聚丙烯工艺原理.docx

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1、聚丙烯装置是承受国内自行开发的间歇式液相本体法釜式聚丙烯生产工艺,即液相丙烯在催化剂、活化剂和其它助剂的作用下，用氢气作为分子量调整剂，在751，3.60.1MPa 的条件下反响 4.5 小时左右，生成聚丙烯粉料。工艺概述工艺原理概述 丙烯精制原理从气分分别出的粗丙烯中含有少量的水、氧、硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化碳、砷等杂质，它们能导致催化剂中毒，必需预先脱除。本装置承受固碱片碱脱二氧化碳、无机硫和大量水；锰剂脱氧；活性氧化铝和 3A0 分子筛脱微量水，R -11 脱一氧化碳化学吸附3和汽提塔脱一氧化碳物理分馏；R -12 脱砷。3脱二氧化碳2NaOHCO Na CO H O2232脱无机

2、硫2NaOHH SNa S2H O222脱氧2Mn3O Mn O22 3脱 COCuOCOCO Cu2脱 AsH AsZ OZ A H O2nn s2脱大量水NaOHnH ONaOH.H O22本装置承受汽提塔作为脱除CO 的主要手段是基于丙烯和一氧化碳的露点在一样操作条件下有极大的差异。在规定操作条件下丙烯混合气在冷凝过程中一氧化碳包括乙烷、一氧化 氮等轻组分由于不能液化而被分别，到达了精制的目的。本装置承受活性AL O 和 3A0 分子筛作为深度脱水剂是基于其选择吸附性质，其构造上形成的2 3微孔只能允许有效分子直径小于或等于其孔径的分子具有极性更佳进入从而被吸附。具有极性的水分子能进入被

3、吸附，丙烯分子直径由于大于微孔孔径不能通过，只能从晶体四周的缝隙中通过，实现丙烯的精制。随着丙烯处理量的增加，吸附剂中吸附的水量将逐步增大，当接近其饱和吸附量时，应将其再生，马上有效分子直径小于或等于吸附剂微孔孔径的氮气分子加热后经过吸附剂床层，进入晶体内部，将能量传递给水分子，抑制其外表张力而逸出。其它吸附剂如R -11、R -12、Mn 剂均属于化学吸附到达丙烯精制的目的，其化学反响过程均33能逆转，也就是当其吸附量到达饱和时能通过再生将吸附剂解吸，这其中 R -11、R -12 是通33过含氧热氮使Cu、Zn 氧化，Mn 剂是通过加氢热氮使Mn O 再生。2 3聚合反响机理依据丙烯聚合反

4、响动力学，其聚合过程可分为链引发，链增长，链转移和链终止。3.1.2.1 链引发CatRCH CHCatCH CHR22CHCH333.1.2.2 链增长2Q/JSH J0401482023CatCH CHRnCH CHCatCH CH CH CH R2222nCHCHCHCH33333.1.2.3 链转移3.1.2.3.1 向单体转移CatCH CHCH CH RCH CHCatCH CH CH CCH CH R22n22222nCHCHCH333CHCHCH3333.1.2.3.2 向氢气转移CatCH CH CH CH RH CatHCH CH CH CH R22n232nCHCH33C

5、HCH333.1.2.3.3 向烷基铝转移CatCHCH CH RC H AlCatC H AlCH CHCH CH R2n2 532 5222nCH CH33CHCH333.1.2.4 链终止CatCH CH CH CH RCatHCH C CH CH R22n22nCHCH33CHCH333.2 工艺流程简述3.2.1 精制过程液相丙烯自液化气罐区送到预精制罐由丙烯原料泵输送，经固碱塔循环精制，脱除大量的水，CO2，无机硫，粗脱合格后的丙烯进入汽提塔缓冲罐，汽提后丙烯经出口冷却器进入精制塔深度脱水，脱氧，脱砷后进入精丙烯贮罐，为聚合投料作预备。3.2.2 聚合过程精丙烯分四次经聚合釜投料第

6、一步：氢气自氢气缓冲瓶，承受差压法定量参与聚合釜，并投丙烯。 其次步：将第三组分DDS定量参与催化剂料斗，用丙烯冲入聚合釜。第三步：用精氮将活化剂计量罐中活化剂定量参与活化剂料斗用丙烯冲入聚合釜；第四步：在精氮保护下将定量催化剂参与催化剂料斗，用丙烯冲入聚合釜。投料完毕，进到聚合升温、恒温过程，到达生产目的。投料完毕，自动通蒸汽进热水槽保证温度恒定在 80，用热水泵将热水送至聚合釜夹套升温，热水回热水槽循环使用，釜温在3050 分钟内由平缓地从常温升至 70，当水温到达65时，将热水自动状态下逐步关闭切换成循环冷却水自动调整循环冷水阀开度，撤去聚合反响放出的热量，把握反响热，平稳地将聚合釜内温

7、度升至751，压力恒定在3.50.1MPa，反响完毕4.5h开启回收系统，将未反响的气相丙烯经冷凝器冷凝成液相后回收到重复使用。回收完毕后，釜内留余压1.2 MPa1.7MPa，分三次将釜内物料喷入净化合格的闪蒸罐，闪蒸气全进入气柜，闪蒸罐内用氮气置换，置换气放空，反复置换六次至闪罐内丙烯含量小 于 1.5%体积分数后包装出料。聚合 UCS 水系统是保证聚合正常进展的手段，UCS 系统包括冷、热循环冷水进夹套及相互切换的过程，通过 PMK 自动把握，主要为循环冷水由水场泵统一供给，循环热水由热水槽泵统一供给，各个聚合釜具有单独的冷，热水调整阀和切换三通，主要过程如下：聚合升温时， 热水调整阀翻

8、开，冷水调整阀关闭，夹套出口三通转向热水槽，聚合撤热时，热水调整阀关， 冷水调整阀开，夹套出口三通转向水场；当全部聚合釜均不用热水时，热水槽自循环调整阀 开，热水槽打循环，当热水槽液位超高，翻开冷热循环水连通调整阀，将热水送入循环冷水 回水线，从而避开热水槽跑水，全部这些操作均能在聚合通过PMK 把握。精制汽提塔作为把握丙烯质量的主要手段是装置生产中极其主要的一局部，其根本流程如 下：丙烯由汽提缓冲罐经丙烯泵以确定流量送入汽提塔，冷丙烯经重沸器由蒸汽进展加热 加热到 5055，由顶部进入塔顶冷却器冷却后进入回流罐，丙烯泵再将丙烯打入合格丙烯经塔底冷却器进入精制塔。通过液位把握也可通过压力把握来

9、定期排放不凝气。3.2.3 尾气回收利用过程低压负压回收的丙烯尾气，经气柜进压缩机一级入口，一级出口气体经分液罐分液后进压缩机二级入口；二级出口的丙烯气经润滑油分别器分液，进入尾气冷凝器冷却成液相，送到回收丙烯贮罐退回罐区。膜分别措施是本装置对聚合尾气回收利用的重要保证，其根本原理是承受“反向“先择性高分子复合膜，在确定的渗透推动作用下，依据不同气体分子在膜中被优先吸附渗透，从而到达分别的目的。根本流程如下：压缩后液相丙烯进入膜分别入口，膜分别渗透气尾气进入系统管网，在分别出大量不凝气主要为氮气后，输送到预分别装置。装置主要设计指标原材料指标原料丙烯纯度，%(质量分数)98.0含水，%(质量分

10、数)0.05含硫，%(质量分数)0.0005含氧，%(体积分数)0.0005含 CO，%(体积分数)0.0001含 NO，%(体积分数)0.0005含 CO ，%(体积分数)20.0005含炔烃，%(体积分数)0.0005含双炔烃，%(体积分数)0.0005含乙烷，%(体积分数)0.02含砷，%(体积分数)精制丙烯0.00005纯度，%(质量分数)98.0含水，%(质量分数)0.05含硫，%(质量分数)0.0002含氧，%(体积分数)0.0001含 CO，%(体积分数)0.00001含 NO，%(体积分数)0.00001含砷，% (体积分数)3010-10含 COS，%(体积分数)3010-1

11、0辅料指标 高效催化剂钛含量，%质量分数24定向力气，%97活性，kgpp/gcat30表观密度，g/cm30.40活化剂 Al(Et)3纯度，%97密度，g/cm30.8324凝固点，-46第三组分名称：二苯基二甲氧基硅烷DDS外观无色或微黄色液体含量，%97密度，g/cm31.0701.080氢气纯度，%99.8含水，mL/m310含氧，mL/m35粗氮纯度，%体积分数98含氧，% 油分露点， 压缩空气含油量，mg/kg2无-40 以下15露点， 含尘量产品质量指标执行标准：Q/SHC 0011998低于环境温度 510 滤去 20m 以上尘粒等规度，%熔融指数，g/10min 灰份，%9

12、4按作业打算把握0.035氯含量，%0.01挥发份，%0.2表观密度，g/cm30.38拉伸屈服强度，MPa主要工艺操作指标31.5精制岗位CO 汽提塔系统进料丙烯指标CO，%体积分数0.001NO，%体积分数0.005出口丙烯指标CO，%体积分数0.00001NO，%体积分数0.000017聚合岗位反响温度，反响压力，MPa升温时间，h 闪蒸压力，MPa71793.33.70.50.80.4真空度，MPa-0.06置换标准：丙烯含量，%体积分数1.5净化氧含量，%2.0动力指标颖水压力，MPa0.4蒸气压力，MPa0.7净化风压力，MPa0.4非净化风压力，MPa0.4氮气压力，MPa0.5

13、粉料包装每袋净重，kg 环保指标噪音， DbA25.085含油污水含油量，mg/L 含油污水PH 值含油污水排放量，t/h506102.0开工投 4.3m3 丙烯入聚合釜，活化剂定量参与容用丙烯充入釜中。夹套通热水，将聚合釜升温至(751)、(3.50.1) MPa 或3.40.1 MPa表压，恒温 2h 后回收，再升温回收。回收彻底后，用釜内余压 1.0MPa，喷至闪蒸釜，排入气柜，闪蒸釜氮气置换合格后将余料从出料口放出。投料开搅拌：按聚合釜操作程序启动搅拌。加氢：先开聚合釜上加氢线上阀，用缓冲瓶出口阀把握加氢至规定压降，再关釜上加氢阀。投丙烯：同时开活化剂料斗上阀，投3m3 丙烯入聚合釜。

14、完毕关活化剂料斗上阀，静置 3min，待液相丙烯进釜后，关活化剂料斗下阀，并将活化剂料斗压力泄管网。投第三组分：拆催化剂料斗丝堵，用丙烯反吹两次，确保畅通，参与定量第三组分，上紧丝堵。先开催化剂料斗丙烯进料阀，再同时开下阀，用丙烯冲第三组分入釜。完毕，关进料上阀，静置 1 分钟，待液相丙烯全部进釜后，关催化剂料斗下阀，泄余压入管网。投活化剂：活化剂计量罐充精氮0.10.2MPa表压，翻开活化剂料斗活化剂进料阀，用活化剂计量罐出口阀把握压送定量活化剂入料斗，关料斗活化剂进料阀。同时开活化 剂料斗丙烯进料阀和料斗下阀，用3m3 丙烯冲活化剂入聚合釜。完毕，关丙烯进料阀，静置3min，待液相丙烯全部

15、进釜后，再关下阀并泄余压入管网。投催化剂：拆催化剂料斗丝堵，开精氮入口阀，保持料斗内微正压。CHUN 斜分装瓶于其口上，快速拔下瓶塞，将瓶内催化剂全部参与料斗中，关精氮阀，上紧丝堵，先开催化剂料斗丙烯进料阀，再同时翻开料斗下阀，用1m3 丙烯冲催化剂入聚合釜。完毕，关丙烯进料阀，静置 1min，待液相丙烯全部进釜后，再关下阀并泄余压入管网。聚合升温开热水槽蒸汽阀，把握热水槽温度7580。关冷水调整阀确认回水三通转向回热水槽开热水调整阀，调整热水量手动调整亦可，把握升温时间：3050min。前1520min 是给热水升温，夹套出口水温达70非固定值时关热水调整阀， 靠反响热自行升温，当釜温达 6

16、3非固定值时开冷水调整阀以把握升温升压速度，釜温达 70时计反响时间。恒温把握调整循环水量，把握釜温751，釜压(3.50.1) MPa。当压力超高精准的讲是指压力增长速度较快时，开循环水副线把握，假设无法把握，则实行紧急回收或放空把握。反响终点推断依据以下 3 点，综合推断反响终点： a釜温不变而釜压下降或釜温上升而釜压不变。b搅拌电流明显增大，约5060A。 c反响时间 4.5h。回收反响到达终点，联系精制岗位回收丙烯，开釜上丙烯回收阀，把握回收阀后压力1.7 1.9MPa表压，回收时间1525min，当釜压降至1.21.7MPa 时，关釜上回收阀。回收过程中，调整循环水把握阀，把握釜中部

17、温度为4055。关回收阀后 2min 内，釜内压力上涨不超过 0.2MPa，搅拌电流大于 60A，表示回收完全。拆催化剂料斗丝堵，用釜内气相丙烯反吹23 次，通知闪蒸岗位喷料。喷料完毕，加大循环水量给聚合釜降温，预备下一釜生产。喷料喷料前先联系精制岗位，以防气柜“冒罐”。按闪蒸罐操作程序启动搅拌。开喷料下阀，关喷料管上管网阀，再开喷料上阀，将带有丙烯的聚丙烯粉料喷入闪蒸罐。闪蒸罐压力升至0.3MPa表压时，关喷料上阀，缓慢开闪蒸罐至容阀，以防静电产 生及粉料带入管线和气柜，泄至常压。如此反复34次，至聚合釜压力降为0.3MPa表压， 完毕喷料，关喷料上阀，下阀，开喷料管上管网阀。闪蒸按真空泵操作程序启动泵。开闪蒸罐至泵-4阀，至闪蒸罐真空度达-0.015MPa，后续抽10分钟关闭。闪蒸尾气排容。置换给蒸釜充氮气0.10.2MPa后关氮气阀，放空闪蒸釜内气体，VOC状态下，开闪蒸至泵阀门，至真空度达-0.O15MPa，后续抽5min关闭，如此反复36次，通知化验采样分析釜内气体，当可燃气含量1.5体积分数时，置换完毕。开闪蒸釜出料气动阀，通知包装岗位出料和化验采样，用少许氮气保护出料。出料完毕，停搅拌，停注油泵，关出料阀充氮0.1MPa保压。