聚丙烯裝置在無規共聚生產狀態下的長周期運行

史立恒，黃文麗

（蒲城清潔能源化工有限責任公司， 陜西 渭南 7155061）

聚丙烯裝置在無規共聚生產狀態下的長周期運行

史立恒，黃文麗

（蒲城清潔能源化工有限責任公司， 陜西 渭南 7155061）

無規共聚 PP具有良好的透明性和熱封性能，其消費和生產量逐年增加。研究了采用液相本體Spheripol技術生產無規共聚物時，聚丙烯裝置遇到的環管帶連接堵塞、高壓閃蒸罐D2301架橋、汽蒸器D2501下料閥堵塞等問題，通過原因分析，采取了如下措施：在無規物轉產均聚物時控制Donor的加入量，在生產無規物時控制Atmer163的加入量，改造降溫針形閥，保障了裝置的長期穩定運行。

聚丙烯；無規共聚物；帶連接；下料閥；堵塞

中國石油獨山子石化分公司聚丙烯 2＃裝置采用原意大利海蒙特公司的液相本體Spheripol專用技術，國產設計的雙環管工藝[1,2]。于2001年10月開始建設，2002年9月22日投料試車一次成功。設計能力為70 kt/a。聚丙烯2＃裝置自2004年12月首次生產無規料以來無規料的排產逐年增加，無規料產品出現較強的市場需求態勢，隨著無規料排產量的增大，裝置的長周期運行是必須面臨的問題[3,4]。本文結合生產實際論述了生產無規共聚物時裝置出現的問題，并對產生的問題進行了分析，提出了解決方案。

1 裝置生產無規共聚物時出現的問題

1.1 帶連接堵塞

聚丙烯 2＃裝置采用雙環管工藝，帶連接是連接兩個環管的橋梁，若収生堵塞情冴一環的壓力將失去控制，最終導致裝置停工。圖1是聚丙烯2＃裝置雙環管帶連接流程圖[5,6]。

圖1 雙環管帶連接流程圖Fig.1 Flow chart of bicyclic tube belt connection

2005年10月21日2＃裝置完成無規共聚物的轉產任務，在從D(Y)－W0723F轉產T30S過程中出現環管帶連接堵塞，一環、小環管壓力迅速上升，2＃裝置緊急停工后處理帶連接[6]。表1是2005年10月21日2＃裝置無規共聚物轉均聚物時轉產數據，

2＃裝置由無規共聚物轉產T30S初期3:00-9:00從表1中看出過渡料中都含有乙烯，此次轉產過程中1：30將2＃裝置使用的100%Donor換成了30%的Donor并恢復了生產 T30S時的 Donor/C3＝比值，Donor加入量降低后過渡料中產生大量的無規物，增加了物料的粘性，物料粘性的增加容易在環管帶連接處掛料進而堵塞環管帶連接。

表1 2005年10月21日2＃裝置無規共聚物轉均聚物時轉產數據Table 1 Production data of random copolymer turn homopolymer at 2 # device in October 21, 2005

1.2 高壓閃蒸罐（D2301）架

如圖2所示為D2301流程圖。丙烯和催化劑在雙環管反應器中反應后經第二環管出料閥排至閃蒸線，經閃蒸線夾套加熱沿切線方向進入閃蒸罐（D2301）進行閃蒸。在2＃裝置初期生產無規料時經常會出現D2301架橋現象。表現為D2301料位上漲，經過幾次導閥（LV2301）后料位下降，在2006年10月2＃裝置生產完無規共聚料裝置檢修時打開D2301下部法蘭収現D2301上部幾乎被粘料封死，只有一個小孔下料。分析D2301架橋原因是環管出料粉料中殘留的催化劑繼續在閃蒸線反應生成大量的細粉，由于 2＃裝置在生產無規料時粉料較粘，在D2301中閃蒸時產生大量的細粉在D2301壁上粘結，最終導致在D2301中架橋。

圖2 D2301流程圖Fig.2 Flow chart of D2301

1.3 汽蒸器（D2501）下料閥堵塞

如圖 3所示從袋式過濾器（F2301）排出的聚合物依靠重力作用流到低速攪拌汽蒸器（D2501），低壓蒸汽從汽蒸器底部進入，分解催化劑和給電子體剩余物并且分離出聚合物中殘留的丙烯和丙烷。控制進入 D2501底部的兩股蒸汽溫度的針型閥是TV2503、TV2505。TV2503、TV2505中走的是冷凝液，在 2＃裝置生產無規共聚物初期 TV2503、TV2505處于100%全開狀態時，進入汽蒸器底部蒸汽溫度是 132 ℃，2＃裝置初期在生產無規共聚物時經常収生D2501下料閥堵塞裝置被迫切向排放來處理D2501下料閥，嚴重影響2＃裝置無規共聚物的長周期運行。當拆開D2501下料閥時収現塊料在D2501下料閥處架橋造成D2501不出料。

圖3 D2501流程圖Fig.3 Flow chart of D2501

2 采取措施與效果

2.1 防止帶連接堵措施與效果

針對2＃裝置從無規共聚物轉產均聚物時容易収生帶連接堵塞，分析了帶連接堵塞原因，収現 2＃裝置從無規共聚物轉產均聚物時Donor的加入量是影響帶連接堵塞的因素，在后期 2＃裝置從無規共聚物轉產均聚物時規定仍然使用100%Donor，并且 Donor/C3＝的比值仍然為生產無規共聚物時的值。Donor的加入量直到擠壓切到均聚物正品料倉后方可降至正常值。采取這一措施后 2＃裝置從2006生產無規共聚物以來再也沒有収生環管帶連接堵塞。

2.2 防止D2301下料閥架橋措施與效果

經過總結以往的教訓2006年10月之后2＃裝置再生產無規共聚物時在轉產前提前 8 h加入Atmer163，和提前24 h加入100%的Donor，并且保證Atmer163的加入量不小于0.35 kg/h，采取此措施后2＃裝置生產無規共聚物時沒有出現D2301下料閥堵塞的現象，確保了裝置生產無規料時長周期運行。

2.3 防止D2501下料閥堵塞措施與效果

從表2中得出無規物的熔融起始溫度131.2 ℃低于均聚物的熔融起始溫度156.8 ℃，無規物熔融起始溫度低的特點要求2＃裝置生產無規物時2501溫度和進入D2501的蒸汽溫度控制穩定和適當，如果D2501控制溫度高于無規物的熔融起始溫度，粉料在D2501中融化最終在D2501下料處架橋。進

D2501底部兩股蒸汽溫度直接影響著D2501的溫度，進D2501底部兩股蒸汽的溫度是由溫控閥TV2503、TV2505控制加入這兩股蒸汽的冷凝液量的多少來控制的。

表2 無規物與均聚物的熔融和結晶溫度Table 2 The random and homopolymer of melting and crystallization temperatures

2005年9月進入D2501底部兩股蒸汽的溫度為132 ℃，此時TV2503、TV2505處于全開狀態。當拆開TV2503、TV2505閥后法蘭把這兩閥全開時從閥后法蘭處流出的冷凝水很少，判斷為 TV2503、TV2505這兩個針型閥由于內部結構的原因使得冷凝液不能正常的加入到蒸汽里來滿足工藝要求，致使加入D2501的蒸汽溫度一直降不下來，容易導致D2501下料閥堵塞迫使裝置被迫切排放。研究后將TV2503、TV2505兩針形閥拆掉后換成直通，通過控制直通前的截止閥開度控制加入D2501底部兩股蒸汽的冷凝液量來控制進入D2501底部兩股蒸汽的溫度。TV2503、TV2505改造完成后進入汽蒸器（D2501）底部的蒸汽溫度很容易控制在 110℃以下。2005年9月后2＃裝置生產無規物時進入氣蒸器底部的溫度一般控制在 110 ℃以下，2＃裝置生產無規物時再也沒有出現過D2501下料閥因架橋裝置切排放的事故。

3 結 論

本文分析了聚丙烯裝置轉產無規共聚物時遇到的問題與原因，采取了調整環管帶連接和高壓閃蒸罐的工藝參數、改進汽蒸器的降溫針形閥等解決措施后，2008年7月25日14：00 2＃裝置開始生產無規產品DY—W725EF，8月25日10：00 2＃裝置由無規產品D(Y)-W0723F轉產均聚產品T30S，2＃裝置創造了連續生產無規料31天的最高記錄。

［1］花建忠, 任立新. 中國石油獨山子石化分公司100萬噸/年乙烯裝置裂解工藝條件的調整[J]. 化工進展, 2011,30(3):681-689.

［2］徐兆瑜. 聚丙烯生產和工藝技術最新進展[J]. 塑料, 2004,33(5):31-38.

［3］洪定一. 2012年我國石油化工行業進展及展望[J]. 化工進展,2013,32(3): 481-500.

［4］唐淑文, 于海洋. 淺析如何實現聚丙烯裝置抗沖生產長周期運行[J]. 石化技術,2007,14(4):34-36.

［5］洪定一. 聚丙烯——原理、工藝與技術[M]. 北京: 中國石化出版社, 2002: 197-201.

［6］劉繼新. PP裝置帶連接堵塞原因分析及改進措施[J]. 合成樹脂及塑料, 2007,24(2): 42-44.

Long Period Stable Operation of Polypropylene Plant in the Production of Random Copolymer

SHI Li-heng, HUANG Wen-li
（Pucheng Clean Energy Chemical Co., Ltd., Shaanxi Weinan 715506, China）

Polypropylene random copolymer has good transparency and heat sealing properties, its consumption and production increases year by year. In this paper, the problems of producing random copolymers by liquid bulk Spheripol technology were studied, such as blockages in belt connection between loop reactors, high-pressure flash tank D2301 bridging, and blockages in discharge of valve the steamer D2501. Through cause analysis, the following measures to ensure the long-term stable operation of the device were put forward, such as, controlling amount of Donor when random things converting homopolymer, controlling amount of Atmer163 in the production of random things, transforming cooling needle valve.

Polypropylene; Random copolymer; Belt connection; Discharge valve; Blockage

TQ 325.14

B

1671-0460（2014）09-1725-03

2014-03-03

史立恒（1982-），男，陜西渭南人，助理工程師，2007年畢業于西南科技大學高分子化學專業，研究方向：精細化工及高分子材料的生產技術。

黃文麗（1985-），女，陜西渭南人，碩士，2012年畢業于西南科技大學計算機應用技術專業，研究方向：化工信息化、計算機視覺。E-mail：huangwenwenlili@126.com。