Innovene 聚丙烯工藝操作運行研究

邢珊珊 賀 龍

(陜西延長石油延安能源化工有限責任公司,陜西 富縣727500)

從當前全世界范圍內來看,Innovene 聚丙烯工藝屬于最為先進的一種聚丙烯生產工藝,其在應用的過程中能夠展現出多方面的優勢,比如工藝操作簡便、質量控制效果較高、產品有著良好的均一性、操作可靠性強、能耗相對較低并且同可持續發展理念相符合等。但結合當前該工藝的實際應用情況來看,仍面臨著一定的不利因素,制約著其應用效率的提升。基于此,有必要對其展開更加深層次的探索。

1 工藝簡介

本文研究的裝置所使用的是某公司的Innovene 氣相聚丙烯工藝,其設計生產能力高達30 萬噸/年,每年的操作具體為8000 小時,操作彈性維持在60-110%范圍之內,該工藝在實際應用的過程中最常應用的原材料涉及到丙烯、氫氣、乙烯、三乙基鋁、氫氣以及造粒添加劑等等。乙烯和丙烯主要來源于上游裝置,在經過原料精制單元之后便能夠將催化劑中的毒物去除,進而滿足聚合級丙烯的實際要求進入到反應釜內,與此同時還要在其中適當加入能夠對分子量進行調節的氫氣,然后充分發揮出改性劑、三乙基鋁以及催化劑等材料的作用,最終生成相應的聚丙烯粉料。如果要對共聚物進行生產,那么應當在其中加入4.5%(摩爾濃度)氧- 氮抑制劑以達到有效控制反應速率的作用,在經過尾氣脫除以及蒸汽失活之后,所生成的聚丙烯粉料便會通過氮氣的作用向造粒粉料倉中進行輸送,同特定比例的造粒添加劑進行混合之后便能夠將其加入到擠壓造粒機中生成相應的粒狀產品[1]。

2 Innovene 聚丙烯工藝操作運行優化路徑

2.1 三乙基鋁的回收

對于丙烯聚合來說,三乙基鋁是重要的助催化劑,能夠有效起到對主催化劑以及祛除反應系統中所包含的二氧化碳、氧、甲醇以及水等雜質的有效活化作用。三乙基鋁本身有著較高的危險性,當其遇到空氣和水的時候分別會燃燒以及爆炸,所以一般情況下會采用專門的運輸罐將三乙基鋁直接運輸至現場,并在現場同相應的工藝系統進行連接。通常情況下,Innovene 聚丙烯工藝會采用兩個運輸罐同三乙基鋁進料泵進行直接的連接,兩個罐之間使用交替供料的形式,在切換罐的過程中三乙基鋁進料泵極易產生不上量的現象,需要對密封油罐進行排放以及沖洗工作,這便導致三乙基鋁會出現一定程度的損失。與此同時,采用這種設計形式還會使得運輸罐中留下諸多殘液,這同樣會加劇損失三乙基鋁的問題。基于此,在實際對裝置展開工程設計的時候,應當盡可能在其中進行三乙基鋁中間儲罐的增設。

先將運輸罐中的三乙基鋁卸入到儲罐當中,通過氮氣把存在于運輸罐內的所有殘液都吹到儲罐之內,進而最大限度降低三乙基鋁損失的程度,與此同時,采用儲罐向進料泵進行直接供料的形式也不會出現切換罐時泵不上量的現象。當出現管線堵塞、含三乙基鋁廢氣排放、三乙基鋁運輸罐更換以及三乙基鋁進料泵故障的情況時,往往會采用新鮮礦物油對其展開相應的沖洗工作,進而產生其中包含大量三乙基鋁的廢油,然而在現如今可持續發展以及生態環保理念的應用下,企業需要花費大量的成本展開對于三乙基鋁廢油的處理工作。基于此,筆者聯合相關工作人員設計出了一種全新的向反應系統進行三乙基鋁廢油回收,該方法的靈活應用能夠在極大程度上降低以往大量花費在三乙基鋁廢油上的處理費用。工藝流程如圖1 所示。

圖1 回收含三乙基鋁廢油的工藝流程

具體流程為,工作人員先向密封油罐中進行三乙基鋁廢油的排放,等到密封油罐液位同預先設置的規定值相符合之后,便可以將密封油管底部側出料線打開,并將位于密封油罐底部的回收泵啟動,切實保障好礦物油同三乙基鋁混合的均勻性,接下來便可以用相對較小的流量向反應系統中進行廢油的注入[2]。在進行回收的過程中應當結合反應活性的實際情況,對反應器新鮮三乙基鋁的實際流量進行適當降低,從根本上保障進入反應器的三乙基鋁總量能夠呈現出較高的穩定性,若是反應系統本身并未產生波動現象,便應當第一時間停止向反應系統中注入廢油,使用新鮮礦物油展開對于廢油管線的沖洗工作。在操作過程中工作人員應當科學采取有效的控制措施,保障密封油管能夠時刻處在氮封狀態下,以免密封油管中進入空氣,進而同三乙基鋁產生反應進而生成氧化鋁顆粒,造成反應器噴嘴堵塞的問題。

2.2 催化劑噴嘴堵塞優化

催化劑本身作為一種有著較高粘稠度的漿液在礦物油中的濃度高達30%。通常情況下從庫房中將催化劑領出來之后會先將其在具有物暖保溫功能的房間中放置24-48 小時左右,接下來還會使其在滾筒器上滾超過12 小時,并將其計入到相應的催化劑儲罐當中,并保障其擁有攪拌器的功能,進而使得催化劑顆粒可以在礦物油中得到更加均勻的分散。各代催化劑的性能如表1 所示。

表1 各代催化劑的性能

由于催化劑流量計、單向閥、導淋或者是排空口以及膜盒壓力表引壓口的位置有極大的可能性存在死區,所以在反應器停車的時候務必要第一時間采用新鮮礦物油對上述位置進行沖洗。催化劑流量計如圖2 所示。

圖2 催化劑流量計

此舉能夠有效保障管線具有良好的清潔程度,最大限度減少由于殘存催化劑長時間不流動而產生的沉降現象。反之若是未能夠妥善采取沖洗措施,便會使得催化劑小顆粒不斷黏結成為大顆粒,這些大顆粒將會在下次反應器重新投料的時候進入反應器中結塊。催化劑顆粒產生黏結或者是沉降現象,那些脫落下來相對較大的催化劑顆粒將會造成催化劑噴嘴堵塞,這便會在一定程度上制約催化劑霧化形態的提升,加劇反應器結塊的問題。

新催化劑桶以及卸料過程中所產生的雜物同樣會導致催化劑噴嘴造成堵塞,基于該問題,相關工作人員可以將可拆卸式錐形濾網設置于催化劑加料口的位置,一般來說,其孔隙會處在2.0-2.5 毫米范圍之內,能夠有效起到過濾雜物的作用。工作人員在正式向催化劑儲罐卸催化劑之前,務必要事先將殘存于斷螺紋上的原有的聚四氟乙烯帶清理干凈。這樣一來便能夠有效規避聚四氟乙烯帶沿著催化劑漿液向催化劑儲罐中流入的現象,進而導致催化劑噴嘴被堵塞。工作人員在實際工作的過程中一旦發現其催化劑噴嘴存在堵塞問題,便要第一時間對催化劑噴嘴采取相應的切換措施,并在現有的基礎上對用于沖洗催化劑的丙烯流量進行增加,強化疏通噴嘴的力度。若是出現了催化劑噴嘴變形或者是無法有效疏通的現象,便要第一時間停工并及時采取清理或者是更換的措施,如果檢修時間以及停工時間比較長,工作人員可以先將催化劑的噴嘴拆下來,展開更為全面和詳細的檢查工作,同時還要使用干凈的新鮮水進行科學的噴霧試驗,一旦發現噴嘴的分散不好便立刻進行更換,以免對后續的正常使用造成負面影響[3]。

除此以外,為了能夠有效緩解生產過程中出現的塊料問題,在實際工作的過程中應確保催化劑能夠均勻分散,在礦物油中對純的催化劑進行稀釋,使其成為催化劑漿液,并在其中懸浮催化劑,在正式應用之前,應當在滾筒其上對催化劑鋼瓶進行滾動,保障其時間在12 小時以上。礦物油本身有著較大的粘度,一旦出現溫度過低的現象便會嚴重影響催化劑在礦物油中的分散均勻性,所以應當強化對于催化劑廠房溫度的控制,確保其能夠時刻處在25℃以上。催化劑儲罐中,漿液的混合程度在極大程度上影響了反映的實際情況,所以相關工作人員務必要加強對于催化劑儲罐中催化劑重量的控制工作,切實保障其能夠處在250kg 以下,與此同時還要采用催化劑儲罐攪拌器對其展開相應的攪拌工作,同時還要注重對于速度的選擇,盡可能選用低速攪拌的方式,這樣一來便能夠最大限度減小催化劑顆粒的摩擦問題。在實際展開生產的過程中主要會采用兩臺催化泵劑運行的方式,在不同的位置進行分別進料,此舉能夠使得催化劑在噴嘴處的濃度得到有效降低,并能夠對于反應熱點的產生起到一定的抑制作用,進而有效規避塊料以及片料的出現。工作人員還可以在每臺泵的催化劑管線出口加上液體丙烯沖洗,使得催化劑漿液能夠在管線中穩定地處在懸浮狀態當中,以此提高催化劑的噴灑效果。

綜上所述,科學開展對于Innovene 聚丙烯工藝操作運行的優化工作,能夠有效提升其運行質量,切實展現出其自身的優勢,對于聚丙烯生產領域的可持續發展有著積極的促進作用。因此,相關工作人員要加強對于其的認識,并積極采取良好的控制措施,保障工藝的科學應用。