聚丙烯新產(chǎn)品高熔指數(shù)開發(fā)

葉馨元

摘要：本文闡述了聚丙烯高熔融指數(shù)在SPG工藝中改造前和改造后的工藝流程及其操作參數(shù)，并且將此項(xiàng)技術(shù)實(shí)施前后的聚丙烯產(chǎn)品進(jìn)行了比較。通過此項(xiàng)技術(shù)在SPG工藝上的成功應(yīng)用，提高了裝置產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)化，增加聚丙烯裝置噸油利潤。

關(guān)鍵詞：聚丙烯裝置;熔融指數(shù);氫氣

1.前言

中國石油遼河石化分公司聚丙烯裝置（簡稱PP裝置）是由中國石化集團(tuán)上海工程有限公司設(shè)計(jì)的國內(nèi)首套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)連續(xù)法丙烯聚合裝置。此項(xiàng)工藝填補(bǔ)了國內(nèi)聚丙烯工藝技術(shù)發(fā)展的一項(xiàng)空白。

SPG工藝是以高效載體催化劑為主催化劑、烷基鋁（三乙基鋁）為助催化劑丙烯液相本體與臥式釜?dú)庀啾倔w相結(jié)合的聚合生產(chǎn)工藝。丙烯和催化劑進(jìn)入預(yù)聚釜，然后進(jìn)入立式反應(yīng)釜進(jìn)行淤漿聚合，再進(jìn)入氣相釜聚合，生產(chǎn)出來的聚丙烯粉料經(jīng)氣固分離，氣相丙烯經(jīng)低壓油洗、高壓丙烯回收利用，粉料經(jīng)由干燥、汽蒸進(jìn)入自動(dòng)包裝系統(tǒng)。經(jīng)過20多年的發(fā)展，SPG工藝主要吸收了液相法易于生產(chǎn)均聚物，氣相法易于生產(chǎn)共聚物的特點(diǎn)，生產(chǎn)的產(chǎn)品粒度分布均勻，綜合能耗較低、催化劑利用效率高。

轉(zhuǎn)產(chǎn)前裝置一直長期生產(chǎn)PPH-XD-045產(chǎn)品，熔融指數(shù)在（2.0-6.0）g/10min.

2.聚丙烯轉(zhuǎn)產(chǎn)前運(yùn)行情況

轉(zhuǎn)產(chǎn)前裝置一直長期生產(chǎn)PPH-XD-045產(chǎn)品，偶爾生產(chǎn)部分PPH-XD-012和PPH-XD-075產(chǎn)品，2003年裝置曾經(jīng)轉(zhuǎn)產(chǎn)過PPH-XD-140產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累較少，大部分操作參數(shù)已不能參考，為保證轉(zhuǎn)產(chǎn)成功，轉(zhuǎn)產(chǎn)前，多次組織召開方案討論會(huì)，確定轉(zhuǎn)產(chǎn)方案，同時(shí)對(duì)裝置存在的問題提出初步解決方案。期間共生產(chǎn)產(chǎn)品478噸，由于氫氣質(zhì)量流量計(jì)問題，轉(zhuǎn)產(chǎn)期間，產(chǎn)品質(zhì)量在PPH-XD-225范圍略有偏離。

轉(zhuǎn)產(chǎn)前情況：裝置生產(chǎn)PPH-XD045，加入A催化劑型號(hào)CS-1型，廠家營口向陽有限責(zé)任公司，加入量60秒/次;B催化劑三乙基鋁，廠家營口向陽有限責(zé)任公司，加入量1200ml/h;C催化劑二甲苯二甲氧基硅烷，廠家江蘇永健化工有限公司，加入量650ml/h;氫氣（FIC213B）純度99.5%，來源于公司2#制氫裝置，加入量45～50l/min;D201液相溫度66～68℃，氣相溫度67.5～69.5℃，氣相壓力3.15～3.25MPa;D203溫度80～90℃，壓力2.4～2.6MPa;總進(jìn)料量：5.3噸/時(shí)（含循環(huán)丙烯）;聚丙烯產(chǎn)量75～80噸/天.

本裝置有兩臺(tái)氫氣流量計(jì)FIC213A和FIC213B（量程均為100克/升），調(diào)整前，裝置一直生產(chǎn)PPH-XD-045產(chǎn)品，使用FIC213B，流量約為45～50升/分，接到轉(zhuǎn)產(chǎn)通知后，裝置對(duì)FIC213A進(jìn)行了調(diào)試，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備運(yùn)行故障，流量設(shè)定值在47～55時(shí)能自動(dòng)跟蹤，超過55時(shí)，只能調(diào)整至55，低于47時(shí)流量大幅度波動(dòng)，調(diào)整無果。經(jīng)過調(diào)研知生產(chǎn)PPH-HD-225時(shí)，氫氣用量約為生產(chǎn)PPH-XD-045時(shí)的2～2.5倍，主觀認(rèn)為將FIC213A固定一個(gè)流量，通過FIC213B調(diào)整能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)產(chǎn)。

3.聚丙烯轉(zhuǎn)產(chǎn)期間操作參數(shù)與氫氣配比情況

裝置加工量降至70噸/天，A催化劑由60秒/次降至100秒/次，丙烯總量降至4.7噸/時(shí)，將FIC213A流量固定在55升/分，投用FIC213B流量100升/分，投用4小時(shí)后系統(tǒng)壓力上漲過快，由3.22MPa上漲至3.4MPa，將FIC213B流量調(diào)整至70升/分，后期根據(jù)D201（第一反應(yīng)釜）的氫氣濃度逐步降低FIC213B流量，調(diào)整10小時(shí)后D305（干燥器出口，等同于餾出口產(chǎn)品）產(chǎn)品熔融指數(shù)達(dá)到21.6，當(dāng)日部分操作參數(shù)如下：

催化劑加料周劑：100秒/次

總進(jìn)料量：4.8噸/時(shí)（含循環(huán)丙烯）

D201液相溫度66～68℃，氣相溫度67.5～69.5℃，氣相壓力3.25～3.35MPa。

D203溫度80～90℃，壓力2.4～2.6MPa

對(duì)6天內(nèi)生產(chǎn)高熔指產(chǎn)品入庫后進(jìn)行采樣分析數(shù)據(jù)（平均值）如下：

4.結(jié)論

通過以上數(shù)據(jù)看出，本公司聚丙烯裝置完全能夠滿足生產(chǎn)高熔融指數(shù)產(chǎn)品的需要，加氫量增加時(shí)，反應(yīng)速率可控，加工量無須大幅度調(diào)整，大部分產(chǎn)品滿足Z30S產(chǎn)品質(zhì)量要求。但也存在以下問題：

1.此次生產(chǎn)中由于氫氣流量計(jì)的問題，生產(chǎn)PPH-HD-225產(chǎn)品不穩(wěn)定，同時(shí)，在氫氣流量穩(wěn)定在某一固定值時(shí)，從餾出口質(zhì)量數(shù)據(jù)看，熔融指數(shù)波動(dòng)范圍在20至40之間，熔指波動(dòng)偏大，在氫氣流量計(jì)恢復(fù)正常后，能否實(shí)現(xiàn)精確可調(diào)仍需要進(jìn)一步摸索，若需要生產(chǎn)質(zhì)量波動(dòng)范圍較小的高熔指產(chǎn)品時(shí)，可能還需要增加其它輔助手段，如氫氣在線分析儀等。

2.FIC213A不能全量程自動(dòng)調(diào)節(jié)，可調(diào)性差，F(xiàn)IC213B可調(diào)性好，但是量程偏低。

3.無氫氣在線分析儀，通過人工采樣后進(jìn)行分析，存在偏差，有時(shí)的分析數(shù)據(jù)偏差較大，不能即時(shí)指導(dǎo)生產(chǎn)調(diào)整。

4.生產(chǎn)高熔指產(chǎn)品時(shí)，加氫量增加，反應(yīng)速率增加，反應(yīng)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，溫度、壓力上升速度明顯比生產(chǎn)低熔指產(chǎn)品時(shí)快，增加了調(diào)整難度。

5.由于裝置循環(huán)氫流程取消，丙烯回收系統(tǒng)不凝氣含量增加，造成排放量增加，正常生產(chǎn)時(shí)丙烯單耗增加。在目前產(chǎn)品價(jià)格情況下，無法體現(xiàn)新產(chǎn)品效益。

5.建議

1.對(duì)FIC213A進(jìn)行更換，同時(shí)備用一臺(tái)量程為200升/時(shí)的氫氣流量計(jì)備用。

2.在今后的裝置檢修時(shí)，恢復(fù)氫氣在線分析流程，實(shí)現(xiàn)快速調(diào)節(jié)。

3.推進(jìn)丙烯回收項(xiàng)目，前期的丙烯回收項(xiàng)目擱置，需要推進(jìn)，減少裝置損失。

4.了解市場需求，進(jìn)一步開發(fā)其它牌號(hào)的高熔指產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)：

[1]金棟，燕豐.聚丙烯現(xiàn)狀及市場前景[J].化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2006.24（2）：21-28.