如何延长Unipol气相法聚丙烯装置反应系统运行周期

许杰 鄂凡 秦利辉

摘要：本文主要通过实际生产经验，总结各系统对装置长周期运行的影响，提出实现装置长周期运行的建议和措施。

关键词：聚丙烯;反应系统;长周期

前言

聚丙烯是一种合成树脂材料，由于其密度低、易加工、耐化学腐蚀性、耐热性好等特点广泛应用于工业生产的多个方面。但是在其聚合过程中，聚合系统运行状况直接关系到树脂材料的各项性能，同时反应系统的平稳运行是制约装置长周期运行的关键，也是炼油化工一体化企业终端产品的关键装置，在炼油化工一体化企业加工流程中占据重要地位，因此提高反应系统的运行质量显得尤為重要。

一、原料精制系统的运行

Unipol工艺原料精制的理论基础是吸附，包括物理吸附和化学吸附。该工艺使用的主催化剂为高活性载体催化剂，经三乙基铝活化后形成活性中心引发丙烯进行聚合反应，而丙烯或者其他原料中的某些杂质会占据催化剂的活性中心，从而使催化剂失去活性。常见的有害物质有：水、氧气、一氧化碳、二氧化碳、硫、砷类化合物及醛类等。如果进入丙烯精制系统的丙烯杂质含量超过精制床的脱除能力就会导致进入反应器的丙烯杂质超标，从而引起催化剂活性下降，反应减弱。确保精制后原料达到气相聚合级别，满足生产需要。

1、各原料精制床必须严格按照要求进行再生，建立床层再生台账，进行详细记录，避免超出再生周期运行。

2、不同的床层精制原理各异，再生要求也不尽相同，因此必须严格按照操作规程进行操作，防止由于操作不当造成床层超温运行，造成分子筛的破坏。

3、脱气塔的塔釜温度、塔顶排放流量，任何工艺参数的偏离都有可能带来轻组分脱除不彻底的风险。

4、各精制床分子筛的使用年限及分子筛更换周期必须严格按照分子筛的MSDS执行，任何超期服役的精制床都无法保证原料杂质的有效脱除。

二、聚合反应系统的运行

1、气速的控制

较低的SGV（< 0.32m/s）下，反应器流化不充分，死区的存在，会严重影响聚合反应的传质传热，聚合热无法及时撤出就会引起树脂的粘连和融化，形成块料。但是，气速不能控制太高，需要综合考虑粉料堆积密度、床层松密度、床高、床重来调整，如果气速过高，会使细粉的夹带量升高，加速循环气冷却器和反应器分布板的堵塞，影响装置长周期生产。

2、反应器结块、结片的控制

结片在气相工艺中是不可避免的，也是工艺允许的。小的片料会随着出料系统PDS排除，但是大片料或者块料会堵塞PDS大小头，甚至引起装置停车事件发生。

为避免反应器结块、结片的产生，需要特别注意以下几方面的调整。

（1）反应器结片很多时候是由于催化剂或粉料在反应器中某点停留，不能流化起来，未及时把聚合热撤出，发生粉料的塑化、成块成片。因此密切关注反应器流化状态，及时通过调整导叶开度和床重来保证床层流化充分。

（2）在反应开车过程中，严格控制主催化剂的加入量。避免催化剂加入过量，随着反应负荷的提高，主催化剂以5%-12%/h的提升速度。

（3）密切关注床层与露点温差，尤其开车初期可以通过控制丙烯进料量与调整反应器温度尽可能长时间的使床层温度与露点温差接近0℃，避免开车初期剧烈反应产生片料。随着反应速率的提高，温差可上升到2-5℃。

（4）高度关注调温水系统运行，尤其是冷水阀（TV4002-4A）和热水阀（TV4002-4B）的日常检查和维护。由于这两个阀在运行期间动作频繁，且振动较大，长期运行过程中易出现仪表风线断裂、曲轴拉杆脱落等问题，造成阀门不动作，极易导致反应器飞温。

3、关于循环气压缩机

压缩机的轴端密封采用干气密封，干气密封泄露或者损坏会造成压缩机停车，并且更换密封需要较长时间，对装置乃至公司的效益影响较大，通常应注意以下几点：

（1）确保缓冲气的压力及流量稳定，维持密封气源的稳定性和不间断性是干气密封正常运行的基本条件。避免密封的负压操作，串联式密封可能引起密封被未净化的工艺气污染而很快失效。

（2）随时监控密封泄漏量的变化情况，泄漏量的变化直接反映出干气密封的运行状态。只要密封泄漏量不持续上升，则认为密封运行正常，但是如果泄漏量出现不断上升的趋势，则预示着干气密封出现了故障。

（3）密封气、隔离气要在润滑油供应前10min投用，在润滑油系统停止10min后方可切断隔离气。润滑油系统开始运行后，隔离气不能停止，避免润滑油进入干气密封内污染密封面，这种状况下运行极易造成密封面的损坏。

（4）严禁机组运转过程中停止密封气的供给，因为密封气的中断会导致密封面干磨，很短时间内密封就会烧坏。

三、PDS下料系统的运行

PDS出料系统运行的平稳，直接决定了反应器的平稳操作，避免了因出料系统故障，频繁的调整反应器生产负荷，造成系统的波动。为了确保PDS出料系统运行平稳，日常生产中需要注意以下细节：

（1）PDS管线在不出料时，A阀和G阀要确保足够的吹扫流量，如果吹扫量不足，会在该部位堆料，严重时会堵塞管线。

（2）PC罐进料时间的优化，操作人员和管理人员应该每天关注反应器底部松密度、粉料的堆密度、粒径分布以及流化气速的变化情况来综合判断PC罐的进料情况。

（3）操作人员要随时关注PDS运行情况，通过PDS运行趋势画面判断其下料情况，便于操作人员监盘时第一时间发现。上方压力趋势非常直观的观察进料、出料情况，下方E阀的开启持续时间非常直观的观察大小头出料是否顺畅。

四.其他

同时，粉料处理、排放气回收系统、挤压造粒机组及风送系统的运行情况也直接关系着反应系统的长周期运行情况。正常生产过程中密切关注个单元主要设备运行参数，发现异常及时处理，尤其挤压造粒机组是集电气、仪表系统且自动化程度较高，应加强此方面的维保力度，避免因后系统原因造成反应系统停车事件。

五.结论

通过总结分析，要想延长反应系统的运行周期，既要关注原料来源情况，同时，生产过程中密切关注各系统运行参数，早发现早调整，可以将很多小隐患在萌芽期及时处理解决，确保整个装置的长、稳运行。

参考文献：

[1] 马晶.微量杂质对丙烯聚合性能的影响[J].石油化工.2013（42）7.767-770