如何延長Unipol氣相法聚丙烯裝置反應(yīng)系統(tǒng)運行周期

許杰 鄂凡 秦利輝

摘要：本文主要通過實際生產(chǎn)經(jīng)驗，總結(jié)各系統(tǒng)對裝置長周期運行的影響，提出實現(xiàn)裝置長周期運行的建議和措施。

關(guān)鍵詞：聚丙烯;反應(yīng)系統(tǒng);長周期

前言

聚丙烯是一種合成樹脂材料，由于其密度低、易加工、耐化學(xué)腐蝕性、耐熱性好等特點廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的多個方面。但是在其聚合過程中，聚合系統(tǒng)運行狀況直接關(guān)系到樹脂材料的各項性能，同時反應(yīng)系統(tǒng)的平穩(wěn)運行是制約裝置長周期運行的關(guān)鍵，也是煉油化工一體化企業(yè)終端產(chǎn)品的關(guān)鍵裝置，在煉油化工一體化企業(yè)加工流程中占據(jù)重要地位，因此提高反應(yīng)系統(tǒng)的運行質(zhì)量顯得尤為重要。

一、原料精制系統(tǒng)的運行

Unipol工藝原料精制的理論基礎(chǔ)是吸附，包括物理吸附和化學(xué)吸附。該工藝使用的主催化劑為高活性載體催化劑，經(jīng)三乙基鋁活化后形成活性中心引發(fā)丙烯進(jìn)行聚合反應(yīng)，而丙烯或者其他原料中的某些雜質(zhì)會占據(jù)催化劑的活性中心，從而使催化劑失去活性。常見的有害物質(zhì)有：水、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、硫、砷類化合物及醛類等。如果進(jìn)入丙烯精制系統(tǒng)的丙烯雜質(zhì)含量超過精制床的脫除能力就會導(dǎo)致進(jìn)入反應(yīng)器的丙烯雜質(zhì)超標(biāo)，從而引起催化劑活性下降，反應(yīng)減弱。確保精制后原料達(dá)到氣相聚合級別，滿足生產(chǎn)需要。

1、各原料精制床必須嚴(yán)格按照要求進(jìn)行再生，建立床層再生臺賬，進(jìn)行詳細(xì)記錄，避免超出再生周期運行。

2、不同的床層精制原理各異，再生要求也不盡相同，因此必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作，防止由于操作不當(dāng)造成床層超溫運行，造成分子篩的破壞。

3、脫氣塔的塔釜溫度、塔頂排放流量，任何工藝參數(shù)的偏離都有可能帶來輕組分脫除不徹底的風(fēng)險。

4、各精制床分子篩的使用年限及分子篩更換周期必須嚴(yán)格按照分子篩的MSDS執(zhí)行，任何超期服役的精制床都無法保證原料雜質(zhì)的有效脫除。

二、聚合反應(yīng)系統(tǒng)的運行

1、氣速的控制

較低的SGV（< 0.32m/s）下，反應(yīng)器流化不充分，死區(qū)的存在，會嚴(yán)重影響聚合反應(yīng)的傳質(zhì)傳熱，聚合熱無法及時撤出就會引起樹脂的粘連和融化，形成塊料。但是，氣速不能控制太高，需要綜合考慮粉料堆積密度、床層松密度、床高、床重來調(diào)整，如果氣速過高，會使細(xì)粉的夾帶量升高，加速循環(huán)氣冷卻器和反應(yīng)器分布板的堵塞，影響裝置長周期生產(chǎn)。

2、反應(yīng)器結(jié)塊、結(jié)片的控制

結(jié)片在氣相工藝中是不可避免的，也是工藝允許的。小的片料會隨著出料系統(tǒng)PDS排除，但是大片料或者塊料會堵塞PDS大小頭，甚至引起裝置停車事件發(fā)生。

為避免反應(yīng)器結(jié)塊、結(jié)片的產(chǎn)生，需要特別注意以下幾方面的調(diào)整。

（1）反應(yīng)器結(jié)片很多時候是由于催化劑或粉料在反應(yīng)器中某點停留，不能流化起來，未及時把聚合熱撤出，發(fā)生粉料的塑化、成塊成片。因此密切關(guān)注反應(yīng)器流化狀態(tài)，及時通過調(diào)整導(dǎo)葉開度和床重來保證床層流化充分。

（2）在反應(yīng)開車過程中，嚴(yán)格控制主催化劑的加入量。避免催化劑加入過量，隨著反應(yīng)負(fù)荷的提高，主催化劑以5%-12%/h的提升速度。

（3）密切關(guān)注床層與露點溫差，尤其開車初期可以通過控制丙烯進(jìn)料量與調(diào)整反應(yīng)器溫度盡可能長時間的使床層溫度與露點溫差接近0℃，避免開車初期劇烈反應(yīng)產(chǎn)生片料。隨著反應(yīng)速率的提高，溫差可上升到2-5℃。

（4）高度關(guān)注調(diào)溫水系統(tǒng)運行，尤其是冷水閥（TV4002-4A）和熱水閥（TV4002-4B）的日常檢查和維護(hù)。由于這兩個閥在運行期間動作頻繁，且振動較大，長期運行過程中易出現(xiàn)儀表風(fēng)線斷裂、曲軸拉桿脫落等問題，造成閥門不動作，極易導(dǎo)致反應(yīng)器飛溫。

3、關(guān)于循環(huán)氣壓縮機

壓縮機的軸端密封采用干氣密封，干氣密封泄露或者損壞會造成壓縮機停車，并且更換密封需要較長時間，對裝置乃至公司的效益影響較大，通常應(yīng)注意以下幾點：

（1）確保緩沖氣的壓力及流量穩(wěn)定，維持密封氣源的穩(wěn)定性和不間斷性是干氣密封正常運行的基本條件。避免密封的負(fù)壓操作，串聯(lián)式密封可能引起密封被未凈化的工藝氣污染而很快失效。

（2）隨時監(jiān)控密封泄漏量的變化情況，泄漏量的變化直接反映出干氣密封的運行狀態(tài)。只要密封泄漏量不持續(xù)上升，則認(rèn)為密封運行正常，但是如果泄漏量出現(xiàn)不斷上升的趨勢，則預(yù)示著干氣密封出現(xiàn)了故障。

（3）密封氣、隔離氣要在潤滑油供應(yīng)前10min投用，在潤滑油系統(tǒng)停止10min后方可切斷隔離氣。潤滑油系統(tǒng)開始運行后，隔離氣不能停止，避免潤滑油進(jìn)入干氣密封內(nèi)污染密封面，這種狀況下運行極易造成密封面的損壞。

（4）嚴(yán)禁機組運轉(zhuǎn)過程中停止密封氣的供給，因為密封氣的中斷會導(dǎo)致密封面干磨，很短時間內(nèi)密封就會燒壞。

三、PDS下料系統(tǒng)的運行

PDS出料系統(tǒng)運行的平穩(wěn)，直接決定了反應(yīng)器的平穩(wěn)操作，避免了因出料系統(tǒng)故障，頻繁的調(diào)整反應(yīng)器生產(chǎn)負(fù)荷，造成系統(tǒng)的波動。為了確保PDS出料系統(tǒng)運行平穩(wěn)，日常生產(chǎn)中需要注意以下細(xì)節(jié)：

（1）PDS管線在不出料時，A閥和G閥要確保足夠的吹掃流量，如果吹掃量不足，會在該部位堆料，嚴(yán)重時會堵塞管線。

（2）PC罐進(jìn)料時間的優(yōu)化，操作人員和管理人員應(yīng)該每天關(guān)注反應(yīng)器底部松密度、粉料的堆密度、粒徑分布以及流化氣速的變化情況來綜合判斷PC罐的進(jìn)料情況。

（3）操作人員要隨時關(guān)注PDS運行情況，通過PDS運行趨勢畫面判斷其下料情況，便于操作人員監(jiān)盤時第一時間發(fā)現(xiàn)。上方壓力趨勢非常直觀的觀察進(jìn)料、出料情況，下方E閥的開啟持續(xù)時間非常直觀的觀察大小頭出料是否順暢。

四.其他

同時，粉料處理、排放氣回收系統(tǒng)、擠壓造粒機組及風(fēng)送系統(tǒng)的運行情況也直接關(guān)系著反應(yīng)系統(tǒng)的長周期運行情況。正常生產(chǎn)過程中密切關(guān)注個單元主要設(shè)備運行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常及時處理，尤其擠壓造粒機組是集電氣、儀表系統(tǒng)且自動化程度較高，應(yīng)加強此方面的維保力度，避免因后系統(tǒng)原因造成反應(yīng)系統(tǒng)停車事件。

五.結(jié)論

通過總結(jié)分析，要想延長反應(yīng)系統(tǒng)的運行周期，既要關(guān)注原料來源情況，同時，生產(chǎn)過程中密切關(guān)注各系統(tǒng)運行參數(shù)，早發(fā)現(xiàn)早調(diào)整，可以將很多小隱患在萌芽期及時處理解決，確保整個裝置的長、穩(wěn)運行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬晶.微量雜質(zhì)對丙烯聚合性能的影響[J].石油化工.2013（42）7.767-770