聚丙烯环管反应器中氢气在线监测改进.pdf

第 51卷 第 3期 石 油 化 工 自 动 化 Vo1．51．No．3 2015年 6月 AUT0MATIoN IN PETRO CHEMICAL INDUSTRY June，2o15 聚丙烯环管反应器 中氢气在线监测的改进 李若岩1，陈建敏1，刘勇辉1，景丽2，彭蓉2 (1．中国石油兰州寰球工程公司，兰州 730060；2．中国石油兰州化工研究中心，兰州 730O60) 摘要：针对聚丙烯装置环管反应器内氢气浓度测量采样周期偏长、分析结果相对滞后、无法生产高附加值产品的问题，设计了 单流路和双流路两种技术方案。通过比较得出，单流路方案中，2台色谱分析仪与一环二环反应器一一对应 ，当其中1台色谱 仪或某个预处理系统发生故障时，另 1台色谱仪仍能通过控制流路切换阀分析双环反应器中的氢气浓度，实现了2台色谱仪的 相互备用，准确控制聚丙烯反应中的氢气加入量，可靠性更高。 关键词 ：聚丙烯装置 环管反应器 氢气在线监测 气相色谱仪 中图分类号：TH833 文献标志码：B 文章编号：1007—7324(2015)03—0071—03 兰州石化公司 300kt／a聚丙烯装置采用气相 1．1 工艺生产 中存在的问题 反应工艺在环管反应器进行连续聚合生产抗冲聚 1)生产高端聚丙烯产品时，色谱分析仪采样 丙烯，该生产过程 的能耗、物耗低 ，最多可 以生产 周期长，分析数据滞后于工艺过程，导致无法准确 103个牌号的聚丙烯产品。在聚丙烯双环反应器 控制氢气加入量，从而影响产品的质量 。 中，准确控制丙烯聚合反应中的氢气加入量是生产 2)一环加氢量少，二环加氢量多，一环二环共 不同牌号聚丙烯产品的重要手段和依据。反应器 同使用 1台色谱仪进行反应器中氢气含量的检测， 内的主要组分包括氢气、乙烯、丙烯、丙烷、丁烷五 分析频次低，氢气调整时间长，导致聚丙烯生产中 部分，其中氢气为微量组分，需通过借助在线过程 的过渡料增加 。 气相色谱仪(以下简称在线色谱仪)才能准确测得 3)在生产双峰产品过程中，由于一环氢气加 其含量，在线色谱仪的检测器为热导式_|1]，它是一 入量较少，所以丙烯回收系统、原料系统、氢气进料 个 内装 4个铼钨丝的不锈钢池体，4个铼钨丝组成 或者精制系统稍有轻微的波动，都会引起一环反应 一 个惠斯顿电桥，2个通过载气为氮气 (参比臂)， 器操作参数的波动，从而影响产品质量和稳定性。 另 2个通过色谱柱流出的气体 (工作臂)。由于被 1．2 色谱仪运行中存在的问题 测介质的导热系数和载气的导热系数不同，导致工 1)样气流路切换频繁，一环和二环中氢气含 作臂的电阻不同于参比臂，惠斯顿电桥就输 出与被 量的量程范围不一致，需要经常变换色谱仪的量程 测介质浓度成正比的信号_2]。 范围，影响到系统的稳定操作。 该装置于 2006年 10月 23日成功投产运行以 2)样气流路切换过程 中，可能在一段时间内， 来，主要以生产 T30S料为主，原设计为一环和二 氢气含量分析数据不更新或者显示为零。 环共用 1台在线色谱仪 (AT一2001)，色谱仪按周 3)预处理系统双通双阻断阀动作频繁，易发 期对 2个反应器轮流采样分析 。由于采样周期偏 生故障。 长，分析结果相对滞后，在生产 T38F，PA14D等一 为解决上述问题，有必要新增 1台在线色谱 些高端产品时，无法精确控制丙烯聚合反应过程中 仪，以满足缩短采样时间、增加分析频次的要求。 氢气的含量，从而导致无法精确生产出合格的目的