聚丙烯分離單元設(shè)備堵塞原因分析與操作優(yōu)化

王立家

（大慶石化化工三廠，黑龍江大慶 163714）

0 引言

聚丙烯的用處非常普遍，市場需要一直呈現(xiàn)出快速增長狀態(tài)，現(xiàn)在它已經(jīng)完全代替了聚氯乙烯成為第三大塑料，在合成樹脂的地位也是越來越重要。20 世紀(jì)末，聚丙烯的生產(chǎn)一直存在設(shè)備堵塞問題，這樣不僅會(huì)影響聚丙烯的生產(chǎn)效率、質(zhì)量，過渡料也會(huì)急劇增加，帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。

1 聚丙烯的制作流程

均聚物通過閃蒸罐導(dǎo)入共聚反應(yīng)器。進(jìn)入反應(yīng)器的聚丙烯通過離心式壓縮機(jī)的氣相進(jìn)行氣相單體碰撞，然后把氣相單體排出，通過共聚反應(yīng)器的分布板在重復(fù)以上操作向上排氣，這是聚丙烯制作流程操作（圖1）。生產(chǎn)過程中，聚合物細(xì)粉多，旋風(fēng)分離器（S502）分離效果差，氮?dú)庵袏A帶的聚合物細(xì)粉易堵塞閃蒸干燥系統(tǒng)設(shè)備和管線，每年因聚合物細(xì)粉堵塞閃蒸干燥系統(tǒng)管線和設(shè)備，裝置需要停工2～3 次進(jìn)行清理，嚴(yán)重影響裝置能耗和丙烯單耗。旋風(fēng)分離器容積2.7 m3，結(jié)構(gòu)比例設(shè)計(jì)不合理，不能將氮?dú)庵袏A帶的聚合物完全分離，聚合物細(xì)粉堵塞管線和設(shè)備，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)（C502）（羅茨風(fēng)機(jī)）電流高，能耗增加，細(xì)粉在風(fēng)機(jī)殼體內(nèi)壁粘壁嚴(yán)重，風(fēng)機(jī)需要經(jīng)常檢修，檢修費(fèi)用高。

2 制作聚丙烯過程中出現(xiàn)的故障現(xiàn)象

（1）隨著聚丙烯制作設(shè)備的連續(xù)工作，延長了連續(xù)運(yùn)行時(shí)間，因此聚丙烯裝置經(jīng)常出現(xiàn)故障，第一如齒輪箱和循環(huán)反應(yīng)堆軸流泵在振動(dòng)問題上明顯上升。分析的振動(dòng)信號(hào)，根據(jù)體育的相關(guān)化學(xué)過程的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分析和對(duì)比，得出的結(jié)論是，工作人員在操作聚丙烯裝置時(shí)，在齒輪箱和循環(huán)反應(yīng)軸流泵啟動(dòng)和關(guān)閉操作過多時(shí)，結(jié)壁層會(huì)停留在第二單元反應(yīng)器及流化氣管線上，然后經(jīng)過操作人員沖洗后，形成大量的異物，經(jīng)過時(shí)間的累積，形成塊料，氣蒸干燥系統(tǒng)操作后就會(huì)堵塞下料線管，形成故障（圖2）。

圖1 聚丙烯制作流程

圖2 下料線管堵塞

（2）聚丙烯裝置使用時(shí)間過久電機(jī)軸承振動(dòng)會(huì)明顯增加，此時(shí)操作員工應(yīng)該及時(shí)停工修理，主要產(chǎn)生振動(dòng)的原因是因?yàn)榉磻?yīng)器內(nèi)部堆積大量的粉料，這樣的粉料很容易清理，但是就是因?yàn)閱T工發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，導(dǎo)致振動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生，所以要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和清理。然而反應(yīng)器分布板上不會(huì)出現(xiàn)粉料的堆積，只有攪拌器的攪拌葉上會(huì)出現(xiàn)粉料（圖3）。

圖3 攪拌葉上出現(xiàn)粉料

（3）有時(shí)離心式風(fēng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，反應(yīng)器部分發(fā)亮，這會(huì)導(dǎo)致旋風(fēng)分離器堵塞（圖4）。所以當(dāng)員工檢測機(jī)器時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)料位監(jiān)測點(diǎn)，和攪拌器發(fā)生波動(dòng)，要及時(shí)上報(bào)情況申請(qǐng)停工檢測。

因此，員工與操作流程結(jié)合，非常重要，無論是避免齒輪箱和環(huán)狀軸流泵經(jīng)常停機(jī)，或者設(shè)備堵塞，操作工必須保證聚丙烯裝置安全操作關(guān)鍵設(shè)備和連續(xù)生產(chǎn)能力，確保正常生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效率。

圖4 旋風(fēng)分離器堵塞

3 提升操作的優(yōu)化

3.1 聚丙烯設(shè)備組件選擇

聚丙烯裝置故障診斷分析中，使用高效載體催化劑的組合流體和反映了本體聚合的循環(huán)站過程中所擁有的設(shè)備，是聚丙烯設(shè)備中的最關(guān)鍵的成員，大多數(shù)聚丙烯生產(chǎn)商將采用原裝進(jìn)口組件單元。

因?yàn)樵b進(jìn)口的基礎(chǔ)組件非常精密，調(diào)查和研究數(shù)據(jù)表明，進(jìn)口組件的使用年限超過10 年后，設(shè)備運(yùn)行依然穩(wěn)定，相關(guān)的故障不會(huì)經(jīng)常發(fā)生，維修成本也降低了許多，從而提生生產(chǎn)的速度和成本上的節(jié)約。所以使用進(jìn)口聚丙烯設(shè)備組件是首選。

3.2 聚丙烯設(shè)備堵塞問題

聚丙烯設(shè)備自身帶有清理堵塞裝置，旋風(fēng)分離器專門用來消除的粉末的，底部控制閥的主要目的是調(diào)整系統(tǒng)中惰性組分含量，還可以提供反應(yīng)器氣相組裝成色譜采出點(diǎn)（在旋風(fēng)分離器的出口線上，經(jīng)分離后非常干凈），關(guān)于抗沖產(chǎn)品質(zhì)量的提升，有明顯效果。所以關(guān)系到反應(yīng)器氣相，形成的控制旋風(fēng)分離器的運(yùn)轉(zhuǎn)，影響較大。反應(yīng)器出料口和旋風(fēng)分離器出口線上色譜采出點(diǎn)處的主要堵塞原因，流化氣不均勻，導(dǎo)致局部聚合物溫度急速上升，所以才會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。

旋風(fēng)分離器壁上的小粉末的主要成分是二聚物中無定形態(tài)的部分，清理不當(dāng)或者清理不夠及時(shí)，會(huì)越來越多，所以使用機(jī)器的時(shí)候，清理粉末是工作的重中之重?？梢圆扇? 個(gè)解決措施。

（1）抗沖單元發(fā)車前首先要做好充分準(zhǔn)備，控制好產(chǎn)品參數(shù)，對(duì)于質(zhì)量分?jǐn)?shù)、催化劑活性分離后加入時(shí)間的把控，要嚴(yán)格按照參數(shù)設(shè)置來進(jìn)行操作，不能馬虎大意。

（2）均聚物撲向反應(yīng)器時(shí)，下料液位的自動(dòng)控制閥直角不小于30°，要經(jīng)常使用該閥。

（3）機(jī)器運(yùn)作時(shí)，下料液位自動(dòng)控制閥直角不能低于40°，內(nèi)操外操經(jīng)常性活動(dòng)旋風(fēng)分離器下料液位自動(dòng)控制閥和手閥，把粘在器壁上的粉末盡可能的去除。

（4）在第2 閃蒸線的抗沖單元開車前，避免輸送氣流減小，用高壓蒸汽吹掃干凈。

（5）停車之后務(wù)必須徹底打掃設(shè)備系統(tǒng)，這樣才能保障旋風(fēng)分離器S502 器壁潔凈無粉料。

S502 經(jīng)過優(yōu)化之后，其運(yùn)行時(shí)間將會(huì)上升到另一個(gè)檔次。之前，S502 使用不到半個(gè)月就會(huì)出現(xiàn)堵塞停工現(xiàn)象，優(yōu)化后的聚丙烯裝置堵塞現(xiàn)象沒有之前頻繁。現(xiàn)在的氣相反應(yīng)器，運(yùn)行時(shí)間上也比以前有了明顯提升。以前D502 是停工的主要原因，但對(duì)于D502 形成的氣體循環(huán)造成的堵塞是始料不及的，目前還沒有更好的解決方法。

3.3 管制反應(yīng)壓力閃蒸罐D(zhuǎn)301 出料困難

出料困難的原因是壓力太高，反應(yīng)壓力低會(huì)使反應(yīng)速率升高，反應(yīng)熱消散相對(duì)于比較艱難。反應(yīng)壓力與催化劑所剩的活性、聚合物顆粒停留時(shí)間、惰性組分含量的關(guān)系十分微妙。根據(jù)以前的操作觀察，關(guān)于反應(yīng)壓力的條件整理出以下的順序。

第一，使用旋風(fēng)分離器底部閥進(jìn)行調(diào)整惰性組分的含量，下料自動(dòng)控制閥直角減小惰性組分濃度增大，系統(tǒng)壓力提升，開度減小惰性組分含量上升。使用機(jī)器時(shí)下料自動(dòng)控制閥必須要有一定的高度，千萬不要完全關(guān)閉它。第二，聚合物顆粒停留時(shí)間和反應(yīng)壓力通過反應(yīng)器料位的低或者高進(jìn)行工作調(diào)整。反應(yīng)器料位增大聚合物顆粒停留時(shí)間也會(huì)增大，系統(tǒng)的壓力降低，反應(yīng)器料位也會(huì)降低，聚合物顆粒停留的時(shí)間就會(huì)減少，系統(tǒng)壓力得以增加。如果以上措施反應(yīng)壓力沒有達(dá)到預(yù)期，系統(tǒng)壓力如果一直上升，就需要調(diào)節(jié)環(huán)管反應(yīng)器操作參數(shù)，以提高催化劑剩余活性。

第一種降低了環(huán)管反應(yīng)器的密度，第二種是保持環(huán)管反應(yīng)器的密度不變提高均聚產(chǎn)量。2 種方案最終的效果相同，都能減少催化劑顆粒在環(huán)管反應(yīng)器的時(shí)間，保持殘余活性投進(jìn)氣相反應(yīng)器。

4 總結(jié)

（1）在聚丙烯設(shè)備的使用過程中，要不斷加強(qiáng)設(shè)備管理，提升員工在崗位上的工作熱情，想辦法提升設(shè)備的使用壽命。執(zhí)行工藝紀(jì)律和按照配方表配制母料要嚴(yán)肅對(duì)待，這會(huì)讓裝置的安全運(yùn)行上升到另一個(gè)檔次。讓設(shè)備保持平穩(wěn)運(yùn)行，指導(dǎo)好操作工人，不要在添加劑加入設(shè)備時(shí)掉進(jìn)其他不相關(guān)的東西，檢修的時(shí)候也要注意其他物品的掉入。對(duì)于開車時(shí)間，要去提升而不是減少。對(duì)于相關(guān)閥門的把控也要掌握得體，開車前利用高壓蒸汽清理，解決裝置堵塞故障務(wù)必要把控好反應(yīng)壓力和溫度，務(wù)必保障安全、平穩(wěn)操作，這樣才能提升產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）在設(shè)備故障診斷研究方面，技術(shù)人員要準(zhǔn)確地從常見現(xiàn)象微妙和復(fù)雜的振動(dòng)信號(hào)中提取相關(guān)信息，分析單元操作的問題。對(duì)于基本的故障分析要詳細(xì)剖析，看清問題的本質(zhì)，根據(jù)存在的問題提出解決方案，及時(shí)更換維修相關(guān)配件，保障設(shè)備甚至整個(gè)生產(chǎn)線的穩(wěn)定和有序，提高企業(yè)的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。

以上方案可以使聚丙烯裝置運(yùn)行平穩(wěn)正常，不會(huì)浪費(fèi)材料，使用周期可以達(dá)到百日之久，收益率也比以往增加出百萬元之多。