提高间歇式液相本体法聚丙烯单釜产量的途径.docx

提高间歇式液相本体法聚丙烯单釜产量的 提高间歇式液相本体法聚丙烯单釜产量的途径 丛国文 (中国石油 前郭炼油厂 ,吉林 松原 138008) 摘 要 :从传热效果 、工艺条件 、控制方法等方面讨论了影响液相本体法聚丙烯单釜产量 的根本原因 ,给出了解决相关问题的实际操作方法 。 关键词 : 聚丙烯 ;间歇式 ;小本体 ;聚合 ;单釜产量 中图分类号 : TQ342162 文献标识码 : A 随着聚丙烯市场竞争不断加剧 ,丙烯原料价格 一直居高不下 。间歇式小本体聚丙烯装置要想适应 目前激烈的市场竞争 ,必须结合自身的工艺特点 ,发 挥间歇操作的灵活优势 ,在努力降低主剂和辅剂的 前提下最大限度的提高单釜产量 ,才能在市场中占 有一席之地 。 间歇式液相本体法生产聚丙烯采用单釜操作 , 每批次投入定量的丙烯后 ,在催化剂 、活化剂及第三 组分的作用下 ,以聚合搅拌釜为反应器完成产品的 生产 。单釜产量是每批次投料所得产品 PP 的数量 。 在原料纯度 、杂质含量 、工艺条件相对稳定和主辅剂 品质和型号相对不变的情况下 ,单釜产量高低直接 反映了生产装置的操作水平 、工艺现状和经济技术 评价指标 。从某种意义上讲 ,最大限度的提高单釜 产量是生产装置的基本出发点 。前郭炼油厂聚丙烯 车间几年来一直致力于此项工作的探讨和研究 ,积 累了一定的经验 ,取得了一定的成效 。本文拟从传 热效果 、工艺条件 、控制方法等方面讨论提高液相本 体法聚丙烯单釜产量的途径 。 1 传热效果 1 . 1 传热因素分析 聚合反应是一个非稳态强放热的过程 ,即各阶 段的反应速度随时间而变化 。在开始阶段 ,随着反 应时间的增加 ,反应速率也在加快 ,很快就达到反应 放热高峰期 。然而 ,随着时间的推移 ,反应强度逐渐 减弱 ,反应速度在加速降低 ,直至为零 。同时 ,釜内 液相丙烯减少 ,粉料逐渐增加 ,传热效果明显变差 。 间歇式液相本体法聚合反应传热属于夹套式传热 , 满足下列基本传热方程 : Q = KS △tm 式中 Q :总传热量 单位 W ; K: 传热系数 单位 W/ 2 m ·K; △tm :对数平均传热温差 单位 : K。 从传热基本方程来看 ,在一定条件 ( 投料定量 、 传热温差基本不变) 下 ,总传热量一定 ,传热系数 K 和对数平均传热温差 △tm 相对来说是不变的 。对 于装置可在硬件上做文章 ,即根据现时设备条件调 整传热面积 S ,改善聚合釜换热效果对提高单釜产 量具有显著作用 。 1 . 2 具体措施 1 . 2 . 1 改善换热手段 由于该装置聚合釜总传热面积大于夹套传热面 积 ,所以该装置采用了以夹套式撤热为主 ,辅以指形 内冷却管撤热相结合的撤热方式 ,基本上满足生产 需要 ( 在使用络合 ———Ⅱ催化剂的情况下) 。2002 年该装置开始采用高效催化剂 CS - 1 ,由于该催化 剂在使用中表现为反应迅速 、放热相对集中 ,即反应 前期放热高峰时撤热矛盾比较突出 ,为了及时有效 的将热量撤出 ,该装置又对聚合内冷实施了改造 ,将 指形内冷管改为 U 形冷却管 , 增大了换热面积 , 有 效地加强了各釜及时撤热的能力 ,大大地提高了操 作弹性 ,即避免了釜内结块 ,又提高了单釜产量 。 1 . 2 . 2 适时化洗 为了改善换热效果 ,该装置根据装置实际每年 对聚合釜夹套进行一次化洗 ,及时清除污垢 ,使撤热 手段得以有效加强 。 工艺条件 良好的工艺条件可使装置平稳运行 ,同时又可 2 收稿日期 :2004 - 03 - 22 作者简介 :丛国文 (1966 - ) ,男 ,吉林铁岭人 ,工程师 1 ·2 ·兰 州 石 化 ·2 · 兰 州 石 化 职 业 技 术 学 院 学 报 2004 年 以提高单釜产量 。间歇式液相本体法聚丙烯装置由 于对原料纯度 、杂质含量 、反应温度 、操作压力等要 求较为苛刻 ,因此摸清相关工艺条件并采取对应措 施对提高丙烯转化率具有重要意义 。 2 . 1 工艺条件的影响 2 . 1 . 1 原料纯度和杂质含量的影响 前郭炼油厂聚丙烯装置所吃原料全部来自外 购 ,丙烯纯度和杂质含量变化较大 。该装置原料丙 烯纯度指标为 ≥99 . 2 % ,但实际上纯度为 97 %～99 . 8 %的丙烯均投用过 ,杂质含量控制指标也间或有所 突破 。通常情况下 ,由于丙烯纯度的下降会导致其 它杂质含量的急剧上升 ( 尤其是影响反应的敏感杂 质) 。杂质成分复杂 , H2O 、O2 、CO 、CO2 、S 、AS 、C2 H6 、 C3 H8 等等十余种 ,含量更是高低不等 。由于这些因 素的影响 ,使得聚合反应忽强忽弱 ,对装置的安全生 产和 平 稳