延長(zhǎng)共聚生產(chǎn)周期的措施

劉文軍

摘 要：論文分析了影響抗沖共聚單元長(zhǎng)周期運(yùn)行影響因素主要是共聚生產(chǎn)過(guò)程中結(jié)塊。據(jù)此對(duì)相關(guān)參數(shù)和工藝進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，經(jīng)過(guò)調(diào)整，共聚單元運(yùn)行周期延長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有變化。

關(guān)鍵詞：聚丙烯；抗沖共聚；長(zhǎng)周期運(yùn)行

1.前言

天津石化烯烴部聚丙烯裝置采用意大利HIMONT公司液相本體——?dú)庀喙に嚕苌a(chǎn)均聚，無(wú)規(guī)共聚，抗沖三大類47個(gè)牌號(hào)產(chǎn)品。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)性能優(yōu)異的抗沖共聚聚丙烯產(chǎn)品需求日益增加，因此開(kāi)好抗沖共聚單元，延長(zhǎng)共聚單元的運(yùn)行周期，減少拆清共聚單元次數(shù)是影響我廠整體效益的重要因素。我車間技術(shù)人員針對(duì)共聚單元反應(yīng)器內(nèi)有大量塊料，器壁粘料嚴(yán)重，E401換熱器和C401壓縮機(jī)入口結(jié)塊較重，進(jìn)行了大量的研究和分析決定在反應(yīng)器出口管線處增加一條Atmer163管線，在反應(yīng)器循環(huán)氣中加入Atmer163，以消除循環(huán)氣中小顆粒物料殘留催化劑活性，減少堵塞換熱器E401和減少循環(huán)氣壓縮機(jī)入口結(jié)塊，取得了十分滿意的效果。

2.結(jié)塊原因

對(duì)聚丙烯粉料粒徑分布進(jìn)行分析，結(jié)果如表1

由表1可以清楚的看出，使用CS-Ⅱ國(guó)產(chǎn)催化劑生產(chǎn)出的粉料細(xì)粉含量大，并且大顆粒有爆裂現(xiàn)象。同時(shí)我們做了催化劑平均活性計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為40000-43000g pp/g cat，催化劑活性過(guò)大而使反應(yīng)劇烈，活性顆粒爆裂，導(dǎo)致細(xì)粉含量過(guò)多。過(guò)多的帶有活性的細(xì)粉，在氣相反應(yīng)器中反應(yīng)加劇，產(chǎn)生的局部熱不能及時(shí)擴(kuò)散到氣相中而使物料熔融結(jié)塊，同時(shí)細(xì)粉容易吸附于反應(yīng)器壁上，在反應(yīng)器壁上熔融結(jié)塊，粘附器壁，對(duì)結(jié)塊物料物性進(jìn)行分析，分析數(shù)據(jù)見(jiàn)下表2。

由表2可以看出，結(jié)塊物料乙烯含量高，從而橡膠相含量高，造成固有粘度大，粘度大的物料易堵塞。由以上分析可知，抑制催化劑活性，降低細(xì)粉含量和橡膠料含量，及時(shí)撤出反映熱可以減少結(jié)塊，從而延長(zhǎng)運(yùn)行周期。

3.工藝特點(diǎn)

液相本體——?dú)庀喾üに囂攸c(diǎn)是不再向氣相反應(yīng)器，專門加催化劑，而是加入環(huán)管反應(yīng)器出來(lái)的聚丙烯，利用聚丙烯的殘余活性與加入的反應(yīng)物，丙烯，乙烯，氫氣反應(yīng)生成抗沖共聚產(chǎn)品，因此影響共聚長(zhǎng)期運(yùn)行的因素很多。

4.影響抗沖共聚長(zhǎng)周期運(yùn)行的主要因素

4.1TEAL和DONOR的影響

TEAL和DONOR是丙烯聚合的重要助催化劑。TEAL起到殺死反應(yīng)系統(tǒng)毒物和還原主催化劑從而形成活性中心。DONOR是等規(guī)度調(diào)節(jié)劑，兩者加入過(guò)多過(guò)少都會(huì)影響反應(yīng)的好壞。TEAL加的過(guò)多將使主催化劑過(guò)度還原而失去活性，從而導(dǎo)致反應(yīng)變壞，加入過(guò)少不能使主催化劑充分還原，反應(yīng)也會(huì)不好。DONOR加的過(guò)多要消耗一部分TEAL，使反應(yīng)下降，加入過(guò)少，等規(guī)度下降，粉料發(fā)粘，影響反應(yīng)器的長(zhǎng)周期運(yùn)行，生產(chǎn)中一般要求TEAL/DONOR（重量比）為2。

4.2均聚密度的影響

催化劑的活性隨停留時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸衰減的，均聚單元的密度能夠控制催化劑的 停留時(shí)間，從而控制催化劑的活性。密度大，停留時(shí)間長(zhǎng)，催化劑殘余活性小。反之，停留時(shí)間短，殘余活性大，因此將密度控制在525——530Kg/M3

4.3氣相反應(yīng)器料位的調(diào)整

氣相反應(yīng)器的料位控制時(shí)空產(chǎn)率，料位升高時(shí)，時(shí)空產(chǎn)率降低，反應(yīng)及反應(yīng)熱得到合理的分配，降低結(jié)塊的可能，因此將料位LC401控制在65-75可調(diào)。

5.調(diào)整效果

5.1加入Atmer163的R401運(yùn)行效果

從以上表中數(shù)據(jù)分析可得出在循環(huán)氣管線上不加Atmer163，反應(yīng)器系統(tǒng)運(yùn)行15天后，換熱器E401的換熱效果就不能滿足生產(chǎn)，同時(shí)反應(yīng)器的壓力和溫度都比工藝正常值偏高，嚴(yán)重影響共聚長(zhǎng)周期運(yùn)行。加入Atmer163裝置運(yùn)行15天以后，反應(yīng)器的壓力，溫度和換熱器E401的換熱能力沒(méi)有產(chǎn)生重大影響，都只是把結(jié)塊物料中的乙烯含量大大降低了，有效的防止了反應(yīng)系統(tǒng)中結(jié)塊料的產(chǎn)生，裝置平穩(wěn)運(yùn)行40天，換熱器E401沒(méi)發(fā)生堵塞，反應(yīng)器除攪拌器掛壁外，直筒段壁光滑。

5.2粒徑改善狀況

與表2數(shù)據(jù)對(duì)比，大于80目細(xì)粉含量由0.56%下降為0.13%，并且顆粒爆裂現(xiàn)象較少。

5.3經(jīng)濟(jì)效益核算

我們按每小時(shí)注入Atmer163 0.3Kg/h計(jì)算，裝置運(yùn)行40天，實(shí)際多消耗Atmer163為0.3*24*40=288Kg.按每噸Atmer163 2.8萬(wàn)計(jì)算，實(shí)際多增加成本2.8*0.288=0.8萬(wàn)元。以前裝置運(yùn)行15天以后，不能進(jìn)行生產(chǎn)，必須拆清。而拆清一次共聚反應(yīng)單元所需費(fèi)用3萬(wàn)元，由于加入Atmer163延長(zhǎng)了共聚單元的生產(chǎn)周期，按二個(gè)周期一次計(jì)算，每年比以前少拆6次，一共節(jié)約費(fèi)用3*6=18萬(wàn)元。

結(jié)論：（1）開(kāi)抗沖共聚單元時(shí)，必須嚴(yán)格控制細(xì)粉量

（2）通過(guò)在循環(huán)氣管線加入Atmer163，減少了細(xì)粉產(chǎn)生，增加經(jīng)濟(jì)效益

（3）裝置運(yùn)行平穩(wěn)，質(zhì)量達(dá)標(biāo)

參考文獻(xiàn)：

[1]《聚丙烯工藝和原理》，2013版，洪定一