13-扬子石化Unipol聚乙烯装置长周期运行

扬子石化Unipol聚乙烯装置长周期运行扬子石油化工有限公司塑料厂二00八年十月2020/1/152一、装置概况200kt/a聚乙烯装置引进美国联碳公司(Univation)的专利技术——低压气相法全密度聚乙烯工艺（Unipol工艺），以乙烯为原料，1-丁烯或1-己烯为共聚单体，氢气为链转移剂，采用美国联碳UCC的专利催化剂，在气相流化床反应器中反应聚合，生产高、中、低密度的聚乙烯树脂。该聚合工艺可采用己烷作为诱导冷凝剂，在冷凝模式下使用淤浆催化剂进行操作。装置设计生产能力为单线200kt/a，年操作时间为8000h，连续生产,操作弹性为设计能力的50%～110%。该工艺具有流程短，设备结构简单，产品牌号多、应用广等优点。2020/1/153粉料二、工艺流程流程方块示意图原料单体回收气体(用于粉料输送）原料精制反应系统造粒系统尾气回收脱气系统2020/1/154二、工艺流程PPB料仓Catalyst原料流程简图2020/1/155二、工艺流程2.1原料精制单元从界区来的各种原料通过化学或物理方法脱除其中的微量杂质，主要脱除H2O、CO、CO2、O2、C2H2等。2020/1/156二、工艺流程2.2聚合反应单元聚合反应温度为80℃~110℃，压力为2.4Mpa。精制后的乙烯、共聚单体（丁烯-1或己烯-1）、诱导冷凝剂、氮气和氢气等原料加入反应器。催化剂用惰性气体（氮气）送入。产生的聚合热由循环气带走，在冷却器中进行冷却，反应温度由该冷却器控制。粉料通过两套出料系统排到脱气仓。2020/1/157二、工艺流程2.3脱气及尾气回收单元在脱气仓中，通入与树脂逆流的氮气脱除夹带或溶解在树脂中的烃类混合物，并通入少量的蒸汽使残留的催化剂失活。脱气仓中的气体从顶部过滤器排出后经压缩冷凝，凝液返回反应器。气体一部分作为粉料的输送气，一部分排火炬。粉料进入造粒系统。2020/1/158二、工艺流程2.4造粒系统按所生产牌号的规定配比加入添加剂，与粉料混合后进入混炼机，经水下切粒后经干燥送入掺合料仓。2020/1/159二、工艺流程2.5树脂的贮存输送产品颗粒在掺合仓中混合均匀后送联合包装成品仓，包装码垛出厂。2020/1/1510三、工艺特点3.1采用冷凝操作模式即将循环气温度降到露点以下，一部分循环气在冷却器中冷凝，凝液以液滴的形式进入反应器。当冷凝液出现时，热量以潜热的方式撤走。这样撤走相同热量时，循环气的温度下降减小，提高了换热器的对数平均温差（LMTD），从而增强了换热器的撤热能力。2020/1/1511三、工艺特点3.2使用淤浆催化剂（UCAT-J）UCAT-J是一种高活性、无载体的淤浆催化剂，与UCAT-A一样，是以钛为活性金属的齐格勒-纳塔体系催化剂。与UCAT-A相比较，UCAT-J具有活性高、助催化剂消耗低、氢调敏感性好等优点。2020/1/1512三、工艺特点3.3循环气压缩机使用膨胀透平由于Ⅱ型终止触发时循环气压缩机停，床层沉降，终止剂不能在反应器中均匀分布，造成结块。所以本装置设计时增加了膨胀透平。压缩机停车时，膨胀透平可利用循环气为动力带动压缩机低速运行约8-10分钟。终止剂可在反应中均匀混合，完全杀死反应。2020/1/1513四、影响装置长周期运行的因素一4.1原料精制Unipol催化剂对一些杂质非常敏感。杂质会导致催化剂活性降低或树脂性能的改变、也会产生静电，对反应系统有很大的危害。因此必须通过精制系统将各种原料中的杂质脱除到一定程度。日常必须加强原料质量的监控，尤其在供料改变、精制床被旁通或再生床刚刚投入使用的时侯。2020/1/1514四、影响装置长周期运行的因素二4.2反应器控制的平稳性在反应器日常控制和停车程序中保持连续性和一致性，避免反应产率、乙烯分压、氢气和共聚单体的流量突然改变。反应器表面的温差报警应该设定在正常读数的±5℃。监视反应器表皮热电偶温度，表皮热电偶温度正常应该只低于床层温度3～5℃。每组热电偶彼此之间温度在1～3℃以内，表皮温度大于或等于床温，表明结片正在发生；一旦表皮温度超过床温1℃，应立即作出反应。如果反应器表皮热电偶没有正常读数，请仪表维修人员处理，使之正常工作。2020/1/1515四、影响装置长周期运行的因素三4.3在线色谱的准确性在线色谱是稳定控制反应器的关键因素。定期进行调校在线分析仪，当它们的精确度值得怀疑时就需要进行维修。确认所取的正常的反应气体传送到在线分析仪，经常检查取样管线和涡旋形过滤器。用气体分析仪的读数与单体的流量比较，如果有矛盾的话，检查分析取样头的情况。本装置曾经发生色谱偏差，乙烯实际分压远低于色谱分析值，导致控制偏低，造成大量细粉、壁温波动、膨胀段结片停车的事故。2020/1/1516四、影响装置长周期运行的因素四4.4冷凝操作模式4.4.1己烷加入量，通过色谱和回收量来判断加入的己烷是否合适。将冷凝量控制在3%～8%。。4.4.2控制好流化床的料位和床重，减少因细粉的夹带而堵塞分布板和换热器。通过停车后对换热器和分布板的检查，运行一段时间后都有一定的堵塞。我们无法避免堵塞，只有减少堵塞，延长运行周期。4.4.3控制好流化床的气速。若发现壁温波动等状况，及时调整导向叶片和料位等参数，保持流化效果，对器壁进行冲刷，避免出现片料或块料，造成恶性循环。但在较高的SGV下运行时，会产生较小细粉。2020/1/1517四、影响装置长周期运行的因素五4.5UCAT-J催化剂UCAT-J是一种高活性、无载体的淤浆催化剂，与UCAT-A一样，是以钛为活性金属的齐格勒-纳塔体系催化剂。由于淤浆中有分散悬浮的固体，并且流速很慢，容易沉积而堵塞管线，所以保持出口管线的顺滑通畅非常重要。温度对淤浆中的矿物油黏度影响较大。温度越高，黏度越小，越有利于淤浆的流动，减少堵塞。控制淤浆、烷基铝在停留罐中的温度，还有利于催化剂的充分还原。针对淤浆催化剂易堵的特性，我们还定期对静态混合器进行切换清理，确保了催化剂的平稳注入。2020/1/1518四、影响装置长周期运行的因素六4.6产品质量控制化验室对树脂产品的分析，包括颗粒尺寸的分析，操作员应该注意分析结果，并能很好地理解，以便采取相应的措施和正确的操作步骤。注意树脂平均颗粒尺寸，细粉含量高经常会导致多种问题（如系统污染，促使静电产生等）。2020/1/1519四、影响装置长周期运行的因素七4.7设备维护装置运行得好坏和时间长短与设备有很大关系。除了加强每天的巡检之外，尤其对装置重要设备进行特护还定期对设备进行切换检查，在切换时，做好预案，争取做到无干扰切换。在正常生产过程中杜绝带故障运行，减少了因为设备原因造成的波动和停车。2020/1/1520五、总结通过总结流化床操作的经验教训，我们得知，良好的责任心、精心操作、控制好相关参数、保持反应器良好的流化状态和撤热效果、及时处理问题是使装置保持良性循环和长周期运行的有效手段。2020/1/1521谢谢！