。催化劑進(jìn)料閥閥芯容積共有三組：65 ml、130 ml、200ml，以滿足不同牌號(hào)、不同產(chǎn)量的需求。通過(guò)90176。閥芯是由兩個(gè)不相通的、有斜勢(shì)的孔組成。然后用精制稀釋劑經(jīng)催化劑進(jìn)料閥(XV3004和/或XV3005)定量地將催化劑加入預(yù)聚反應(yīng)器(R301)中。第一再生系統(tǒng)與第二再生系統(tǒng)相連，作為第二再生系統(tǒng)的備用系統(tǒng)。簡(jiǎn)要流程見(jiàn)下圖：再生加熱器1再生氣體緩沖罐再生氣體冷凝器A/B氮?dú)庖蚁└稍锼∠?干燥塔原料丙烷干燥塔循環(huán)丙烷干燥塔火炬再生氣體壓縮機(jī)再生氣冷卻器乙烯再生系統(tǒng)2AA圖17 第一再生系統(tǒng)流程圖第二再生系統(tǒng)由第二再生系統(tǒng)氣體加熱器(H203)、再生氣體放空冷卻器(E263)組成。C圖16 氮?dú)饩屏鞒虉D第一再生系統(tǒng)由再生氣體壓縮機(jī)(C262)、第一再生系統(tǒng)加熱器(H201)、再生氣體冷卻器(E263)、再生氣體冷凝器(E266A/B)、再生氣體分離罐(V263)組成。簡(jiǎn)要流程見(jiàn)下圖：氮?dú)饷撗跛嗀/B氮?dú)飧稍锲鰽/B氮?dú)膺^(guò)濾器氮?dú)鈮嚎s機(jī)A/B MPag MPag去環(huán)管區(qū)域去氣相反應(yīng)器區(qū)域 / MPag精制用催化劑CuO/ZnO13X分子篩 MPag MPag界區(qū)氮?dú)?MPag MPag MPag MPag bar(g)氮?dú)饧訜崞鞯獨(dú)饫鋮s器操作溫度6080176。一部分精制氮?dú)饨?jīng)氮?dú)鈮嚎s機(jī)(C001A/B)，然后分成三種壓力等級(jí)：、分別用于試壓、吹掃和沖洗。而后經(jīng)氮?dú)饫鋮s器(E262)冷卻后，進(jìn)入氮?dú)飧稍锲?V262A/B)脫除水份，使氮?dú)庵泻啃∮?1106mol。簡(jiǎn)要流程見(jiàn)下圖：丁烯1進(jìn)料泵丁烯1干燥器A/B丁烯1儲(chǔ)罐氣相反應(yīng)器環(huán)管反應(yīng)器預(yù)聚反應(yīng)器操作溫度43℃丁烯1丁烯1蒸發(fā)器丁烯1冷卻器過(guò)濾器精制床催化劑13X分子篩丁烯1 進(jìn)料蒸發(fā)器圖14 丁烯1精制流程圖表15 丁烯1精制床設(shè)計(jì)負(fù)荷和周期（設(shè)計(jì)精制流量 噸/小時(shí)）毒物入口條件出口條件精制床精制催化劑再生周期（入口條件下）水醇類(lèi)二氧化碳1055106 wt106 wt1106 wt干燥塔干燥塔干燥塔13x 分子篩13x 分子篩13x 分子篩30 天界區(qū)外來(lái)的氫氣經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入脫CO/CO2處理器以脫除CO/CO2，然后在干燥器中脫除水份，氫氣小部分用于丙烷加氫精制，大部分經(jīng)氫氣壓縮機(jī)(C281A/B)、環(huán)管反應(yīng)器、氣相反應(yīng)器。簡(jiǎn)要流程見(jiàn)下圖：氫氣丙烷輸送泵A/B原料丙烷進(jìn)料罐操作條件60 ℃ 常溫 從循環(huán)丙烷緩沖罐來(lái)干燥塔Ａ／Ｂ脫硫塔精制催化劑4197。 分子篩活性氧化鋁Cu/ZnO吸入緩沖罐乙烯壓縮機(jī)PK201A/B MPag30176。干燥后的乙烯經(jīng)過(guò)濾器(F201A/B)過(guò)濾后，部分乙烯直接加入到氣相反應(yīng)器(R401)，其余乙烯經(jīng)乙烯壓縮機(jī)組(PK201A/B)壓縮后分別加入預(yù)聚反應(yīng)器（R301）和環(huán)管反應(yīng)器（R302）中。在共聚反應(yīng)中，有多種鏈增長(zhǎng)反應(yīng)發(fā)生。為生產(chǎn)一定密度的聚合物需共聚單體/乙烯比越低，所用催化劑對(duì)共聚單體的反應(yīng)靈敏度越高。共聚單體（丁烯1）用來(lái)控制聚合物的密度。為了生產(chǎn)一定分子量的聚合物，不同的催化劑需要不同的氫氣/乙烯比。鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)過(guò)程如下：齊格勒納塔催化劑的特點(diǎn)是在反應(yīng)過(guò)程中鏈轉(zhuǎn)移到氫氣的步驟為控制步驟，反應(yīng)器中形成的聚合物的分子量與反應(yīng)器中氫氣和乙烯的摩爾比成反比。鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)要消耗氫氣。用齊格勒納塔催化劑，氫氣(鏈轉(zhuǎn)移劑)起鏈終止作用。高分子鏈的持續(xù)增長(zhǎng)和鏈增長(zhǎng)的控制都是很重要的。這樣就產(chǎn)生了一個(gè)空的配位點(diǎn)；l 單體在空位進(jìn)行配位(C)；l 單體插入到TiR鍵之間(D)；l 鏈增長(zhǎng)：下一個(gè)單體配位到空位，以一個(gè)正在增長(zhǎng)的聚合鏈為尾端(E→F)；l 鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。 聚合原理聚合反應(yīng)被認(rèn)為具有以下步驟：l 活性點(diǎn)的形成(A→B)：助催化劑與氯化鈦反應(yīng)。所有這些烷基金屬都是可自燃的，必須儲(chǔ)存于惰性狀態(tài)下。助催化劑為有機(jī)金屬化合物，碳原子與金屬原子鍵合在一起。齊格勒納塔催化劑有內(nèi)部載體或無(wú)內(nèi)部載體。這些金屬一般以鹵化鹽的形式使用。最普通齊格勒納塔催化劑是鈦(Ti)、釩(V)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈷(Co)和鎳(Ni)。雖然對(duì)金屬的選擇范圍很大，但并不是所有的組合都具有活性，在實(shí)際生產(chǎn)中，使用鈦化合物和烷基鋁的組合體系。一般而言，齊格勒納塔催化劑是一種絡(luò)合物，它是通過(guò)IVV 族過(guò)渡金屬化合物(鹵化物、醇鹽、烷烴或是芳基衍生物)和IIII族金屬鹵化物或芳基醇鹽反應(yīng)得到。根據(jù)工藝生產(chǎn)特點(diǎn)，該裝置可分成7個(gè)區(qū)域。在一般的和家用化學(xué)品（HIC）中空吹塑制品應(yīng)用中，要比典型的單峰牌號(hào)節(jié)省2030%的材料。例如：產(chǎn)品可用于要求較高的、更高壓力級(jí)別的管子（如PE100管道）或增大管道管徑、減薄管道壁厚，由于雙峰聚乙烯的強(qiáng)度較高，因而相比可節(jié)省30%~50%以上的材料。本裝置聚乙烯牌號(hào)覆蓋面較廣，產(chǎn)品在不同的應(yīng)用中顯示出優(yōu)良的性能。通過(guò)優(yōu)化聚乙烯主、支鏈的結(jié)構(gòu)及分子量的分布，使所生產(chǎn)的聚乙烯聚合物成為雙峰型聚乙烯聚合物。表11 設(shè)計(jì)品種年產(chǎn)量分類(lèi)比例品種比例薄膜料30％吹塑料25％管材料20％電(光)纜護(hù)套料15％注塑料5％擠出涂層料5％北星雙峰聚乙烯工藝技術(shù)基于串聯(lián)的淤漿環(huán)管反應(yīng)器和流化床氣相反應(yīng)器，由一個(gè)預(yù)聚合反應(yīng)器、一個(gè)環(huán)管反應(yīng)器及一個(gè)氣相反應(yīng)器組成的多個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)，各反應(yīng)器的反應(yīng)條件完全獨(dú)立，采用北歐化工公司自行開(kāi)發(fā)的齊格勒納塔(ZieglerNatter)型催化劑（BCM40G、BCM25E）生產(chǎn)所有產(chǎn)品。產(chǎn)品密度范圍為（918～970）kg/m3；熔體流動(dòng)速率范圍為2(MFR21)～100(MFR2)；分子量分布范圍為5～30。4聚乙烯裝置操作工培訓(xùn)教材第二校上海石化塑料事業(yè)部目 錄第一章 25萬(wàn)噸/年雙峰工藝（BORSTAR）聚乙烯裝置第一節(jié) 概 述第二節(jié) 工藝原理第三節(jié) 工藝流程第四節(jié) 技術(shù)特點(diǎn)第二章 工藝操作第一節(jié) 質(zhì)量控制第二節(jié) 基本操作第三節(jié) 產(chǎn)品的切換第四節(jié) 正常開(kāi)、停車(chē)第五節(jié) 異常情況判斷處理第三章 設(shè)備第一節(jié) 4PE裝置設(shè)備概述第二節(jié) 專(zhuān)用機(jī)、泵介紹第四章 電器、儀表第一節(jié) 自動(dòng)控制水平第二節(jié) 主要儀表系統(tǒng)第三節(jié) 儀表選型第四節(jié) 安全技術(shù)措施第五節(jié) 動(dòng)力供應(yīng)第五章 操作案例第一章 25萬(wàn)噸/年雙峰工藝（BORSTAR）聚乙烯裝置第一節(jié) 概 述上海石油化工股份有限公司塑料事業(yè)部4PE裝置是上海石化四期工程70萬(wàn)噸乙烯改造項(xiàng)目的主體裝置，系引進(jìn)北歐化工公司“BORSTAR”雙峰聚乙