煉化聚丙烯裝置的工藝優化

高洪超

摘 要：聚丙烯（PP）是一種熱塑性塑料，由丙烯聚合而制得的熱塑性樹脂，在聚烯烴樹脂中，它是僅次于聚乙烯、聚丙乙烯的第三大塑料。聚丙烯是近三十年來生產發展速度最快的通用塑料之一，在我國的消費量增長迅速，而且具有廣闊的前景。聚丙烯的生產過程是由丙烯和氫氣等在催化劑和活化劑的作用之下聚合成聚丙烯粉料。廣泛用于工業。聚丙烯的生產是化工生產當中最常見的，但也是污染環境的大戶之一。

關鍵詞：工藝流程；存在問題；優化

中圖分類號：TQ325 文獻標識碼：A

1煉化聚丙烯裝置的工藝流程

煉化聚丙烯的工藝主要分為淤漿法工藝和本體法工藝。

1.1淤漿法工藝：淤漿法工藝是是世界上最早生產聚丙烯的工藝技術。1957年到20世紀80年代中后期這三十年期間，淤漿法工藝一直是最主要的聚丙烯生產工藝。典型的工藝有意大利的Montedison工藝、美國Hercules工藝、日本三井東壓化學工藝和索菲亞工藝等。近年來，人們對淤漿法工藝進行了改進，改進之后用活性較高的第二代催化劑，刪除了催化劑的脫灰過程。目前在全球淤漿法煉化聚丙烯能力占世界pp總生產能力的百分之十三。

1.2本體法工藝：本體法工藝是由美國Dart公司運用釜式反應器建成的，它是世界上第一套工業化本體法聚丙烯生產裝置。本體法生產工藝按照聚合工藝流程可以具體分為間歇式聚合工藝和連續式聚合工藝兩種。我國運用的事間歇式聚合工藝，它適合我國的國情，對原料丙烯的質量要求不是很高，所需的催化劑國內也有保證，具有投資省，收益高，流程較簡單，操作簡單等優點。而國外的一些發達國家主要運用連續式聚合工藝，這種聚合工藝對原料的質量要求比較高，對生產技術和流程比較嚴格。但是連續式聚合工藝是目前世界上聚丙烯產量最高的工藝，占全球聚丙烯產量的百分之七十以上。對于這種工藝的優化是我國煉化聚丙烯具有前景性的任務，如何使連續式聚合工藝流程的簡單化是目前要攻克的重要任務。

2聚丙烯生產中存在的問題

2.1設備和管線易堵塞

高活性的催化劑具有活性高和活性周期長的特點，在長周期的反應過程中，相應的一些設備及管線中會存在一定的活性的粘稠液體，如果長期不處理，會造成設備和管線的堵塞，從而影響工藝流程的正常運行，導致操作不穩定，是一種隱患。

2.2單臺設備多

在聚丙烯煉化生產的過程中，重要的設備過于單一，設備的選用也趨向統一。無論是哪種工藝，與之相配的主要轉動設備都是單臺運行，所以一旦一臺設備出現故障，就會影響整條生產線的滯停或崩潰。

2.3聯鎖動作的要求超高

儀表的DCS控制系統采用的是熱備用狀態，而儀表的用電狀態采用的是UPS穩壓電源，所以對于重要的聯鎖要定期進行檢查。

3煉化聚丙烯裝置工藝的優化

聚丙烯煉化工藝的優化在近兩年有一定的事例，海南20萬噸/年聚丙烯裝置的優化，裝置的能消耗降低到91.9千克標油/噸的歷史新低，聚丙烯產量連續兩年超過23萬噸。可見聚丙烯裝置的優化是十分重要的。

3.1 原料乙烯系統優化

PE裝置內部設有精致單位，ⅡPP 裝置（300kt/a聚丙烯裝置）與PE裝置相鄰并按照聯合裝置布置，同時ⅡPP 裝置為間接性使用乙烯，而且用量比較小，不會明顯的增加PE裝置的乙烯精致負荷。經過這道程序，取消了ⅡPP 裝置中的原料乙烯保安精致流程，優化為原料乙烯經過PE裝置精致后再供應ⅡPP裝置，這樣的話明顯節省了裝置用地和裝置設備的投資。

3.2再沸騰的熱源優化

環管聚丙烯工藝中高壓丙烯洗滌塔、氫氣洗滌塔在設計時都采用的是汽蒸尾氣洗滌塔的工藝水供熱。而這個設計具有明顯的缺點，工藝水通常含有很多的細粉，這些都是聚內烯細粉，在實際運行中這些細粉會使工藝水過濾器頻繁堵塞。而工藝水過濾器的頻繁清洗，疏通，切換，一方面會產生安全隱患，另一方面會浪費水資源，而且這些聚內烯細粉十分的細小，及時清洗的十分仔細也不可能做到百分百的清除。再增加一臺凝液泵后，將E303熱源改為蒸汽冷凝劑，這樣的話可以做到很好的優化。這樣優化后，不僅解決了過濾器易堵的問題還會大大降低T501加熱蒸汽用量。優化后降低了工藝水過濾器頻繁更換、維修的費用，而且節省了很多能源。

3.3聚丙烯閃蒸回收丙烯的工藝優化

在聚丙烯生產的過程當中，原料丙烯的單位消耗是影響聚丙烯生產成本的決定性因素，因此對丙烯消耗的優化可以盡量節省成本。丙烯單耗高的原因是一些空氣的的放空點的排放，例如聚合釜、泵、罐的放空，這些排放的丙烯氣體沒有得到有效的回收。因此就需要聚丙烯閃蒸回收丙烯的工藝優化，讓丙烯氣體得到有效回收再利用。聚丙烯裝置閃蒸部分分離出的氣相丙烯主要通過排放氣柜回收利用。

閃蒸釜在接料后，攜帶大量揮發出的丙烯氣回收進氣柜，再通過壓縮機壓縮，等冷卻后變為液相丙烯。剩下的其余部分的丙烯氣則利用閃蒸的凈化過程直接排放到大氣中， 將其中未揮發出的丙烯氣利用負壓盡量揮發出來主要是通過通過水環式真空泵對閃蒸釜抽真空 ，然后氣相丙烯經過真空泵系統排放大氣。再利用氮氣對閃蒸釜的置換操作，從而可以達到閃蒸釜要求凈化合格的聚丙烯粉料，進行正常生產。這樣不僅充分利用了排放出來的丙烯氣，還可以盡量做到排除的廢氣對大氣的最小污染。

結語

聚丙烯的生產和運用在我國的塑料產業中占有十分重要的地位，而煉化聚丙烯裝置的工藝優化是提高聚丙烯產量及其質量的重要途徑，工藝的優化包括減少裝置的占地、降低裝置的投資，提高裝置運行的可靠性及其穩定性，生產原料的優化和催化液的改良。這些工藝進行優化后將會是聚丙烯生產邁出的一大步。

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