如何延長Unipol氣相法聚丙烯裝置反應系統運行周期

許杰 鄂凡 秦利輝

摘要：本文主要通過實際生產經驗，總結各系統對裝置長周期運行的影響，提出實現裝置長周期運行的建議和措施。

關鍵詞：聚丙烯;反應系統;長周期

前言

聚丙烯是一種合成樹脂材料，由于其密度低、易加工、耐化學腐蝕性、耐熱性好等特點廣泛應用于工業生產的多個方面。但是在其聚合過程中，聚合系統運行狀況直接關系到樹脂材料的各項性能，同時反應系統的平穩運行是制約裝置長周期運行的關鍵，也是煉油化工一體化企業終端產品的關鍵裝置，在煉油化工一體化企業加工流程中占據重要地位，因此提高反應系統的運行質量顯得尤為重要。

一、原料精制系統的運行

Unipol工藝原料精制的理論基礎是吸附，包括物理吸附和化學吸附。該工藝使用的主催化劑為高活性載體催化劑，經三乙基鋁活化后形成活性中心引發丙烯進行聚合反應，而丙烯或者其他原料中的某些雜質會占據催化劑的活性中心，從而使催化劑失去活性。常見的有害物質有：水、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、硫、砷類化合物及醛類等。如果進入丙烯精制系統的丙烯雜質含量超過精制床的脫除能力就會導致進入反應器的丙烯雜質超標，從而引起催化劑活性下降，反應減弱。確保精制后原料達到氣相聚合級別，滿足生產需要。

1、各原料精制床必須嚴格按照要求進行再生，建立床層再生臺賬，進行詳細記錄，避免超出再生周期運行。

2、不同的床層精制原理各異，再生要求也不盡相同，因此必須嚴格按照操作規程進行操作，防止由于操作不當造成床層超溫運行，造成分子篩的破壞。

3、脫氣塔的塔釜溫度、塔頂排放流量，任何工藝參數的偏離都有可能帶來輕組分脫除不徹底的風險。

4、各精制床分子篩的使用年限及分子篩更換周期必須嚴格按照分子篩的MSDS執行，任何超期服役的精制床都無法保證原料雜質的有效脫除。

二、聚合反應系統的運行

1、氣速的控制

較低的SGV（< 0.32m/s）下，反應器流化不充分，死區的存在，會嚴重影響聚合反應的傳質傳熱，聚合熱無法及時撤出就會引起樹脂的粘連和融化，形成塊料。但是，氣速不能控制太高，需要綜合考慮粉料堆積密度、床層松密度、床高、床重來調整，如果氣速過高，會使細粉的夾帶量升高，加速循環氣冷卻器和反應器分布板的堵塞，影響裝置長周期生產。

2、反應器結塊、結片的控制

結片在氣相工藝中是不可避免的，也是工藝允許的。小的片料會隨著出料系統PDS排除，但是大片料或者塊料會堵塞PDS大小頭，甚至引起裝置停車事件發生。

為避免反應器結塊、結片的產生，需要特別注意以下幾方面的調整。

（1）反應器結片很多時候是由于催化劑或粉料在反應器中某點停留，不能流化起來，未及時把聚合熱撤出，發生粉料的塑化、成塊成片。因此密切關注反應器流化狀態，及時通過調整導葉開度和床重來保證床層流化充分。

（2）在反應開車過程中，嚴格控制主催化劑的加入量。避免催化劑加入過量，隨著反應負荷的提高，主催化劑以5%-12%/h的提升速度。

（3）密切關注床層與露點溫差，尤其開車初期可以通過控制丙烯進料量與調整反應器溫度盡可能長時間的使床層溫度與露點溫差接近0℃，避免開車初期劇烈反應產生片料。隨著反應速率的提高，溫差可上升到2-5℃。

（4）高度關注調溫水系統運行，尤其是冷水閥（TV4002-4A）和熱水閥（TV4002-4B）的日常檢查和維護。由于這兩個閥在運行期間動作頻繁，且振動較大，長期運行過程中易出現儀表風線斷裂、曲軸拉桿脫落等問題，造成閥門不動作，極易導致反應器飛溫。

3、關于循環氣壓縮機

壓縮機的軸端密封采用干氣密封，干氣密封泄露或者損壞會造成壓縮機停車，并且更換密封需要較長時間，對裝置乃至公司的效益影響較大，通常應注意以下幾點：

（1）確保緩沖氣的壓力及流量穩定，維持密封氣源的穩定性和不間斷性是干氣密封正常運行的基本條件。避免密封的負壓操作，串聯式密封可能引起密封被未凈化的工藝氣污染而很快失效。

（2）隨時監控密封泄漏量的變化情況，泄漏量的變化直接反映出干氣密封的運行狀態。只要密封泄漏量不持續上升，則認為密封運行正常，但是如果泄漏量出現不斷上升的趨勢，則預示著干氣密封出現了故障。

（3）密封氣、隔離氣要在潤滑油供應前10min投用，在潤滑油系統停止10min后方可切斷隔離氣。潤滑油系統開始運行后，隔離氣不能停止，避免潤滑油進入干氣密封內污染密封面，這種狀況下運行極易造成密封面的損壞。

（4）嚴禁機組運轉過程中停止密封氣的供給，因為密封氣的中斷會導致密封面干磨，很短時間內密封就會燒壞。

三、PDS下料系統的運行

PDS出料系統運行的平穩，直接決定了反應器的平穩操作，避免了因出料系統故障，頻繁的調整反應器生產負荷，造成系統的波動。為了確保PDS出料系統運行平穩，日常生產中需要注意以下細節：

（1）PDS管線在不出料時，A閥和G閥要確保足夠的吹掃流量，如果吹掃量不足，會在該部位堆料，嚴重時會堵塞管線。

（2）PC罐進料時間的優化，操作人員和管理人員應該每天關注反應器底部松密度、粉料的堆密度、粒徑分布以及流化氣速的變化情況來綜合判斷PC罐的進料情況。

（3）操作人員要隨時關注PDS運行情況，通過PDS運行趨勢畫面判斷其下料情況，便于操作人員監盤時第一時間發現。上方壓力趨勢非常直觀的觀察進料、出料情況，下方E閥的開啟持續時間非常直觀的觀察大小頭出料是否順暢。

四.其他

同時，粉料處理、排放氣回收系統、擠壓造粒機組及風送系統的運行情況也直接關系著反應系統的長周期運行情況。正常生產過程中密切關注個單元主要設備運行參數，發現異常及時處理，尤其擠壓造粒機組是集電氣、儀表系統且自動化程度較高，應加強此方面的維保力度，避免因后系統原因造成反應系統停車事件。

五.結論

通過總結分析，要想延長反應系統的運行周期，既要關注原料來源情況，同時，生產過程中密切關注各系統運行參數，早發現早調整，可以將很多小隱患在萌芽期及時處理解決，確保整個裝置的長、穩運行。

參考文獻：

[1] 馬晶.微量雜質對丙烯聚合性能的影響[J].石油化工.2013（42）7.767-770