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PP工艺流程

来源:小侦探旅游网
2.2 工艺说明

2.2.1 聚合反应机理

由于丙烯分子中存在一个不饱和碳碳双键,因此和所有烯烃一样,化学性质较为活泼,能发生催化加氢、亲电加成、自由基加成、氧化、聚合反应。其中聚合反应是一种非常重要的化学反应。丙烯聚合的反应机理相当复杂,一般来说可以划分为四个基本反应步骤:活化反应;形成活化中心;链引发;链增长及链终止。对于活化中心,普遍接受的是单金属活性中心理论。该理论认为活性中心是呈八面体配位并存在一个空位的过渡金属原子。首先单体与过渡金属配位,形成Ti配合物,减弱了Ti-C键,然后单体插入过渡金属和碳原子之间。随后空位与增长链交换位置,下一个单体又在空位上继续插入。如此反复进行,丙烯分子上的甲基就依次照一定方向在主链上有规则地排列,即发生阴离子配位定向聚合,形成等规或间规PP,工业上就是以此反应原理来合成聚丙烯树脂的。聚丙烯均聚物反应式如式2―1

聚丙烯聚合物中还有共聚物,如以丙烯为主要单体,以少量乙烯为第二单体或称共聚单体) 进行共聚而成的聚合物, 这种聚合反应叫共聚反应。如式2―2

聚丙烯的聚合反应为放热反应。 2.2.2 生产方法、技术路线及特点 2.2.2.1 生产方法及技术路线

装置采用DOW CHEMICAL COMPANY(陶氏化学公司)的UNIPOLTM PP工艺。该工艺是陶氏化学公司下属联碳公司(UCCP)和壳牌公司于二十世纪八十年代开发的一种气相流化床聚丙烯工艺, 采用高效催化剂体系,主催化剂为高效载体催化剂,助催化剂为三乙基铝、给电子体。该工艺的核心设备为立式气相流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器和挤压造粒机组。流化床反应器是空心式容器,其顶部带有扩大段,底部带有分布器,第一反应器操作压力为3.4MPaG,温度67℃,第二反应器操作压力为2.1MPaG,温度70℃;循环气压缩机为单级、离心式压缩机。 2.2.2.2 工艺特点

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(1)应用一台反应器能生产均聚和无规共聚产品,串连第二台反应器即可生产抗冲共聚产品。 (2)该气相流化床工艺简单、经济,具有高的可靠性、操作弹性、安全性及环境友好性。 (3)可生产乙烯或橡胶体含量高的抗冲共聚产品而不需要降低产率或担心结垢。

(4)此工艺除切粒水溢流水以外,没有液体废料排出,排放到大气的烃类也很少,因此对环境的影响非常小,与其它工艺相比,该工艺更容易达到环保、健康和安全的各种严格规范。

(5)原料丙烯或乙烯的消耗定额比其他工艺路线相对较低,原料消耗的典型值为均聚1.003 t单体/1t聚丙烯,无规共聚1.004 t单体/1t聚丙烯,抗冲共聚1.007 t单体/ 1t聚丙烯。 2.2.3 工艺流程叙述

(1)10部分:乙烯进料和精制

本工段包括乙烯进料和精制。精制系统是为了去除乙烯中夹带的对工艺过程有害的微量杂质。

来自界区的乙烯乙烯压缩机 K-1001/K-1002 加压至 4.2MPa 后,进入乙烯预热器(E-1008)中被加热,再经过乙烯脱一氧化碳器(C-1006),乙烯脱 CO 器是一个由铜做催化剂的固定床,它通过化学吸收作用将CO吸附在催化剂床层,从而从乙烯中脱去CO。

催化剂床层需要定期再生,可以对床层通入热的氮气/氧气来完成再生。脱除完一氧化碳的乙烯被送入乙烯后冷却器(E-1009)中冷却。后经乙烯干燥器(C-1012)中脱除水、二氧化碳和其他极性化合物。干燥器中装有分子筛,可以通过物理吸附作用将乙烯物料中的极性杂质去除,干燥器中的分子筛需要用热氮气再生。最后,乙烯通过乙烯过滤器(Y-1002)去除颗粒状杂质,然后被送至反应系统。 (2)11部分:氮气进料

本工段包括氮气的进料和精制,精制系统是为了除去氮气中含有的对工艺过程有害的微量杂质。

来自界区的氮气在氮气预热器(E-1108)中预热,然后送入氮气脱氧器(C-1109)。 脱氧器由以铜作催化剂的固定床组成,通过将铜氧化为氧化铜将氮气中的氧气去除,催化剂床层需要用氮气稀释的氢气进行定期再生。脱除氧的氮气被送入氮气干燥器(C-1112)。干燥器装有分子筛,通过物理吸附方式将氮气中的水分和其他极性杂质去除。分子筛床需要定期用热氮气再生。少量用于纯化床再生的氮气被吸附在床层中。

除去水分后,氮气经过氮气过滤器(Y-1115)去除颗粒杂质。精制后的一部分氮气供厂区内的低压氮气用户使用,另一部分氮气经氮气压缩机(K-1102)压缩制得高压氮气。高压氮气通过高压氮气过滤器(Y-1116)后被送入反应单元和丙烯精制单元。 (3)12部分: 氢气进料

本工段为氢气进料。来自界区的氢气通过氢气压缩机K-1208/K-1209/K-1210压缩至5.0MPa后,送入氢气过滤器(Y-1211)过滤后送至装置内使用。 (4)15部分: T2进料

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T2在氮气压力下从运输罐被送入T2进料罐(C-1505),T2从进料罐(C-1505)进入到 T2 送料泵(G-1503 和 G-1504),经送料泵将 T2 压力增至 3.95MPaG,加压后的T2被送到均聚/无规反应系器和抗冲反应器。T2系统的所有放空气和排放物都被收集在密封罐(C-1502)中,与矿物油混合。定期将密封罐内的储存物送入密封罐回收罐(C-1523),回收罐中矿物油有时会用密封罐回收泵(G-1522)在极低流速下送至反应器(C-4001)(在其工作状态下),有时会被排放到一个废油清理罐中送至工厂界区外处置。

来自矿物油运输罐的矿物油通过矿物油回转泵(G-1514)被泵送至密封槽用以稀释排放的T2,或者送至矿物油冲洗罐(C-1512)用以T2系统的冲洗。 (5)20部分:丙烯进料和精制

这部分包括液相丙烯精制以及将丙烯泵入反应系统。微量的反应有害物如:氧、一氧化碳、水、氨、醇、含硫化合物及酮等,这些有害物在精制系统被减至聚合反应可以接受的水平。来自界区的液态丙烯直接进入丙烯脱气塔(C-2008)。该塔上装有一台水冷却器(E-2009)和一台蒸汽再沸器(E-2010)。一小股含有分离出的轻组分杂质(O2, CO, CO2等)的少量塔顶不凝气排放至火炬。塔底产品则进入丙烯冷却器(E-2011)。

冷却后的丙烯进入丙烯脱硫器(C-2001)脱除含硫化合物。丙烯脱硫器内设有吸附剂固定床,通过物理吸附方式脱除杂质,吸附床需要用热氮气定期再生。

丙烯接下来进入丙烯干燥塔(C-2016 或 C-2018)其中一台以脱除残留的水分、甲 醇和其他极性化合物。干燥器装有分子筛固定床,通过物理吸收方式脱除极性杂质。分 子筛床需要用热氮气定期再生。

在脱除了丙烯中的极性杂质后,接着使用丙烯进料泵(G-2012/G-2013)中的一台 增加丙烯压力。丙烯然后通过丙烯过滤器(Y-2020)以去除颗粒杂质,最后进入反应系 统。

(6)21部分:再生氮气

来自界区总管的纯化氮气通过再生氮气加热器(E-2114),将氮气加热至再生所需温度。 (7)40.0部分:反应系统C-4001

聚合反应在流化床反应器中进行。备好的催化剂和精制后的反应物(丙烯、氢气或者乙烯)被连续送入反应器。液态添加物(包含 T2)作为催化剂送入反应器进口气体物料中。反应器设有外部循环冷却气流,以使反应器床层流态化,提供反应原料,并移走聚合放热反应放出的热量。产品通过两个产品排放系统(PDSs)间歇地排出反应器,两个排放系统以有序交替模式工作。在物料排放时,部分反应气被移送到其他的排放系统。临时储存的反应气在下一个排放周期直接返回至反应器,从而使反应系统排放的反应气最少。树脂通过一个密相输送系统被送至产品接受仓脱气(见第 50 部分或者进入反应系统C-4301(见第43部分)。

可以通过“反应终止系统”使聚合反应很快停止。当出现工艺故障时,将催化剂杀死剂(改性C)注入循环的气体管路。紧急停车系统既可以通过人工操作也可以自动控制将聚合反应停止。

反应系统反应系统由反应器(C-4001)、循环气体冷却器(E-4002)和循环气体压缩透平机(K-4003/KT-4003)组成。气相反应物(丙烯、氢气或者乙烯的混合物)和惰性气体不断的离开反应器,通过循环气体压缩机再循环回到反应器。反应器外部的循环气冷却器可以将反应器中的聚合热撤走。

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丙烯汽化器(E-4005)提供过气相丙烯,用于:a)反应器 C-4001 的管口清洗;b)循环气体压缩机缓冲气;c)催化剂载体管子的清洗; d)反应系统循环气体管道关键设备管口清洗。 反应器为裙式支座支撑的圆筒形容器,顶部有一个膨胀段,用于分离循环气流中的固体。多孔分布板支撑颗粒状树脂床层,将气流分散进入床层底部。为便于维修操作在四个不同水平高度设置人孔。循环气体压缩机是一个单级、定速的离心式压缩机。循环气体的流速通过节流阀控制。 循环气体冷却器是一个单程的管壳式换热器。循环气体流经管程,冷却水流经壳程。通过改变冷却水进出水量来控制温度。

在系统运行前,反应器内必须装满颗粒状的聚丙烯树脂以提供反应流化床。树脂通过反应器直管段顶部的管口进入反应器。在需要将树脂加入到反应器时,树脂进料管线与反应器的管口用快速接头连接。当树脂输送完成后,树脂管线需要与反应器的管口断开,用盲法兰将反应器上的这个管口封死。

杀死系统聚合反应可以被杀死系统终止或减缓。杀死系统的组成包括:装有杀死剂CO的钢瓶,一套分布管道系统以及在杀死系统逻辑被触发时将杀死剂CO注入反应器的气动控制阀门。杀死系统逻辑包括以下几种情况。

状态1关闭:自动或人工操作,将杀死剂注入循环气流。

状态3关闭:在使用透平驱动的循环气体压缩机来降低气相循环量时,自动或人工操作注入杀死剂。

状态2关闭:无反应气循环量或者反应器内发生爆聚时,自动控制注入杀死剂。 自动微关闭:在控制室进行人工操作以使反应速率降低。 微关闭:在现场进行人工操作实现反应速率降低。

第一种关闭状态由反应器床层高温引起的自动或人工操作。杀死剂C由连续的循环气流带入反应器中,从而使床层催化剂失效进而终止反应。

第三种关闭状态,循环气体压缩机的电机电流接触器指示压缩机电机停止或循环气体压缩机低报警,此时自动或人工操作注入杀死剂。

第二种关闭状态,若在第 3 种关闭状态下出现极端机械问题(振动或密封失效),致使循环涡轮机的排气温度低或者涡轮机超速。

自动微关闭程序允许操作人员随时注入少量杀死剂C以使反应速率降低,加入量由操作人员决定。通过调节控制注入次序的计时器,操作人员可以控制加入杀死剂C的量。 40.1部分:反应器冷却水

反应器聚合温度通过循环气冷却器(E-4002)回水温度的设定值来控制。循环水泵(G-4004)提供冷却器需要的循环水量。

热水系统同时用来在开车时加热反应器。可将蒸汽喷入该冷却器的冷却水进水管线以加热循环水,使水暂时作为加热介质。在开车时热水系统可以循环使用,使加热速率最大化。 40.3部分:催化剂加料系统

聚合反应催化剂与矿物油混合为淤浆状,成桶运装。为了避免固体沉降,倾桶器(S-4046)中的催化剂先在滚桶器(S-4045)上滚动混合。通过卸料泵(G-4054)将催化剂卸至带有搅拌器(Y-4041和Y-4048)的淤浆进料罐(C-4040/C-4047)。催化剂再由淤浆进料泵(G-4043 或 G-4044)打入反应器。

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冲洗管道用的矿物油使用矿物油回转泵(G-4055)将矿物油泵入矿物油贮罐(C-4056),用来冲洗该系统。

40.5部分:均聚/共聚反应系统

给电子体系统使用给电子体卸桶泵(G-4069)将给电子体从原料桶中卸料至给电子体进料罐(C-4060 和 C-4062)。给电子体进料罐内设有氮气分布器,可以去除运输和输送操作中溶在添加剂中的氧气。给电子体进料罐用低压氮气保护,由给电子体加料泵(G-4061,G-4063 和G-4065)送入反应循环气系统。

抗静电剂(RSC)系统反应器稳态控制(RSC),使用氮气作为载气将少量RSC注入反应器内。RSC和氮气混合后将其注入循环气冷却器反应循环下游,加入到反应器的 RSC 的量可以通过改变氮气流量来控制。 (8)41部分:产品卸料系统

反应器有两套二级产品卸料系统(PDSs)。这两套产品卸料系统可以交互运行,也可以独立运行。在交互运行模式(也可以称为“交叉连接多级”模式)时,气体在 PDS罐间充溢,来减少离开反应体系的气相单体数量。由于卸料装置维修的需要,每套PDS都可以在另一套卸料装置检修时独立运行。

每套PDS都包括一个产品罐(PC:C-4101, C-4106)和一个产品卸料罐(PBT: C-4103,C-4108)。 PDS 采用“交叉连接多级系统”模式,两套 PDS 装置交互使用。交互运行是指,反应器以间歇式卸料方式将颗粒状树脂和气体输送到其中的一套PDS。在产品卸料时,一些气体排放至另一套用来临时贮存气体的PDS,这就减少了卸料时树脂产品中夹带的气体量。暂时贮存的气体在下一次产品卸料过程中通过变换PDS返回到反应器中。

来自反应器 C-4001 的循环气或者来自尾气回收系统的轻组分回收气,用作密相输送系统中的气体载体。氮气用来吹扫PDS,同时也作为输送系统的备用气体。 (9)43.0部分:C-4301反应系统

聚合反应在流化床反应器中进行。反应器 C-4301 用于生产抗冲共聚物。含有催化剂的均聚物树脂从C-4001反应器的产品卸料系统间歇性地进入抗冲聚合反应器。乙烯、丙烯、氢气和添加剂 T2 连续地加入反应器,通过控制反应器气体浓度来满足产品质量要求。将添加剂加入到反应体系中控制反应条件。外部冷却器循环气路使反应床流化,

将原料携带入反应器以及撤出聚合反应产生的热。产品间歇地从反应器卸料到PDS。在产品卸料时,一些夹带的反应气体被输送到另一套PDS。在下一个卸料过程中,这些暂时贮存的反应气间接地返回反应器,从而使反应体系卸料时损失的反应气量降到最小。

树脂通过一个密相输送系统被送至产品接受((见第 50 部分)。在输送过程中,剩余气体排入尾气回收系统(参见第52部分)。

杀死系统可以使聚合反应快速终止。当出现工艺故障时,可以通过该系统向反应器中注入可逆毒物(“杀死剂”C)。杀死系统可以通过自动或人工操作,使聚合反应停止。 1.反应系统

反应体系包括一个反应器(C-4301),一个循环气冷却器(E-4302),一个循环气压缩机(K-4303)。气相反应物(丙烯、氢气和乙烯的混合物)和惰性气体通过循环气压缩机在反应器外形成循环气路。反应热被循环气路上的循环气冷却器带走。

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反应器为裙式支座支撑的圆筒形容器,顶部有一个膨胀段,用于分离循环气流中的固体。多孔分布板支撑颗粒状树脂床层, 将气流分散进入床层底部。为便于维修操作在四个不同水平高度设置人孔。

循环气压缩机是一个单级离心式压缩机。 循环气流通气流速率由压缩机上的入口导向叶片控制。

循环气体冷却器是一个单程的管壳式换热器。 循环气体流经管程,冷却水流经壳程。高,因此,设置膜回收系统,将其与来自丙烯脱气塔顶、轻组分缓冲罐排放气一起进入膜回收系统进一步提纯,将这部分气体中的原料丙烯进行回收,通过改变冷却水进出水量来控制温度。 2 杀死系统

紧急状况下,可以通过“杀死系统”使聚合反应终止或减缓。紧杀死系统的组成包括:装有杀死剂CO的钢瓶,一套分布管道系统以及在杀死系统逻辑被触发时将杀死剂CO注入反应器的气动控制阀门。杀死系统逻辑包括以下几种情况。

状态1关闭:自动或人工操作,将杀死剂注入循环气流。

状态2关闭:无反应气循环量或者反应器内发生爆聚时,自动控制注入杀死剂。 自动微杀死:在控制室进行人工操作以使反应速率降低。 微杀死:在现场进行人工操作实现反应速率降低。

第一种关闭状态由反应器床层高温引起的自动或人工操作。杀死剂C由连续的循环气流带入反应器中,从而使床层催化剂失效进而终止反应。

第二种关闭状态,循环气体压缩机电机停止、 出现极端机械问题或出现报警,此时自动或人工操作注入杀死剂。

微关闭允许操作人员注入少量杀死剂 C 以使反应速率降低,加入量由操作人员决定。操作者通过调整控制注入顺序来控制杀死剂C的量。

43.1 部分:反应器冷却水反应器聚合温度通过循环气冷却器( E-4302 ) 回水温度的设定值来控制。循环水泵(G-4304)提供冷却器需要的循环水量。热水系统同时用来在开车时加热反应器。 可将蒸汽喷入该冷却器的冷却水进水管线以加热循环水, 使水暂时作为加热介质。 在开车时热水系统可以循环使用, 使加热速率最大化。

43.5 部分:产品树脂输送系统均聚物树脂从C-4001产品卸料系统以密相传输的方式,送至输送罐过滤器(Y-4312)进入抗冲反应系统。树脂与传输气分离,后者通过输送罐过滤器后进入尾气回收系统(见52部分)。

树脂在重力作用下落入输送罐(C-4311)。

输送完成后,输送罐与输送过滤器隔离,然后用从循环气压缩机输出得循环气将输送罐增压。树脂在压缩机与反应器间压降的作用下,靠重力作用落入反应器(C-4301)。 输送罐中的残余气体由尾气回收系统回收。

(10)44部分:产品卸料系统

反应器有两套二级产品卸料系统(PDSs)。这两套产品卸料系统可以交互运行,也可以独立运行。在交互运行模式(也可以称为“交叉连接多级”模式)时,气体在 PDS罐间充溢,来减少离开反应体系的气相单体数量。由于卸料装置维修的需要,每套PDS都可以在另一套卸料装置检修时独立运行。

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每套PDS都包括一个产品罐(PC:C-4401, C-4406)和一个产品卸料罐(PBT:C-4403,C-4408)。 PDS 采用“交叉连接多级系统”模式,两套 PDS 装置交互使用。交互运行是指,反应器以间歇式卸料方式将颗粒状树脂和气体输送到其中的一套PDS。在产品卸料时,一些气体排放至另一套用来临时贮存气体的PDS,这就减少了卸料时树脂产品中夹带的气体量。暂时贮存的气体在下一次产品卸料过程中通过变换PDS返回到反应器中。

来自尾气回收系统的轻组分回收气作为密相传输系统中的辅助气体。氮气用来吹扫PDS,作为同时也作为输送系统的备用气体。

(11)50部分:树脂脱气

树脂通过一套密相传输系统由产品卸料系统送入垂直的固定床产品接收器(C-5013)。利用接收器内的上部空间使夹带着碳氢化合物和氮气的传输气与树脂分离。

这股气流和反应器循环气尾气,先经过产品接收器过滤器(Y-5014)将其中的固体分离出来,然后再进入尾气回收体系。

通过维持正常操作料位,树脂在产品接收仓内要停留一段时间。在接收器的底部引入氮气以及从尾气回收处来的一股轻组分尾气,将颗粒缝隙中的碳氢化合物和树脂中溶解的碳氢化合物吹出。将氮气引入产品接收仓下部的锥段,是为了防止通过旋转进料器 时气体泄漏,使尽可能少的碳氢化合物进入产品脱气仓。

从产品接收器出来后,树脂进入产品接收器的旋转进料器(S-5011),然后再进入产品脱气仓(C-5009)。树脂在同样是按照整体流型来设计的脱气仓中停留一定的时间,以便将树脂中溶解的碳氢化合物降到微量的水平。在仓底引入一股蒸汽和氮气的混合物,用来吹扫溶解的碳氢化合物,并中和残余的催化剂。为在露点以上操作,吹扫氮气要先在一段带有夹套的管线中用蒸汽预热,将低压蒸汽和热氮气混合。从脱气仓顶出来的尾气先经过产品脱气仓过滤器(Y-5010),再送至火炬。

来自脱气仓的树脂进入产品脱气仓的旋转进料器(S-5015),在重力作用下进入添加剂添加和造粒系统。

树脂在产品脱气仓中再循环,对于高 Fc 产品则使用产品脱气仓树脂输送罐(S-6263)。 (12)52部分:尾气回收

尾气回收系统用于回收树脂脱气系统尾气中的的单体,和树脂脱气系统排放气中的丙烯、乙烯。产品接收器尾气和第一第二反应器中排放到输送罐中的尾气被分为三股主要的气流。第一股富含氮的气体被排出,以防止其在反应系统内的累积。第二股富含丙烯的气流被送回至反应区。第三股丙烷也被排出,以防止丙烷的累积。

a.压缩为了将低压尾气转化为高压气流,以便丙烯/丙烷的冷凝,有必要使用压缩装置。这套压缩装置可以同时提供用于自动冷冻系统的循环冷冻液。当上游主要过滤器出现故障时,压缩机入口保护过滤器(Y-5243)可以被用来阻止颗粒通过。当反应系统进行产品卸料时,尾气回收缓冲罐(C-5236)可以减缓产品接收器内(C-5013)的压力波动(从117 ~234 kPaa),压力控制器允许压缩机入口压力波动范围为115~152 kPaa。在产品卸料系统尾气进入压缩机之前,使用产品接收器尾气冷却器(E-5224)将其冷却。

压缩机第一段的气流为产品接收器尾气和输送罐过滤器尾气所组成。压缩机第一段的排料与来自冷冻换热器(E-5231)的循环冷凝液组成压缩机第二段的进料。在生产均聚物/无规共聚物

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时,压缩机第三段的进料包括脱气罐(C-5257)和回收塔(C-5260)尾气。在生产抗冲共聚物时,这些尾气都输送到2号反应体系。第三段的出口压力控制在4.21 MPa(表压)。压缩机的总能力由卸载器和第三段出口的排放阀来控制。压缩机在高吸入压下加载,在低吸入压下卸载。

b.自动制冷

自动制冷系统脱除富氮流股,同时回收丙烯和乙烯。经过压缩机加压的放空气,首先进入后冷器/冷凝器(E-5230),用冷却水将其中的丙烯和丙烷冷凝下来。在产生均聚/共聚产品时,冷凝液一部分回到反应系统,一部分进入精馏系统。生产抗冲产品时,所有的液体都进入精馏系统。 从后冷器/冷凝器出来的蒸汽经由制冷换热器(E-5231)中部分冷凝。各相在尾气回收分离器(C-5204)中分离。从分离器中分离出的液体被进一步分为冷冻剂和回收的丙烯。冷冻剂被部分闪蒸后送入换热器。冷剂在换热器中完全气化,送至尾气回收压缩机(K-5214)的二级入口。 回收来的液体丙烯在换热器中被加热,这股物流被送入精馏系统(生产均聚/共聚产品)或被送入 2 号反应器(生产抗冲产品)。从分离器中出来的蒸汽也在换热器中被加热,再送入轻组分回收缓冲罐(C-5229)。

c. 循环轻组分系统

轻组分回收缓冲罐(C-5229)将回收的轻组分送回反应系统和树脂脱气系统。该缓冲罐为满足反应系统对间断性的传输辅助气的要求提供缓冲。可能的情况下,应该将轻组分用作产品接收器的吹扫气或2号反应系统的惰性控制。未用完的轻组分将被排出。

d.精馏系统

精馏系统将丙烯与丙烷分离,将得到浓缩的丙烷送至界区外。分离分两步进行。第一步是将脱气罐(C-5257)中回收的液体减压。这一步将液体中的轻组分分离出来,这样可以减少第二步(尾气回收塔(C-5260)中的分馏)的荷载。脱气罐的进料来自压缩机后冷却器/冷凝器(E-5230)和制冷换热器(E-5231)。

从脱气罐(C-5257)出来的气体与回收塔尾气合并在一起,混合气返回至回收气压缩机进行循环(生产均聚/共聚产品)或返回到2号反应系统(生产抗冲产品)。脱气罐(C-5257)中的液体被送回塔内。

回收气塔(C-5260)带有一个回收气塔再沸器(E-5268)和一个回收气冷凝器(E-5261)。冷凝器中的冷却水由回收塔增压泵(G-5259)。回收塔操作压力为2.28MPaa。

生产均聚物/无规共聚物时,进料从塔顶部的塔盘连接进到几个塔盘之下,而循环液体则从冷凝器的部位排出。生产抗冲共聚物时,进料从顶部塔盘进来,再在几个塔盘之下的位置取出循环液体,回收其中的乙烯,送回 1 号反应器。循环物流通过回收丙烯泵(G-5269)送回1号反应器。回收塔底的丙烷物料在流过水冷的回收塔冷却器被冷却。

进水泵(G-5275)将水射入塔底的物流,用以中和其中可能存在的少量催化剂。 排放尾气压力较低的吹出仓连续排放的含烃类氮气、挤压机混合器排放的含烃类氮气进入吸附回收装置Y-5400进行回收,将其中大部分氮气脱除后,进入膜回收系统Y-5300,同时来自轻组分回收罐C-5229的烃类氮气和来自C-2008塔顶的放空气也进入Y-5300将其中的丙烯回收后送至丙烯脱气塔C-2008回收利用。若膜回收系统故障或不开时,排放尾气压力较低的吹出仓连续排放的含烃类氮气、挤压机混合器排放的含烃类氮气通过罗茨风机K-5215升压至0.05MPaG送至低压火炬分液罐D-9505。

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(13)62部分-树脂添加剂系统

从产品脱气塔(C-5009)引出一股树脂物料,用母料树脂输送器(S-6263)导入母料树脂冷却器(E-6252)。仅在生产抗冲产品时,用树脂循环导向阀(Y-6266)将树脂送回产品脱气仓进行循环。进入冷却器后,树脂用氮气进行流化,并用夹套水冷器冷却,一直贮存到需要进行下次母料混合时。固体添加剂是由人力从倒袋器(Y-6260)或是由固体添加剂倒桶器(S-6264)送入添加剂分段储罐(D-6227)的,一直贮存到需要进行下次母料混合时。仅在生产抗冲产品时,用树脂循环导向阀(Y-6266)将树脂送回产品脱气仓进行循环。常用的搅拌混合母料的方法是将大约需要量的冷却的树脂的一半加入到母料搅拌器(S-6250)中,该混合器下装有压力传感器以测量物料重量。然后从添加剂段储罐来的添加剂被加入该混合器。最后加入母料搅拌所需的剩余的冷却树脂。当树脂和添加剂充分搅拌后,该母料分批送进母料进料器的进料斗(S-6251)。母料由进料斗精确计量后送入挤压机进料料斗及过滤器(Y-6211)。母料中夹带的氮气通过挤压机进料料斗及过滤器后排入大气中。

使用液体添加剂卸料泵(G-6215)将液体添加剂从运载容器中泵入液体添加剂罐(D-6213)。然后再有液体添加剂泵(G-6214)将液体添加剂泵入到挤出机进料斗中。

种子树脂换向阀(Y-6201)可以将树脂导入,作为开车时的种子床。

当造粒管线不工作时,通过母料树脂转换阀(Y-6266)将物料转换到种子树脂转换阀(Y-6201)侧,可以将树脂再循环到产品脱气仓中,从而得到高Fc产品。

(14)70部分:挤压造粒

主要的树脂粉料、母料以及从第 6 部分来的液体添加剂都通过挤压机进料料斗(Y-6211)进入挤压机(Y-7001)。这些物料在挤压机内被混合和熔化后,熔融的聚合物进入熔融泵(Y-7004)。气体从树脂中脱离,排到火炬。熔融态的树脂经过换向阀(Y-7002)进入熔融滤网(Y-7005)。在线熔融指数仪(Y-7003)监视经过熔融滤网的聚合物的熔融流动(指数)。熔融态聚合物接着经过低压降模板(Y-7006)进入水下切粒机(Y-7007),转动的刀片将熔融物切为颗粒。颗粒和水的混合物被泵入大块料移出器(Y-7009)和颗粒干燥器(Y-7010)。其中的水返回由切粒水箱(D-7008)、切粒水泵(G-7012)以及切粒水冷却器(E-7020)组成的造粒水系统。干燥的产品颗粒进入颗粒筛选器(Y-7013),将尺寸偏大的颗粒筛除。产品颗粒在重力作用下落入树脂处理装置。

挤压机配备一个挤压造粒机脱气罩(Y-7014),将树脂中夹带的尾气通过一个挤压机尾气排出罐(C-7015)送到火炬。

(15)80部分:产品贮存、均化

缓冲料斗 D-8001 中的 PP 颗粒经旋转阀 S-8002 均匀进入气流输送管道;气流输送系统Y-8000的风机K-8003/K-8004输出的压缩空气,经出口冷却器E-8005除去因鼓风机压缩而产生的部分热量后,与颗粒形成双相流,将颗粒送入PART80 产品贮存、均化单元的六个掺混料仓D-8007/8008/8009/8010/8011/8012。

由于挤压造粒机不可那保证每个瞬间与任意时刻所产生的同批颗粒产品在品质上绝对一样,为保证最终产品相对统一性,从而在挤压造粒机和包装机之间设计了掺混工艺段。这个工艺段主要设有六个静态掺混仓和颗粒气流输送系统。此气流输送系统将掺混仓下部出料口来的 PP 颗粒再次送至掺混仓上部进料口,使颗粒在料仓内经过掺混管进行静态掺混,掺混可以在同一个料仓

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进行自掺混,也可以在不同的掺混仓间进行掺混。

颗粒气流输送系统Y-8001送来的循环颗粒及颗粒气流输送系统Y-8000送来的颗粒,由自控系统自动控制和选择。

颗粒气流输送系统 Y-8001 包括两条独立的气流输送管线,这两条管线可以同时工作。其中一条进行掺混、倒仓操作,另一条的功能是将颗粒从掺混料仓D-8007/8008/8009/8010/8011/8012输送至PP颗粒包装料仓D-8024中,PP粒料进入包装料仓之前先经淘析器Y-8023除去其中的粉尘和拉丝料。

掺混料仓D-8007/8008/8009/8010/8011/8012底部还设有一旁路吹扫系统(包括掺混料仓脱气风机K-8050/K-8051和K-8050/8051出口冷却器E-8408等)和水冲系统(包括掺混料仓清洗水罐 D-8090 和掺混料仓清洗水泵 G-8091),用于吹扫、清洗料仓内的挥发物。

(16)85/88/89部分包装码垛

聚丙烯包装料仓D-8024中的颗粒物料利用重力作用进入吨袋包装机组Y-8900或两条全自动包装机组Y-8500/Y8800。物料经称量充入FFS重膜包装袋中(25kg/袋),全自动包装机组具有制袋,充袋,折边和热合封口等功能。包装好的袋子通过金属检测器,重量复检器进行金检,复检。如果袋子中含有金属异物或重量超出允许范围,剔袋器将识别并将其剔出另行处理。通过的合格成品袋将在打印机上打印批号及日期等印记,通过整形机整形,然后送入全自动码垛机组进行码垛,码垛机码好的成品码垛为 40 袋一托盘,每盘8层,每层5袋。设一条封膜装置。叉式装卸车在码垛机的输出棍子输送机上将成品码垛取出并送往成品仓库贮存区按生产牌号、日期等顺序堆放。

(17)90、92和93单元 辅助设施 a)凝液系统

装置各系统蒸汽换热器产生的蒸汽凝液将收集到凝液闪蒸罐C-9001,闪蒸的蒸汽和凝液排至循环水场,作为循环水补充水。

b)火炬分液罐

装置的各点排放的尾气,不同程度的含有烃类化合物,包括正常操作排放尾气、安全阀排放尾气、原料精制系统再生排放气和放空气循环压缩机入口压力调节阀排放气和装置紧急排放气等,在装置内收集到两条总管。原料床层再生的再生氮气排放,经过冷的富含氮的排放气、回收气压缩机入口压力调节排放气和安全阀设置压力低于0.35MPaG 以下的安全阀排放气,集中排至一条火炬气背压≤0.034MPaG的火炬总管,经低压火炬分液罐 D-9505 送出界区,单独送至全厂火炬筒底部。安全阀设置压力≥0.35MPaG 的安全阀排放气排至一条火炬背压 0.12MPaG 的火炬总管,经高压火炬分液罐D-9503送出界区,与全厂火炬气管网汇合。

c)仪表空气系统

仪表空气来自全厂仪表空气系统,在装置界区内设置一台仪表空气缓冲罐C-9301,贮存压力0.7MPaG,以缓冲外界仪表空气的压力波动。另外,全厂仪表空气供给系统设置有一套仪表风贮存单元,当空压站故障,该贮存单元至少可维持全厂各装置用气30分钟,以保持装置安全顺序停车。

d)废水预处理

废水预处理分两个水池,来自聚丙烯聚合区域原料精制区域、丙烯排放气循环回收区域和原

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料气压缩区域的污染雨水和少量的工艺废水将收集至装置污水池。

来自挤压区域的废水和挤压厂房周围、颗粒贮存、运输区域的污染雨水将收集至树脂回收池D-9682,通过隔离、打捞、漂浮的废聚合物和废油后,将废水通过提水泵G-9685送至污水池。 在污水池通过隔离、撇出、漂浮的废油后,送出界区至 PVC 装置污水处理系统统一处理。

(18)废气处理系统

UNIPOL工艺中烃类排放主要位于三个部分:产品脱气仓排放气、丙烯脱气塔顶以及轻组分缓冲罐排放气。产品脱气仓排放气约600Nm3/h,93.8%氮气,且含有少量的丙烯和乙烯,以及接近饱和的水分,该气体直接放空造成一定的环境污染,将该气体引入火炬,其热值不够维持火炬的连续燃烧,往往需要再引入一定的燃气,如此造成能源的浪费。而来自丙烯脱气塔顶的排放气含有90%丙烯,轻组分缓冲罐排放气的丙烯气约含18.3%丙烯,如回收此部分丙烯,将能进一步降低原料消耗。

因此,本项目装置内设置吸附回收系统,采用变压吸附回收产品脱气仓排放气中的丙烯,同时解析出约 99.96%的氮气,氮气目前直接排放大气也可减小污染,运行正常后期可准确分析其含量后回收至产品脱气使用。但由于吸附回收系统回收的丙烯纯度不高,因此,设置膜回收系统,将其与来自丙烯脱气塔顶、轻组分缓冲罐排放气一起进入膜回收系统进一步提纯,将这部分气体中的原料丙烯进行回收。

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