聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)規(guī)程（完整版）

1、聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)規(guī)程1.1 裝置概況1.1.1 裝置簡介寧夏石化公司10萬噸/年聚丙烯裝置采用意大利Basell公司的Spheripol- n代聚丙烯工藝技術(shù)，設計生產(chǎn)能力為 10 萬噸 / 年聚丙烯，年操作時間 8000 小時，可生產(chǎn)均聚物 37 個牌號。該項目的技術(shù)由中國寰球工程公司提供，操作彈性60%-110%。1.1.1.1 工藝特點本裝置采用國產(chǎn)化雙環(huán)管工藝技術(shù)，向BASEL!購買專利許可。它與單環(huán)管工藝 技術(shù)相比較，有了較大的改進與提高。 該工藝采用第四代催化劑體系， 通過應用雙環(huán)管結(jié)構(gòu)的聚合反 應器，可生產(chǎn)一些新牌號的產(chǎn)品。 提高預聚合和聚合反應器的設計壓 力等級， 使新牌號的

2、產(chǎn) 品性能更好， 老牌號的產(chǎn)品性能得以改進， 也更利于對聚合物 形態(tài)、等規(guī)度和分子量的控 制。（ 1 ）催 化劑ZN-GF2A：適用于生產(chǎn)均聚、無規(guī)共聚產(chǎn)品ZN-M1：適用于生產(chǎn)均聚物、無規(guī)共聚物和三元共聚物 特殊催化劑： 適用于高剛性均聚產(chǎn)品國產(chǎn)N型、CS-1型、CS-2型催化劑（2）雙環(huán)管工藝特點使用第四代催化劑體系， 可生產(chǎn)雙峰聚丙烯和高剛性、 高結(jié)晶性、 高凈度的產(chǎn)品 。 提高預聚合和聚合反應的壓力等級， 可以使環(huán)管反應器中的氫氣含量增高， 擴大了 MFR勺范圍，提高了產(chǎn)品強度，改善產(chǎn)品性能。以雙環(huán)管反應器構(gòu)型為基礎(chǔ)， 可以生產(chǎn)寬分子量分布的 “雙峰” 產(chǎn)品。 也可以生產(chǎn) 窄分子量分布

3、的產(chǎn)品，利用環(huán)管反應器和液相本體聚合，可使傳熱控制得更好，反應更均 勻。如果將來使用茂金屬催化劑，也不需要對現(xiàn)有裝置做重大改造。停留時間減少，更好地利用了反應體積。 改進了聚合物的高壓和低壓脫氣、 汽蒸、干燥系統(tǒng)和事故排放單元； 提高了效率和 操作靈活性。環(huán)管反應器結(jié)構(gòu)簡單， 材質(zhì)可用低溫碳鋼。 帶夾套的反應器直腿部分可作為反應器框架的支柱，降低了投資。采用冷卻夾套撤出反應熱，單位體積的傳熱面積大，環(huán)管反應器2的總體傳熱系數(shù)高達 1600w/m?C。環(huán)管反應器內(nèi)的聚合物漿液用軸流泵高速循環(huán)，流體流 速達7m/s，使聚合物漿液混合均勻，催化劑體系分布均勻，聚合反應條件容易控制而且可 以控制得很精

4、確，產(chǎn)品質(zhì)量均一，不容易產(chǎn)生熱點，不容易粘壁，軸流泵的能耗較低。采用DCS SIS、PLC控制系統(tǒng)，設置有可燃氣體、火焰探測設施，生產(chǎn)安全可靠。1.1.1.2 生產(chǎn)能力、產(chǎn)品方案和操作彈性（1 ）設計能力和操作時間聚合生產(chǎn)能力：10萬噸/年聚丙烯 按均聚物 MFR 0.7g/10min考慮反應器臺數(shù)：3臺（1臺預聚合反應器，2臺串聯(lián)的環(huán)管反應器。）年操作時間： 8000 小時產(chǎn)量：12.5t/h 擠壓造粒：一條生產(chǎn)線設計能力：12.5t/h 0.2W MFRC 0.4 設計能力： 14t/h 0.4MFR 1 包裝碼垛 包裝和碼垛能力： 包裝和碼垛線：每周操作：每班：產(chǎn)品形狀：2）產(chǎn)品方案產(chǎn)品

5、類型：產(chǎn)品牌號： 其中：擠出熱成型： 注塑成型： 13BOPP 膜： 5流延膜和管式膜： 2纖維： 113）催化劑（MFR 在230 C和21.6 N 條件下）（MFR 在230 C和21.6 N 條件下）（MFR 在230 C和21.6 N 條件下）1000袋/小時線，每袋25kg2 線7 天8 小時 （包裝時間 ），每天： 2 班粒料丙烯均聚物共37 個（其中包括 3 個高剛性）6主催化劑（固體）： ZN-GF2A ：適用于生產(chǎn)均聚、無規(guī)共聚產(chǎn)品ZN-MI ( Basell，進口)：適用于生產(chǎn)均聚物、無規(guī)共聚物和三元共聚物N或DJD、CS、系列(國產(chǎn))特殊催化劑：適用于高剛性均聚產(chǎn)品助催化

6、劑 1 ：給電子體( Donor C )給電子體( Donor D )(用于高剛性產(chǎn)品)助催化劑 2：三乙基鋁( TEAL )( 4)裝置操作彈性從單體凈化單元到干燥單元的操作彈性范圍： 60-110%反應器操作壓力：3.4MPa(g)、4.5MPa(g)兩種工況1.1.2 工藝原理1954 年意大利 Natta 教授在德國 Ziegler 教授研究的基礎(chǔ)上用改進的 Z-N 催化劑成功合 成高等規(guī)度聚丙烯產(chǎn)品。1957 年 Montecatini 公司在意大利 Ferrara 建成世界上第一套聚丙烯生產(chǎn)裝置，使得聚 丙烯實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。該裝置采用 Mopen 間歇漿液法生產(chǎn)工藝 ，生產(chǎn)能力為

7、6kt/a 。采用 常規(guī)催化劑( TiCl3-AlEt2Cl )，活性 、立體選擇性較低，等規(guī)度只有90%左右，需要脫灰、脫無規(guī)物。丙烯聚合機理非常復雜， 目前沒有完全弄清楚， 普遍認為丙烯聚合屬于配位陰離子聚合 范疇，一般大致劃分為四個基本階段 ： 活化反應，形成活性中心；鏈引發(fā)；鏈增長及鏈終 止。丙烯聚合反應速率：RP=KpC*MRP 為反應速率； Kp 為聚合反應速率常數(shù)； C* 為活性中心濃度； M 為丙烯單 體濃度。 RP 與 Kp 、 C* 、 M 成正比。 RP 隨時間變化 ，先增加后衰減，最終達到穩(wěn)態(tài)。第一代丙烯定向聚合的Z-N催化劑由主催化劑 告TiCI3(含有0.33的Al

8、Cl3 )助催化劑 AlEt2Cl 或 AlEt3 組成，催化劑活性及產(chǎn)品等規(guī)度較低 ， 聚合產(chǎn)品需要脫灰及脫無規(guī)物， 聚合工藝后處理流程較長。七十年代初在第一代催化劑的基礎(chǔ)上引入給電子體(路易斯堿)，成功開發(fā)了第二代催化劑。雖然催化劑的活性得到了大幅度的提高， 但是此類催化劑中大部分的鈦鹽仍然是非活 性的， 它們會以殘渣的形式殘留在聚合物中， 因此仍需要脫灰及脫無規(guī)物， 故采用此類催化 劑的聚合工藝仍需要有后處理系統(tǒng)。在我國與此催化劑類型相同的催化劑稱之為絡合催化 劑。六十年代開始研究將鈦化合物載負在高比表面的載體上以提高催化劑效率的方法，研究發(fā)現(xiàn)載體氯化鎂的活化是一個關(guān)鍵， 必須采用經(jīng)過活

9、化的活性氯化鎂作為載體才有可能獲得 高活性的催化劑； 加入適當?shù)慕o電子體化合物可以提高催化劑的定向能力。這個催化劑體系可以簡單地表示為:MgCI2 TiCI4 PhC00Et-AIEt3 CH3PhC00Et七十年代末，Montedision和三井油化分別將此體系的催化劑用于工業(yè)生產(chǎn)，該催化劑就是第三代催化劑，也是第一種載體催化劑。 我國第三代催化劑的研究是從七十年代末開始 的，先后進行了研磨法催化劑和研磨浸漬法催化劑的開發(fā)研究工作。采用鄰苯二酸酯作為內(nèi)給電子體，用烷氧基硅烷(或硅烷)為外給電子體的催化體系，提高了催化劑活性和立構(gòu)規(guī)整度。通過控制催化劑的構(gòu)造來控制聚合物的分子結(jié)構(gòu)，具有高活性，

10、高定位能力，實現(xiàn)了聚合物分子量分布和顆粒分布及顆粒形態(tài)的可控，使得聚丙烯的平均粒徑達到1-5mm ,粒徑分布窄，顆粒呈球形，可省去造粒。使得聚丙烯生產(chǎn)工藝和設備簡化，極大地促進了聚丙烯生產(chǎn)工藝的革新和發(fā)展。催化劑可表示為：MgCl2 TiCI4 Ph(COOiBu)2-AIEt3 Ph2Si(OMe)2現(xiàn)在許多聚丙烯工生產(chǎn)裝置正在使用的就是這種催化劑。我國從八十年代初開始，開發(fā)出了多個聚丙烯第四代催化劑，如中石化的N催化劑和中科院化學所的CS系列催化劑等。根據(jù)催化劑的生成反應及其動力學推測，TiCI 3和烷基鋁化合物在聚合過程中參與構(gòu)成活性中心。試驗表明在 TiCI 3中加少量烷基鋁就有聚合活

11、性，不加則無聚合活性，在Ti和AI之間以橋的形式連接起來的烷基，便是活性場。如下圖所示：CH3ICICH21C2H5/Ti/ /AICl/CH2 / C2H5三乙基鋁的主要作用是與主催化劑絡合反應形成Ti- C鏈，以Cat +R 表示上述TiCIAl ( C2H5)3絡合催化劑。絡合催化劑是非均相的，丙烯單體是插入Ti+- C 鍵之間進行反應的，而且增長鏈是陰離子，其反應式如下：+ - +Cat R+NCH=CH 2 Cat CH 2 CH - CH2 CH柿 C2H5I丨ICH3CH3CH3鏈引發(fā)Cat+ R-+CH2=CH - Cat+ -CH2 CH RCH3CH 3鏈增長+ - + -

12、Cat CH2 CH CH R+nCH2=CH - Cat CH2 CH (CH2 CH ) n RCH3CH 3CH3CH3鏈終止1) 自動終止：(單分子鏈終止)+ - + -Cat CH2 CH H2 CHnR Cat H+CH 2 C (CH2 CH ) nRCH3CH3CH 3CH32) 單體轉(zhuǎn)移：與單體作用發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移使鏈終止。Cat+-CH 2CH ( CH 2 CHnR+CH 2=CH CH 3CH3CH3+ -Cat CH 2 CH 2 CH 3+CH 2=C 十 CH 2 CH )一nRCH3 CH 33) 向H2轉(zhuǎn)移：聚合過程中，常用氫氣來調(diào)節(jié)分子量，其反應是與H2發(fā) 生鏈轉(zhuǎn)

13、移而使鏈終止。+ +Cat CH2 CH 一( CH2 CH)nR+H2? Cat H+CH 3 CH -(CH2 CH ) nRCH3CH 3CH3CH34) 向烷基鋁轉(zhuǎn)移：與烷基鋁作用而使鏈終止。Cat+ CH 2 CH ( CH 2 CH ) nR+AlR 3? Cat+ G+R2AI CH 2 CH (CH 2 Ch )n RCH3CH3CH3CH31.1.3工藝流程說明再生1.1.3.1 100單元(催化劑儲存、制備和計量)(1) 三乙基鋁(TEAL)儲存和計量三乙基鋁(TEAL)做為高效催化劑的助催化劑，存放于惰性氣體密封的分裝罐中，分裝 罐體積約為1m3。通過N2氣將三乙基鋁從分

14、裝罐壓送至三乙基鋁儲罐D(zhuǎn)111 。TEAL分裝罐、TEAL儲罐D(zhuǎn)111、TEAL計量罐D(zhuǎn)101和TEAL計量泵 P101A/B被安置 在鋼筋混凝土防爆間內(nèi)。由于分裝罐與工藝管線的連接是手動操作的， 所以配置火警檢測報警聯(lián)鎖， 一旦 TEAL 發(fā)生泄漏，立即切斷出料。N2氣和TEAL輸送線及TEAL分裝罐的連接是唯一需手動在混凝土防爆間內(nèi)完成的。所有加壓N2氣管線、N2封管線和TEAL輸送線上的閥門必須安裝于防爆間外，并由安裝于室外的就地控制盤氣動控制。通過N2氣加壓，將 TEAL由儲罐D(zhuǎn)111輸送至計量罐 D101中，再由計量泵 P101A/B 將 TEAL 送入聚合反應系統(tǒng)。泵出口線上設有質(zhì)

15、量流量計，通過調(diào)節(jié)泵的沖程來計量和控 制TEAL流量。在泵的入口，安裝有一過濾器F101，阻止粒徑大于 10艸 的固體顆粒進入泵內(nèi)損壞設備。泵是否輸送TEAL也可通過LI1151核查（LI1151通過HV1102獨立于D101，在一定時 間范圍內(nèi) LI1151 液位的下降，可指示出泵是否運行正常 ）。D101 N2封管線接到裝有白油的密封罐D(zhuǎn)103上。D103的作用是充填操作中，在N2排放大氣前，對排放N2進行油洗過濾除去其中的微量TEAL oD103設有低液位報警 LAL1105、高液位報警LAH1106和就地液位指示 LI1153。打開FV1113向D103中注入白油，通過流 量累加器FQ

16、IS1113進行控制，當達到控制設定值時關(guān)閉FV1113，停止輸送白油。所有TEAL單元的N2封放空線通過安全密封罐Z103連接到D103, Z103用于收集攜帶的TEAL液體。Z103通過底部常關(guān)閥 HV1108和頂部平衡管線與 D103連接。如果Z103中 的液位高，液位開關(guān) LAH1104動作停止TEAL向D101輸送（LAH1104觸發(fā)SIS104,控制 關(guān)閉 HV1005、HV1109A/B），液體通過 HS1108 打開 HV1108 排入 D103 中。打開或關(guān)閉 PCV1001、PCV1104、PCV1105能夠確保TEAL系統(tǒng)處于 N2封狀態(tài)。泵、輸送線、儀表進行拆卸前，必須

17、先用沖洗油進行洗滌。通過P606A/B，白油從中心油罐 D611 送入 D101 的底部管線、 F101 的進出口、 P101 的入口， FT1102、 D103 以及 TEAL 儲罐卸料連接線。被 TEAL污染的沖洗油收集到廢油罐D(zhuǎn)102中，然后利用P102送入廢油處理罐D(zhuǎn)607處理。注意：純TEAL或高濃度TEAL在接觸到空氣時燃燒，而接觸到水時發(fā) 生爆炸 （伴隨響亮爆炸聲的燃燒 ）oTEAL 的儲存和處理設施都是以有害物質(zhì)基本脫除干凈為前提的，但由于潛在危險的存在，所有操作必須嚴格執(zhí)行操作規(guī)程和安全操作規(guī)范。TEAL處理設施中的所有容器、儲罐以及管線必須處于氮氣保護下，日常操作時禁止空氣

18、進入。沖洗油系統(tǒng)和氮氣吹掃系統(tǒng)可使泵、輸送管線和儀表在拆開時，不至于把TEAL暴露于空氣中，發(fā)生危險。操作人員在拆卸 TEAL 系統(tǒng)的設備及管線時，應穿戴特制防火金屬套裝，佩戴安全帽、防護面罩、手套、靴子、長褲和夾克 （防火材料制成）。如果TEAL暴露于空氣中，并發(fā)生著 火時，切記不可用水進行撲滅（TEAL與水劇烈反應，發(fā)生爆炸）,可用干粉滅火劑進行撲滅。此處串級控制可采用下列任一方式：1）、通過 HIC1113 設置 CAT/TEAL 的比例， 采用 CAT 流量控制器 FIC1503 進行串級控 制。2) 、通過 HIC1114 設置 TEAL/ C 3=，采用丙烯流量控制器 FIC200

19、3 進行串級控制。( 2) DONOR 儲存和計量DONOR 作為等規(guī)度調(diào)節(jié)劑與高效催化劑配合使用。 缺乏 DONOR 時， 聚合反應將產(chǎn)生 大量的無規(guī)聚合物，與等規(guī)聚合物不同，無規(guī)聚合物十分粘稠(類似橡膠 )，產(chǎn)生許多生產(chǎn)問題，并且很難處理。最終產(chǎn)品中一定量的無規(guī)成分可防止脆性， 提高抗沖擊強度， 所以對于均聚和無規(guī)共聚 的生產(chǎn)，通常保持 24%的無規(guī)成分。最終產(chǎn)品等規(guī)度通?？刂圃?698%。DONOR 做為一種純化學物質(zhì)，裝載于 200L 的桶中。通過 P103， DONOR 被注入儲罐 D110A/B/C，D110有三個相同體積的罐， 其中一個儲存被油稀釋的 DONOR，其余的儲存純 D

20、ONOR。D110A/B/C的液位通常保持在 4080%，若D110液位低于40%時，需再次注入， 此時，關(guān)閉D110底部閥門，隔離P104進口，預接觸罐D(zhuǎn)201的DONOR由LI1252 (LI1254 或LI1256 )中存留的DONOR提供。D110 上裝有液位低報( LAL1201 、 LAL1203 、 LAL1205 )和現(xiàn)場液位指示( LI1251 、 LI1253、LI1255 )。D110 通過 FIC1202、FIC1204、FIC1206 進行 N2 封, N2 封排放線出口連 接在油封保護罐 D114上。通過P104A/B，DONOR注入D201。泵出口線上設有質(zhì)量流量

21、計，通過FIC1201調(diào)節(jié)泵的沖程控制 DONOR 流量。此處串級控制可采用下列任一方式：1) 通過HIC1204設置CAT/DONOR的比例，采用CAT流量控制器FIC1503進行串級控制。2) 通過HIC1203設置C3=/DONOR，采用丙烯流量控制器 FIC2003進行串級控制。實 際上，是通過 TEAL/DONOR 比率設定，然后由 DCS 反映到 C3=/DONOR 。DONOR 濃度通過 HIC1201 設定。過濾器F104A/B/C安裝于泵入口管線上，防止粒徑超過10m的固體進入泵內(nèi)損壞設備。關(guān)閉D110去P104的出口手閥，通過現(xiàn)場液位指示LI1252、LI1254、LI12

22、56，可對流量計 FIC1201 進行檢測。利用泵運行時，液位降低進行確認。同樣操作也可在控制室內(nèi)通 過 LI1202、LI1204、LI1206 顯示來完成。整個回路 (設備和管線 )提供熱水伴熱，以降低粘度，改善DONOR 的流動性。部分牌號產(chǎn)品需要少量 DONOR時，可將DONOR用油稀釋，所用油來自D105B，通過P105B送至D110o三個儲罐內(nèi)DONOR的濃度可由生產(chǎn)需要保持一定靈活性。通常 DONOR 是一種透明的，比重接近于水的液體，必須儲存在陰冷處，避免太陽直 射。它與水反應生成甲醇。DONOR起火不可用水進行撲滅，可用干粉、CO2泡沫滅火器。在對 DONOR進行操作時，必須

23、佩帶護目鏡和手套。若 DONOR 接觸到皮膚時，應用大量水徹底清洗。( 3)催化劑的準備和計量裝置所用催化劑是以 MgCl2為載體的Ti系催化劑。由于聚合反應中注入的催化劑量十分少， 且催化劑的外形是球狀， 所以設計適當?shù)倪M料 系統(tǒng)是關(guān)鍵。催化劑顆粒懸浮于熱的油、脂混合液中，然后懸浮液在催化劑分散罐D(zhuǎn)106中冷卻。以這種方式，微晶球狀的催化劑以一定濃度的淤漿狀存貯，最后送入工藝區(qū)。桶裝形式的脂在脂融化器 E102中加熱，然后通過 P105A注入D105A中。脂在D105A 中保持加熱熔融，溫度由TIC1301調(diào)節(jié)夾套及伴熱管線的蒸汽量控制在100120C。在A105A攪拌下，N2氣通過氮氣分布

24、器 Z105A將D105A中脂液附著的水和氧排出，排放管 線出口與油封保護罐 D114連接。當液位降至 30%時，D105A需再次充裝。從D611出來的油經(jīng) P606A/B通過HV1303 (HS1303)注入到 D105B中。當D105B液 位達到LI1301報警值時，HV1303自動關(guān)閉，停止進料。溫度由 TIC1302調(diào)節(jié)夾套蒸汽量 控制在100120Co在A105B攪拌下，N2氣通過氮氣分布器 Z105B將D105B中油附著的 水和氧排出，排放管線出口與油封保護罐D(zhuǎn)114連接。當液位降至30%時，D105B需再次充裝。注意：由于催化劑對水和氧十分敏感，所以在油和脂的準備過程中必須除去水

25、和氧。在 D106 中(攪拌和溫控系統(tǒng)已投用 )配制催化劑淤漿程序：1) D105B中的油經(jīng) P105B加入 D106中。2) 被惰性氣體密封的桶裝催化劑，在N2保護下卸入D106中，并通過A106攪拌分散。(催化劑對水、氧、乙醇等雜質(zhì)十分敏感，必須采取保護措施，防止雜質(zhì)接觸。)3) D105A中熔融狀態(tài)的脂經(jīng) P105A加入D106中。通常催化劑的濃度為 200260g/l漿液，油脂注入比例為油/脂 =70/30。D106可根據(jù)需要進行加熱和冷卻。一旦催化劑混合均勻，可通過D106夾套的循環(huán)冷凍水冷卻至10C。配好的催化劑通過D113注入D108(D104D114D108)。D108用來計量

26、進入聚合反應系統(tǒng)的催化劑量。當D108A正被充入催化劑時， D108B正向D201注入催化劑，反之亦然。催化劑流量通過P108A/B注入的液壓油控制(控制注入催化劑計量注射器頂部的油來完成 )oD108、 D113 以及所有催化劑輸送管線都被冷凍水保冷， 以保證催化劑淤漿有一定稠度， 防止沉降。催化劑進料量通過催化劑濃度HIC1507串級控制FIC1503來調(diào)節(jié)。催化劑進料量由現(xiàn)場液位LI1551A/B 與PLC控制盤液位 LI1503A/B 來指示。P108所用液壓油儲存于 D107中，當計量注射器充滿催化劑后，液壓油回流入D107 中 o用于機械密封加壓活塞、 催化劑輸送注射器加壓、 催化

27、劑計量注射器加壓以及預接觸罐攪拌 器沖洗的高壓油被儲存于D109中，通過P107A/B增壓。工作壓力維持在5.56MPa，由SIS107自動控制 P107A/B的開停。催化劑進行采樣時，操作人員需要穿戴護具（手套、護目鏡、橡膠鞋以及過濾面罩） 皮膚上接觸到催化劑時，用大量水進行徹底沖洗。（ 4） ATMER163 儲存和計量注入 ATMER163 的目的是：在裝置開車時，對環(huán)管反應器中排出的聚丙烯小顆粒中TEAL 進行失活， 防止下游工段堵塞。 氣相共聚時， 小顆粒聚丙烯在進入氣相反應器前失活， 防止聚丙烯粘在反應器壁、底部柵板孔、氣體循環(huán)管線和換熱器管束。ATMER163 由以下幾處注入反應

28、系統(tǒng)：1） 第二環(huán)管反應器排料線下游（設有流量控制 ）FIC25022）T301 高壓循環(huán)丙烯洗滌塔塔底3）T302 低壓循環(huán)丙稀沖洗塔回流管線4）D607 廢油處理罐5）M802 連續(xù)混料器桶裝形式的 ATMER163由P110卸入儲罐 D112中，D112液位控制在 2080%，D112 設有低液位報警 LAL1601和液位指示LI1651 o ATMER163經(jīng)P110循環(huán)并通過循環(huán)管線夾 套蒸汽加熱，N2氣通過氮氣分布器 Z112將D112中ATMER163附著的水和氧排出， 排放管 線出口與油封保護罐 D114連接。通過FIC1601充入N2氣對ATMER163儲存和計量系統(tǒng)進 行氮

29、封。新一批 ATMER163 卸料純化時，可通過 D115 向聚合反應系統(tǒng)和下游工序進料， D115 設有液位指示 LG1652 和液位報警 LI1602。ATMER163 通過 P111A/B 加入聚合反應系統(tǒng)。 P111 出口設有壓力控制回路 PIC1601 返 回 D115。流量控制過程描述：1）由 FIC2502 控制去 R202 環(huán)管反應器排料線 （或去閃蒸線 ）的 ATMER163 流量。環(huán)管反應器開車期間，調(diào)整 ATMER163/TEAL 比率為 0.60.8，當環(huán)管反應器內(nèi)漿液密度達到 540 kg/m3時停止ATMER163進料。生產(chǎn)共聚牌號產(chǎn)品時，此比率控制在0.40.6。

30、2）由 FIC8301 控制加入 M802 的 ATMER163 流量。3）ATMER163被注入到 T302中，由FQIS1603控制P110輸出量，目的是對氣相丙烯中的 TEAL 進行失活，形成一種穩(wěn)定的、油溶性的液體絡合物，以保護PK301 。4）ATMER163注入到 D607中，與向T302注入相同。5）ATMER163 注入到 T301 中，在打開 T301 底部維修前對 TEAL 進行失活處理。ATMER163 對銅有腐蝕性，任何有關(guān) ATMER163 的設備、管線不可使用銅質(zhì)材料， ATMER163 接觸到皮膚或眼睛，會引起眼睛永久損傷和皮膚灼傷。皮膚接觸后，其損傷會 在此后幾

31、小時加劇。 若吸入高濃度的 ATMER163 蒸汽會造成肺部損傷 （參考原料安全數(shù)據(jù)表 采取相應對策 ）。在操作 ATMER163 時，必須穿戴防酸服、 防化學品手套、 護目鏡以及面罩。1.1.3.2 200 單元（預聚合和本體聚合）( 1 )催化劑預接觸和預聚合催化劑、DONOR和TEAL通過獨立的計量泵注入 D201(約3L)中，DONOR和TEAL 注入線合成一股進入助催化劑冷卻器Z212，以便能更好的控制 D201溫度。催化劑淤漿通過一個獨立的插管進入 D201 中，催化劑在預接觸罐中被 TEAL 和 DONOR 活化，形成 “活 性中心”的催化劑漿料溢流出料，以防氣泡的產(chǎn)生。D201

32、的攪拌是磁性耦合聯(lián)軸器式。 攪拌密封能防止泄漏和產(chǎn)生污染物， 來自P107的高 壓油對攪拌密封進行沖洗，沖洗油流量通過的沖洗油限流器Z210 限制在 200300cm3/hoD201的溫度控制經(jīng) P203A/B通過TIC2101調(diào)節(jié)冷凍水的流量循環(huán)使其維持在 10C。來自 丙烯供料罐 D302的丙烯經(jīng)丙烯進料泵 P301和過濾器F201A/B在E201中冷卻至10C，然 后送入Z203A/B與來自D201的催化劑漿料在線混合， 混合后進入單環(huán)管反應器 R200進行 預聚合。1 )預接觸流量控制過程描述 TEAL 進料TEAL通過FIC1102控制向D201進料，其進料量是由 R201丙烯進料

33、FIC2003來控制。 DONOR 進料DONOR 通過 FIC1201 控制向 D201 進料， 從 DONOR 與 TEAL 混合后經(jīng) Z212 至 D201 這段管線的長度約 1米，以保證在和催化劑接觸之前二者能夠充分反應。DONOR進料量是由 R201 丙烯進料 FIC2003 來控制，因此也是關(guān)系 TEAL 進料的函數(shù)即 TEAL/DONOR 比率， 依據(jù)產(chǎn)品牌號要求， TEAL/DONOR(wt)設定而不同。 催化劑進料催化劑通過FIC1503控制向D201進料。催化劑進料量根據(jù)催化劑活性和所需要的聚合 物產(chǎn)量來確定，可通過D108A/B液位差來核實。2)預聚合控制過程描述預聚合反

34、應在單環(huán)管反應器R200中進行。R200體積約0.64m3,通過軸流泵P200使液相丙烯、聚合物、催化劑漿液在其中循環(huán)運轉(zhuǎn)。R200丙烯進料的流量和溫度必須加以控制。丙烯進料溫度TIC2001通過調(diào)節(jié)進入E201的冷凍水量控制為10C。預聚合溫度通過TIC2201串級控制TIC2202調(diào)節(jié)進入R200夾套的冷凍水來實現(xiàn)。如果環(huán)管反應器超壓，通 過PIC2201打開PV2201將壓力泄向排放系統(tǒng)。一旦出現(xiàn)P200停車或高壓、高溫等無法控制的故障，為了避免爆聚，反應器設有聯(lián)鎖，自動隔離R200 ,并通過緊急排放閥將環(huán)管反應器內(nèi)的物料排放至排放系統(tǒng)。( 2)本體聚合來自R200的物料進入第一環(huán)管反應

35、器R201，新鮮丙烯也進入此環(huán)管反應器，聚合物漿液的密度通過調(diào)節(jié)進入第一環(huán)管反應器的丙烯量控制。從第一環(huán)管反應器R201出來的聚合物漿液通過 帶式連接” (P202出 口 t P202進口 )連續(xù)進入第二環(huán)管反應器 R202繼續(xù)反應。環(huán)管反應器平均停留時間約1.5小時，漿液密度保持在 560kg/m3。標準的均聚和無規(guī)共聚物操作條件是：反應溫度 70 C，反應壓力3.4 MPa，漿液濃度50%(wt)。1 ) R201 丙烯進料有四路 丙烯通過 FIC2004 調(diào)節(jié) FV2004 經(jīng) Z203A/B 進入 R200。 丙烯通過 FIC2201 調(diào)節(jié) FV2201 沖洗 P200。 丙烯通過 F

36、IC2401 調(diào)節(jié) FV2401 沖洗 P201。 丙烯通過 DIC2401 串級控制 FIC2003 調(diào)節(jié) FV2003 進入 R201 ，包括上述、 、 的沖洗丙烯和新鮮丙烯。2) R202 丙烯進料有三路 丙烯通過 FIC2501 調(diào)節(jié) FV2501 沖洗 P202。 丙烯通過 PIC2301 調(diào)節(jié) PV2301 經(jīng) E203 進入反應器緩沖罐 D202。 丙烯通過 DIC2501 串級控制 FIC2301 調(diào)節(jié) FV2301 進入 R202 ，包括上述、 的沖 洗丙烯和平衡兩個反應器壓差的丙烯。一旦催化劑漿料濃度 HIC1507 和生產(chǎn)量被確定，催化劑進料量就由計算機計算確定并 通過調(diào)

37、節(jié)液壓油泵 P108A/B的沖程自動控制催化劑進料量。R200的丙烯進料量由 FIC2004控制，通常設定為1000 kk/h,這可保證管線內(nèi)漿液流速達到2m/s以上，防止管線堵塞。R201的丙烯進料量由 DIC2401 串級控制 FIC2003 調(diào)節(jié) FV2003 實現(xiàn)， FIC2003 既調(diào)節(jié) R201 的丙 烯進料量，也調(diào)節(jié) R200 的丙烯進料量。 DIC2401 還能夠通過串級控制 FIC2003 進一步串級 控制FIC1201和FIC1102調(diào)節(jié)TEAL/C 3=比率和TEAL/DONOR 比率。R202的丙烯進料量由 DIC2501串級控制FIC2301調(diào)節(jié)FV2301直接進入R

38、202，另外有一部分用于系統(tǒng)壓力控制 的汽化丙烯從 D202 進入 R202。環(huán)管反應器的壓力由 E203進行控制，保持穩(wěn)定且不能低于 3.4MPa，壓力變送器安裝在 與 R202 相連的 D202 頂部。R202 的聚合物漿料排放通過 LIC2301 調(diào)節(jié) LV2301 實現(xiàn)，同時也實現(xiàn)了 D202 液位控 制。環(huán)管反應器上設有催化劑失活系統(tǒng)，反應需盡快停止時使用。含2%CO的N2氣直接注入各環(huán)管反應器中；如果有充足的時間來停止反應時，則可使用10%CO的N2氣直接注入進料丙烯管線中。從R202排出的聚合物漿料經(jīng)閃蒸線進入閃蒸罐D(zhuǎn)301，在D301中未反應的丙烯單體汽化后與聚合物粉料分離。聚

39、合反應溫度控制由反應器夾套水循環(huán)撤熱實現(xiàn)。冷卻水系統(tǒng)包括板式換熱器E208和E209、夾套水循環(huán)泵 P205A/B和P206，利用P205A/B循環(huán)的R201夾套水通過板式換熱器 E208 撤除反應熱， 利用 P206/P205B 循環(huán)的 R202 夾套水通過板式換熱器 E209 撤除反應熱， 通過 E208、 E209 的夾套水量由 TIC2402、 TIC2502 分別調(diào)節(jié) TV2402A/B 、 TV2502A/B 控制。夾套水系統(tǒng)內(nèi)充滿脫鹽水，并與 D203 連接，為避免夾套結(jié)垢影響換熱效果，要求 D203 必 須進行N2封保護，同時定期補加鈍化劑。裝置開車時，反應器夾套水通過E204

40、加熱。分析采樣時，必須采取適當?shù)陌踩雷o措施。切不可將采樣瓶充滿液體，因為液體受熱時，體積發(fā)生膨脹，會使采樣瓶破裂或爆炸。采樣前，先放空以排除存留的碳氫化合物。丙烯、 氫氣、乙烯不可直接向大氣排放， 因為它們排放大氣時，摩擦產(chǎn)生的靜電會造成 嚴重的后果。1.1.3.3 300單元（聚合物脫氣和丙烯回收）（1）聚合物閃蒸和高壓丙烯回收從反應器排出的聚合物漿液含有53.3%（重量比 ）的固體聚合物，由于大量的液相丙烯和固相聚合物一同被排出，所以必須對液相丙烯進行回收。在環(huán)管反應器R202出料閥LV2301控制下，聚合物漿液進入閃蒸線進行閃蒸。環(huán)管反應器至閃蒸罐間壓力的下降促使丙烯汽化（環(huán)管反應器壓

41、力最小3.4MPa,閃蒸罐為1.8 MPa）,聚合 物漿液通過環(huán)管反應器和閃蒸罐之間的一段帶有蒸汽夾套的直徑不斷增大的管線（用于丙烯膨脹蒸發(fā)和限制流速），來確保丙烯完全汽化。通過 D301頂部氣相丙烯出口溫度TIC3001串級控 制 PIC3001 進行調(diào)節(jié),這一操作手段使閃蒸能力調(diào)節(jié)成為可能,同時確保閃蒸線管壁溫度盡可 能的低。除了氣相丙烯出口溫度控制外，氣相丙烯排出量FIC3001串級控制FIC2404調(diào)節(jié)閃蒸線的沖洗丙烯量,從而獲得最小的氣相傳輸流速,保證固體聚合物的穩(wěn)定傳輸,而不用考慮如 何調(diào)節(jié)環(huán)管漿液出料量。如果D301閃蒸系統(tǒng)發(fā)生故障，從環(huán)管反應器排出的聚合物漿液可通過三通閥HV3

42、001送入排放系統(tǒng)。聚合物粉料在閃蒸罐 D301 內(nèi)與氣相丙烯分離,如同旋風分離器一樣,聚合物粉料和氣 相丙烯呈切線方向進入 D301 ,動力分離器 A301 用于提高分離效率,防止大部分的細粉存 在于氣相丙烯中。聚合物粉料被收集在D301底部，并由LIC3001控制LV3001出料。從閃蒸罐 D301 出去的物流走向：來自 D301 頂部的氣相丙烯進入高壓洗滌回收系統(tǒng)； 來自 D301 底部的聚合物粉料進入 F301o所有從脫氣單元包括 PK301 系統(tǒng)回收的單體均送入高壓循環(huán)丙烯洗滌塔 T301o T301 內(nèi)裝有塔盤，向上的氣流與回流的液相丙烯在此逆流接觸，以除去其中夾帶的細粉。T301

43、底部裝有再沸器 E303，可保證T301穩(wěn)定的回流量。T301液位LIC3201串級控制FIC3202 調(diào)節(jié)FV3202進入E303的熱水流量。E303所用工藝水（90 C ）由P501A/B送入，T301含聚合 物粉末的液相重組分通過 FV3204 排出經(jīng)小閃線進入 F301o T301 頂部大部分氣相丙烯組分 進入E301，另一部分T301頂部氣相丙烯，作為袋濾器F301反吹氣。聚合物閃蒸和高壓丙烯回收系統(tǒng)在中壓范圍內(nèi)進行操作 （1.8MPa） ,丙烯和丙烷等的氣液 混合物要保持高流量，工藝操作溫度為6080 C,要高于丙烯組分的閃蒸點。在D301底部有一條采樣線，采樣線末端配有一取樣罐Z

44、302,用于收集D301排出的聚合物粉料。先將聚合物粉料夾帶的氣相丙烯排放，然后用鋼瓶裝CO2置換Z302使聚合物粉料中夾帶的TEAL失活，接著用N2氣置換，最后從Z302中取出聚合物粉料樣品。 注意：為確保采樣管線暢通，每次D301取樣結(jié)束，都需要用工藝氣體或N2氣吹掃采樣管線，不得使用CO2氣體。（2）低壓脫氣和循環(huán)丙烯壓縮回收生產(chǎn)均聚或無規(guī)共聚牌號產(chǎn)品時，聚合物粉料從D301直接排入F301。夾帶少量氣相組分（丙烯、丙烷等 ）的聚合物粉料在 F301 中繼續(xù)進行氣固分離。F301底部聚合物粉料通過 LIC3101調(diào)節(jié)LV3101以重力下料方式進入汽蒸器D501，氣相組分 （丙烯、丙烷等

45、）經(jīng)袋濾器過濾后從 F301 頂部排出，再經(jīng) F302A/B 進一步過濾后進入 低壓循環(huán)丙烯洗滌塔 T302。在T302中，氣相組分（丙烯、丙烷等）和白油/ATMER163（體積 比1 : 1）混合液逆流接觸，除去氣相組分夾帶的催化劑細粉及所含的TEAL，ATMER163與TEAL反應產(chǎn)生穩(wěn)定的液態(tài)油溶性絡合物。當油中鋁含量超過1.6%（wt）時必須被更換。氣相組分經(jīng) T302 塔頂冷卻器 E304 進入 D304 與油分離后進入 PK301 。在不同生產(chǎn)工況下，經(jīng) PK301 壓縮的氣相組分送到如下系統(tǒng)：1） 生產(chǎn)均聚或無規(guī)共聚牌號產(chǎn)品時去T301。2） 無論何種工況下，PK301 壓縮的氣

46、相組分都作為袋濾器 F301 吹掃的補充反吹氣。3）為確保 PK301 運行平穩(wěn)，通過 PIC3401 調(diào)節(jié) PV3401 控制 PK301 入口返回氣量。在 F301 以及相關(guān)設備中含有高濃度的易燃碳氫化合物氣體，如丙烷、丙烯，因而整個 系統(tǒng)要在微正壓狀態(tài)下操作， 避免氧氣或空氣進入系統(tǒng)形成爆炸混合物， 在系統(tǒng)投用前， 必 須進行N2吹掃，當 F301超壓時，通過 PIC3101調(diào)節(jié)PV3101向火炬線放壓。丙烷、 丙烯和乙烯氣體雖然無毒， 但它們會造成窒息。 在任何區(qū)域都要防止這些氣體在 管內(nèi)、 下水道或死角處大量累積，達到危險程度。 PK301 系統(tǒng)分離出的油和凝液返回 T302。（ 3

47、）丙烯進料系統(tǒng)D302 中的丙烯大部分來自于原料精制單元， 小部分來源于丙烯循環(huán)回收系統(tǒng)。 P301A/B 將丙烯送入環(huán)管反應器， P301A/B 在任何時候都需要一個恒定的流量， 因此一部分丙烯經(jīng)過 E305冷卻后返回D302 D302的壓力可通過 E302蒸汽加熱，丙烯汽化生成氣相丙烯來維持。丙烯進料系統(tǒng)含有大量易燃丙烯， 注意防止其泄漏。 排放至大氣中的液相丙烯迅速汽化， 能引起周圍溫度急劇下降， 對皮膚和眼睛造成傷害。 采樣時， 應穿戴好個人防護用具， 例如： 手套、面罩。采樣瓶中不能完全充滿液體，因為丙烯受熱膨脹，會撐破采樣瓶。D302 設置了檢測儀表來檢測設備正常運行，液位過高或過

48、低時都會有報警。由于丙烯 易燃易爆， 所以丙烯泄漏是十分危險的。 它的比重高于空氣， 將滯留在地面，并于低洼處聚 集。1.1.3.4 500單元（聚合物汽蒸、干燥）（1）汽蒸F301 的聚合物粉料在重力作用下進入汽蒸器 D501 ，汽蒸器的主要作用有兩點：1） 使聚丙烯粉料中殘余的催化劑、TEAL 、 DONOR 失活。2） 回收聚丙烯粉料中的揮發(fā)性組分（丙烯、丙烷等 ）。所用蒸汽必須不含 CO、CO2及輕組份雜質(zhì)，否則需處理這些雜質(zhì)。蒸汽分三路進入 D501 ,大部分蒸汽通過 D501 下部和底部的蒸汽分布器加入,另一部 分通過 D501 上部的環(huán)形分布器加入。通過 D501 下部的主分布器

49、篩板提供與聚合物粉料接 觸的主要蒸汽流量。通過 D501 底部的副分布器篩板提供附加蒸汽,防止聚丙烯粉料走短路 直接進入干燥器 D502。 D501 上部的環(huán)形分布器用于特殊形狀粉料（特別是片狀的 ）汽蒸時使用。殘余催化劑的分解會產(chǎn)生 HCI ,如果有水的存在會具有很高的腐蝕性。因此汽蒸器外部設有低壓蒸汽夾套，保證 D501 內(nèi)壁水蒸汽不會冷凝。 D501 材質(zhì)選用特種防腐合金。汽蒸器 D501 是一個帶低速攪拌器 A501 的立式桶狀容器。 A501 用來攪拌粉料， 使粉料 和蒸汽充分接觸，同時防止粉料架橋，幫助聚丙烯粉料以柱塞流的形式通過整個容器。汽蒸器的設計主要不是用來獲得一個充分的攪拌或流化效果的， 相反，是為了獲得一個 膨脹床。汽蒸器 D501 中的聚丙烯粉料通過 LIC5001 調(diào)節(jié) LV5001 控制料位，這個料位能保證聚 丙烯粉料達到 A501 攪拌器的上部葉片位置，如果低于這個料位，由于聚丙烯粉料停留時間 的減少， 汽蒸效率會下降。 汽蒸器的汽蒸效率還和蒸汽的流速有關(guān)， 流速應控制在使聚丙烯 粉料流化的最小速度之下。D501 中的聚丙烯粉料在重力和較小的壓差作用下，排向干燥器D502。以水蒸汽為主要成分， 并有少量揮發(fā)性烴類的氣相組分（丙烯、 丙烷 ）從 D501 頂部排出，排出氣中夾帶的聚丙烯細粉