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文檔簡介
1、0聚丙烯工藝介紹聚丙烯工藝介紹展現聚丙烯工藝特點展現聚丙烯工藝特點闡明自動化操作原理闡明自動化操作原理1大唐國際多倫煤基烯烴項目大唐國際多倫煤基烯烴項目聚丙烯工藝介紹聚丙烯工藝介紹二二七七年年八八月月2什么是什么是聚丙烯聚丙烯 聚丙烯英文名為Polypropylene,簡稱PP。是由丙烯單體在催化劑作用下發生本體聚合形成的大分子聚合物。由于單體結合的方式不同,使得PP分子的空間結構有所不同,按其結構式不同分為等規PP、間規PP、無規PP,其結構示意圖如下:3PPPP的性質的性質1、結構簡式: 分子式:(C3H6)n2、性質 聚丙烯樹脂為 本色、圓柱狀顆粒,顆粒光潔,粒子的尺寸在任意方向上為 2
2、mm5mm,無機械雜質。粉料為本白色粉末,無結塊,合格品允許有微黃色。聚丙烯樹脂 無毒,密度為 0.90 g/cm30.91g/cm3 ,是通用塑料中最輕的一種。聚丙烯樹脂具有優良的機械性能和耐熱性能,使用溫度范圍-30140。同時具有優良的電絕緣性能和化學穩定性,幾乎不吸水,與絕大多數化學品接觸不發生作用。與發煙硫酸、發煙硝酸、鉻酸溶液、鹵素、苯、四氯化碳、氯仿等接觸有腐蝕作用。 4聚丙烯工藝采用UNIPOL PP 技術(DOW)設備簡單設備簡單 操作靈活操作靈活工藝先進工藝先進 流程安全流程安全 5UnipolUnipol工藝特點工藝特點 UCC公司在氣相聚烯烴聚合技術方面居全球領先地位,
3、擁有這方面包括流化床冷凝態和超冷凝態技術在內的關鍵專利. 迄今全世界已有超過120條PE和PP生產線采用Unipol工藝技術,總生產能力超過2000 Mta,是最廣泛采用的聚烯烴生產工藝。 Unipol工藝的主要特征可以歸結為: 簡單的設備、靈活的操作條件 、經濟的生產操作成本 、安全的生產流程. Unipol工藝以其氣相法技術所固有的特點,本質上要比本體法生產工藝更安全。 UCC的SHAC系列催化劑無需預處理或預聚合,而且同一種催化劑可以生產任何種類的PP產品. Unipol工藝沒有液廢料排出,屬清潔生產技術,對環境污染影響非常小,更容易達到環境保護、健康和安全的規定。6UnipolUnip
4、ol工藝工藝- -概述概述Dow/UCC公司的Unipol聚丙烯工藝技術是當今最先進的聚丙烯工藝技術,可以用最低的固定投資和操作成本,生產最寬范圍的產品。該技術依托于UCC公司極為豐富的氣相流化床反應器和Unipol工藝的經驗,其氣相流化床反應器的操作業績超過1200反應器年;采用超高活性催化劑,有強大市場和產品開發能力。1989年至今新建PP裝置生產能力的30采用該技術,是最廣泛采用氣相法聚丙烯工藝技術。Unipol聚丙烯工藝采用氣相流化床反應器系統,只用兩臺串聯的反應器系統就能夠靈活地生產全范圍的聚丙烯產品。7UnipolUnipol工藝工藝- -概述概述對于均聚物產品對于均聚物產品, U
5、nipol工藝的商業化均聚物產品的MFR為0.545 g/10min,據稱可生產MFR高達100 g/10min的產品,包括高速注射成型樹脂. 在中試裝置中,能生產MFR高扶3000 g/10min的產品.對于無規共聚產品對于無規共聚產品,工業化生產的產品牌號中乙烯含量在0.55.5(質最分數), 最高乙烯含量在7(質最分數), 中試裝置生產的產品乙烯含量高達12(質最分數).對于抗沖共聚產品對于抗沖共聚產品,Unipol工藝采用兩臺串聯反應器系統生產的抗沖共聚產品的MFR和分子量分布很寬。商業化生產的抗沖共聚物乙烯含量最高達2l(質量分數)(橡膠相含量為35),中試裝置可生產高達含60(質量
6、分數)橡膠相的產品。Unipol工藝的抗沖共聚物產品也有很好的抗沖擊性和剛性的平衡。8UnipolUnipol工藝工藝- -概述概述Unipol工藝生產聚丙烯的工藝過程主要包括 原料精制工序; 聚合反應工序; 聚合物脫氣工序; 尾氣回收工序; 添加劑添加工序; 擠壓造粒工序;下面就聚丙烯各個工序簡述一下工藝流程和原理:9原料原料精制精制由于催化劑對某些雜質極為敏感,如O2、H2O、CO、CO2醛、酮,它們會使催化劑“中毒”,活性大大降低,所以都要設計原料精制單元以除去這些雜質。此外化學級丙烯也要精制提高純度制成聚合級丙烯。原料精制工序的設置的目的就是脫除原料中O2、H2O、CO、CO2、醛、酮
7、等毒性雜質。10原料原料精制精制對于去除固體顆粒:對于去除固體顆粒: 采用可拆卸濾筒型過濾器,對2-10um或更大顆粒過濾效率為99%;對于去除氧氣、一氧化碳、二氧化碳等輕組分氣體:對于去除氧氣、一氧化碳、二氧化碳等輕組分氣體:采用脫氧罐內部裝填UT-2000銅基催化劑,銅與原料中的氧氣解觸生成氧化銅已達到除去氧氣的目的;采用精餾塔(浮閥塔盤)依據氣提精餾原理,根據氣液之間溫度差的存在,氣體遇到低溫的液體不斷冷凝,同時液體與高溫的氣體接觸不斷被蒸發,氣液經過多次冷凝蒸發,最終得到高純度的物料,脫除其中的輕組分,如一氧化碳、二氧化碳等對于去除水、醇等液體:對于去除水、醇等液體:采用分子篩干燥器脫
8、除水、醇等。采用13X的分子篩,13X分子篩的孔徑10A,吸附大于10A 任何分子,所以可脫除水、醇等大分子。分子篩的主要成分為:Na2O. Al2O3 2.45SIO2. 6.0H2O。 11原料原料精制精制原料原料精制精制單元單元 丙烯、乙烯和氮氣需要精制丙烯、乙烯和氮氣需要精制 丙烯丙烯采用汽提塔脫除中的輕組分,如氧氣、一氧化碳和二氧化碳等,再用分子篩干燥器脫除水和醇類等。 乙烯乙烯采用脫氧罐脫除氧氣,再用分子篩干燥器脫除水、甲醇和二氧化碳等。 氮氣氮氣采用脫氧罐脫除氧氣。12原料精制原料精制丙烯來自界區外,液態、40、2.55MPa,成分99.62(%,min),醇類含量max0.38
9、%、乙烯max50.00ppm,、CO、CO2、O2、H2等max5ppm,進入脫氣塔脫出CO、CO2、O2后進入干燥器依靠物理吸附去除極性雜質,在經加壓泵加壓后達到40、4.48MPa去反應區域。 13不需要凈化(界區內或界區外)對:氫氣使用SHAC催化劑:不需要處理助催化劑由罐裝運輸直接在工藝中使用方便可用的烷基鋁原料精制原料精制乙烯來自界區外,氣態、3、4.207MPa,成分乙烯99.90(%,min),氧氣含量max5.00ppm,還含有微量的水、醇類、CO等.經過脫氧、干燥和過濾后,脫出其中的水、醇類、CO等。凈化后氧含量達到小于0.1ppm。乙烯20、4.12MPa到反應器。氮氣來
10、自界區外,氣態、30、4.5MPa和0.45MPa,成分99.99(%,min),氧氣含量max10.00ppm,經過脫氧、過濾后,達到30、4.47Mpa或0.43MPa,氧氣含量達到小于0.1 ppm。 14液態丙烯從界區內直接送入丙烯脫氣塔(C-2008,尺寸:1400/2200/3400mmID33779mm總高,壁厚:上段:15mm,中段:22mm,下段33mm,材質:碳鋼,塔盤類型:浮閥,塔盤數:30)。脫氣塔由塔頂的水冷冷凝器(E-2009,類型:V-BE,換熱效率:2471kw,材質:碳鋼)和塔釜的蒸汽加熱再沸器(E-2010,類型:H-BU,換熱效率:2417kw,材質:碳鋼
11、)組成。冷凝器使用的冷卻水通過脫氣塔冷卻水泵(G-2007,輸送能力:178 m3/hr,設計壓力:0.502MPag,揚程:16m,功率:15kw,材質:鑄鐵)泵送。 塔頂少量含有(O2、CO、CO2等)輕質污染物的氣體被排放到火炬,塔底物料通過丙烯冷卻器(E-2011,類型:H-AEM,換熱效率:736kw,材質:碳鋼)。經過冷卻器冷卻的丙烯直接進入兩個丙烯干燥器(C-2016/C-2018,尺寸:4400mmID13135mm總高,壁厚:50mm,體積:135.5m3,材質:碳鋼)其中之一脫除毒物(H2O、醇類),在丙烯干燥器設置一旁路保證在干燥床層再生或切換時凈化系統運行不會中斷。丙烯
12、精制丙烯精制15丙烯精制丙烯精制干燥床層包括固定床分子篩和別的催化劑組分,依靠物理吸附移除極性雜質。床層要求用熱氮氣進行周期性再生,氮氣由再生加熱器(E-2114,加熱效率:617kw,材質:碳鋼,功率:650kw)加熱達到凈化床再生時要求的溫度(290,5900 kg/h)。在極性雜質被除去的丙烯用丙烯進料泵(G-2012 /G-2013,輸送能力:150m3/hr,揚程:455m,設計壓力:4.16MPag,功率:160kw,材質:316不銹鋼/316不銹鋼)加壓,然后再通過丙烯過濾器(Y-2020,過濾能力:150m3/hr,材質:碳鋼)除去顆粒污染物后進入反應系統。丙烯脫氣塔脫除雜質主
13、要是采用機械方法,使含有(O2、CO、CO2等)輕質污染物的氣體的丙烯液在塔內由上而下形成薄霧狀或小液滴,流過塔盤層,塔釜再沸器使含輕質污染物的丙烯液蒸發為氣體,氣體由下而上與塔頂冷凝器冷凝的丙烯液形成逆向接觸,根據亨利定律,即利用減少丙烯液面上的輕質污染物氣體(O2、CO、CO2等)的分壓,來降低液態丙烯中的輕質污染物氣體的摩爾含量,即運用排除輕質氣體的原理去除掉丙烯液中的O2、CO、CO2等氣體,最終使丙烯液得到精制。精制丙烯規格:丙烯 99.5 Wt%;1617乙烯精制乙烯精制乙烯先通過預熱器(E-1006,類型:V-BEU,熱效率:67kw,材質:管程:碳鋼,殼程:碳鋼)預熱,然后通過
14、乙烯脫氧罐(C-1009/C-1010,尺寸:800mmID5780mm總高,壁厚:19mm,體積:2.22m3,材質:碳鋼)脫氧,在經過乙烯干燥器(C-1012 /C-1013,尺寸:1700mmID14903mm總高,壁厚:32mm,體積:25.68m3 ,材質:碳鋼)移除水、甲醇、二氧化碳。最后乙烯通過過濾器(Y-1002,過濾能力:99.8Am3/hr,材質:碳鋼/聚酯 )除去顆粒污染物送至反應系統。乙烯干燥罐干燥床層采用UOP-3A分子篩,3A分子篩的孔徑為3A,主要用于吸附水,不吸附直徑大于3A的任何分子,分子式:0.4K2 2O 0.6Na2 2O Al2 2O3 3 2.0Si
15、O2 24.5H2 2O。乙烯干燥罐工作溫度30-40,工作壓力為4.0 MPag,再生是用280-300的熱氮氣進行再生。精制乙烯規格:乙烯 99.99VOL%;1819氮氣精制氮氣精制氮氣精制分為低壓氮氣、凈化低壓氮氣和凈化高壓氮氣3個部分。低壓氮氣:從空分裝置來的低壓氮氣(0.65 Mpag)通過過濾器(Y-1101,正常/最大流量1500/5600 M3/HR,壓力0.65 Mpag,溫度30,可拆卸濾筒型,外殼及內件材質為碳鋼,5um或更大顆粒過濾效率為95%;)除去固體小顆粒,得到凈化的氮氣送至PP反應各使用單元。凈化低壓氮氣:氮氣通過低壓氮氣預熱器(E-1108,類型:V-BEM
16、,換熱效率:95.8kw,材質:碳鋼)預熱(約160C),脫氧罐(C-1117/C-1118,尺寸:1100mmID7797mm總高,壁厚:7mm,體積:1.5m3,材質:碳鋼)移除掉氧氣。脫氧后的氮氣通過過濾器除去固體小顆粒,最終得到凈化的氮氣送至PP反應系統。20氮氣精制氮氣精制凈化高壓氮氣:高壓氮氣(4.5 Mpag)通過預熱器(E-1118,類型:V-BEM,換熱效率:95.8kw,材質:碳鋼)預熱(約160),脫氧罐(C-1109/C-1111,尺寸:600mmID6097mm總高,壁厚:15mm,體積:1.5m3,材質:碳鋼)移除掉氧氣。脫氧后的氮氣通過過濾器除去固體小顆粒,最終得
17、到凈化的氮氣送至PP反應系統。氮氣脫氧罐裝填分子篩和UT-2000催化劑(銅基催化劑),用于吸附其中微量的氧氣、一氧化碳、二氧化碳、醇類等雜質。脫氧床層工作一段時間后需要定期再生,再生時先通280的再生氮氣進行熱處理再生,再通入儀表空氣使催化劑完全失活,最后通氫氣還原催化劑。精制氮氣規格:氮氣 99.99VOL%;2122聚合反應聚合反應聚合反應工序是Unipol工藝中最重要的環節。 反應區域主要設備:反應器、循環氣壓縮機和循環氣冷卻器。 聚合反應發生在流化床反應器中,催化劑和反應物(丙烯,乙烯、氫氣)連續進入到反應器內,反應得到的聚丙烯粒狀產品間歇出反應器,反應物在反應器中以氣相形式連續的循
18、環,通過離心式循環氣壓縮機和循環氣冷卻器回到反應器床層。循環氣的流動可使反應床層得到更好的流化和返混,輸送原料到反應區及移除聚合反應產生的反應熱。 本工程共設兩生產線(2250KT/A): 一線:設有兩臺反應器,可生產均聚物、無規共聚物和抗沖共聚物; 二線:設有一臺反應器,可生產均聚物和無規共聚物;2324聚合反應聚合反應- -第一反應器第一反應器第一反應器用于生產均聚物、無規共聚物和抗沖共聚物的均聚物部分,是由一臺流化床反應器、一臺循環氣冷卻器和一臺循環氣壓縮機組成的一個反應系統。具體反應工藝過程為:25聚合反應聚合反應- -第一反應器第一反應器聚合反應發生在流化床反應器(C-4001/C-
19、4601,材質:SA516,尺寸:筒體:4800mm ID18135mm T/T,錐段:4800mm ID7431mm ID 5816mm T/T,半圓:7620mm ID 4651mm H,體積:684.3m3,總高41362 mm,凈重 479000 Kg)中,反應壓力約為3.38 MPag,反應溫度為67.催化劑和反應物連續進入到反應器內,反應得到的粒狀產品間歇出反應器,反應物在反應器中以氣相形式連續的循環,通過離心式循環氣壓縮機(K-4003/K-4603,型號DH7JM,輸送能力:24900m3/h,入口/出口壓力:3.48/3.56 MpaA,入口/出口溫度:66/68.28,軸功
20、率:760kw,轉速:1485RPM,效率:72.94%,材質:殼體碳鋼、葉輪與軸為不銹鋼)和水冷循環氣冷卻器(E-4002/E-4602,類型:H-BEM,熱效率:18460kw,材質:管程:雙相不銹鋼,殼程:碳鋼)循環回到反應器床層。循環氣的流動可使反應床層得到更好的流化和返混,輸送原料到反應區及移除聚合反應產生的反應熱。粉料的特性主要由催化劑的類型和循環氣的氣相組分決定。DCS可以進行閉環控制在反應器中的樹脂性質,進行瞬間預測樹脂在反應器中的特征和必要的參數調整,保證樹脂的產品等級不會發生改變。26聚合反應聚合反應- -第一反應器第一反應器聚合反應時按一定比例恒定加入乙烯、丙烯和氫氣,以
21、達到聚合產品所需要的聚合物組成和性質。氣相反應的控制,是靠調節反應器內的氣體組成(特別是乙烯對乙烯加丙烯的摩爾比,和氫氣對乙烯的比)、總的系統壓力、反應溫度及料位高度(停留時間)來實現。聚合物分子量的控制靠調節連續加入的氫氣來實現。反應器是一個裙座支撐的容器,頂部膨脹端為了便于固體和循環氣體氣固分離。 循環氣壓縮機為一單級,恒速,串聯式干氣密封的離心式壓縮機。循環氣體的循環流量通過壓縮機排氣管的節流調節控制。循環氣壓縮機通過氣體循環回路保持生產所有聚合產品所需要的最佳氣體流速。27聚合反應聚合反應- -第一反應器第一反應器循環氣體冷卻器是一種單程列管式換熱器。循環氣體走管程,冷卻水走殼程。循環
22、氣體冷卻器殼程的排出的熱冷卻水,使用循環水泵(G-4004/G-4604 輸送能力:1680m3/hr;揚程:14.4m;出口壓力:0.485MPag;功率:132kw;材質:殼體:鑄鐵,葉輪:鑄鐵)將熱冷卻水與供給換熱器的新鮮冷卻水混合循環來控制反應器的溫度。通過從冷卻水進口中伸入的分布器注入蒸汽,循環氣體冷卻器也用做啟動反應的加熱器。反應器壓力通過改變丙烯進料流量控制。聚合反應的溫度是靠液態丙烯的蒸發來控制的。循環氣體中氫氣和丙烯的濃度通過在線循環氣體分析儀測量,根據需要對流量進行自動控制,以保持所需的循環氣體成分。28聚合反應聚合反應- -第一反應器第一反應器聚合反應催化劑供應形式是桶裝
23、的礦物油/催化劑泥漿。叉車搬運催化劑桶, 傾桶機(S-4046/S-4646能力:907kg1組)用在叉車末端來搬運傾倒催化劑桶。為了防止催化劑固體沉積,要將桶在翻桶機(S-4045/S4645能力:363kg2組)上翻滾。使用催化劑卸料泵(G-4054/ G-4654輸送能力:0.227m3/hr;揚程:36.7m;出口壓力:0.4MPa;材質:316不銹鋼/聚四氟乙烯脂)將桶中的催化劑卸到帶有攪拌器(Y-4041/ Y-4048/Y-4641/Y-4648,類型:葉輪式;功率:2.2kw;材質:碳鋼/碳鋼)的漿料進料罐(C-4040 /C-4047/C-4640/ C-4647,尺寸:55
24、0mm ID1524mm T.L-頂部法蘭 ;壁厚:7mm,體積:0.623m3;材質:碳鋼)中。從這個容器中將催化劑用漿料進料泵(G-4043 /G-4044/G-4643 / G-4644,輸送能力:9.684l/hr;揚程:397m;出口壓力:4.49MPag;功率:0.75kw;材質:316不銹鋼/17-4PH 不銹鋼)打到反應器。通過控制漿料進料泵的速度改變泵送到反應器的催化劑量來對產率進行控制。礦物油抽桶泵(G-4055/G-4655,輸送能力:0.227m3/hr;揚程:4.36m;出口壓力:0.022MPag;材質:碳鋼/碳鋼)用來從裝運桶中卸出礦物油到沖洗系統用。29聚合反應
25、聚合反應- -第一反應器第一反應器供應的給電子體通過給電子體進料罐(C-4060/C-4062/C-4660/C-4662,尺寸:800mm ID1600mm;壁厚:6mm,體積:0.8m3;材質:碳鋼)進入循環氣系統。給電子體從承裝容器中用給電子體抽桶泵(G-4069/G-4669輸送能力:1.363m3/hr,揚程:11.6m3,出口壓力:0.091MPag,空氣驅動,材質:不銹鋼/聚四氟乙烯脂)泄載到進料罐中。再從罐中用給電子體泵(G-4061/G-4063/G-4065,輸送能力:0.0076m3/hr,揚程:476m;出口壓力:4.39MPaG,功率:0.75kw;材質:不銹鋼/聚四
26、氟乙烯脂)輸送至1線反應器C-4001或C-4301中的任一個。給電子體泵(G-4661/G-4663/G-4665,輸送能力:0.0076m3/hr,揚程:476m;出口壓力:4.39MPag,功率:0.75kw;材質:不銹鋼/聚四氟乙烯脂)僅輸送給電子體去2線反應器C-4601。反應器有2個產品卸料系統,能夠進行交替操作,也可獨立進行操作。 每個系統由一個產品倉和產品噴吹罐組成。粒狀產品順序從產品倉(C-4101/C-4106/C-4701/C-4706,尺寸:1800mm ID 2700mm T.L-T.L,壁厚:31mm,體積:8.97m3,材質:碳鋼)中落出到產品噴吹罐(C-4103
27、/C-4108/C-4703/C-4708,尺寸:1700mm ID 2650mmT.L-T.L,壁厚:29mm,體積:7.77m3,材質:碳鋼)中,再從噴吹罐直接送入產品接受器中(生產均聚/無規用)或直接送入轉移罐(生產抗沖用)。30聚合反應聚合反應- -第一反應器第一反應器在流程紊亂時,通過殺死系統使聚合反應停止或緩慢停止。殺死系統注入超出正常要求數百倍的CO進入反應器。這個過度的注入量可確保反應完全終止即使CO還沒有完全均勻混合時。殺死系統硬件由4個承裝壓力為13- 15.2 MPag的改良CO圓桶剛瓶(2用2備)組成,當殺死系統邏輯啟動時,通過分布管和電磁閥釋放改良CO進入反應器。在失
28、電情況下,在循環氣流量降低顯示及壓縮機停車情況下循環氣透平被使用推動壓縮機在減速狀況下運行。通過將毒物由床層吹掃并排放至火炬,從而使催化劑復活,迅速使反應重新開始。31聚合反應聚合反應- -第二反應器第二反應器 第二反應器生產抗沖共聚物。這個系統的組成與第一反應器相同,包括一臺流化床反應器、一臺循環氣冷卻器和一臺循環氣壓縮機,只是循環氣流全部為氣體,設備尺寸相對也小一些,反應器材質仍為SA516。反應壓力大約為2.4MPa,反應溫度為6570。含有活性催化劑的均聚物間斷地從第一反應器送入第二反應器,乙烯、丙烯、氫氣和循環單體也連續加入反應器中,在均聚物的基體上生成乙烯一丙烯共聚物。具體反應工藝
29、過程為: 32聚合反應聚合反應- -第二反應器第二反應器聚合反應抗沖部分發生在第二個反應器(C-4301,尺寸:筒體:3962mmID 16396mmT/T;錐體:3962mmID6175mmID4990mmT/T;半圓:6325mm ID 3848mmH;體積:408.2m3,總高37851mm,材質:SA-516)中,反應壓力約2.07MPag,反應溫度約70.抗沖聚合物聚合反應器從第一反應器的產品放料系統間歇接收含有催化劑的均聚物樹脂。反應物被連續加入抗沖反應器中,粒狀產品間歇取出。氣相的反應物從反應器經過第二循環氣體壓縮機(K-4303,型號DH7JM,輸送能力:25000m3/h,入
30、口/出口壓力:2.14/2.35 MpaA,入口/出口溫度:69.6/75.7,軸功率:1630kw,轉速:2970RPM,效率:75%,材質:殼體碳鋼、葉輪與軸為不銹鋼)和水冷循環氣冷卻器(E-4002/E-4602,類型:H-BEM,熱效率:18460kw,材質:管程:雙相不銹鋼,殼程:碳鋼)和水冷卻的循環氣體冷卻器(E-4302,類型:H-BEM,熱效率:10240kw,材質:管程:雙相不銹鋼,殼程:碳鋼)循環回到反應床,如此連續循環。這種循環氣體流動使反應床流化,以便得到良好的返混、將原料帶到反應場所,并帶走聚合反應產生的熱量。樹脂性能主要由使用的催化劑類型和循環氣體組成控制。計算機通
31、過閉環控制,可對反應器中樹脂性能進行瞬時預測并根據需要調整參數保持反應器中樹脂性能的穩定。33聚合反應聚合反應- -第二反應器第二反應器均聚物樹脂通過密相輸送從1號反應系統產品泄料系統輸送到轉移罐過濾器(Y-4312/Y-4322,尺寸:3000mm ID4150mm ID T.L-T.L,壁厚:32mm,體積:35m3,材質:碳鋼)后到達第二個反應器。樹脂和輸送氣體經過轉移罐過濾器進行氣固分離,后者進入尾氣回收系統。樹脂在重力作用下流入轉移罐(C-4311/C-4321,尺寸:1700mm ID 2650 mm T.L/T.L,壁厚:22mm.,體積:7.77m3,材質:碳鋼)。完成輸送后,
32、轉移罐與轉移罐過濾器隔離,使用來自循環氣體壓縮機排氣口的循環氣體加壓。均聚物樹脂在重力的作用和壓縮機-反應器壓差的幫助下被輸送到反應器中。轉移罐中殘留的氣體被回收到排放氣回收系統中。反應器有2個產品卸料系統,與第一個反應器一樣,能夠進行交替操作,也可獨立進行操作。 每個系統由一個產品倉(C-4401/C-4406,尺寸:1400mm ID 2100mm T.L/T.L,壁厚:18mm,體積:4.2m3,材質:碳鋼)和產品噴吹罐(C-4403/C-4408,尺寸:1500mm ID 2350mm T.L/T.L,壁厚:19mm,體積:5.35m3,材質:碳鋼)組成。粒狀產品順序從產品倉中落出到產
33、品噴吹罐中,再從噴吹罐直接送入產品脫氣單元系統(產品接收罐)中。34聚合反應聚合反應反應單元反應單元循環回路 反應氣體通過回路循環流動 樹脂粉料在反應器中聚合生成3個主要的設備(反應器、循環氣壓縮機及循環氣冷卻器)35反應器:簡單的壓力容器粉料樹脂包含在反應器的直段部分分布板均勻分布進入到反應器中的循環氣進入的循環氣體使床層被流化床層流化實現2個功能:防止異常抱聚移除反應熱反應器膨脹段使樹脂從循環氣中依靠自重脫離出來聚合反應聚合反應反應器反應器36聚合反應聚合反應-錄像錄像37循環氣壓縮機單級的壓縮機及膨脹透平被設計去操作在很少發生變化的工況下聚合反應聚合反應循環氣壓縮機循環氣壓縮機38膨脹透
34、平 在失電停車情況下的最佳方案從反應器中流出的少量氣體系統通過透平排放氣體去火炬透平轉動驅動循環氣壓縮機透平也驅動輔助油泵 樹脂床層能在一段延長的時間保持流化 維持循環氣有效循環允許殺死氣體去終止反應 主電機可以容易再起當電力恢復時聚合反應聚合反應膨脹透平膨脹透平39循環氣冷卻器普通的單通道管殼式換熱器移除反應熱允許控制反應溫度通過調節循環蒸氣返回到反應器的溫度循環蒸氣部分冷凝可增加反應器的冷卻能力使用蒸發潛熱聚合反應聚合反應循環氣冷卻器循環氣冷卻器40產品泄料系統間歇成批出料樹脂床層料位引發“下落”,每次允許部分的樹脂由反應器排出最大化數量的樹脂排出最小的反應氣體排出樹脂移動在通過并列2個料
35、斗被轉移到脫氣區域從尾氣回收區域回收來的輕組分氣體被使用去輸送樹脂大部分的氣體返回到反應器最小尺寸的尾氣回收由此減少了氣體的再生量聚合反應聚合反應產品泄料產品泄料41#2反應器本質上與#1 反應器是一致的3個主要設備(反應器,循環氣壓縮機和循環氣冷卻器)沒有催化劑加入使用在#1反應器中生成的均聚物 中剩余的催化劑無膨脹機拖動壓縮機設置與#1反應器相比反應器更小操作條件:22 bar 在 70C均聚物從#1反應器轉移通過反應轉移系統(IRTS)聚合反應聚合反應#2#2反應器反應器424344脫氣單元主要設備:產品接收器、產品凈化倉樹脂脫氣樹脂脫氣 從反成器排出的聚合物還帶有少量末反應的烴類(約0
36、.20.3),這些烴類必須從產品中分離干凈并回收,脫氣單元起的作用就是回收未反應單體并使催化劑失活以保證安全、環保和產品質量等方面的要求。主要設備參數: 產品接收器:C-5013/ C-5313,尺寸:2500mmID15619mmT.L-T.L,容積:66.1m3,材質:碳鋼 ,凈重 19300 Kg. 產品凈化倉:上直筒/下直筒 5540/4470mmID ,總高 33583mm,凈重 64800 Kg. 45樹脂脫氣樹脂脫氣在產品接受器底部通入30、0.414MPa的凈化氮氣和30、2.57MPa來自尾氣回收的輕循環氣吹掃出樹脂縫隙間的和溶解在樹脂內部的碳氫化合物。最少吹掃停留時間在產品
37、接受器中為10分鐘,吹掃出氣體經產品接受器頂部的過濾器過濾后送尾氣回收裝置處理,樹脂物料重力流進入產品脫氣倉。在脫氣倉底部通入低壓蒸氣(160、0.52MPa)和凈化的氮氣(30、0.414MPa)混合氣,吹掃掉和溶解在樹脂中的碳氫化合物并中和殘留催化劑。脫氣倉頂部的排出氣體在經過脫氣倉過濾器后進入火炬總管。脫氣后的樹脂(聚丙烯99.47%、氮氣0.53%)去造粒系統。 4647 尾氣回收主要設備有尾氣回收壓縮機,制冷換熱器、尾氣回收塔。尾氣回收尾氣回收 尾氣回收系統就是為了回收那些未反應的單體,以提高單體的總利用率,降低單體消耗和成本。 尾氣回收系統由壓縮、冷凝和分離等設備組成。富含單體的物
38、流循環回反應系統,氮氣大部分送火炬。 主要設備參數: 尾氣回收壓縮機:K-5214/K-5514,型號J4D300-3M,3級立式迷宮活塞式壓縮機,4氣缸、300mm沖程,輸送氣量:4701.6m3/hr,功率 1390kw,轉速 350 rpm,一級入口壓力:0.115MpaA,三級出口壓力:4.21MpaA,材質:氣缸 球墨鑄鐵,活塞 灰鑄鐵,活塞桿鉻-錳鋼,曲軸 鍛鐵,軸承 巴氏合金。48尾氣回收尾氣回收尾氣回收單元尾氣回收單元 收集從幾處工藝排放點排放的富含碳氫化合物(丙烯、丙烷、乙烷等)的尾氣 回收丙烯單體在工藝中重新利用49回收用途:丙烯重新利用輕組分重新利用3單元操作:壓縮 可靠
39、的立式迷宮壓縮機冷凝 3級單通道管殼式換熱器 利用自動制冷提高效率分離 簡單的回收丙烯精餾尾氣回收尾氣回收50尾氣回收尾氣回收尾氣回收系統專為從樹脂脫氣系統排出物流中回收丙烯而設計。 產品接收罐排放氣被分成三股主要物流。第一股是氮氣,為防止氮氣在反應系統內積聚,要放掉氮氣。第二股富含丙烯的物流循環回反應區。第三股丙烷,也要防止丙烷積聚。 回收的尾氣經過尾氣回收壓縮機壓縮,制冷換熱器冷凝后形成的氣液混合物進入尾氣回收塔進行精餾處理,在均聚物/無規共聚物生產中,進料從頂部下的幾塊塔板進料,液體循環物流從冷凝器離開。在抗沖共聚物生產中,進料在頂部塔板進入,而液體從進料塔盤下方若干塔板上采出,使乙烯脫
40、除,循環回到1號系統。回收物流通過回收丙烯泵回到反應系統。在尾氣回收塔工作時,水噴射泵將水噴射到塔底物流中,中和任何微量助催化劑。 515253添加劑添加劑單元單元添加劑添加單元添加劑添加單元 樹脂經過冷卻并與固體添加劑混合 樹脂/添加劑混合物被稱做母料 添加劑添加要求精確、穩定和靈活可變在添加劑單元PP粉料樹脂和添加劑顆粒進行混合制成母料樹脂在擠壓造粒階段對PP進行該性。增強聚丙烯樹脂的抗氧化性、透明度及后續加工性能。54處理兩種類型的添加劑: 固體添加劑液體過氧化物為裂解牌號用固體添加劑經由母料系統添加可變負荷的系統要求合適的添加劑單元可靠的方式-添加劑連續計量間歇系統8-12小時一批樹脂
41、輸送到母料冷卻器中預防低熔點添加劑蒸餾半流化床氮氣去脫氣倉使其流化冷卻的樹脂與添加劑摻混在一起在計量進入擠壓造粒機前添加劑添加劑單元單元55液體過氧化物直接應用在擠壓機進料系統在生產裂解牌號時使用連續的進料系統包括:進料罐 12小時的最小使用時間容量計量泵(液壓雙隔膜計量泵 ,流量范圍:50.4 L/H-0.1656 L/H,壓力:2.48Mpa)添加劑添加劑單元單元56添加劑添加劑單元單元母料中的粉料樹脂是利用母料樹脂輸送器將來自產品凈化倉的一股樹脂物流輸送到母料樹脂冷卻器得到的。粉料樹脂進入冷卻器后,通過氮氣使樹脂流化,并通過容器夾套內的冷卻水冷卻。這股氮氣在通過母料樹脂冷卻器過濾器過濾后
42、用作吹掃氮氣。冷卻后的樹脂排放到安裝有稱重元件上的母料混合器內。固體添加劑通過添加劑中間罐加入到母料混合器中。固體添加劑通過手動經由倒袋站或利用固體添加劑傾桶機送入添加劑中間罐。固體添加劑和PP粉料樹脂在母料混合器經過均勻混合制成了添加劑母料。母料最終被加入母料給料器中經過精確計量加入擠壓造粒機改變PP粉料的性能。液體添加劑使用液體添加劑插桶卸料泵從運輸容器輸送到液體添加劑罐中,再通過液體添加劑泵輸送入擠壓造粒機。添加劑提升機用來將添加劑從地面輸送到添加劑廠房中的適宜的位置。一臺磅秤用于稱量添加劑,以確保各種產品的配方正確。 5758擠壓造粒擠壓造粒擠壓造粒單元擠壓造粒單元 樹脂依靠自身重力直
43、接從脫氣單元(脫氣倉)進入擠壓造粒單元(擠壓造粒機)UNIPOLUNIPOL工藝緊密,取消了其他工藝工藝緊密,取消了其他工藝設置的粉料輸送系統設置的粉料輸送系統59擠壓造粒擠壓造粒從樹脂添加劑處理系統排出的母料和液體添加劑是粒狀樹脂的主要物流,它與從產品脫氣倉來的粉料樹脂一起通過擠壓機進料斗送入擠壓機。這股混合物流在擠壓機中熔融混煉,未反應氣態碳氫化合物在擠壓機排氣段被排放至火炬。然后熔融樹脂經過轉向閥進入熔融切換篩裝置過濾熔融樹脂。安裝在切換篩后的連續熔體流變計監控排出熔融切換篩的樹脂熔融指數。然后,熔體由壓差作用由模板擠出進入水下切粒機進行水下切粒(在模板模孔出料處,旋轉的切粒刀將熔體切粒
44、)。切粒樹脂-水的漿料用泵送入塊聚物移除裝置去除塊狀樹脂,再經過切粒干燥器離心干燥脫除樹脂中夾帶的水分。脫除水回流到由造粒水箱、造粒水泵和造粒水冷卻器組成的造料水系統循環利用。干燥的切粒樹脂排放到顆粒振動篩去除尺寸過大的切粒樹脂。最后產品樹脂在重力作用下進入樹脂處理單元。60同向旋轉雙螺桿有效的熔融極好的混煉擠壓造粒擠壓造粒高效能的擠壓造粒機主電機9000KW造粒能力36t/h優化了配置取消了熔融泵6162粒料輸送及包裝系統風力輸送系統及產品均化包裝及碼垛系統63風力輸送系統及產品摻混 聚丙烯裝置產品輸送系統由兩條風力輸送系統組成。每個風力輸送線規定如下:64風力輸送系統及產品摻混 A1和和A
45、2線線 線A1連續不斷的輸送粒料從工藝區域到粒料倉摻混區域。來自1線造粒系統的粒料通過粒料緩沖器(D-8111)由旋轉給料器(S-8111)連續不斷的加入。A1線的風力輸送系統傳送粒料到一個等外品料倉(D-8211)和摻混倉(D-8212到8220)。等外品料倉儲存等外品粒料,主要是產品等級轉換的時候的產品。摻混箱儲存合格粒料。在粒料緩沖倉(D-8111)的重力導管提供一個手動取樣器,操作工可以使用取樣器取樣用于產品定期質量分析。輸送空氣由一到兩個粒料輸送風機(K-8101/8102)提供,當K-8101正在操作的時候,K-8102備用。風機后冷卻器(E-8101/8102)和在線過濾器(Y-
46、8101/8102)為每個風機提供在選擇好操作點的時候。A2線和A1線相同,不同的是位號不同,并且A2線的粒料來自2線造粒系統。65風力輸送系統及產品摻混 B1/B2和和B3/B4線線 B1/B2線再循環等外品倉(D-8211)和摻混倉(D-8212到8220)用于產品粒料混合。這種操作是間歇式進行的。一個旋轉給料器(S-8211到S-8220)送粒料到風力輸送系統的B1和B2線。等外粒料能夠以一個較小的量加入到摻混倉中,通過旋轉給料器(S-8221),其專供于這種“摻混選擇”操作。輸送從一個摻混倉到另一個摻混倉也是可能的。在每個摻混倉的重力導管提供一個手動取樣器,在摻混操作后,操作工可以使用
47、取樣器取樣并檢查產品的最終質量。輸送空氣由粒料輸送風機(K-8201)提供,通常當K-8201正在用于B1和B2線的操作的時候,K-8203用于B1和B2線的備用。風機后冷卻器(E-8201/8203)和在線過濾器(Y-8201/8203)為每個風機提供在選擇好操作點的時候。66風力輸送系統及產品摻混 B1/B2和和B3/B4線線 每個摻混倉都提供水沖洗裝置,水沖洗框提供從重力導管到每個摻混倉的沖洗水裝置到地水準面。B3/B4線和B1/B2線相同,不同的是位號不同,并且B3/B4線的粒料來自順序2造粒系統的再循環。K-8203通常是B3/B4線的摻混風機(K-8401)的備用風機。主要的不同來
48、自B1/B2線的輸送操作和吹掃氣體(查閱下面的“輸送操作氣體和料倉吹掃氣體”) 67風力輸送系統及產品摻混 C1/C2和和C3/C4線線C1/C2線輸送粒料從摻混倉到包裝倉,這種操作是間歇進行的。線輸送粒料從摻混倉到包裝倉,這種操作是間歇進行的。一個旋轉給料器(一個旋轉給料器(S-8211到到S-8220)送粒料到風力輸送系統的)送粒料到風力輸送系統的C1或或C2線,線,并且粒料被送往其中一個淘析器(并且粒料被送往其中一個淘析器(Y-8511到到8514)。)。輸送空氣由粒料輸送風機(輸送空氣由粒料輸送風機(K-8202提供,通常當提供,通常當K-8202在用于在用于C1/C2線的操線的操作的
49、時候,作的時候,K-8203用于備用。風機后冷卻器(用于備用。風機后冷卻器(E-8202)和在線過濾器()和在線過濾器(Y-8202)為每個風機提供在選擇好操作點的時候。)為每個風機提供在選擇好操作點的時候。淘析器(淘析器(Y-8511到到8514)分離出產品中的細粉和拉絲料,用淘析器第二空氣)分離出產品中的細粉和拉絲料,用淘析器第二空氣風機(風機(K-8501到到8504)。凈化后的粒料被送入包裝倉()。凈化后的粒料被送入包裝倉(D-8531到到8534)通)通過淘洗器旋轉給料器(過淘洗器旋轉給料器(S-8511到到8514)。)。淘析器排氣過濾器(淘析器排氣過濾器(Y-8521到到8524
50、)收集分離的細粉和拉絲料,并且通過淘)收集分離的細粉和拉絲料,并且通過淘析器排氣過濾器旋轉給料器(析器排氣過濾器旋轉給料器(S-8521 到到8524)倒空容器。)倒空容器。68風力輸送系統及產品摻混 C1/C2和和C3/C4線線 C3/C4線和線和C1/C2線相同,不同的是位號不同,并且線相同,不同的是位號不同,并且C3/C4線的粒料來自順序線的粒料來自順序2線造粒系統。線造粒系統。K-8203通常是通常是C3/C4線的摻混風機(線的摻混風機(K-8402)的備用風機。)的備用風機。主要的不同來自主要的不同來自C1/C2線的目標淘析器的不同如下:線的目標淘析器的不同如下: C1/C2線的目標
51、淘析器:線的目標淘析器:Y-8511 到到8514. C3/C4線的目標淘析器:線的目標淘析器:Y-8513 到到 8516.69風力輸送系統及產品摻混 E1/E2和和E3線線 當需要的時候當需要的時候E1/E2的操作如下:的操作如下:E1線通過旋轉給料器(線通過旋轉給料器(S-8601)輸送粉料樹脂從粉料樹脂料斗()輸送粉料樹脂從粉料樹脂料斗(D-8601)到達種子倉(到達種子倉(D-8611)存儲的粉料樹脂作為)存儲的粉料樹脂作為“種子樹脂種子樹脂”。粉料樹脂從產品。粉料樹脂從產品凈化機倉通過轉向閥(凈化機倉通過轉向閥(Y-6201)連續的送往粉料樹脂料斗。)連續的送往粉料樹脂料斗。E2線
52、通過旋轉給料器(線通過旋轉給料器(S-8611)從種子倉()從種子倉(D-8611)輸送種子樹脂到達順)輸送種子樹脂到達順序序1線反應器(線反應器(C-4001)或順序)或順序2線反應器(線反應器(C-4301)。)。種子倉可以為順序種子倉可以為順序1線和順序線和順序2線備用,來自于順序線備用,來自于順序2線的粉料樹脂通過旋轉線的粉料樹脂通過旋轉給料器(給料器(S-8701)輸送樹脂粉料從粉料樹脂料斗()輸送樹脂粉料從粉料樹脂料斗(D-8701)到達種子倉()到達種子倉(D-8611)70風力輸送系統及產品摻混 凈化倉凈化倉凈化倉空氣由凈化倉風機的其中兩者之一(凈化倉空氣由凈化倉風機的其中兩者
53、之一(K-8801/8802)提供,通)提供,通常當常當K-8801在操作的時候,在操作的時候,K-8802備用。為每個風機提供一個在線備用。為每個風機提供一個在線過濾器(過濾器(Y-8801/8802)。)。 一個凈化風機被設計用于如下料倉的同時凈化空氣的供應。D-8211 到 D-8220(順序1線摻混倉)D-8411 到 D-8420(順序2線摻混倉)D-8611(種子倉)71風力輸送系統及產品摻混 輸送氣和吹掃氣的操作輸送氣和吹掃氣的操作 順序順序1線線在操作這種深度裂化產物的時候,順序在操作這種深度裂化產物的時候,順序1線的線的A1和和B1/B2線通過旋風器和位線通過旋風器和位于摻混倉(于摻混倉(D-8211)頂部的旋轉給料器以致可以使輸送氣和粒料可以在進入)頂部的旋轉給料器以致可以使輸送氣和粒料可以在進入倉前分離,輸送氣被分離和排空到大氣通過粉塵收集器(倉前分離,輸送氣被分離和排空到大氣通過粉塵收集器(Y-8611)粒料通過旋轉給料器在送入倉的時候被旋
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