劉中平 唐淑文

【摘要】近聚丙烯裝置能耗組成分析入手，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)、技術(shù)改造以及提高產(chǎn)量等措施的實(shí)施，降低了環(huán)管法聚丙烯裝置能耗 。

【關(guān)鍵詞】環(huán)管法聚丙烯 生產(chǎn) 節(jié)能措施

大慶煉化公司30萬(wàn)噸/年聚丙烯裝置采用意大利Basell公司Spheripol-Ⅱ代工藝技術(shù)，是國(guó)內(nèi)第一套世界級(jí)聚丙烯裝置，采用第四、五代聚丙烯催化劑，該工藝具有產(chǎn)品性能優(yōu)良、品種牌號(hào)齊全、工藝成熟等特點(diǎn)。聚丙烯裝置從2005年8月1日開(kāi)工投產(chǎn)，至今已經(jīng)七年，經(jīng)過(guò)聚丙烯人不懈努力總結(jié)出很多節(jié)能措施.

1 環(huán)管聚丙烯的工藝介紹

Basell公司的Spheripol工藝是采用液相、氣相本體法生產(chǎn)聚丙烯的聚合工藝。液相環(huán)管反應(yīng)器生產(chǎn)均聚和無(wú)規(guī)產(chǎn)品，氣相反應(yīng)器生產(chǎn)抗沖共聚產(chǎn)品。主要工藝過(guò)程為：原料單體在與催化劑混合后進(jìn)入小環(huán)管，在20℃、3.8Mpa條件下進(jìn)行預(yù)聚合。預(yù)聚之后進(jìn)入大環(huán)管反應(yīng)器，在70℃、3.8Mpa條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)，大環(huán)管反應(yīng)器可以是單環(huán)或雙環(huán)，停留時(shí)間2h。聚合之后生成的粉料“漂浮”于液態(tài)丙烯中，形成淤漿，該淤漿經(jīng)閃蒸后實(shí)現(xiàn)聚合物粉料與單體丙烯的分離，單體丙烯再經(jīng)洗滌、壓縮、冷卻之后得以回收，而聚合物粉料經(jīng)脫活、干燥、造粒、篩分、貯存、摻混之后包裝出廠。

2 環(huán)管法聚丙烯的生產(chǎn)流程

先用氣態(tài)丙烯置換出系統(tǒng)中的氧氣，降低系統(tǒng)中氧氣濃度已達(dá)到實(shí)驗(yàn)條件要求。桶裝的固體催化劑在裝置內(nèi)要用烴油和脂配制成混合均勻的催化劑膏，然后用液壓操作的催化劑注入器加入反應(yīng)器系統(tǒng)。助催化劑和給電子體分別用計(jì)量泵加入預(yù)聚合反應(yīng)器，3種催化劑高效載體催化劑系統(tǒng)由A（Ti催化劑）、B（三乙基鋁）及C（硅烷）組成。在進(jìn)入預(yù)聚合反應(yīng)器之前先在D200內(nèi)與接觸混合活化，是不同的催化劑顆粒和單個(gè)催化劑顆粒內(nèi)部具有相同的催化活性，然后注入預(yù)聚合反應(yīng)釜R200，同時(shí)加入經(jīng)換熱器E200降溫的低溫丙烯。R200預(yù)聚合反應(yīng)器是一個(gè)小的環(huán)管反應(yīng)器，在溫度<18℃，壓力為3.5Mpa左右，較低溫度下，催化劑被生成的少量聚丙烯包裹，以提高催化劑顆粒的機(jī)械強(qiáng)度，避免在主反應(yīng)階段因強(qiáng)度聚合反應(yīng)而使催化劑顆粒破碎。預(yù)聚合也能顯著提高催化劑的活性。預(yù)聚合后的催化劑淤漿進(jìn)入環(huán)管反應(yīng)器D201，在此加入單體丙烯和調(diào)節(jié)分子量的氫氣。一部分的丙烯進(jìn)行了聚合，余下的丙烯仞為液態(tài)而作為固體聚合物的稀釋劑。循環(huán)泵使淤漿高速循環(huán)并混合均勻，以防止固體沉積和改進(jìn)傳熱效果。P205輸送循環(huán)水，控制聚合反應(yīng)溫度為70℃左右，反應(yīng)的壓力為3.8Mpa。與老工藝相比，該工藝的聚合溫度有所提高，催化劑的活性更高，產(chǎn)品的結(jié)晶度和等規(guī)度指數(shù)更高。用冷卻水夾套導(dǎo)出反應(yīng)熱，通過(guò)板式換熱器用循環(huán)冷卻水將聚合熱撤出反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)的壓力、溫度和淤漿濃度都是自動(dòng)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制的。若要生產(chǎn)抗沖擊性的聚丙烯一般在經(jīng)D201流出的聚丙烯漿液經(jīng)加熱器加熱后送入第一個(gè)反應(yīng)器，由第一反應(yīng)器流出的含有催化劑的聚丙烯，進(jìn)入氣相的反應(yīng)器，它由一個(gè)或兩個(gè)串聯(lián)的密相流化床組成，在此反應(yīng)器中具有活性的聚丙烯與送入的乙烯，丙烯以及分子量調(diào)節(jié)劑氫氣進(jìn)入嵌段共聚。

3 環(huán)管法聚乙烯生產(chǎn)應(yīng)用的措施

3.1 降低裝置電力消耗

我裝置設(shè)計(jì)能力30萬(wàn)噸/年，擠壓機(jī)的設(shè)計(jì)能力要比聚合裝置生產(chǎn)能力大20%。擠壓機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在30-32噸之間生產(chǎn)，而我廠擠壓機(jī)的最大能力是47噸/小時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的大馬拉小車造成擠壓機(jī)電機(jī)效率與小裝置比要低，同樣生產(chǎn)1噸產(chǎn)品的電耗增加。

由于造粒擠壓機(jī)功率與產(chǎn)品的熔融指數(shù)成反比，即產(chǎn)品的熔融指數(shù)越高，擠壓機(jī)耗電量越低?？赏ㄟ^(guò)加強(qiáng)熔融指數(shù)質(zhì)量控制手段，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，將產(chǎn)品的熔融指數(shù)控制在優(yōu)質(zhì)品指標(biāo)的上限范圍，每天約節(jié)電500kWh，全年共節(jié)電12.75×104 kWh。

3.2 降低裝置蒸汽消耗

（1）在維持裝置工藝的前提下，首先要加強(qiáng)對(duì)工藝系統(tǒng)的檢查與管理，結(jié)合計(jì)量系統(tǒng)隨時(shí)監(jiān)控，消除跑冒滴漏現(xiàn)象，對(duì)于故障疏水器及時(shí)進(jìn)行更換.其次，在現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化工藝條件，達(dá)到節(jié)省蒸汽的目的。

們通過(guò)不斷的摸索發(fā)現(xiàn)D301的閃蒸溫度對(duì)節(jié)能降耗也起到至關(guān)重要的作用。因?yàn)楸┩ㄟ^(guò)D301高壓閃蒸后，要進(jìn)入高壓丙烯洗滌塔T301，然后經(jīng)E301將氣相丙烯冷凝為液相。如果經(jīng)D301閃蒸后的氣相丙烯溫度過(guò)高，閃蒸效果雖然好，但是E301所需的循環(huán)水耗量卻要大量增加，所以通過(guò)大家在實(shí)踐中的不斷摸索不斷調(diào)整，實(shí)現(xiàn)操作優(yōu)化配比，合理地調(diào)整閃蒸線蒸汽量，控制好D301溫度。既保證丙烯的閃蒸效果，又減少了E301的冷卻水量。

（2）蒸汽伴熱的最大用戶是火炬排放系統(tǒng)D601、D602、D603和S601伴熱，為了保證出現(xiàn)排放時(shí)能夠正常投用，始終處于在用投用狀態(tài)，消耗了大量的蒸汽，因此，我們?cè)诜欠纼鰰r(shí)期將D602的盤管蒸汽停，關(guān)小D601的夾套蒸汽，這樣可節(jié)能0.1t/h蒸汽.

3.3 降低裝置循環(huán)水消耗

聚丙烯裝置在均聚工況下循環(huán)水設(shè)計(jì)消耗是5500噸/小時(shí)。循環(huán)水站采用四臺(tái)水泵，三開(kāi)一備的運(yùn)行方式。每臺(tái)泵的設(shè)計(jì)流量是2600噸/小時(shí)。對(duì)聚丙烯裝置來(lái)說(shuō)，開(kāi)兩臺(tái)流量不足，開(kāi)三臺(tái)流量過(guò)剩太多。聚丙烯廠與動(dòng)力一廠互相配合，聚丙烯裝置調(diào)整各換熱器的出入口溫差，循環(huán)水站擴(kuò)調(diào)整泵出口流量，將循環(huán)水流量降低到5900噸。

3.4 保證裝置平穩(wěn)生產(chǎn)

裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)對(duì)于節(jié)能降耗起到至關(guān)重要的作用，尤其應(yīng)避免裝置不必要的非計(jì)劃停車，特別是人為的事故停車。每次在切排放期間為了維持反應(yīng)器的溫度，利用蒸汽對(duì)反應(yīng)器加熱，每小時(shí)消耗蒸汽約20噸，另外每次XV3101切排放后都要使用蒸汽進(jìn)行粉料脫活和汽提丙烯，每次消耗蒸汽約3噸，增加了1.6個(gè)單位能耗。

4 結(jié)語(yǔ)

保證裝置長(zhǎng)周期高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)是本裝置節(jié)能降耗的前提和基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)裝置工藝的深入了解，從細(xì)微入手，將工藝參數(shù)和操作方法進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，通過(guò)技術(shù)改造，充分利用裝置蒸汽冷凝液，合理使用電能等措施，不斷深入研究現(xiàn)有工藝和引入新工藝、新方法是平穩(wěn)生產(chǎn)，降低消耗的有利工具。

參考文獻(xiàn)

[1] 姚玉英，黃風(fēng)廉，等.化工原理[M].天津：天津大學(xué)出版社，1999.8

[2] 洪定一.聚丙烯——原理、工藝與技術(shù)[M].中國(guó)石化出版社，2005.6

[3] 傅強(qiáng)，黃銳.高分子材料科學(xué)與工程[M].1999.15（4）：69