UNIPOLPP工艺流程说明.doc

PP工艺流程说明本装置采用Dow 化学公司的Unipol气相法聚合工艺技术，设计生产能力为20万吨/年，年操作时间8000小时，可生产均聚物（77个牌号）、无规共聚物（33个牌号）和抗冲共聚物（52个牌号）共162个牌号。UNIPOL PP 装置由多个工区组成，包括：2.2.2.1 原料供给和精制（Part 1）乙烯和氮气由管道自界区外送入。氢气由装置内水电解制氢生产，T2 由装置界区外直接采购。1)氮气进料和精制来自界区的氮气分为三股，第一股为普通氮气，用于公用工程站和氮气再生系统；第二股经氮气过滤器Y-1101 过滤后作为过滤氮气使用；最后一股经氮气预加热器E-1108 加热到20，进入氮气脱氧塔C-1109 内除掉氧气，脱氧后的氮气通过氮干燥塔C-1112 除去水分，然后通过精制氮气过滤器Y-1115 除去一定粒径的杂质，利用氮气压缩机K-1102 /K-1103（一开一备）将一部分精制氮气的压力升至4.24MPaG 后送入第一、第二反应系统，未经压缩的低压精制氮气用于部分公用工程和精制塔再生后系统的置换。2)电解制氢及氢气进料本装置的氢气采用水电解方式制得，装置内采用两套80Nm3/h 水电解制氢装置。电解制氢得到的氢气经纯化后进入氢气贮罐C-1201，C-1201 为水电解制氢的出口缓冲罐，操作压力为3 MPaG，之后由压缩机K-1208 或K-1209 压缩至4.55 MPaG 经氢气过滤器Y-1211 过滤后送入反应系统及再生系统。同时供DMTO 装置使用 1 kg/h。3)乙烯进料来自界区的乙烯在经过乙烯预加热器E-1008 加热到100，进入乙烯CO 脱除塔C-1006，之后经乙烯后冷却器E-1009 冷却到40，冷却后的乙烯进入乙烯干燥塔C-1012 进行干燥，后经乙烯过滤器Y-1002 过滤.过滤后的乙烯分成两股：一股经乙烯压缩机K-1003 增压至4.21 MPaG，经乙烯过滤器Y-1004 进入第一聚合反应系统；另外一股直接进入第二聚合反应器系统。 4) T2 进料外购的液态T2 用氮气保护从钢瓶中压到T2 进料罐C-1505。之后由T2 进料泵G-1503/G-1504/G-1507 升压至3.94 MPag 后送入反应系统。T2 系统里所有的放空气都送至T2 密封罐C-1502 中，经油洗后排空，废油由最终用户自行处理。由矿物油桶泵G-1514 和矿物油冲洗罐C-1512 组成的矿物油冲洗系统用于T2 系统维修前的冲洗。2.2.2.2 丙烯精制（Part 2）原料丙烯通过精制，脱除其中含有的轻组分，硫、砷、水、氧气、碳氧化物、氨气、醇类，酮类等使聚丙烯聚合催化剂中毒的杂质，达到专利商对丙烯聚合规格的要求。从界区来的液态丙烯首先进入游离水分离器C-2019 脱除游离水(游离水通过C-2019 定期排放)，之后进入丙烯脱气塔C-2019，C-2019 设有塔顶冷凝器E-2009 和塔釜再沸器E-2019，冷凝器的冷却水通过脱气塔冷凝器水泵G-2019/ G-2019（一开一备）部分循环使用。脱除的气体（包括脱除的轻组分杂质：氧气、一氧化碳、二氧化碳等）被送出界区外回收，塔底产品进入丙烯冷却器E-2019，然后依次进入丙烯一级干燥塔C-2023 或C-2024，丙烯脱硫塔C-2019，丙烯脱砷、磷塔C-2019。通过这些步骤分别脱除水、硫、砷等使催化剂中毒的杂质。最后进入丙烯二级干燥塔C-2019和C-2018，脱除其它极性杂质。精制后的丙烯通过丙烯进料泵G-2019 或G-2019 增压至4.2MPaG，经丙烯过滤器Y-2020 过滤后送入反应系统。精制塔中，丙烯一级干燥塔床层、脱硫塔床层和二级干燥塔床层需要用热氮气定期再生。热氮气由再生氮气电加热器E-2114 加热到精制床所需的再生温度。热氮气通过再生床层后，根据气体组成，直接送至火炬系统或者排放到大气。在丙烯精制的设计中，每个精制塔都设有一条倒空管线，其作用是将精制塔内的丙烯在催化剂再生前、或失效前、或其他操作/维修前送回至丙烯脱气塔。丙烯脱气塔也设置了一条到界区外的倒空线，允许因类似操作或维修原因引起的丙烯的倒空。2.2.2.3 第一反应系统（Part 4A）聚合反应在1#流化床反应器C-4001 中进行，反应压力为3.21 MPaG，反应温度约67 oC。催化剂和聚合单体连续送入1#反应器，在催化剂的作用下聚合单体丙烯或丙烯和乙烯聚合，粉状的聚合产物间断出料。气相反应物通过1#循环气压缩机K-4003和1#循环气冷却器E-4002 在1#反应器内实现连续循环。循环气使反应器床层流化，以获得良好的返混，同时向反应活性中心提供原料，并移走聚合反应放出的热量。树脂特性主要依靠催化剂的类型和循环气的成分进行控制。依靠先进控制对反应器内的反应进行瞬时预测，调整各变量来实现对树脂特性的闭路控制。树脂特性不会随产出速率而变化。1反应器为一台上部带有扩大段的立式容器，底部由裙座支撑，顶部扩大段用于沉降循环气中夹带的固体粉末。1循环气压缩机K-4003 为一台单级、定速的离心压缩机，带双机械密封。出口压力3.298 MPaG。循环气的流速由压缩机出口管线上的节流装置进行控制。压缩机维持生产所有产品最佳的表观气速。1循环气冷却器E-4002 为一个单程管壳式换热器，循环气走管程，冷却水走壳程。用一套泵送回水系统控制反应器的温度，这套系统通过1循环水泵G-4004 将1循环气冷却器排出的热水部分送回冷却水系统，另一部分与新鲜的冷却水混合。可通过一个喷头将蒸汽送入该冷却器的冷却水进口管线，使E-4002 在反应器开车时还可用作加热器。反应器压力通过改变丙烯进料速率进行控制。循环气中氢气、乙烯和丙烯的浓度通过在线循环气分析仪检测，必要时对流量进行自动控制，以保证需要的循环气组成。聚合反应催化剂为催化剂与矿物油的混合物,采用圆桶装,呈浆状。倾桶器S-4046设置在一个叉车尾部来处理和倾倒这些桶。为避免催化剂固体沉降，圆桶装的催化剂淤浆先在一个滚桶器S-4045 上滚动混合。通过催化剂卸桶泵G-4054 送入淤浆催化剂罐C-4040 和C-4047 中，罐内分别设有淤浆催化剂罐搅拌器Y-4041 和Y-4048，用于催化剂淤浆的混合。催化剂淤浆由催化剂淤浆进料泵G-4043 和G-4044 送入反应器。通过控制催化剂进料泵的速度来改变送入反应器的催化剂的量，从而控制产出速率。通过矿物油桶泵G-4055，可以用矿物油对催化剂系统进行冲洗。反应器备有给电子体添加系统。给电子体由添加剂桶泵G-4069 从桶装中卸料至添加剂进料罐C-4060 和 C-4062。并由添加剂进料泵G-4061，G-4063 和G-4065 送入反应循环气系统。反应器有两套产品下料系统，系统可交替运行、也可独立运行。各系统由一个产品下料罐和一个产品吹出罐组成,采用程序控制。聚合物从产品下料罐C-4101，C-4106，靠重力流入产品吹出罐C-4103，C-4108 中，在生产均聚物/无规共聚物时用气流将产品从吹出罐直接送入产品接收仓C-5013，在生产抗冲共聚物时用气流将产品从吹出罐直接送入传送罐C-4311,之后送入第二反应系统。当出现工艺异常情况时，聚合反应由杀死系统终止或减缓。杀死系统将数百倍理论剂量的一氧化碳注入反应器中。即使在一氧化碳混合不是完全均匀的情况下，过量的一氧化碳仍能保证聚合反应被彻底终止。杀死系统有2 个钢瓶（1 用1 备），内充13-15.2 MPag 的CO。当杀死系统被激活后，CO 通过管道和电动阀注入反应器。在电力故障、循环气流量无指示和大多数压缩机停车时，由1#循环气压缩机透平KT-4003 低速驱动循环气压缩机。当故障解除后，将一氧化碳从反应器吹入火炬，催化剂可重新激活，聚合反应可以快速的重新启动。为避免树脂进入仪表管口，使用来自丙烯汽化器E-4005的气相丙烯进行吹扫。2.2.2.4 第二反应器系统（Part 4B）生产抗冲产品时，均聚物树脂从1#反应器产品下料系统由高密相传输至传送罐过滤器Y-4312。传输气经过传送罐过滤器Y-4312 过滤后送入放空回收系统。树脂则在重力作用下沉积下来流入传送罐C-4311。当传输过程完成后，传送罐与传送罐过滤器隔离开，并从循环气压缩机出口接入循环气增压。均聚物树脂在重力的作用下并借助于压缩机和反应器之间的压差流入2#反应器C-4301。传送罐中剩余的气体则送至放空气回收系统回收。抗冲共聚物的聚合反应在2#反应器中进行，反应压力为2.1MPag，反应温度为70 oC。均聚物和包含在其中的催化剂从1#反应器排放系统间歇地送入2#反应器，其它反应物则连续进料，聚合产物间断出料。气相反应物通过2#循环气压缩机K-4303和2#循环气冷却器E-4302 在2#反应器内实现连续循环。循环气使反应器床层流化，以获得良好的返混，同时向反应活性中心提供原料，并移走聚合反应放出的热量。树脂特性主要依靠催化剂的类型和循环气的成分进行控制。依靠先进控制对反应器内的反应进行瞬时预测，调整各变量来实现对树脂特性的闭路控制。树脂特性不会随产出速率而变化。2反应器也是一台上部带有扩大段的立式容器，底部由裙座支撑，顶部扩大段用于沉降循环气中夹带的固体粉末。2循环气压缩机K-4303 为一台单级、定速的离心压缩机，带双机械密封。出口压力2.23 MPag。循环气的流速由进口导叶或压缩机入口管线上的节流装置进行控制，使压缩机维持生产所有产品最佳的表观气速。2循环气冷却器E-4302 为一个单程管壳式换热器，循环气走管程，冷却水走壳程。用一套泵送回水系统控制反应器的温度，这套系统通过2循环水泵G-4304 将2循环气冷却器排出的热水部分送回冷却水系统，另一部分与新鲜的冷却水混合。可通过一个喷头将蒸汽送入该冷却器的冷却水进口管线，使E-4302 在反应器开车时还可用作加热器。反应器有两套产品下料系统，系统可交替运行、也可独立运行。该系统由一个产品下料罐和一个产品吹出罐组成,程序控制。聚合物从产品下料罐（C-4401 和C-4406）靠重力流入产品吹出罐（C-4403 和C-4408）中，再用气流将产品从吹出罐直接送入产品接收仓。当出现工艺异常情况时，聚合反应由杀死系统终止或减缓。杀死系统将数百倍理论剂量的一氧化碳注入反应器中。在即使一氧化碳混合不是完全均匀的情况下，过量的一氧化碳仍能保证聚合反应被彻底终止。杀死系统有2 个钢瓶（1 用1 备），内充13-15.2 MPag 的CO，当杀死系统被激活后，CO 通过管道和电动阀注入反应器。2.2.2.5 树脂脱气（Part 5A）通过气流输送系统，树脂从产品下料系统被密相输送系统输送至产品接收仓C-5013。输送气主要为氮气，其中夹带大量的烃，这股输送气，连同反应器循环气的两股排放气，在产品接收仓的分离区里与树脂分离开来。通过产品接收仓过滤器Y-5014 滤出夹带的固体后进入放空气回收系统回收。产品接收仓C-5013 操作压力为0.02 MPaG，操作温度为60 oC。接收仓设计可维持一定操作高度，这样物料可靠重力流出，具有特定的但相对短的停留时间。氮气或来自放空气回收系统的轻组分循环排放气从底部进入产品接收仓，以吹扫残留于粉料树脂缝隙和溶解在树脂中的烃类。产品接收仓内最短的吹扫停留时间10 分钟。产品接收仓的可控容积，可容纳来自产品下料系统约3 到4 次的产品下料量。在可控容积之外，产品接收仓还有2 次的产品下料量的容积。在生产均聚物或无规共聚物时，一旦反应器中断工作超过24 小时，应排空产品接收仓，以防止树脂长时间停留后凝聚、结块。在生产抗冲共聚物的时候，一旦产品流动中断，产品接收仓必须在15 分钟之内排空。树脂从产品接收仓经过旋转喂料器S-5011 进入产品吹出仓C-5009。吹出仓设计具有特定的停留时间，物料可靠重力流出。同时在产品吹出仓底部通入混有蒸汽的氮气，以将树脂中残留的烃类尽可能吹出，并失活残余的催化剂。产品吹出仓顶部的放空气通过产品吹出仓过滤器Y-5010 过滤后送至EVA 装置焚烧。粉料树脂在产品吹出仓的停留时间至少1 小时。产品吹出仓容积的操作极限还包括额外1.5 小时的停留量。此外产品吹出仓还留有3 小时缓冲容积，在系统发生小故障期间，可用于树脂的短暂存储。在产品吹出仓内设有圆锥形内分布器，以保证树脂在出产品吹出仓前被充分吹扫。树脂从产品吹出仓底部排出后经过产品吹出仓旋转喂料器S-5015，靠重力流入挤压造粒系统。2.2.2.6 排放气回收（Part 5B）排放气回收系统用于从树脂脱气系统排放气流股中回收丙烯和乙烯。产品接收仓的排放气被分成三股。第一股氮气和第三股丙烷均被剔除，以防止这两股气体在反应系统中积聚；第二股富含丙烯则被循环回反应区域。压缩通过压缩，将低压排放气流股转化成高压流股，以便于冷凝丙烯/丙烷；同时也为自动制冷系统提供了一股循环冷剂。排放气经压缩机进口过滤器Y-5243 过滤后进入回收气缓冲罐C-5236 稳压，再经回收气冷却器E-5224 冷却后进入回收气压缩机K-5214。回收气压缩机K-5214 为三级立式电动往复压缩机。回收气压缩机一级入口的流股来自产品接收仓排放气（生产均聚物和无规共聚物时）和传送罐过滤器排放气（生产抗冲共聚物时）。二级级间进料由冷剂流股及一级出口气组成，三级进料由二级出口气、回收塔分气罐C-5257 和回收气塔C-5260 的排放气组成。三级出口压力控制在4.14 MPaG。压缩机的负荷由卸荷阀和一个第三级出口循环阀控制。在吸入压力高时压缩机加载，在吸入压力低时压缩机卸载。自动制冷自动制冷系统脱除富氮流股，同时回收丙烯。经过压缩机加压的放空气，首先进入压缩机后冷器/冷凝器E-5230，用冷却水将其中的丙烯和丙烷冷凝下来。液相分流至反应系统和精馏系统。冷凝器的气相在制冷换热器E-5231 中部分冷凝。在回收气分离器C-5204 中进行气液相的分离。回收气分离器中出来的液相分成冷剂和回收的丙烯。冷剂经过部分闪蒸后进入制冷换热器E-5231。冷剂从换热器中被完全蒸发出来，进入回收气压缩机K-5214 第二级入口。回收的液态丙烯在换热器中被加热后送至精馏系统。回收气分离器的气相在换热器中被加热后进入循环轻组分缓冲罐C-5229。循环轻组分缓冲罐自循环轻组分缓冲罐C-5229 将轻组分循环气送入反应和树脂脱气系统。该罐为反应系统所需的间歇输送气提供缓冲。如果可能，轻组分循环气还可以用作产品接收仓的吹扫气。不用的气体则被送至火炬。精馏精馏系统用于将丙烷从丙烯中分离出来，并把富含丙烷的流股送出界区。来自压缩机后冷器/冷凝器E-5230 和制冷换热器E-5231 的物料首先在回收塔分气罐C-5257中减压，分离出液相流股中的轻组分，以减少后续回收气塔C-5260 精馏的负荷。回收塔分气罐C-5257 出来的气相与回收气塔C-5260 的塔顶气混合，混合气返回至回收气压缩机K-5214 进行压缩循环。从回收塔分气罐C-5257 出来的液相进入回收气塔C-5260。C-5260 带有一个嵌入式回收气塔再沸器E-5268 和一个回收气塔部分冷凝器E-5261。使用回收塔冷凝器水泵G-5259/G-5260（一开一备） 为回收气塔冷凝器提供冷却水。塔操作压力约为2.17MPag。在生产均聚物/无规共聚物时，从塔中间塔板进料，且循环液相直接从冷凝器排出；当生产抗冲共聚物时，从顶部塔板进料，液相循环从进料板下数块板引出，这样有利于除去循环返回1#反应器中的乙烯。循环的液相从冷凝器排出，由回收丙烯泵G-5269 或G-5270 送入1#反应系统。注水泵G-5275将水注入塔底出料管线，中和痕量的助催化剂。富含丙烷流股经E-5290 冷却至40送出界区回收。2.2.2.7 PP 粉料及添加剂加入工段（PART 6）来自工艺系统的Part 5A 树脂脱气单元的PP 粉料分两路进入成套系统内。一部分PP 主粉料直接进入挤压机及料斗中。另一路是小部分PP 粉料作为母料和固态添加剂混合。这部分PP 粉料靠重力进入聚丙烯粉料发送罐S-6263，由氮气发送至夹套水冷却器E-6252，输送氮气经过冷却器顶部的袋式除尘器Y-6265 除去其中夹带的PP 粉料后返回产品吹出仓C-5009 循环使用。聚丙烯粉料发送罐S-6263 还可在需要时将聚丙烯粉料输送至C-5009 用于C-5009 内的粉料循环，或输送至反应器C-4001 作为种子。冷却后的PP 粉料靠重力进入具有称重功能的犁式混合器S-6250；固态添加剂以小袋装，通过挤压造粒楼电梯(电动、防爆) S-6219 提升至挤压造粒厂房楼上，由固体添加剂地秤S-6254 称量后，通过倒袋器Y-6260 或者固体添加剂卸桶器S-6264 进入固体添加剂罐D-6227，缓冲后进入犁式混合器S-6250 与PP 粉料充分混合。充分混合后的PP 粉料和添加剂由固体添加剂失重秤S-6251/S-6253 按比例精确计量后进入D-6211 加料料斗。去料斗的添加剂管线上设换向阀Y-6228/Y-6229 等，可在需要时将混合的添加剂排放至收集罐。过氧化物添加剂装贮存在容器内，由过氧化物添加剂卸桶泵G-6215 泵送至过氧化物添加剂罐D-6213，再由过氧化物添加剂泵G-6214 计量输送至喂料料斗及过滤器Y-6211。添加剂系统位于挤压造粒厂房2 层至7 层，其中2 层为气体和粉尘混合防爆区，3 层及以上位于室内，为粉尘防爆区。2.2.2.8 挤压造粒（PART 7）PP 主粉料、固体添加剂和过氧化物添加剂经喂料料斗Y-6211 进入双螺杆挤压造粒机工艺段Y-7001，PP 粉料和添加剂被充分混合、熔融后进入熔融齿轮泵Y-7004。挥发性气体由排气段进入火炬系统，熔体进入开车阀Y-7002 和换网器Y-7005，在线熔融指数仪Y-7003 实时检测熔体的熔融指数。其后，熔体被挤压后进入水下切粒机Y-7007，切下的颗粒靠循环流动的切粒水送入大块料去除器Y-7009 和离心干燥器Y-7010，在这里PP 颗粒被从水中分离出来，然后靠重力流输送至粒料分级筛Y-7013，将不合尺寸要求的细小颗粒和粗大颗粒分离出来并进入地面收集料斗。合格的颗粒进入PP 颗粒气流输送系统Y-8000 的缓冲料斗D-8001，来自离心干燥器Y-7010 的切粒水经切粒水过滤器回流至切粒水箱D-7008，靠切粒水循环泵G-7012 或G-7022，再次打入挤压造粒机的切粒水循环系统。在开车阶段，从离心干燥器Y-7010 出来的大块物料可根据需要，经换向阀直接排向地面的容器内。缓冲料斗D-8001 中的颗粒，经旋转阀S-8002，均匀进入气流输送管道；由气流输送系统Y-8000 输送至选定的掺混料仓。气流输送风机K-8003/K-8004 输出的压缩空气，经过K-8003/8004 出口冷却器E-8005 降温后，与颗粒形成两相流，将颗粒送入PART 80 产品贮存、均化单元的6 个掺混料仓D-8007/8008/8009/ 8010/8011/8012。挤压造粒系统主要设备位于挤压造粒厂房一层，为气体防爆区。2.2.2.9 风送及掺混（PART 80）由于挤压造粒机不可能保证每个瞬间与任意时刻所产生的同批颗粒产品在品质上绝对一样，为保证最终产品的相对统一性，从而在挤压造粒机和包装机之间设计了掺混工艺段。这个工艺段主要设备有6 个静态掺混仓和颗粒气流输送系统Y-8001。此气流输送系统将掺混仓下部出料口来的PP 颗粒再次风送至掺混仓上部进料口，使颗粒在料仓内经过掺混管进行静态掺混，掺混可以同一个料仓进行自掺混，也可以在不同的掺混仓间进行掺混。颗粒气流输送系统Y-8001 包括两条独立的气流输送管线，这两条管线可以同时工作。其中一条进行掺混、倒仓操作， 另一条的功能是将粒料从掺混料仓D-8007/8008/8009/8010/8011/8012 输送至PP 颗粒包装料仓D-8024 中，PP 粒料进入包装料仓之前进入淘析器Y-8023，由离心风机K-8030 为淘析器提供风能，除去其中的粉尘和拉丝料。掺混料仓D-8007/8008/8009/8010/8011/8012 底部还设有一旁路吹扫线系统，包括掺混料仓脱气风机K-8050/K-8051 和K-8050/8051 出口冷却器E-8408 等，用于在生产高裂解牌号时脱除料仓中的烃类气体。料仓顶部的排气管线汇总到袋式过滤器Y-8032 中，除去粉尘后，排放气经稀释风机K-8229 稀释后达到环保要求，排放至大气环境中。2.2.2.10 包装码垛（PART 85）聚丙烯包装料仓D-8024 中的颗粒物料利用重力作用进入全自动包装机组，共2条包装生产线。物料经称量充入编织袋包装袋中（25kg/袋），全自动包装机组具有自动上袋，充袋，折边和缝袋等功能。包装好的袋子通过金属检测器，重量复检器进行金检，复检。如果袋子中含有金属异物或重量超出允许范围，剔袋器将识别并将其剔出另行处理。通过的合格成品袋将在打印机上打印批号及日期等印记，通过整形机整形，然后送入全自动码垛机组进行码垛，码垛机码好的成品垛码为40 袋一托盘，每盘8 层，每层5 袋。叉式装卸车在码垛机的输出棍子输送机上将成品垛码取出并送往成品仓库贮存区按生产牌号、日期等顺序堆放。包装仓库储存量为6000 吨，为正常生产10 天的产量。成品通过汽车公路运输。第 15 页