Innovene 聚丙烯工艺操作运行研究

邢珊珊 贺 龙

(陕西延长石油延安能源化工有限责任公司,陕西 富县727500)

从当前全世界范围内来看,Innovene 聚丙烯工艺属于最为先进的一种聚丙烯生产工艺,其在应用的过程中能够展现出多方面的优势,比如工艺操作简便、质量控制效果较高、产品有着良好的均一性、操作可靠性强、能耗相对较低并且同可持续发展理念相符合等。但结合当前该工艺的实际应用情况来看,仍面临着一定的不利因素,制约着其应用效率的提升。基于此,有必要对其展开更加深层次的探索。

1 工艺简介

本文研究的装置所使用的是某公司的Innovene 气相聚丙烯工艺,其设计生产能力高达30 万吨/年,每年的操作具体为8000 小时,操作弹性维持在60-110%范围之内,该工艺在实际应用的过程中最常应用的原材料涉及到丙烯、氢气、乙烯、三乙基铝、氢气以及造粒添加剂等等。乙烯和丙烯主要来源于上游装置,在经过原料精制单元之后便能够将催化剂中的毒物去除,进而满足聚合级丙烯的实际要求进入到反应釜内,与此同时还要在其中适当加入能够对分子量进行调节的氢气,然后充分发挥出改性剂、三乙基铝以及催化剂等材料的作用,最终生成相应的聚丙烯粉料。如果要对共聚物进行生产,那么应当在其中加入4.5%(摩尔浓度)氧- 氮抑制剂以达到有效控制反应速率的作用,在经过尾气脱除以及蒸汽失活之后,所生成的聚丙烯粉料便会通过氮气的作用向造粒粉料仓中进行输送,同特定比例的造粒添加剂进行混合之后便能够将其加入到挤压造粒机中生成相应的粒状产品[1]。

2 Innovene 聚丙烯工艺操作运行优化路径

2.1 三乙基铝的回收

对于丙烯聚合来说,三乙基铝是重要的助催化剂,能够有效起到对主催化剂以及祛除反应系统中所包含的二氧化碳、氧、甲醇以及水等杂质的有效活化作用。三乙基铝本身有着较高的危险性,当其遇到空气和水的时候分别会燃烧以及爆炸,所以一般情况下会采用专门的运输罐将三乙基铝直接运输至现场,并在现场同相应的工艺系统进行连接。通常情况下,Innovene 聚丙烯工艺会采用两个运输罐同三乙基铝进料泵进行直接的连接,两个罐之间使用交替供料的形式,在切换罐的过程中三乙基铝进料泵极易产生不上量的现象,需要对密封油罐进行排放以及冲洗工作,这便导致三乙基铝会出现一定程度的损失。与此同时,采用这种设计形式还会使得运输罐中留下诸多残液,这同样会加剧损失三乙基铝的问题。基于此,在实际对装置展开工程设计的时候,应当尽可能在其中进行三乙基铝中间储罐的增设。

先将运输罐中的三乙基铝卸入到储罐当中,通过氮气把存在于运输罐内的所有残液都吹到储罐之内,进而最大限度降低三乙基铝损失的程度,与此同时,采用储罐向进料泵进行直接供料的形式也不会出现切换罐时泵不上量的现象。当出现管线堵塞、含三乙基铝废气排放、三乙基铝运输罐更换以及三乙基铝进料泵故障的情况时,往往会采用新鲜矿物油对其展开相应的冲洗工作,进而产生其中包含大量三乙基铝的废油,然而在现如今可持续发展以及生态环保理念的应用下,企业需要花费大量的成本展开对于三乙基铝废油的处理工作。基于此,笔者联合相关工作人员设计出了一种全新的向反应系统进行三乙基铝废油回收,该方法的灵活应用能够在极大程度上降低以往大量花费在三乙基铝废油上的处理费用。工艺流程如图1 所示。

图1 回收含三乙基铝废油的工艺流程

具体流程为,工作人员先向密封油罐中进行三乙基铝废油的排放,等到密封油罐液位同预先设置的规定值相符合之后,便可以将密封油管底部侧出料线打开,并将位于密封油罐底部的回收泵启动,切实保障好矿物油同三乙基铝混合的均匀性,接下来便可以用相对较小的流量向反应系统中进行废油的注入[2]。在进行回收的过程中应当结合反应活性的实际情况,对反应器新鲜三乙基铝的实际流量进行适当降低,从根本上保障进入反应器的三乙基铝总量能够呈现出较高的稳定性,若是反应系统本身并未产生波动现象,便应当第一时间停止向反应系统中注入废油,使用新鲜矿物油展开对于废油管线的冲洗工作。在操作过程中工作人员应当科学采取有效的控制措施,保障密封油管能够时刻处在氮封状态下,以免密封油管中进入空气,进而同三乙基铝产生反应进而生成氧化铝颗粒,造成反应器喷嘴堵塞的问题。

2.2 催化剂喷嘴堵塞优化

催化剂本身作为一种有着较高粘稠度的浆液在矿物油中的浓度高达30%。通常情况下从库房中将催化剂领出来之后会先将其在具有物暖保温功能的房间中放置24-48 小时左右,接下来还会使其在滚筒器上滚超过12 小时,并将其计入到相应的催化剂储罐当中,并保障其拥有搅拌器的功能,进而使得催化剂颗粒可以在矿物油中得到更加均匀的分散。各代催化剂的性能如表1 所示。

表1 各代催化剂的性能

由于催化剂流量计、单向阀、导淋或者是排空口以及膜盒压力表引压口的位置有极大的可能性存在死区,所以在反应器停车的时候务必要第一时间采用新鲜矿物油对上述位置进行冲洗。催化剂流量计如图2 所示。

图2 催化剂流量计

此举能够有效保障管线具有良好的清洁程度,最大限度减少由于残存催化剂长时间不流动而产生的沉降现象。反之若是未能够妥善采取冲洗措施,便会使得催化剂小颗粒不断黏结成为大颗粒,这些大颗粒将会在下次反应器重新投料的时候进入反应器中结块。催化剂颗粒产生黏结或者是沉降现象,那些脱落下来相对较大的催化剂颗粒将会造成催化剂喷嘴堵塞,这便会在一定程度上制约催化剂雾化形态的提升,加剧反应器结块的问题。

新催化剂桶以及卸料过程中所产生的杂物同样会导致催化剂喷嘴造成堵塞,基于该问题,相关工作人员可以将可拆卸式锥形滤网设置于催化剂加料口的位置,一般来说,其孔隙会处在2.0-2.5 毫米范围之内,能够有效起到过滤杂物的作用。工作人员在正式向催化剂储罐卸催化剂之前,务必要事先将残存于断螺纹上的原有的聚四氟乙烯带清理干净。这样一来便能够有效规避聚四氟乙烯带沿着催化剂浆液向催化剂储罐中流入的现象,进而导致催化剂喷嘴被堵塞。工作人员在实际工作的过程中一旦发现其催化剂喷嘴存在堵塞问题,便要第一时间对催化剂喷嘴采取相应的切换措施,并在现有的基础上对用于冲洗催化剂的丙烯流量进行增加,强化疏通喷嘴的力度。若是出现了催化剂喷嘴变形或者是无法有效疏通的现象,便要第一时间停工并及时采取清理或者是更换的措施,如果检修时间以及停工时间比较长,工作人员可以先将催化剂的喷嘴拆下来,展开更为全面和详细的检查工作,同时还要使用干净的新鲜水进行科学的喷雾试验,一旦发现喷嘴的分散不好便立刻进行更换,以免对后续的正常使用造成负面影响[3]。

除此以外,为了能够有效缓解生产过程中出现的块料问题,在实际工作的过程中应确保催化剂能够均匀分散,在矿物油中对纯的催化剂进行稀释,使其成为催化剂浆液,并在其中悬浮催化剂,在正式应用之前,应当在滚筒其上对催化剂钢瓶进行滚动,保障其时间在12 小时以上。矿物油本身有着较大的粘度,一旦出现温度过低的现象便会严重影响催化剂在矿物油中的分散均匀性,所以应当强化对于催化剂厂房温度的控制,确保其能够时刻处在25℃以上。催化剂储罐中,浆液的混合程度在极大程度上影响了反映的实际情况,所以相关工作人员务必要加强对于催化剂储罐中催化剂重量的控制工作,切实保障其能够处在250kg 以下,与此同时还要采用催化剂储罐搅拌器对其展开相应的搅拌工作,同时还要注重对于速度的选择,尽可能选用低速搅拌的方式,这样一来便能够最大限度减小催化剂颗粒的摩擦问题。在实际展开生产的过程中主要会采用两台催化泵剂运行的方式,在不同的位置进行分别进料,此举能够使得催化剂在喷嘴处的浓度得到有效降低,并能够对于反应热点的产生起到一定的抑制作用,进而有效规避块料以及片料的出现。工作人员还可以在每台泵的催化剂管线出口加上液体丙烯冲洗,使得催化剂浆液能够在管线中稳定地处在悬浮状态当中,以此提高催化剂的喷洒效果。

综上所述,科学开展对于Innovene 聚丙烯工艺操作运行的优化工作,能够有效提升其运行质量,切实展现出其自身的优势,对于聚丙烯生产领域的可持续发展有着积极的促进作用。因此,相关工作人员要加强对于其的认识,并积极采取良好的控制措施,保障工艺的科学应用。