间歇式液相本体法聚丙烯装置

间歇式液相本体法聚丙烯装置

发布: 2009-12-16 17:42 | 作者: hdj888 | 来源: 万客化工在线

间歇式液相本体法聚丙烯装置

间歇式液相本体法聚丙烯装置

中压及负压回收技术探讨

间歇式液相本体法（俗称小本体法）生产工艺是我国自行研制的一种聚丙烯生产方法，其特点是投资少，见效快，其缺点是能物耗较高。但随着小本体厂家及相关技术人员的共同努力，其能物耗正逐年下降，从而大大提高了小本体聚丙烯产品在市场上的竞争力，使得整个行业呈现出一种欣欣向荣的状态。在所有的技术中，因为丙烯消耗对成本的影响最大，所以降低丙烯消耗的技术也相对显得较为重要。本文简要介绍其中的丙烯中压及负压回收技术。

现状

现在的绝大多数装置所采用的丙烯回收路线为：聚合反应结束后，将未反应完的丙烯回收，回收丙烯经冷凝器冷凝为液体回收至丙烯回收罐重复利用，此过程称为高压回收，聚合釜内压力回收到与丙烯回收罐压力持平后，一般可进行到釜内压力达1.3Mpa左右（与冷凝器内冷却水温度有关，温度越低，此压力越低，但一般成本也越高）。进行出料操作，进入尾气回收阶段，一般可以回收到闪蒸釜内压力至0.05Mpa左右（因气柜有背压）。釜内剩余丙烯则用真空泵将之置换出闪蒸釜，反复充氮气抽真空至可燃物含量低于1.5％为止，以保证包装安全及控制产品挥发量。气柜内丙烯则利用压缩机压缩后冷凝液化成液相丙烯。这部分丙烯因出料过程中夹带了氮气，回收率受到了影响，并且因带水带氧等原因，丙烯质量差且不稳定，绝大部分厂家另行处理，少部分厂家进行回收后在聚合，但产品质量、生产过程都受到了很大的影响。

中压回收方案

该方案工艺路线为：先单独建立一套中压丙烯回收系统，包括气相储罐（不采用湿式气柜以免将水带入丙烯内，增加后道处理压力）、控制系统、压缩机、冷凝系统、液相储罐、丙烯泵，另在聚合釜上配制与气相储罐相连的管线及阀门，其流程图如下：

聚合釜气相罐控制系统压缩机

原料罐丙烯泵储液罐冷凝器

实际操作时，聚合釜先进行高压回收，直到釜内压力与丙烯回收罐内压力平衡时为止，接着停止高压回收，开始进行中压回收，一直进行到聚合釜内压力达到设定值。理论上此设定值

越低，丙烯回收越充分，但太低的话，在后道工序中将对聚合釜出料产生影响。根据相关厂家的经验，此设定值在0.55Mpa—0.7Mpa间为好。然后按正常工艺进行出料操作。回收到气相罐内的丙烯由压缩机压缩冷凝液化后流入储液罐。由于这部分丙烯全部直接从聚合釜内引出，无氮气、水及氧气等有害杂质，所以在压缩后冷凝时不需要象尾气丙烯回收一样进行不凝气排放，从而可以避免不凝气排放时所夹带的丙烯浪费，并且这部分丙烯质量较好，可直接通过丙烯泵将此丙烯打入原料罐，从而实现了循环使用。

负压回收方案

该方案工艺路线为：先单独建一套负压回收系统，包括气相储气罐、控制系统、压缩机，另在闪蒸釜上配制与气相缓冲罐相连的管线及阀门，压缩机出口与气柜连接。其流程如下：闪蒸釜气相罐控制系统压缩机气柜

操作过程调整为：聚合釜出料时先按正常程序对气柜进行泄压，当泄压结束即尾气回收完成后，打开负压回收阀门进行负压回收，负压回收进行到釜内压力至0.05～0.07Mpa后，关闭负压回收阀门，闪蒸釜进行正常处理。

经济效益

假设条件：一套装置4台12m3聚合釜，单釜效率为110包/釜（2.75吨），每天以六轮次组织生产，全年生产330天，高压回收平均进行到釜内压力达1.3Mpa，中压回收进行到釜内压力达0.6 Mpa，闪蒸釜体积为14 m3，尾气回收进行到闪蒸釜内压力达0.05 Mpa，负压回收进行到闪蒸釜内压力达-0.05 Mpa，气体温度为27℃。

中压回收情况

聚合釜内物料体积为：2.75/0.91=3.02 m3

聚合釜内气相体积为：12-3.02=8.98 m3

每釜物料气相理论质量为：

m=n*42/1000=PV/RT*42/1000

=(1.3-0.05)*106*8.98/8.31/(273+27)*42/1000=189.11kg

每釜物料气相所占产量百分率为：189.11/1000/2.75=6.88%

实际生产时因降压进程中仍有部分液相丙烯气化，根据相关数据积累，此值可达10%，假设尾气回收率为90%，则无中压回收装置时全年回收丙烯量为：

4*2.75*6*330*10%*90%=1960.2吨

采用中压回收后回收丙烯为：

4*2.75*6*330*10%(0.7/1.25+0.55/1.25*90%)=2082.2吨

采用中压回收技术后可多回收丙烯：2082.2-1960.2=122吨

中压回收带来效益情况（丙烯价格以11900元/吨计算）：（丙烯现在价格11900元）

1）多回收丙烯效益：

11900*122=1451800元=145.18万元

2）中压丙烯直接用于再聚合，其效益比尾气丙烯以一吨多200元计算，则效益为：

4*2.75*6*330*10%*0.7/1.25*200=243936元=24.4万元

3）两项合计：145.18+24.4=169.58万元

4）其它效益：在此装置后，设备检修过程中的丙烯可以做到完全回收，基本杜绝排放。5）成本情况：由于中压回收过程与原尾气回收过程一样，故中压回收与原尾气回收相比不增加任何费用。

负压回收情况：

每釜真空多回收量为：

m=n*42/1000=PV/RT*42/1000

=(0.05-(-0.05))*106*(14-3.02)/8.31/(273+27)*42/1000=18.50kg

全年真空多回收量为：

18.50*4*6*330=146520kg=146.52吨

1）负压回收带来的效益为（丙烯价格以11900元/吨计算）：

146.52*11900=1743588=174.3588万元

2）成本情况：

其运行费用主要是电及水，全年费用不超过2万元。

结论

在间歇式液相本体法装置中，通过中压回收及负压回收技术的实施，可大大降低丙烯的单耗，不但可带来可观的经济效益，而且还能减小丙烯往大气的排放量，既保护了环境，又有很好的社会效益。

北京金凯威通用机械有限公司