劉道勛

（中國(guó)石油廣西石化公司，廣西 欽州 535000）

某公司引進(jìn)美國(guó)DOW 化學(xué)Unipol 氣相聚丙烯工藝裝置，設(shè)計(jì)生產(chǎn)負(fù)荷為20 萬(wàn)t·a-1。 該裝置主要由原料精制系統(tǒng)、聚合反應(yīng)系統(tǒng)、尾氣回收系統(tǒng)、造粒風(fēng)送系統(tǒng)、包裝碼垛等系統(tǒng)組成。原料丙烯、氫氣、氮?dú)饩坪螅诖呋瘎┑淖饔孟?，在反?yīng)器中發(fā)生聚合反應(yīng)，生成聚丙烯樹(shù)脂粉末產(chǎn)品。粉末產(chǎn)品送至造粒系統(tǒng)，加入一定比例的添加劑并融熔混煉后，生成顆粒狀的聚丙烯顆粒產(chǎn)品。公司以裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行為目標(biāo)，重點(diǎn)開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的技術(shù)攻關(guān)和優(yōu)化。

1 原料精制優(yōu)化

根據(jù)工藝包設(shè)計(jì)值，對(duì)裝置原有的丙烯、氫氣、氮?dú)獾馁|(zhì)量要求進(jìn)行了工藝卡片化，通過(guò)在線分析儀和采樣分析雙手段，對(duì)上游裝置來(lái)的原料進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，全面分析原料中的丙烯、水、醇類、硫類、一氧化碳、二氧化碳等雜質(zhì)的含量。丙烯中的一氧化碳、二氧化碳等輕組分雜質(zhì)，通過(guò)優(yōu)化丙烯汽提塔的溫度、壓力、蒸汽液位和加熱蒸汽流量等來(lái)提高分離效果。原料丙烯中的含硫類物質(zhì)，通過(guò)丙烯脫硫塔（雙塔，一用一備，可定期再生）脫除；丙烯中的水和醇類物質(zhì)通過(guò)丙烯一級(jí)干燥塔（雙塔3A 分子篩吸附劑，一用一備，可定期再生）和丙烯二級(jí)干燥塔（雙塔3A 分子篩吸附劑，一用一備，可定期再生）脫除；丙烯中的砷類物質(zhì)通過(guò)丙烯脫砷塔脫去；丙烯中的二烯烴和不飽和炔烴通過(guò)在丙烯脫MAP 塔中與氫氣發(fā)生反應(yīng)生成烷烴和丙烯而脫除。丙烯一級(jí)干燥塔一般30d 切換再生1 次，丙烯二級(jí)干燥塔和丙烯脫硫塔一般60d 切換再生1 次，氮?dú)饷撗醮病⒌獨(dú)飧稍锎?、氫氣干燥床一?0d 切換再生1 次。如果原料相應(yīng)的含量偏高，可進(jìn)行綜合評(píng)估后，縮短相應(yīng)塔的切換再生周期。丙烯脫砷劑和丙烯脫MAP 劑不可再生，一般設(shè)計(jì)使用周期為4～5 年。裝置需根據(jù)原料狀況和劑的實(shí)際吸附脫除雜質(zhì)的效果進(jìn)行評(píng)估，及時(shí)開(kāi)展換劑。原料精制優(yōu)化后提高了原料精制效果，可為聚合反應(yīng)提供高質(zhì)量的原料，確保了聚合催化劑活性和反應(yīng)器的穩(wěn)定性。

2 催化劑選型

Unipol 氣相聚丙烯工藝裝置的核心技術(shù)之一，是主催化劑及配套的外給電子體。通過(guò)優(yōu)化對(duì)比，選用了性能穩(wěn)定、活性高、性價(jià)比高的鈦系主催化劑。不同的主催化劑配套不同的外給電子體，因此，選用與主催化劑相匹配的外給電子體很重要。外給電子體主要用于調(diào)節(jié)聚丙烯產(chǎn)品等規(guī)度，選用合適的外給電子體，不但可以控制好產(chǎn)品的等規(guī)度，對(duì)聚合反應(yīng)也具有一定的控制作用，可避免聚合反應(yīng)過(guò)于劇烈和反應(yīng)超溫結(jié)塊，以有效降低裝置的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

3 生產(chǎn)工藝優(yōu)化

在不同的牌號(hào)和不同的生產(chǎn)負(fù)荷下，聚丙烯裝置應(yīng)控制好不同的鋁硅比和鋁鈦比，通過(guò)APC 先進(jìn)過(guò)程控制系統(tǒng)，控制好氫氣/丙烯比，優(yōu)化好反應(yīng)器中丙烯、氮?dú)?、丙烷、氫氣等組分的濃度。尤其是丙烷濃度，需控制好原料丙烯中丙烷的含量和回收系統(tǒng)中丙烷的外送量，確保反應(yīng)器內(nèi)的丙烷濃度在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的合理的范圍內(nèi)[1]。優(yōu)化控制好反應(yīng)器循環(huán)氣的表觀氣速，不同的負(fù)荷下，控制好不同的循環(huán)氣冷凝量。優(yōu)化控制好反應(yīng)器的“干濕”程度，保證反應(yīng)器上下床層的密度均在一個(gè)穩(wěn)定合適的范圍內(nèi)保持動(dòng)態(tài)平衡。通過(guò)靜電儀監(jiān)控反應(yīng)器的靜電情況，出現(xiàn)靜電波動(dòng)偏大的情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整丙烯加入量，控制反應(yīng)器在相對(duì)“濕”的狀況，可提高反應(yīng)器抗靜電能力。若靜電波動(dòng)持續(xù)偏高不可控，可采取注入一氧化碳、降低生產(chǎn)負(fù)荷、暫時(shí)停止注入主催化劑等措施，將反應(yīng)器控制穩(wěn)定后再重新投主催化劑。通過(guò)優(yōu)化造粒的熱油溫度、顆粒水溫度、顆粒水pH 值、切刀轉(zhuǎn)速、模板溫度、筒體溫度、出料段溫度等工藝參數(shù)，提高了擠壓造粒機(jī)的長(zhǎng)周期運(yùn)行穩(wěn)定性。

4 關(guān)鍵設(shè)備特護(hù)

對(duì)聚丙烯裝置的循環(huán)氣壓縮機(jī)、回收氣壓縮機(jī)、擠壓造粒機(jī)三大核心機(jī)組設(shè)備和PDS 排料系統(tǒng)實(shí)行特護(hù)，管理技術(shù)人員、操作人員、維保人員“三位一體”，定時(shí)上崗巡檢，并填寫(xiě)《關(guān)鍵設(shè)備特護(hù)記錄》等技術(shù)臺(tái)賬記錄。記錄內(nèi)容包括檢查時(shí)間、主要參數(shù)、發(fā)現(xiàn)的異常情況及處理方法、處理日期、處理結(jié)果、檢查人、維修人簽字等內(nèi)容。對(duì)核心部件和PDS閥門(mén)，強(qiáng)化備品備件管理。對(duì)擠壓造粒機(jī)的主電機(jī)、切刀、離合器、模板等部件常出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行攻關(guān)，解決擠壓造粒機(jī)的長(zhǎng)周期穩(wěn)定性問(wèn)題，提高了擠壓造粒機(jī)組的長(zhǎng)周期運(yùn)行水平[2]。

5 結(jié)論

對(duì)原料丙烯、氫氣、氮?dú)膺M(jìn)行精制，根據(jù)需要選用催化劑及外給電子體，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行特護(hù)，多種優(yōu)化措施的施行，提高了氣相聚丙烯裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行水平。