國產淤漿催化劑在LLDPE裝置上的應用

高紅鑫

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國產淤漿催化劑在LLDPE裝置上的應用

高紅鑫

（中沙（天津）石化有限公司，天津 300270）

分析了中沙（天津）石化有限公司LLDPE裝置2009年12月開車至今，使用國產A淤漿催化劑的生產情況，總結了裝置采取的有效生產工藝控制經驗，包括重要的技術攻關、關鍵的工藝參數操作優化及科學的工藝管理方法等，指出了A淤漿催化劑在裝置應用中的不足，從工藝控制角度提出相應的改進措施，為裝置今后使用A淤漿催化劑提供寶貴的經驗。

LLDPE；國產淤漿催化劑；生產工藝控制；優化

中沙（天津）石化有限公司低密度聚乙烯（簡稱LLDPE）裝置是新建的天津100萬t/a乙烯及配套項目乙烯工程的一部分。建設單位是中國石油化工股份有限公司天津分公司。本裝置規模為年產30萬噸聚乙烯，主要原料為乙烯、丁烯或己烯。本裝置設計年操作時間為8 000 h，平均小時產量為37.5 t/h，操作彈性為60%～110%。中沙（天津）石化有限公司LLDPE裝置使用國產氣相法技術，開車以來一直使用國產淤漿B催化劑，為了降低生產成本，拓寬國產催化劑的應用渠道，裝置在穩定生產的前提下，引進國產A淤漿催化劑，對其進行濃度100%的應用。

1 使用過程數據分析

1.1 工藝流程

圖1 工藝流程圖

1.2 A催化劑加入前后反應參數

由表1可見，使用過程中反應參數相對平穩。3月11日以后，由于排料效率低，床重持續增加至68 t，同時擴大段溫度波動頻繁，最高幅度達到6 ℃，將乙烯分壓由650 kPa降至610 kPa，排料效率逐漸提高。

表1 A催化劑加入前后反應參數變化

注 ：時間為加入前1 h。

1.3 堆積密度和粒徑分布

從粒徑分布上看，A催化劑生產的樹脂粒徑分布較均勻，適中粒子較多，但小粒子，尤其是120目和200目含量增加。

從堆積密度上看，A催化劑生產樹脂的堆積密度約為360~380 kg/m3左右，最高達到389 kg/m3，高于裝置生產對粉料堆積密度≥320 kg/m3的要求。

1.4 氫調性能和共聚性能

從在線分析上判斷，A催化劑的氫調性優良。

關于共聚性，生產牌號為1820的樹脂，為達到要求的樹脂產品密度，A催化劑需要的丁烯/乙烯摩爾比為0.340左右。在回收效率穩定的情況下，FC4/FC2須維持在0.088~0.089，說明共聚性能較之前降低，這可能和本次使用的A淤漿催化劑本身的特性有關，通常FC4/FC2設定在0.086左右。

表2 堆積密度和粒徑分布

1.5 產品質量

使用A催化劑期間，截止至3月16日，共檢測78批，質量全部合格，未出現異常。

1.6 催化劑活性

乙烯進料為30~40 t/h，不同參數條件下A淤漿催化劑的活性對比（乙烯、丁烯和淤漿加入量，為相鄰兩次淤漿催化劑加入之間的總質量）。

表3 A催化劑活性變化

2 使用過程中存在的不足

2.1 催化劑切換過程中，反應器擴大段溫度波動大

當A淤漿催化劑濃度達到100%后，乙烯進料分別為35 t/h和40 t/h時，擴大段溫度波動明顯，尤其是T25B、T32C、T25A以及T32B波動幅度較大，最高達到6 ℃。通過調整還原比、流化床料位設定值，（見此前工藝參數調整圖），尤其當3月13日乙烯進料降低至30 t/h后，擴大段溫度趨于平穩。根據此現象，我們判斷：（1）料位控制不合理。現階段裝置流化床的料位由床重和料位同時控制，只有當以上顯示值均高于設定值時，排料才可以進行，所以當擴大段溫度波動時，我們通常考慮調整以上其中一個條件。在此次使用過程中，當加入1新批次催化劑后，擴大段就會發生明顯波動，調整料位后，波動幅度以及頻率趨于平穩；（2）催化劑本身特性引起。由于每批催化劑的組成并不相同，可能導致粉料粒子對器壁的沖擊強度不同，這就會導致檢測到流化床的流化密度發生改變，這一點從上部流化密度和下部流化密度的差值變化也可以看出。（通常兩者差值在15~20 kg/m3，而此次使用過程中最低差值可以達到10 kg/m3）。

2.2 產生的細粉含量較高

此次使用A淤漿催化劑期間，通過中化人員對樹脂粉料粒徑分布的測試結果，可以看出200目的含量均超過0.1%，120目的含量均超過1%。與此同時，在乙烯進料40 t/h時，循環氣壓縮機入口濾網壓差從9.2 kPa上漲至9.6 kPa，也可以說明細分含量高，在循環氣速不變（58 000 m3/h）的情況，其夾帶量增加。為了降低細粉的含量，我們將乙烯分壓由640 kPa提高至680 kPa，但效果不明顯。若濾網壓差持續增加，我們計劃下一步降低循環氣壓縮機導向葉片的開度，減少粉料中細粉的夾帶量。

3 加大技術攻關力度，提高技術水平

3.1 合理控制流化床的料位

在生產中，保持一定的流化氣速是十分必要的。然而，隨著流化氣速的增加，夾帶量也隨之增加。開車至今的生產情況證明，正常生產中，流化氣速的控制以0.65~0.75 m/s最佳。但是，反應系統的操作是動態的平衡系統，氣速應該隨著料位的變化而變化。除此之外，為了更好地沖刷反應器擴大段，料位應隨著床層壓差的變化而變化。根據公式測出一個壓差就可以得到一個相對應的床層料位的設定值。同時，輔以床層重量為排料條件之一，這樣可以更好地控制床層料位。

3.2 檢查壁溫，間歇沖刷擴大段

正常生產中，應當經常檢查反應器各處壁溫是否正常。循環氣壓縮機出口溫度和反應器頂部溫度相差5 ℃時，應將料位比正常提高0.1~0.2 m，這樣可將器壁上的細粉、片狀物沖刷掉，防止其在反應器器壁上繼續反應結片、結塊。但是沖刷時間不宜過長，否則，氣體夾帶細粉易堵塞循環氣冷卻器。所以采用一天三次的方法，每隔8小時沖刷一次，每次持續的時間不超過40 min。同時，如果床層中已經生成片狀條形物，則應該盡量將其排出。

3.3 調整淤漿催化劑還原配比

通過對比45/25、45/30等幾種配比的淤漿催化劑活性、粒徑分布、堆積密度、粉料流動性等參數，最終確定了45/25這組配比在催化劑活性、粉料流動性之間可得到較佳搭配。

4 結束語

A淤漿催化劑應用于工業生產時，總體上聚合反應狀況良好，控制平穩，產品質量合格，具有良好的工藝適應性。同時，其活性相對較高，有利于裝置降低生產成本。A淤漿催化劑的使用拓寬了LLDPE裝置催化劑的多樣化，提高市場競爭力。

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Application of Domestic Slurry Catalysts on LLDPE Plant

(SINOPEC SABIC Tianjin Petrochemical Co.,Ltd.,Tianjin 300270, China)

Operation of LLDPE plant with domestic slurry catalyst was analyzed from December 2009 to now in Sinopec Sabic (Tianjin) Petrochemical Co. Ltd. Some experiences about effective control of the production process were summarized, including technology research, optimization of key process parameters and process management methods. Disadvantages of the slurry catalyst were pointed out, some corresponding improvement measures were put forward, which could provide valuable experiences for future use of the slurry catalyst.

LLDPE; domestic slurry catalyst; production process control; optimization

2017-03-20

高紅鑫（1984-），男，工程師，河北省黃驊人，2007年畢業于天津工業大學化學工程專業，從事聚烯烴技術管理工作。

TE 624.9

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1004-0935（2017）05-0510-03