第一环管反应器(R201)温度波动的原因及对策

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1 前言
延安石油化工厂采用国产化第二代环管聚丙烯液相本体工艺技术，设计年产本色聚丙烯粒料20万吨，可以生产25个产品牌号，本装置设计有两个串联的环管反应器，可生产聚丙烯均聚产品，包括具有双峰分布特性的新产品。

2 温度对聚丙烯装置的影响
温度对丙烯聚合反应的影响较大，催化剂活性随着反应温度的升高而增加，同时反应温度对产品等规度也有相似的影响，即在一定范围内随着反应温度升高产品等规度也提高。

生产上控制较高的反应温度有利于提高催化剂得率，但反应温度过高不利于反应的控制，同时为了确保液相本体聚合，反应温度提高时系统压力必然随之提高，单纯提高温度有一定的局限性[1]，所以工艺上聚合反应温度必须严格控制在一定的范围内。

因此，保正稳定合适的温度对于聚合反应显得尤为重要。

3 温度的控制
第一环管反应器（R201）中浆料的温度通过TIC241与夹套水温度TIC242串级控制。

第一环管R201内的浆料温度TIC241，TIC241的正常控制值为70℃，通过TIC241设定值串级控制R201夹套水温度TIC242；TIC242调节TV242A/B的开度，可控制进入R201夹套水冷却器（E208）与冷却水换热的夹套水量，得到合适的夹套水温度与环管内浆料换热。

4 影响温度波动的原因
环管中丙烯聚合生产聚丙烯是一个放热反应过程。

当反应剧烈时，环管释放出来的热量相对较多，此时需要换热器撤走的热量就相应变多，否则相反，而热量多少最直观地表现在温度上[2]。

因此，环管反应的波动首先反映在温度的波动上。

环管温度的波动与反应的变化息息相关。

引起环管反
应波动的原因如下。

4.1 主催化剂注入量
主催化剂注入器（D108A/B）活塞把催化剂从注入器底部压入聚合工段，催化剂的流量是由液压油计量泵（P108）的冲程来控制。

催化剂储存盒计量系统都有夹套且有冷冻水循环保持温度恒定。

液压油罐（D107）罐体有蒸汽伴热（夏季蒸汽伴热停用），但罐内介质无温度显示仪表，温度无法检测。

通过分析，主要原因是：外部温度变化较大或蒸汽量变化时液压油温度发生变化，影响其粘度和流速导致催化剂注入量波动，聚合反应波动，导致环管温度波动。

某日在同样的冲程下，白天最高温度35℃时，催化剂下降量约为6.2%/h （DCS上D108的下降量），夜间最低温度19℃时催化剂下降量4.8%/h，造成反应的波动。

4.2 氢气进料量
氢气在聚丙烯活性链的氢转移反应会使催化剂活性提高，氢气控制不稳，使丙烯中氢气浓度的波动，引起聚合反应波动，导致第一环管反应器温度波动。

4.3 浆料循环影响
第一环管反应器内浆料的循环依靠轴流泵P201进行，TIC241测量环管内某点浆料的温度，若环管内存在气相空间或有聚丙烯块料生成，温度测点将不能准确的测得环管内浆料温度，影响温度的平稳。

4.4 夹套冷却水循调节阀影响
环管夹套冷却水采用的是冷凝液或脱盐水，通过控制进入夹套水换热器（E208）的夹套水量来控制环管温度，即控制TV242A的开度。

在生产中，由于TV242A偶尔发生卡阀现象，造成换热的夹套水量不能根据温度的变化而调整，使得
第一环管反应器（R201）温度波动的原因及对策
赵红烨1　师春芳2　杨强2
1.陕西延长石油（集团）有限责任公司延安炼油厂　陕西　洛川　727406
2.陕西延长石油（集团）有限责任公司延安石油化工厂　陕西　洛川　727406
摘要：本文从主催化剂注入量、氢气进料量、浆料循环、夹套循环冷却水调节阀、环管反应器夹套水换热器等方面分析影响丙烯聚合温度的原因，通过增设换热器和篮式过滤器、稳定催化剂、氢气及丙烯加注量、平稳操作，加强轴流泵及TV242调节阀的管理，使聚丙烯装置长周期平稳运行。

关键词：第一环管反应器；温度；原因；对策
Reasons and countermeasures for temperature oscillation of the first loop reactor（R201）
Zhao Hongye 1，Shi Chunfang 2，Yang Qiang 2
ShaanXi YanChang Petroleum （Group ）.Co., Ltd of Yanan Refinry Luochuan 727406
Abstract：From several aspects including loading amount of main catalyst，hydrogen feed quantity，slurry circulation，jacket circulating cooling water regulating valve and loop reactor jacket water heat exchanger，the reasons for propene polymerization temperature oscillation were analyzed in this paper. Through the addition of heat exchanger and basket strainer，stabilizing the feed quantity of catalyst，hydrogen and propene，smooth operation，and strengthening management of axial pump and TV242 regulating valve，the long-term smooth operation of polypropylene plant was ensured.
Keywords：the first loop reactor；temperature；reason；countermeasure
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温度持续升高或降低，严重时飞温，环管爆聚，装置被迫紧急停工。

另一方面，环管夹套冷却水依靠离心泵P205循环，泵的运行状况也影响着循环水量，从而引起温度的波动。

4.5 环管反应器夹套水换热器的影响
环管反应器夹套水换热器（E208）为板式换热器，对循环水水质要求较高；由于处于循环水末端，水压不足，悬浮物容易被带至E208，造成堵塞，引起反应器夹套水冷却水循环量不足，影响温度的平稳。

5 对策
5.1 稳定主催化剂的注入量
主催化剂注入量的变化影响聚合反应，而液压油温度的变化影响主催化剂的注入量。

在日常操作中，内操密切关注催化剂的下降量、P108的出口压力、环境温度等重要参数，配合外操调整液压油罐体伴热，保证液压油温度恒定，稳定催化剂注入量。

5.2 稳定投料
环管丙烯及氢气进料调整要小幅度地调整，密切关注氢烯比，同时兼顾反应的变化趋势，及时作出调整。

5.3 加强设备管理，保证环管内浆料均匀
加强维护和巡检，保障备品备件，保证轴流泵的运行平稳；控制原料丙烯中不凝气的含量，保证环管全液相操作；控制预聚反应器温度、环管压力、温度等；保证环管内浆料均匀。

5.4 保证TV242有效可靠。

日常操作中，内操密切关注环管温度及TV242A阀开度的变化，发现异常，及时处理。

保障备品备件齐全，及时修复。

5.5 采取有效措施，保证反应器夹套水冷却水循环量
2013年检修期间，增加一台环管反应器夹套水换热器（E208B），可实现及时切换和在线清理E208，同时在E208的循环水线上增加了篮式过滤器，篮式过滤器有效的拦截了循环水中悬浮物，降低了E208的堵塞速度。

由于环管反应器夹套水的有效撤热，促使环管反应器温度趋于稳定。

某次E208切换后第一环管反应器温度的变化情况见图1。

图1 E208清理前后一环温度的变化趋势
6 结语
环管反应器的温度直接影响着聚丙烯装置的正常生产，控制好环管反应器的温度对装置的高效运行至关重要，延安石油化工厂通过增设换热器、增加篮式过滤器、稳定催化剂、氢气及丙烯加注量、平稳操作，加强轴流泵及TV242的管理，解决了第一环管温度难以控制的问题，确保了装置长周期运行。

参考文献
[1]中国石油化工集团公司人事部，中国石油天然气集团公司人事服务中心.聚丙烯装置操作工[M].北京：中国石化出版社，2011.
[2]周军义，PP Z30S 生产波动原因及对策[J]合成树脂及塑料，2013，2（30）：
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3.2 提高精度
改进和完善信号测井与处理技术，在电阻率测量和孔隙度测量精度在原有指标基础上，近期提高3%～5%，中期提高5%～8%。

4 国内测井公司发展的一些特色测井项目4.1 高温小井眼仪器及测井系统
根据超深超高温小井眼水平井需求，国内测井公司研发了高温小井眼仪器。

它的主要特点是能在环境温度230℃，压力170MPa下工作，且工作时间能大于2个小时，仪器外径Φ73mm，用于深井超深超高温小井眼的勘探测量。

高温小井眼地面测井系统，在HH2530的基础上，作了局部的改进、提高。

硬件结构全机实现了模块化、网络化和标准化，主要由射孔取芯模块、信号综合采集和实时处理模块、信号转换模块、电极系模块、网络交换机、显示器、工业控制计算机和交直流电源模块等组成。

原HH2530地面系统也可配接高温小井眼井下仪器。

4.2 过钻杆存储式测井目前存储式测井一般只能实现常规仪器的测井，存储式成像测井是这类测井的发展方向，同时为了保证井下仪器及放射源的安全，需要采用安全的释放方式，目前国内实现了三种井下释放方法：数控式释放、机械式释放、定时释放。

4.3 聚焦式地层测试器
聚焦式地层测试器，采用了双Packer与双封隔组合，并实现了井下光谱分析和核磁分析，极大的缩小了国内地层测试技术和国外先进技术水平的差距。

国内随钻测井技术与装备研发取得一定进展，但主要的测量参数还是基本的电阻率、伽马，以及孔隙度等，主要应用还是地质导向。

总体而言，在可靠性、稳定性、地质适应性、资料处理解释、工程化、应用规模等方面均与国外存在较大差距。

参考文献
[1]王义洲.最新石油测井关键技术应用手册[M].北京：石油工业出版社，2007.
[2]石油测井情报协作组.测井新技术应用[M].北京：石油工业出版社，1998.
（上接第111页）。