浅析聚丙烯装置中流化床反应器
浅析聚乙烯生产装置中流化床反应器
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颗 粒 被 气 体 夹 带 而 出 ,需 要 进 行 分 离 并 再 循 环 返 回床 层 , 因此 ,对 气 固 分 离 的 要 求
也 就很 高 了 。
二 、u ni p o 聚 乙烯 流化 床 反应 系统 某石化 企业U n i p o l T M 聚 乙烯 装 置 流 化 床 反 应 系 统 主 要 是 由4 台工 艺设 备组 成 :1 )流 化 床反应 器 :2 )产 品出料系 统 :3)循环 气 压
失 活 , 须不 断予 以分 离 后 进 行 再 生 。② 无 固 体 物 料 连 续 进 料 和 出 料 装 置 , 用 于 固 体 颗粒性状在相当长时 间 ( 如半年或一年 ) 内,不 发 生 明显变 化 的反 应 过程 。 近 年 来 ,细 颗 粒 和 高 气 速 的 湍 流流 化 床 及 高 速 流 化 床 均 已有 工 业 应 用 。 下 , 通 过 固 体 的 循 环 以 维 持 床 层 , 由 于 强 化 了 气 固 两 相 间 的 接 触 , 特 别 有 利 于 相 际 传 质 阻 力 居 重 要
前 言 流 化床 反应 器在 现代 工业 中 的 早期 应
及 物 质 传 递 、 及 将 反 应 器 内 的 反 应 热 输 送 到外 部换 热 器 。在U n i p o l 聚 乙 烯 系 统 中 , 当 气 体 以 低 速 流 经 床 层 时 , 气 体 将 通 过 颗 粒 物 之 间形 成 的空 隙 ,床 层 也 只 是 静 止 的 填 料床 。U n i p o l 聚 乙 烯 反 应 器 中 的 流 化 为 密 相 气一 固聚 集 型流 化 。 三 、流 化床 一般 特 性 流 化 床 反 应 器 是 道 公 司 低 压 气 相 法 聚 乙烯 制造 工 艺 ( 即 ,U n i p o 1 工 艺 ) 的 核 心 。 总 起 来 讲 , 密 相 流 化 床 表 现 特 征 与 相 同密 度 的液 体 相 似 。流 化 床 的 某 些 特 性 如 下所 述 : 1 )流 化 固体 易于通 过 反 应器 内部 的开 口;2 )压 降 与深 度 的关 系 与 液压 情 况 相似 并可用 于测定床层 高度及密度 ;3 ) 床 层 的 压 降 保 持 稳 定 且 并 不 随 气 体 流 速 的 增 加 而 升 高 ;4) 固 体 颗 粒 在 气 泡 驱 动 下 连 续 运 动 ,这 导 致 固体 的 迅 速 扩 散 及 充 分 混 合 ;5 ) 由于床 层 内的导 热及 固体 混合 效 果 较 好 ,流 体 床 基 本 上 在 径 向及 轴 向上 保 持 等 温 状 态 ;6 )流 化床 与 反应 器 壁 或浸 入 流 化 床 的任 何 表面 之 间的 导热 效 果较 好 。
浅析本装置采用的ST-Ⅲ+聚丙烯工艺部分优化
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浅析本装置采用的ST-Ⅲ+聚丙烯工艺部分优化摘要:本文主要介绍国产中国石化三代半环管法一些工艺流程,说明了装置设计时的一些工艺优化,对同类装置具有一定的指导意义。
关键词:聚丙烯装置;优化;参数调整1.前言本装置采用中石化ST三代+工艺[1,2],与传统的ST三代工艺相比,流程上的差距主要是在高压闪蒸罐、气相反应器的调整。
高压闪蒸罐增加了直筒段,直筒段上部加入液相丙烯,通过液相丙烯闪蒸带出聚合物中夹带的氢,如果操作中出现液体丙烯闪蒸不充分、粘料的问题,可通过底部吹扫气来缓解,这一设计增加共聚产品的特性粘度。
特殊设计的气相反应器有利于发挥国产DQ催化剂[3]颗粒流动性好、不粘壁的优点,具有流化床温度易控制、聚合物混合均匀、流动性好以及窄的分子量分布的特点,能产生乙烯含量更高的釜内合金产品。
装置主要组成单元依次为:给电子体、助催化剂和固体催化剂的配制和进料、TEAL 冲洗系统和添加剂进料系统、催化剂活化、本体聚合、抗冲共聚物的聚合,聚合物脱气和乙烯汽提、聚合物脱气和汽蒸、聚合物的干燥、丙烯的洗涤和贮存、工艺辅助设施、添加剂进料和挤压造粒、颗粒掺合、贮存、原料精制等。
在设计阶段,结合同类型其它装置的生产情况,调整了部分设备、仪表控制方面的内容,本文主要对这些调整进行简要阐述。
2.抗静电剂加入方式的优化主要体现在流量计的入口和出口增加跨线设置,使两者均可实现P112A/B工作时的计量。
另外,去M802流路与去D201流路分开设置,保证正常生产时去D201的抗静电剂计量精确性。
具体流程如下:图1抗静电剂加入具体流程仪表控制方面:HS10501选择开关,实现来自FIC10101测量值(计算后)、FI80202测量值(计算后)、FC10501设定值的切换;HS10503选择开关,实现FIC10501和FIC10503设定值(SP)的选择;HS10504、HS10505选择开关,实现将液体添加剂两路流量计测得的实际值(PV)能够选择反馈给FIC10501和FIC10503。
聚乙烯生产装置中流化床技术及应用分析
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聚乙烯生产装置中流化床技术及应用分析黑龙江大庆163714摘要:现代经济社会大环境下,客观上促进了我国工业产业发展。
其中,聚乙烯作为工业生产建设的基础性材料,有着重要意义。
在聚乙烯生产中,工业企业一般选择使用流化床技术。
对比传统技术应用,流化床技术应用能够在实践中达到更加安全、可靠与生态环保的效果,从而逐渐成为当前聚乙烯生产中最为常见的一项方法手段。
从聚乙烯生产装置角度来看,应用流化床技术进行生产往往会涉及到不同工艺,也伴随着不同工艺的技术特征。
因此,这就需要企业和工作人员能够针对不同生产工艺技术做好详细分析,然后对其中的相应操作进行控制,使聚乙烯生产能够达到更加理想的效果。
关键词:聚乙烯生产装置;流化床技术;应用分析引言聚乙烯作为我国现代工业生产中的常见基础性材料。
在实际应用聚乙烯进行工业生产时,包括企业成本支出和性能保障等方面,均能够达到相对理想的效果。
期间,工业企业生产聚乙烯多会使用流化床技术,并伴随着当前聚乙烯生产规模的持续性扩大,同样在客观上促进了流化床技术的提升与优化。
另外,从组织分子密度角度来看,基于组织分子密度差异影响,生产的聚乙烯也会差生密度上的差异,包括但不限于高密度、低密度、线性密度等。
一、Unipol工艺技术及应用分析Unipol工艺技术于工业企业聚乙烯生产中的应用,主要通过流化床反应器来完成。
在此基础上,便能够通过流化床反应器实现对共聚单体、乙烯等物质的精制。
不过,在Unipol工艺技术实际应用中,也需要配合高活性的催化剂,从而构建起更适合的反应环境。
近些年来,伴随着我国工业领域的不断发展完善,有关聚乙烯的生产工艺技术也在不断创新完善,并同时也提升了催化剂的效益。
如此一来,即便是在相同反应器中,同样能够实现多种不同牌号,不同密度聚乙烯产生的生产。
从Unipol工艺技术应用流程来看,工作人员需先行运行聚乙烯装置,然后准备好聚乙烯粉料,之后将聚乙烯粉料统一投放至反应器内,在循环气压机的作用下,实现种子床的硫化。
Innovene气相法聚丙烯卧式搅拌反应器运行分析
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未能反应的丙烯气体通过冷凝的方式来进行回收,之后于反应器顶部喷洒液态丙烯作为急冷液,通过丙烯气化吸热来撤走反应系统所累计的大量热量,维持反应器温度在60~70 ℃的范围内。
在反应器底部通入混有丙烯,乙烯和氢气的循环气,使得整个床层保持接近流化的松动状态。
床层在具有特定结构搅拌桨叶的搅拌作用下缓慢地向反应器下游移动,在出口形成符合生产要求的聚丙烯颗粒。
本文将就Innovene 公司开发的高效的气相聚丙烯反应装置即卧式搅拌反应器中影响实际生产效果的主要流体力学性质进行介绍。
1 流动特性Innovene 气相法工艺最大的优势在于采用了流动模型接近于理想平推流的卧式搅拌反应器,其可以在节约设备制造成本,减小流程复杂程度的同时实现多级全混釜的串联[2]。
卧式搅拌反应器的停留时间分布(RTD)曲线比立式搅拌床(VSBR)窄,显示出HSBR 对比VSBR 的主要优势。
HSBR 中停留时间非常短或非常长的催化剂颗粒的比例明显降低,因此催化剂颗粒尺寸和聚合物性质更加均匀[3]。
在实际生产过程中,反应器内的流体由于各种原因会出现不同程度的停留时间分布现象。
一部分流体受到外界影响发生反向运动并在流场横截面上混合的返混现象是引起停留时间分布的一大因素,但是停留时间分布并不能成为我们推断返混0 引言气相法聚丙烯工艺是迄今为止最为先进的聚丙烯生产工艺之一,由于其消除了脱气和挥发性液相转移过程,使得聚丙烯可以作为流动的颗粒来直接进行生产和输送,进一步简化了本体法聚合的流程。
气相法工艺与传统的淤浆法与液相本体法相比,在调节产品性能来切换牌号、控制产物分子量和共聚单体含量、生产过程安全性和开停车操作简易程度等方面具有相当大的优势[1]。
随着聚丙烯工艺的快速发展,不同形式的气相法聚合反应器被越来越多的应用在聚丙烯生产过程当中。
Unipol 工艺采用了两台上部扩径的流化床反应器,丙烯气化后与循环气混合再从反应器底部通入,引入了气锁系统来防止原料随颗粒排出;Novolen 工艺通过两台双螺带搅拌的立式反应器来进行丙烯的聚合,液相丙烯与少量的气相丙烯从顶部和底部加入,聚丙烯颗粒借助压差来进入第二反应器;Spherizone 工艺的多区循环反应器使聚合物颗粒在上升区被原料气体流化上升,通过顶部旋风分离沉降到下降区,再循环至上升区,下降区排料;Innovene 工艺(又名BP-Amoco 工艺)采用两台具有特殊结构搅拌桨的卧式搅拌反应器,多点进料,循环气自底部均匀透过床层,达到所谓的“亚流化”状态。
二、聚丙烯装置工艺及产品简介
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聚丙烯生产工艺简介
以基材不同可分为:
1.一般级单聚合物(均聚),系纯丙烯聚合而成的原料。 2.耐冲击级,系单聚合物添加乙烯丙烯橡胶,冲击强度高低主要看橡 胶含量高低,耐寒程度好坏主要看乙烯含量高低。 3.透明级随机共聚合物,系丙烯添加乙烯共聚合,乙烯不规则散布在 聚合物中,主要减少聚合物的结晶度进而改善透明性。 4.高结晶级,减少PP聚合物中错位结构的含量,相对就提高规则性结 构含量,也就提高结晶度。主要改善原料的刚性、热变性温度、表面硬 度、抗刮性及光泽性。 5.热封级,是随机共聚合物的延伸,一般丙烯含乙烯(非EPR)含量最 高在3.5%,但也有制程可添加至5%,乙烯含量越高产品越柔软,热变型 温度、软化点、热封温度越低,有时为了要增加乙烯含量要藉助丁二烯或 其它第三成份成为三共聚合物以达上述物性要求。
聚丙烯生产工艺简介
6.合金级,不同的塑料原料高比例的混合皆可谓合金级,例如PP添加 LDPE可改善柔软性及冲击强度,在加工上也可减少颈缩及增加平整性,在 成型也可减低坠料现象。PP加EPR加HDPE可维系刚性,减少高EPR含量造成 的白化现象,改善冲击强度。 7.复合材料,不同材料混合谓之复合材料,譬如添加玻璃纤维、各类 无机物矿粉、有机物木粉、纸屑或谷物微片,在PP材料内以改善各种物 性。矿粉又包括:滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母、碳黑、碳纤维及溴化 物等。 8.橡胶,TPR(热可塑性橡胶)与TPE(热可塑性弹性体),有时很难界分, 而各种界定说法都有,大部份的橡胶都可与PP相混合,除EPR系列外,也很 难界定混合是定位在合金或复合材料项内。一般常与PP混合的橡胶有EPR及 EPDM,适合与PP直接混料的产牌有CATALLOY、LASTOMER、ENGAGE、AFMER 、KRATON及SANTOPLENE等。 9.特殊规格,未含盖在前项类的都可归入此类,例如:高熔融强度原料 (HMS、High Melt Strength)可用在发泡材内改善表面气密性提高发泡效 果,也可减少板材成型的坠料现象。
聚乙烯生产装置中流化床反应器的应用分析
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聚乙烯生产装置中流化床反应器的应用分析摘要:对于聚乙烯化工生产来讲,流化床反应器是其生产反应系统中至关重要的设备。
流化床反应器主要是借助气体或流体经过颗粒状固体层,进而使其固体颗粒得以保持悬浮运动,再将其通过气固相反应或液固相反就等过程的反应器。
本文主要围绕聚乙烯生产装置中流化床反应器展开研究与分析。
关键词:流化床;反应器;聚乙烯;过程前言在现代工业早期,流化床反应器主要在粉煤气化的温克勒炉中进行应用,随着现代流化反应技术的进一步深入发展和进步,现阶段的化工、石油、冶金及核工业等领域中也得到了较多的应用,且取得良好应用效果。
在聚乙烯生产装置中流化床反应器是极为重要的一种设备。
一、流化床反应器分类与结构从流化床反应器的应用上可以将其划分为两种不同的类型,一是固体为主要加工对象,比如焙烧矿石也叫做固相加工过程;二是液体为主要加工对象,比如石油催化裂化和酶反应过程等也叫做液体相加工过程。
流化床反应器主要有两种结构形式,一种是既有固体物料连续进料装置又有其出料装置,主要适用固相加工和催化剂迅速失活液体相加工等过程。
如催化裂化过程中催化剂通常会在极短时间内明显失活,同时逐渐分离后再生。
另一种是既没有固体物料连续进料装置也没能出料装置的结构,主要适用在固体颗粒性状在长时间内不会出现明显变化的反应中。
就目前来看,细颗粒和高气速湍流流化床和高速没文化床在工业上已经得到了较为广泛的应用。
当气速大于颗粒夹带速度环境下,以固体循环使床层得以维持,但因气固两相接触得到了强化,使相际传质阻力增大,致使许多固体颗粒被气体夹带出来,这就需要对其土星地分离再循环后才能返回到床层中,可见,其对气固分离有着极高要求。
二、unipo聚乙烯流化床反应系统某unipo TM聚乙烯装置流化床反应系统主要由流化床反应器、产品出料系统、循环气压缩机和冷却器4个工艺设备共同组成。
Unipo1聚乙烯工艺所使用气相流化床反应器,该系统较为简单精致,其与其他使用液相工艺系统有所不同,该工艺设计要相对简单一些,这是因为该工艺不需要对分离、回收溶剂等设备做任何处理。
聚丙烯酰胺生产装置流化床干燥器物料粘床原因分析与解决
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CHENGSHIZHOUKAN 2019/10城市周刊86聚丙烯酰胺生产装置流化床干燥器物料粘床原因分析与解决王 栖 大庆炼化公司聚合物二厂摘要:流化床干燥器是聚合物生产中的关键设备,其技术含量高、设备复杂,辅助设备多,操作起来有一定技巧和难度。
经过多年的实际操作,员工通过DCS 系统操作和现场相结合,及在生产实践中不断探索更佳的工艺操作,可以熟练平稳操作干燥器,有力的保障了生产的平稳及产品产量和质量。
但实际生产过程中,干燥器粘床或粘床是干燥工段最难解决的问题,本文从实际生产出发,对干燥器粘床的原因进行详细的分析,并针对性制定解决办法。
关键词:聚丙烯酰胺;振动流化床干燥器;粘床一、干燥流程简介把经过水解、造粒后的胶粒通过干燥器内热空气进行干燥,将胶粒中含水量由≤70%干燥后降低到10%左右的产品。
二、设备简介流化干燥又名沸腾干燥,是流化技术在干燥中应用,所谓的振动流化床干燥器既是在流化床床体上施加一固定频率的振动力,使流化床床体在整个操作过程中始终保持某个方向的振动。
振动流化床干燥器按其加热方式是属于错流干燥,即热能以错流方式由热空气传给与其直接接触的湿物料表面进行直接加热干燥,湿物料在流化床内受流速合适的热气流和激振器产生的振动力作用下上下翻动,互相混合与碰撞,使床面上的料层保持一个均匀且能定向移动的流化状态,从而保证湿物料与热气流进行充分的传质与传热,从而达到干燥的目的[1]。
三、干燥器物料粘床原因分析及解决物料在流化床干燥器内主要靠一二段加热,所以基本在一段和二段加热时结块。
结块的形成过程如下:床层单位面积上物料的重量超过通过风帽喷出的热风压力,物料无法正常流化而积聚在风帽上,通过热风将其烘干形成硬结块,时间越长,积聚物料面积不断扩大。
生产实际中,一段床层进料在床层着落点易粘床结块,时间愈久,粘床扩散至整个一段,最后到二段的前半段。
由于干燥器本身结构较为复杂,再加上配套的给风机、废气风机、旋风分离器、返料风机、激振器及相应管线、仪表等,构成一个大的不可分割的整体,因此干燥器结块的原因比较多,主要由操作、工艺、设备三大方面原因,通过对原因分析,找出解决方法。
国内大石化聚丙烯装置介绍-(1)
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国内大石化聚丙烯生产方法介绍聚丙烯生产方法介绍目前,聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法和气相法和本体法-气相法组合工艺5大类。
(1)三井油化的Hypol工艺。
Hypol工艺采用釜式液相本体-气相组合的工艺技术,使用TK-Ⅱ高效载体催化剂,催化剂活性>2万gPP/gcat,可不脱灰、不脱无规物。
PP的等规度≥98%,粒度分布窄,可生产宽范围的PP。
Hypol 聚丙烯工艺于1984年在千叶工厂的两条4万吨/年的生产线上首次投产。
世界采用此工艺的生产装置及在建装置23套,总生产能力为200万吨/年。
该工艺生产的聚丙烯产品品种多、牌号全、白度高、光学性能好、挥发性和灰分含量低、产品质量优异,不需进一步处理就能达到全部质量要求。
(2)Basell公司的Spheripol工艺。
Spheripol工艺采用环管液相本体-气相组合工艺技术,使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等10种高效载体催化剂,催化剂活性达4万gpp/gcat,产品等规度为90%-99%,可不脱灰、不脱无规物。
该工艺采用新的催化剂和新添加剂加入技术,开发出无造粒的Spheripol 工艺技术。
Spheripol工艺能生产很宽范围的PP产品,包括均聚物、无规共聚物、三元共聚物、多相抗冲击共聚物和乙烯含量大于25%的有高抗冲击性的共聚物。
Spheripol工艺的催化剂粒径大而圆且均匀,所以生成的聚合物颗粒大,呈粒形,粒度分布窄。
另外环管反应器内的物料流速高,生成的粉料表观密度大且表面光滑,不易被气流吹走,为密相流化床反应器的应用创造了条件。
全世界采用此技术的生产装置43套,总生产能力600万吨/年以上,包括在建装置总生产能力>1 000万吨/年。
我国齐鲁石化、上海石化、无顺乙烯、茂名石化、天津联化、中原、独山山、大连、华北油田、大庆炼化等单位都采用该工艺进行生产。
(3)联碳公司的Unipol工艺。
Unipol气相流化床工艺,使用Shell公司的SHAC高效催化剂,催化剂活性达2-2.5万gpp/gcat。
Unipol气相流化床聚丙烯工艺PDS的运行及优化
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Unipol气相流化床聚丙烯工艺PDS的运行及优化Unipol气相流化床聚丙烯工艺中的产品出料系统(简称“PDS”)是保证及影响反应器运行负荷的关键因素之一,本文介绍了产品出料系统(PDS)及其一些关键影响因素,同时针对这些因素作出进一步的分析及相应的优化,最大限度地提高产品出料系统(PDS)运行效率及运行周期。
标签:PDS 产品出料反应器一、概述对于Unipol聚丙烯装置来说,聚丙烯流化床反应器的负荷可以提高至设计负荷的105%-110%,一套设计生产负荷在37.5t/h的聚丙烯装置,其负荷可以提高至39.5-42.5t/h,而造粒挤压机负荷基本会控制在42-45t/h,因此产品出料系统的运行效率将成为装置提高负荷的限制因素。
二、PDS系统简介PDS(Products Discharge System)系统就是将树脂从反应器排到产品室,将气体返回进入反应器树脂床层的顶部。
Unipol流化床反应器包括两组组PDS系统。
每组PDS系统包括两个单套PDS系统组成,其中每个单套PDS包括一个产品罐(PC),一个产品吹出罐(PBT),12个自动控制阀门,一组PDS系统内还包括2个共享的自动控制阀门。
单套运行时,PC 和PBT 罐中的气体排放至产品接收仓,一组PDS 交叉交替运行时,PC 和PBT 气体先通过“W”和“X”交叉阀门互为升降压,少量的气体排放至从产品接收仓。
三、PDS 系统的影响因素及优化措施1.催化剂的影响和优化作为PDS 系统的输送介质,粉料的物料性质是影响PDS 出料效率的关键因素。
粉料的性质主要取决于催化剂本身的性质。
不同催化剂产出的粉料性质有所不同。
以Unipol聚丙烯工艺为例,使用进口催化剂SHAC201时生产出的均聚产品粉料堆积密度在0.28-0.32g/cm3,使用国产催化剂产出的粉料堆积密度在0.34-0.41g/cm3,甚至有的能够达到0.42g/cm3。
因此,在选用催化剂时最好选择能产出高堆积密度粉料的催化剂,保证PDS的出料效率。
浅析UNIPOL工艺聚丙烯装置聚合反应单元设备布置_张俊
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聚产品。每个反应系统都包含催化剂添加系统、循环气系统
循环气系统包括循环气压缩机、循环气冷却器和循环水
收稿日期: 2015 - 04 - 02 作者简介: 张 俊( 1983—) ,浙江宁波人,工程师,主要从事化工配管设计工作作。
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山东化工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
2. 4 反应框架设备的平面布置
反应框架设备的平面布置难点在于反应器与出料系统 设备 PC 和 PBT 的相对方位的确定,它影响着生产过程中的 操作、检修和维护的难易程度,决定了反应框架结构梁的跨 度方向,以及框架的长和宽。
图 6 出料系统设备 PC、PBT 相对反应器的布置方位图 图 6 的方案 1 中,出料系统设备 PC、PBT 布置在反应器 出料系统设备 PC、PBT 将循环气返回管线夹在中间,从图中 的南北侧,远离循环气返回管线,为循环气管线上丙烯、给电 可以看出,设备 PC、PBT 影响了循环气管线上丙烯、给电子 子体、T2 等介质的注入口处的阀门、8 字盲板和钻具的操作 体、T2 等介质的注入口处的操作、检修时的通行及平台的设 和检修提供了便利的通道和检修空间; 而方案 2 中,出料系 置,同时影响了出料系统中自控阀 3 和设备人孔的操作和检 统设备 PC 和 PBT 布置在反应器的东侧,第一反应器的两套 修。方案 2 的优点在于每台反应器的两套 PC、PBT 设备平行
座高度
根据 PI&D、设备装配图以及仪表阀的厂家资料,我们可
以画出附图 5( 反应器出料系统竖向配管图) 。通过该图,我
们可以计算出反应器出料口相对于地面的高度值,然后减去
出料口相对反应器下封头焊缝线的高度 L 值和反应器的基
础高度,从而得出反应器的裙座高度。
聚丙烯装置的难点、重点分析举例及技术来源等
![聚丙烯装置的难点、重点分析举例及技术来源等](https://img.taocdn.com/s3/m/6b238e83453610661ed9f4aa.png)
目录一、工程重点难点分析 (2)二.具体体现 (3)三、技术来源 (6)四、投资 (9)20万吨/年聚丙烯装置一、工程重点难点分析1)本工程各类设备多、且为发包人供货,故确保设备按期到货,是保证工程进度的关键之一,是制约本工程施工进度的重点。
2)本工程钢结构工程、动静设备、工艺管线安装及电气仪表分布比较集中,工作量大,其中反应器安装、工艺配管、DCS的安装调试、风送系统的调试、压缩机组和挤压造粒机组安装和调试是该工程的重点;3)本工程设备集中、密度大,空间狭小,立体布置,层次多,超限设备较多,吊装难度较高,技术要求严,是施工的关键点,也是设备安装的难点。
部分工序要交叉作业,施工难度大;4)本工程管道工程类别多、工作量大、材质复杂。
介质不一,有气体、液体介质,还有固体粉料,因此对管道内壁的清洁程度要求较高,必须采用合理的焊接工艺确保焊口内成形质量良好;管道工程采取工厂化预制,预制深度达到70%以上,在管道预制过程中,严格控制管道焊接质量、管道内部清洁,并将特殊材质管道的预制安装作为重点控制对象。
5)本工程主要生产原料丙烯、氢气、助催化剂、三乙基铝等均为易燃易爆介质,粉料形成的粉尘容易产生静电爆炸,因此施工中设备、管道、电气及仪表等专业的安装和调试工作要准确、细致、完整,高度注意装置防火、防爆、防毒、防静电、防辐射等方面有高要求的特点;6)本工程自控水平较高,生产连续性要求严格,调试试验技术要求高。
整个电气仪表施工过程要精心组织、合理安排、细致调试并和其它专业密切配合,确保工程质量。
7)本项目设备均为工厂制作,无现场制作的非标设备。
8)造粒厂房高度95.78米,钢结构框架为10m×10m,总重量约514吨。
底部安装在造粒混凝土框架(23.8m)之上,其主要施工难点为高空作业、吊装、组对难度大,同时设备C5009、C5013、Y5014和管道也同步吊装,二.具体体现1、造粒厂房:施工比较困难,由于柱子1.3m*1.3m,跨度10m,层高为10.17m,下部为钢筋混凝土框架,上部为钢结构,钢柱跨度为10m,并且最高高度为95.78m,固采用先组装成片,再片和片安装,最后一次安装采用750t履带式起重机,导致无论是下部的基础施工还是上部的组装和吊装都很困难2、循环气压缩机基础:基础柱为0.85m*0.85m,高5m,柱顶板板厚为1.2m,长12.94m,宽4.3m,致使基础的施工很困难3、聚合反应框架C-4001基础:基础深4.5m,而当地水位为2.5m左右,基础开挖方式为大开挖且为深开挖,这就对基坑支护和围护带来了困难,同时存在截桩、接桩的问题,因设备安装要求螺栓等预埋件施工精度比较高,也给施工带来困难4、生活污水池:4m*5m,深6m,并且当时离生活污水池5m的建筑物已经修建好,从深度和和周围建筑物的距离考虑,施工都比较困难5、聚合反应循环气管线的安装:此管为DN900的管,管线长,重量大,吊装比较困难,安装时螺栓多,精度要求比较高,致使施工比较困难三、技术来源1.1中化泉州聚丙烯装置采用DOW化学的Unipol工艺,该工艺在已经成熟的聚丙烯工艺中流程最简单,无预聚合、高低压洗涤、粉料干燥、冷冻水系统,也没有中间粉料输送和膜回收系统;和其他工艺比较,UNIPOL工艺机械简单,系统简洁,包括一个或者两个气相流化床反应器。
化工厂装置中的流化床工作原理揭秘
![化工厂装置中的流化床工作原理揭秘](https://img.taocdn.com/s3/m/4bb59d01590216fc700abb68a98271fe910eaf21.png)
化工厂装置中的流化床工作原理揭秘化工行业是现代工业的重要组成部分,其中流化床技术作为一种重要的反应装置,被广泛应用于化工生产中。
本文将揭示流化床工作原理,以及其在化工厂装置中的应用。
一、流化床的基本原理流化床是一种特殊的反应器,其基本原理是通过将固体颗粒物料与气体介质一起注入反应器中,使颗粒物料在气体介质的作用下呈现流动状态。
在流化床中,气体介质通过底部喷嘴将物料吹起,形成类似于沸腾的状态,这种状态被称为流态床。
流态床在物料与气体之间形成了良好的混合和传质条件,从而提高了反应效率。
二、流化床的工作过程流化床的工作过程可以分为颗粒物料的悬浮和混合、传质和传热、反应和分离三个阶段。
1. 颗粒物料的悬浮和混合在流化床中,气体介质通过底部喷嘴将物料吹起,使其悬浮在气体中。
物料颗粒之间的相互作用力包括颗粒重力、颗粒与气体之间的浮力和颗粒之间的碰撞力。
在气体的作用下,物料颗粒呈现出流动状态,形成了流态床。
在这个过程中,物料颗粒之间的混合非常均匀,从而提高了反应效果。
2. 传质和传热流化床中的颗粒物料与气体介质之间形成了大量的气固两相接触面积,这有利于传质和传热。
物料颗粒表面与气体之间存在着浓度和温度的差异,使得物料颗粒表面的物质可以与气体中的物质进行传质和传热。
同时,物料颗粒之间的碰撞也有助于传质和传热的进行。
3. 反应和分离在流化床中,物料颗粒与气体介质之间进行了充分的混合和传质传热后,发生了化学反应。
反应产物与气体介质一起被带出流化床,通过分离装置进行分离和收集。
分离装置可以根据反应产物的性质选择不同的方法,如吸附、冷凝、蒸馏等。
三、流化床在化工厂装置中的应用流化床技术在化工厂装置中有广泛的应用,主要包括催化裂化、气体化、焦化、煤气化等。
1. 催化裂化催化裂化是一种重要的石油炼制技术,通过在流化床中加入催化剂,将重质石油馏分转化为轻质产品,如汽油、煤油等。
催化裂化反应在流化床中进行,催化剂与油料颗粒充分混合,提高了反应效率和产物质量。
浅析气相法聚丙烯生产工艺的特点
![浅析气相法聚丙烯生产工艺的特点](https://img.taocdn.com/s3/m/dc4f74b0f71fb7360b4c2e3f5727a5e9856a279c.png)
浅析气相法聚丙烯生产工艺的特点发布时间:2021-07-12T02:15:11.830Z 来源:《中国科技人才》2021年第11期作者:赵伟文莉霞[导读] 美国Grace公司Unipol聚丙烯工艺,以丙烯为原料、氢气为链转移剂、采用高效催化剂体系,在气相流化床反应器中进行聚合反应,生产均聚、无规共聚和抗冲共聚聚丙烯树脂产品。
工艺技术特点如下:青海大美煤业股份有限公司烯烃厂青海西宁 810000摘要:聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂,在各个领域有着广泛的应用,目前在工业生产中,聚丙烯主要生产工艺有本体法和气相法,气相法聚丙烯生产工艺具有工艺流程简单、操作简易、生产灵活性好、单线生产能力大、安全性较高、设备投资较省等优点。
近年来聚丙烯逐渐增加,气相法工艺得到较大的发展,本文对气相法聚丙烯生产工艺的特点进行了探讨分析。
关键词:气相法;聚丙烯;工艺;技术一、气相法聚丙烯工艺技术特点1、Unipol工艺美国Grace公司Unipol聚丙烯工艺,以丙烯为原料、氢气为链转移剂、采用高效催化剂体系,在气相流化床反应器中进行聚合反应,生产均聚、无规共聚和抗冲共聚聚丙烯树脂产品。
工艺技术特点如下:(1)工艺成本低、路线短、性能好、占地少、潜力大,对材质没有特殊要求,具有较强的竞争力。
(2)工艺操作灵活,调节范围大。
由于反应器具有良好的返混特性,使得产品的性能保持均一。
(3)由于装置设备较简单,且数量少,使维护维修工作量小,可靠性提高。
(4)由于流化床反应动力学本身的限制,加上操作压力低,使得该工艺比其它工艺操作安全,不存在事故失控时设备超压的危险。
(5)由于超冷凝操作能够最有效地移走反应热,能使反应器在体积不增加的情况下,生产能力得到很大的提高。
(6)此工艺没有液体废料排出,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要求。
2、Spherizone工艺荷兰Lyondel Basell公司是目前世界最大的聚丙烯生产商和专利商,具有强大的研发能力,Spherizone工艺采用第四代和第五代高效载体的Z-N催化剂体系及先进的添加剂体系,采用气相循环技术,可生产保持韧性和加工性同时又具有高结晶度和刚性的更加均一的聚合物。
气相流化床聚丙烯反应器静电的控制
![气相流化床聚丙烯反应器静电的控制](https://img.taocdn.com/s3/m/9f1f859477eeaeaad1f34693daef5ef7bb0d1278.png)
气相流化床聚丙烯反应器静电的控制发布时间:2023-01-29T08:48:12.660Z 来源:《工程建设标准化》2022年第37卷16期作者:李征[导读] 静电是气固流化床反应器中普遍存在的现象,聚丙烯反应器流化颗粒绝缘性高,李征大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司内蒙古多伦县 027300【摘要】静电是气固流化床反应器中普遍存在的现象,聚丙烯反应器流化颗粒绝缘性高,工业生产中静电导致结块爆炸等安全事故时有发生,流化床内静电过量积累引发颗粒团聚结块爆炸等事故。
流化床反应器内过量静电荷聚集引起流化化聚合物颗粒粘附在反应器壁上形成结片,减少静电荷在聚丙烯流化床反应器内聚集能降低结片事故发生频次。
研究分析气相流化床介绍聚丙烯工艺与反应器静电产生原因,论述流化床反应器静电的危害,总结介绍聚丙烯反应器静电控制措施。
【关键词】气相流化床;聚丙烯反应器;静电控制近年来汽车家电等制造业快速发展使聚丙烯用量急剧增加,我国聚丙烯消费量不断增加,目前聚丙烯生产工艺技术已有20多种,按聚合类型包括溶剂溶液法与气相法等,气相法是丙烯单体气态在反应器中聚合,具有生产安全成本低等特点。
反应器静电是装置生产需要注意的参数,Unipol聚丙烯反应器静电控制在-300~300v,产生较大静电聚丙烯粉料吸附在反应器内壁,流化状态变差粉料熔融成片状,块料质量增加自动脱落到床层,小块料从产品出口料系统排出造成下料阀堵塞。
质量大的块料积存在反应器底部,影响循环气流化效果,加大操作难度带来经济损失。
聚丙烯流化床中颗粒与气体间存在反复碰撞摩擦,减少静电荷在流化床反应器内聚集可降低结片事故发生频次降低运行费用。
1.气相流化床工艺聚丙烯反应器静电的危害现代生活中聚烯烃树脂广泛应用于生活中,聚丙烯树脂由于其物化性能优异等特点得到广泛应用。
气相流化床工艺具有设备流程简单,灵活性高等优点成为催化聚合生产聚丙烯的主要方式【1】。
气相法聚丙烯工艺具有众多优点,生产中流化床内颗粒与内壁反复摩擦碰撞引发静电产生积累,导致颗粒团聚形成死区沟流等,聚丙烯细粉熔融形成结片掉落到分布板上导致停车,由于静电现象复杂性等客观条件限制,导致流化床静电现象关注较少。
Unipol聚丙烯工艺介绍
![Unipol聚丙烯工艺介绍](https://img.taocdn.com/s3/m/464bde21cbaedd3383c4bb4cf7ec4afe05a1b140.png)
Unipol聚丙烯工艺介绍Unipol聚丙烯工艺简介Unipol聚丙烯生产技术是以Univation聚乙烯生产技术为基础发展而来,将气相流化床工艺得以应用。
Unipol聚丙烯工艺是将立式反应器生产的粉料树脂颗粒在流化床内流化,将反应热移出系统。
该工艺最早阶段由联碳公司和壳牌公司联合开发,经转让等一系列的过程,现阶段工艺的主要拥有者是Grace公司。
Unipol聚丙烯工艺特点Unipol聚丙烯工艺最大的优势就是整体的流程相对简单,由流化床反应器、循环气压缩机和循环气冷却器形成流化床反应回路,通过产品出料系统将反应生成的粉料树脂转移到下游系统,具备很高的持续生产可靠性。
具体体现为以下几方面:第一点,反应器的整体结构简单。
采用目前公认最具简捷性能的流化床聚合反应器,通过2台串联的反应器系统,就可对全范围的聚丙烯产品进行灵活的生产。
第二点,生产效率高。
通过使用超冷凝态操作使反应器产生的热量快速移出,根本性提高了反应器的生产效率。
第三点,生产操作简单。
通过控制各种原料、助剂的进料实现反应组分的平衡,通过调节冷却水温度实现反应器温度的平衡。
第四点,安全性高。
在生产过程中,若出现任何的意外事故,只需切断所有反应进料,快速注入一氧化碳,对反应器进行泄压,就可以确保反应器的安全,把风险降至非常低的水平。
第五点,兼容性好。
生产过程中需要使用不同的催化剂时,切换不同的催化剂都具备较好的兼容性,提高切换过程的平稳性和操作简便性。
Unipol聚丙烯工艺产品衡量聚丙烯工艺的重要尺度,就是聚丙烯产品。
Unipol工艺可以全面满足对常见的均聚和无规等聚丙烯产品的生产。
在对均聚和无规聚丙烯产品进行生产的过程中,只需应用单台流化床反应器就可以达到生产要求;在对抗冲聚丙烯产品进行生产的过程中,则应用两台流化床反应器系统串联达到生产要求。
Unipol 聚丙烯工艺产品覆盖的应用领域非常广,可以在很宽的范围内实现产品熔融指数和等规度的调节,尤其是在乙烯和丙烯的共聚物之中,实际的橡胶相含量可以达到35%,使产品的抗冲性能大幅度提升上来。
流化床反应器
![流化床反应器](https://img.taocdn.com/s3/m/a40e8e770a4c2e3f5727a5e9856a561252d32103.png)
流化床反应器
流化床反应器是一种在化学反应或固体催化反应中广泛应
用的特殊反应器。
它采用一种称为流化床的技术,通过在
床层中通入气体或液体以使颗粒物质悬浮和流动。
流化床
反应器具有以下特点:
1. 高传质和传热效率:由于颗粒物质在床层中悬浮和流动,流化床反应器能够实现反应物质与催化剂或固体颗粒的充
分接触,从而提高传质和传热效率。
2. 反应条件易于控制:通过调节床层中的气体或液体速度、温度和压力等参数,可以精确控制反应条件,以实现特定
的反应效果。
3. 高催化活性:流化床反应器中的催化剂颗粒可以均匀悬
浮在床层中,不会发生聚集或堵塞现象,从而保证催化剂
的活性和稳定性。
4. 高载体利用率:由于颗粒物质在床层中悬浮和流动,催
化剂的载体利用率较高,不会出现局部堵塞现象。
5. 反应器结构简单:流化床反应器的结构相对简单,易于
操作和维护。
流化床反应器在许多领域中应用广泛,例如石油化工、化
学工程、环保等领域。
它被用于各种气相、液相和固相反应,例如氢化反应、氧化反应、催化裂化、流化床燃烧等。
浅析优化Unipol聚丙烯流化床反应器开车及出料时间
![浅析优化Unipol聚丙烯流化床反应器开车及出料时间](https://img.taocdn.com/s3/m/e2468995be1e650e53ea991f.png)
浅析优化Unipol聚丙烯流化床反应器开车及出料时间针对上下游缓冲能力低的予盾,通过对陶氏化学气相流化床工艺开车时间和步骤进行分析研究,找到其中存在的问题,并通过生产实践对照开车步骤进行了适当而有效的优化,优化后大大缩短了开车时间。
同时对反应器开车成功后,对PDS作出进一步的分析及相应的优化,最大限度地提高产品出料系统(PDS)运行效率及运行周期。
标签:流化床;开车;优化;效益;反应器;PDS1 概述Unipol聚丙烯生产技术是以流化床为中心的气固相聚合技术。
在流化床反应器中,所有原料(丙烯、氢气、氮气等)以气体形式与处于流化床中固相状态的催化剂相接触,在催化剂表面形成聚丙烯分子,成长为颗粒。
其反应条件温和,设备简单,三废很少,具有简单、灵活、稳定、经济、安全等特点。
反应器开车成功后,PDS出料系统是影响反应效率的重要组成环节。
PDS出料就是将树脂从反应器排到产品室,将气体返回进入反应器树脂床层的顶部,而流化床差压是固体和气体从反应器进入产品室的驱动力和气体返回到反应器的驱动力。
对于大多数聚丙烯装置来说,流化床反应器通常会包括一组PDS系统。
而对于低堆积密度或单线能力较大的反应器,一般会考虑增加一组PDS系统,满足装置反应器负荷需要。
PDS系统的运行方式包括两种方式,第一种运行方式为单套自动模式出料,也叫交替运行模式,即不投用一组PDS系统之间的交叉W阀门及X阀门,在某些情况下,产品出料系统在单套模式下操作是必须的。
当有一套PDS 停运或反应器低负荷运行时有必要使PDS以单套模式运转。
单套自动模式运行效率较高,但导致反应器排出的气体量较大,对回收系统及产品丙烯单耗及装置能耗影响挺大。
第二种运行方式为交叉交替模式,该运行方式下,需将交叉阀门W和X投至“AUTO”模式下,两套PDS的PC罐和PBT罐可以在运行过程中互为升降压,此种方式略微降低了PDS的運行效率,但可以大大降低反应器的气体排出量。
这种操作状态可以实现在最佳的单体比率下反应器达到最大的生产负荷。
HORIZONE工艺聚丙烯装置反应器结块浅析
![HORIZONE工艺聚丙烯装置反应器结块浅析](https://img.taocdn.com/s3/m/c616e0a164ce0508763231126edb6f1aff0071d4.png)
HORIZONE工艺聚丙烯装置反应器结块浅析周祚东【摘要】中韩乙烯JPP聚丙烯装置采用日本HORIZONE气相法聚丙烯工艺技术生产抗冲共聚物时,因穹顶粉料结块,多处严重堵塞导致装置停工.本文分析了气相反应器结块的原因,并据结块原因对相关参数作了适当的调整,对相关操作进行了优化.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】2页(P122-123)【关键词】气相法聚丙烯;HORIZONE工艺;结块;降低细粉活性【作者】周祚东【作者单位】中韩(武汉)石油化工有限公司湖北430000【正文语种】中文【中图分类】T中韩乙烯聚丙烯JPP装置采用日本HORIZONE气相法工艺技术,即由气相卧式搅拌反应器和高效催化剂,在近似活塞流的气相釜中聚合,该工艺可生产均聚、无规、一般抗冲和高抗冲牌号。
聚丙烯的很多应用领域要求其具有较高的韧性,抗冲聚丙烯是通过在均聚聚丙烯中加入橡胶制备的,丙烯均聚后再使丙烯与乙烯共聚而生成乙丙橡胶,中韩乙烯JPP 装置生产的抗冲共聚物的总乙烯质量分数在10%左右,橡胶相的量控制在20%~50%,橡胶相中乙烯含量控制在35%~50%,抗冲聚丙烯是在气相反应器中加入乙烯,由橡胶相的多少来调节聚丙烯产品的抗冲性能,但乙烯的加入同样会使产品黏度增加,给生产操作带来一定的风险和难度,本文主要对本装置曾出现的第二反应器穹顶严重堵塞而造成停工问题的分析和总结,以便在后续生产中有效地降低这些情况带来的停工风险,保证装置稳定运行及产品质量提升。
本装置以丙烯为原料,乙烯为共聚单体,H2为分子量调节剂,HORIZONE气相法工艺的主要特点:反应器是一卧式带搅拌反应釜,反应器中的丙烯在气相状态下连续聚合,反应器部分填充聚合物粉末,由搅拌器进行搅拌。
催化剂浆液送至反应器的上游区域并分散至粉料层。
喷射到反应器粉末层表面的循环液体丙烯(急冷液)蒸发后撤走聚合反应热。
蒸发的丙烯蒸汽(尾气)离开反应器,在旋风分离器中分离聚合物粉末和气体,分离出的粉末由循环气喷射器送回反应器。
聚丙烯装置简介和重点部位及设备
![聚丙烯装置简介和重点部位及设备](https://img.taocdn.com/s3/m/4c6f003b76c66137ee0619d4.png)
聚丙烯装置简介和重点部位及设备一、装置简介(一)装置的发展及类型1.装置发展聚丙烯(Polypropylene,缩写为PIP)是以丙烯为单体聚合而成的聚合物,是通用塑料中的一个重要品种,结构式为:1953年德国Ziegler等采用R3Al—TiCl4催化体系制得高密度聚乙烯后,曾试图用R3Al—TiCl4为催化剂制取PP,但是只得到了无定形PP,并无工业使用价值。
意大利的Natta教授继Ziegler之后对丙烯聚合进行了深入的研究,于1954年3月用改进的齐格勒催化剂紫色TiCl3和烷基铝成功地将丙烯聚合成为具有高度立体规整性的聚丙烯。
1957年Montecatini公司利用Natta的成果在意大利Ferrara建成了6000t/a的生产装置,这是世界上第一套PP生产装置,使PP实现了工业化生产。
同年Hercules公司在美国Parlin也建成了9000t/a 的生产装置,这是北美第一套PP生产装置。
到1962年德国、日本、法国等国家也纷纷建厂,相继实现了PP的工业化生产。
2.装置的主要类型50多年来已有二十几种生产聚丙烯的工艺技术路线,各种工艺技术按生产工艺的发展和年代划分,可分为第一代工艺,生产过程包括脱灰和脱无规物,工艺过程复杂,主要是70年代以前的生产工艺,采用第一代催化剂;70年代开发的第二代催化剂使生产工艺中取消了脱灰过程,称为第二代工艺;80年代以后,随着高活性、高等规度(HY/HS)载体催化剂的开发成功和应用,生产工艺中取消了脱灰和脱无规物,称为第三代工艺;按照聚合类型可分为溶液法、浆液法(也称溶剂法)、本体法、本体和气相组合法、气相法生产工艺。
3.气相法工艺技术特点近几年来,我国相继引进的聚丙烯生产装置均为Himont的Spenpol工艺及三井油化的Hypol工艺,以采用高效载体催化剂、液—气本体聚合方式为主要特征,反应器形式分为环管和立式釜式两种。
随着聚丙烯生产方式的不断发展,越来越多的公司开始涉足气相法聚丙烯生产路线,实践证明了气相法生产方式占地少、投资省、工艺流程简单。
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浅析聚丙烯装置中流化床反应器
目前,在化工、石油、冶金、核工业等部门流化床反应器已得到广泛应用。
流化床反应器在现代工业中的早期应用为20世纪20年代出现的粉煤气化的温克勒炉,但现代流化反应技术的开拓,是以40年代石油催化裂化为代表的。
一、流化床反应器的分类及结构
按流化床反应器的应用可分为两类:一类的加工对象主要是固体,如矿石的焙烧,称为固相加工过程;另一类的加工对象主要是流体,如石油催化裂化、酶反应过程等催化反应过程,称为流体相加工过程。
流化床反应器的结构有两种形式:①有固体物料连续进料和出料装置,用于固相加工过程或催化剂迅速失活的流体相加工过程。
例如催化裂化过程,催化剂在几分钟内即显著失活,须不断予以分离后进行再生。
②无固体物料连续进料和出料装置,用于固体颗粒性状在相当长时间(如半年或一年)内,不发生明显变化的反应过程。
近年来,细颗粒和高气速的湍流流化床及高速流化床均已有工业应用。
在气速高于颗粒夹带速度的条件下,通过固体的循环以维持床层,由于强化了气固两相间的接触,特别有利于相际传质阻力居重要地位的情况。
但另一方面由于大量的固体颗粒被气体夹带而出,需要进行分离并再循环返回床层,因此,对气固分离的要求也就很高了。
二、UnipoITM聚丙烯流化床反应系统
某石化企业UnipoITM聚丙烯装置流化床反应系统主要是由4台工艺设备组成:A、流化床反应器。
B、产品出料系统。
C、循环气压缩机。
D、冷却器。
Unipol聚丙烯工艺是一套简单、精致的系统,其特点是使用气相流化床反应器。
与一些竞争者使用的液相工艺不同的是,Unipol聚丙烯工艺设计更简单,并且不需要有处理、分离和回收溶剂的设备。
Unipol聚丙烯工艺由一台或两台气相流化床反应器组成。
反应器内部没有移动部件或机械气固分离系统。
单台反应器可生产均
聚物以及使用乙烯或丁烯生产无规共聚物。
要想生产抗冲共聚物,则使用第二台反应器将关键的弹性体成分直接聚合到增长的树脂颗粒中。
反应器内的充分混合特性决定了产品的高度均一性。
UnipoITM聚丙烯工艺已按最低限度的单元操作情况对聚合工艺进行了简化。
在发生反应的树脂颗粒流化床中,气体单体为流化介质并用于:床层的充分混合;催化剂的快速及均匀分配;促进反应区的热量及物质传递、及将反应器内的反应热输送到外部换热器。
在UnipoITM聚丙烯系统中,当气体以低速流经床层时,气体将通过颗粒物之间形成的空隙,床层也只是静止的填料床。
UnipoITM聚丙烯反应器中的流化为密相气固聚集型流化。
三、流化床一般特性
流化床反应器是道公司低压气相法聚丙烯制造工艺(即,UnipoITM工艺)的核心。
总起来讲,密相流化床表现特征与相同密度的液体相似。
流化床的某些特性如下所述:①、流化固体易于通过反应器内部的开口;②、压降与深度的关系与液压情况相似并可用于测定床层高度及密度;③、床层的压降保持稳定且并不随气体流速的增加而升高;④、固体颗粒在气泡驱动下连续运动,这导致固体的迅速扩散及充分混合;⑤、由于床层内的导热及固体混合效果较好,流体床基本上在径向及轴向上保持等温状态;⑥、流化床与反应器壁或浸人流化床的任何表面之间的导热效果较好。
四、流化床反应器的优缺点及适用过程
含有流化床的UnipoITM聚丙烯反应器设计结构简单,该反应器为一筒形塔,壁厚与反应器操作压力对应,且在维持某一纵横比的同时其直径及高度设计符合单元的处理能力要求。
流化床与反应器壁之间的导热效率极高。
UnipoITM聚丙烯反应器是按分配板上方无浸人物质情况设计的。
所有导热均在外部换热器中进行、且离开反应器的气体均通过冷却水冷却。
此后,这部分冷却的气体及所包含的未反应的单体、共聚单体及其它惰性组分和补充单体及共聚单体将循环回到流化床反应器底部。
反应器的生产速度将由
进入及离开流化床的流体之间的热函差在减去非保温反应器壁上的热量损失后决定。
流化床内的固体粒子像流体一样运动,由于流态化的特殊运动形式,使这种反应器具有如下优点:①、由于可采用细粉颗粒,并在悬浮状态下与流体接触,流固相界面积大,有利于非均相反应的进行,提高了催化剂的利用率。
②、由于颗粒在床内混合激烈,使颗粒在全床内的温度和浓度均匀一致,床层与内浸换热表面间的传热系数很高全床热容量大,热稳定性高,这些都有利于强放热反应的等温操作。
这是许多工艺过程的反应装置选择流化床的重要原因之一。
③、流化床内的颗粒群有类似流体的性质,可以大量地从装置中移出、引入,并可以在两个流化床之间大量循环。
这使得一些反应再生、吸热放热、正反应—逆反应等反应耦合过程和反应—分离耦合过程得以实现。
使得易失活催化剂能在工程中使用。
④、流体与颗粒之间传热、传质速率也较其它接触方式为高。
⑤、由于流固体系中孔隙率的变化可以引起颗粒曳力系数的大幅度变化,以致在很宽的范围内均能形成较浓密的床层。
所以流态化技术的操作弹性范围宽,单位设备生产能力大,设备结构简单、造价低,符合现代化大生产的需要。
流化床反应器的缺点:①、气体流动状态与活塞流偏离较大,气流与床层颗粒发生返混,以致在床层轴向没有温度差及浓度差。
加之气体可能成大气泡状态通过床层,使气固接触不良,使反应的转化率降低。
因此流化床一般达不到固定床的转化率。
②、催化剂颗粒间相互剧烈碰撞,造成催化剂的损失和除尘的困难。
③、由于固体颗粒的磨蚀作用管子和容器的磨损严重。
虽然流化床反应器存在着上述缺点,但优点是主要的。
流态化操作总的经济效果是有利的,特别是传热和传质速率快、床层温度均匀、操作稳定的突出优点对于热效应很大的大规模生产过程特别有利。
流化床反应器比较适用于下述过程:热效应很大的放热或吸热过程要求有均一的催化剂温度和需要精确控制温度的反应,催化剂寿命比较短,操作较短时间就需更换(或活化)的反应;有爆炸危险的反
应,某些能够比较安全地在高浓度下操作的氧化反应,可以提高生产能力,减少分离和精制的负担。
流化床反应器一般不适用如下情况:要求高转化率的反应,要求催化剂层有温度分布的反应。
对于一般的工业流化床反应器,需要控制和测量的参数主要有颗粒粒度、颗粒组成、床层压力和温度、流量等。
这些参数的控制除了受所进行的化学反应的限制外,还要受到流态化要求的影响。
实际操作中是通过安装在反应器上的各种测量仪表了解流化床中的各项指标,以便采取正确的控制步骤达到反应器的正常工作。
在UnipoITM聚丙烯反应器壁上设置有较多的取压点,通过变送器可以测定床层高度、床层不同段上的FBD及分配板和床层上的压降情况。
利用变送器的测量信息可以监控流化性能及对反应器性能进行控制。