聚合工艺简化版

操作条件为80℃、1.8MPa(G)的闪蒸罐和操作温度105℃、操作压力为
0.02MPa(G)的汽蒸罐以及操作条件为90℃、0.01MPa(G)的干燥器。装
置工艺介质腐蚀性虽然不强，但其对洁净度有很高的要求。因此，装置 内主要的设备材质为304SS、316SS、316L等超低碳不锈钢和低合金钢 为主，关键的设备如汽蒸罐、干燥器等考虑应力腐蚀和晶间腐蚀问题而 选用瑞典SAF2205双向钢，料仓气力输送等系统选用合金铝材质。挤压 造粒机组需进口。
? （6） 过氧化物
? 本装置中使用的液体过氧化物为2、5-二甲基-2、5-二过氧化特丁基-己 烷，属于有机过氧化物，比较稳定。闪点56℃，易受热分解，分解后 产生易燃易爆的气体，该系统所有设备和罐均用循环冷却水伴冷。因 此在过氧化物贮存间设置高/低温报警。为了防止过氧化物泄漏扩散， 在过氧化物罐等周围设置围堰，同时在旁边设置蛭石等吸附剂用来清 除泄漏的过氧化物。
? 若TEAL与皮肤接触会导致严重烧伤。由三乙基铝泄漏而引起火灾时， 绝对禁止用水、四氯化碳和泡沫灭火器来灭火，要采用蛭石、干砂和 干化学药品等灭火剂，参加消防的人员必须穿戴有铝或石棉层的耐火 、耐热服和面罩，必须备有空气呼吸器。
? （2） 一氧化碳(CO)
? 生产过程中，使用CO作为阻聚剂。本装置所用CO贮存在钢瓶中。与空 气混合能形成爆炸性混合物且爆炸范围较宽（12.5～74.2%V），遇明 火、高热能引起燃烧爆炸。
E）公用工程 1.循环冷却水回水 2.蒸汽冷凝液
F）火炬气
G）回收 1.尾气（丙烯、丙烷） 2.倒空丙烯
主流程方块图
催化剂制备
聚合单元
闪蒸与气相回收
丙烯精制
气相共聚
丙烯 乙烯 氢气 三乙基铝 抗静电剂 抗氧化剂 其他添加剂
主催化剂
给电子体
汽蒸与干燥
掺混与包装
粒料风送
挤压造粒
粉料风送
3、装置危险和危害因素分析
5、设备
? 5.1设备概况
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本装置共有工艺设备约297台(套), 其中非定型设备181台（套），
机泵类设备60台（套），机械类设备38台（套）。
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30万吨/年聚丙烯装置采用中石化第二代环管法聚丙烯成套技术，
主要静设备有两台操作条件为70～80℃、3.4～4.4MPa(G)均聚物环管
反应器和一台操作条件为80℃、1.4MPa(G)的共聚物釜式反应器，还有
? 2）共聚反应器
? 为立式釜式反应器，流化床结构，底部设有锥形分布板，并在分布板上 开不同方向的孔，以控制反应的物料流向及物料的反应时间。
和微量丙烯，回收的少量丙烯送裂解装置。经汽蒸的聚合物靠重力进
入流化床干燥器，干燥后的聚丙烯树脂粉末由闭路输送系统送至粉料
中间料仓。聚丙烯粉料与一定量的添加剂混合，进入挤压造粒制得粒
状聚丙烯树脂。经颗粒脱水和颗粒振动筛，除去水份和大小不合要求
的颗粒后，由风送系统送入掺混仓，分析合格后送往包装码垛出厂。
催化剂制备 （100#）
丙烯精制 （700#）
预聚合和聚合 （200#）
气相共聚 （400#）
低压脱气 （300#）
闪蒸和脱气 （300#）
气蒸和干燥 （500#）
挤压造粒 （800#）
产品掺和及包装码垛 （900#）
聚丙烯成品
C）聚丙烯产品 均聚物
无规共聚物 抗冲共聚物
D）三废 1.废水去处理 2.排放气体 3.固体废聚合物 4.废渣 5.桶装废油
? 在装卸一氧化碳时，操作人员必须戴上手套和空气管线呼吸器，或专 用的气体面罩。一氧化碳可以采用常规的灭火方法（水，干粉
? ）。本装置中的CO最浓为10% (V)，其余为氮气，所以CO在装 置中的火灾爆炸危险性不突出。
? （3） 聚丙烯粉末与颗粒
? 聚丙烯粉末运输和贮存中发生的爆炸通常是因存在高浓度的聚丙 烯粉末和挥发性气体，造粒或颗粒输送过程中产生的聚合物细粉 与同样尺寸的聚丙烯粉末一样具有爆炸性。遇有火花点燃，则会 迅速燃烧，引起严重爆炸。
? 助催化剂三乙基铝(TEAL)与空气接触即着火，遇水将强烈燃烧，并生 成一种带刺激性气味的氧化物，此气体对人的气管和肺部均有不良影 响。参加消防的人员必须穿戴有铝或石棉层的耐火、耐热服和面罩， 必须备有空气呼吸器。
? （2）一氧化碳（CO）
? 一氧化碳是一种无色、无味的有毒气体，人若吸入该气体后不仅刺激 呼吸道系统，而且还会产生中毒症状，当吸入量超过一定值时常常导 致死亡。空气中一氧化碳的浓度应限定在30mg/m3以下。在装卸一氧 化碳时，操作人员必须戴上手套和空气管线呼吸器，或专用的气体面 罩。
? （4） 氮气
? 氮气是无色无味气体，不燃烧也不支持燃烧，无毒。但可以稀释 空气中的氧气，是一种窒息剂。需使用吸氧装置或用空气吹扫后 再进入充满氮气的容器。
? （5）乙烯
? 乙烯是一种纯窒息剂。高浓度下会把空气中的氧气稀释而有致命 危险。乙烯没有任何显著的毒性。
? 暴露于带压的液体乙烯也是很危险的。液体乙烯将迅速闪蒸，产 生极端低温，与肌肉接触会导致冻伤。
? 静电是导致聚丙烯颗粒料仓着火或爆炸最主要的原因。
? 为了防止静电产生，本设计对于聚丙烯浆液管线、粉料和颗粒的输送 线、液态丙烯等的输送管线要求采取完善的管道接地措施。例如法兰 之间跨接，并要求地上管网系统每隔一定的距离应与接地干线或专设 的接地体相连接。对于防爆区的设备和非防爆区的关键设备也采用静 电接地保护。
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生产无规共聚物，需在环管反应器中加入一定量的经700单元精
制的乙烯。生产嵌段共聚物时，则在环管反应器中生成的丙烯聚合物
浆液（经高压闪蒸分离罐分离回收未反应的单体丙烯后）中加入一定
比例的丙烯、乙烯和氢气进入气相流化床反应器进行共聚反应。生成
的嵌段共聚物经低压闪蒸系统分离出未反应的单体并回收利用，聚合
? （5） 氢气
? 氢气是无色无味气体，具有很宽的燃烧范围及很低的爆炸下限。氢气 －空气混合物燃烧只需很小的能量，使得对氢气需要特殊处理。氢气 －空气混合物点燃，会爆炸性燃烧并产生很清洁几乎看不见的火焰。
? 氢气发生火灾时，灭火之前首先应当切断氢气源以避免积累爆炸性混 合气体。当氢气源被切断后，可采用常规的灭火方法（水，干粉）扑 灭残火。
聚合工艺
1、聚合工艺简介
聚合工艺分为五大类：自由基聚合生产工艺、离子聚合与配位聚 合生产工艺、缩合聚合生产工艺、逐步加成聚合物的生产工艺、高聚 物改性工艺。镇海炼化30/年聚丙烯装置采用的是自由基聚合生产工 艺，是在中石化国产化环管法聚丙烯工艺技术 的基础上开发成功的， 是国内目前最主要的聚丙烯工艺技术。
? 环管反应器所需材质为LTCS低温用钢需国外引进，为夹套结构，环管 制造精度要求非常高，焊接工艺要求十分严格。其次该装置的转动机械 类型多、规格大、可靠性要求高，因此引进设备数量多，包括PP装置专 用与反应器连为一体操作压力为4.4MPa(G)高速、流量为7000m3/h的轴 流泵，有上万转的丙烯输送高速离心泵，有易爆、易燃、有毒的三乙基 铝往复式计量泵，往复式的氢气及循环丙烯压缩机，螺杆式冷冻机组
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100单元配制好的催化剂、助催化剂经计量进入200单元的预接触
、预聚合，预聚合是在一个小环管反应器中完成，而后与来自裂解装
置的丙烯经700单元精制后进入环管反应器。生成的聚合物浆液进入
300单元，经高压闪蒸分离出未反应的丙烯和反应生成的聚合物，未
反应的丙烯回收利用，聚合物进入500单元，经汽蒸除去残存催化剂
该工艺技术采用串联双环管反应器加气相反应器可生产聚丙烯均 聚物、无规共聚物、抗冲共聚物共计60个牌号的产品。具有投资少， 原料消耗低，产品质量好，该技术是在中石化第一代性能范围宽等优 点。挤压造粒系统采用纯的添加剂加入系统，具有操作简单、牌号切 换灵活、产品质量稳定等优点。
2、工艺基本过程
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采用环管反应器液相本体聚合和流化床反应器气相聚合的组合工
? 3.4噪声危害
? 装置内某些设备的噪声较高，对人体造成的危害也比较严重。根据《 工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)中的规定，工人每天连续接触 噪声8小时，噪声限制值为85dB(A)。
? 本装置中主要噪声源为:罗茨风机，螺杆型压缩机，高速离心泵，挤 压机主电机和主减速箱。对于这些设备，在订货时以规范规定的噪声 标准作为设计条件，使制造厂在制造设备的同时就考虑到减噪隔声设 施，以满足规范的要求。同时，在造粒机现场控制间采用适当的隔声 材料。
? 以及专用的挤压造粒机组，全自动包装以及气力输送系统的罗茨风机等 设备。装置除6台设备采用高合金镍铬钼材质即SAF2205及34台采用低温 钢材外，其余设备主要为超低碳不锈钢、铝合金及普通碳钢材质。
? 5.2主要非标设备的特点和选择
? 1）聚合反应器
? 反应器不同于一般的釜式反应器，而是一个独特的环管结构型式，在底 部弯处设一轴流泵，用它强制液体在环管内循环进行反应。环管外有夹 套做为夹套撤热，环管内壁需抛光，表面粗糙度Re<2.5。
3.1火灾、爆炸危害
? 本装置的精制、催化剂、反应、汽蒸、回收等单元属于甲级火灾危险 区，造粒及树脂处理单元属于丙级火灾危险区。
? （1） 三乙基铝(TEAL)
? 助催化剂三乙基铝(TEAL)是一种无色透明的液体，TEAL在浓度高于 12%(wt)时自燃，TEAL暴露于氧气、水、或含有活泼氢的混合物如醇 和酸中会剧烈反应。
物经汽蒸、干燥、风送至挤压造粒，再经掺混、包装出厂。
A）原料和辅助原料
1.丙烯 2.乙烯 3.氢气 4.三乙基铝 5.给电子体 6.催化剂 7.烃油及烃油脂 8.防结垢剂 9.稳定剂
B）公用工程
1.循环冷却水给水 2.脱盐水 3.蒸汽 4.氮气 5.仪表风 6.工厂风 7.电源 8.工业水 9.消防水
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3.3腐蚀性物料的危害
? 主催化剂是固体粉末，主要由TiCl4、活性MgCl2载体和内部改性剂 组成，当催化剂暴露于空气当中时，TiCl4会与空气当中的水反应 而放出氯化氢（HCl），当它们与人体皮肤接触后，会造成烧伤。
? 处理这种物质时需要用护目镜和手套。当皮肤与它接触后，需立 即用水冲洗，现场附近设置了洗眼器和安全淋浴
? 聚合物中唯一的挥发物是残存的丙烯单体，在93℃下的密闭容 器中能产生可燃气体。
? （4） 丙烯
? 原料丙烯的蒸汽比重大于空气，爆炸下限低，如发生泄漏，这些 气体很容易聚集在低洼处，形成具有爆炸危险的混合物。
? 在装置的周围及发生泄漏可能性较大的地方设置可燃气体检测器 ，这些检测器均有报警信号直接进入聚烯烃联合控制室。另外本 装置还备有两台便携式可燃气体检测器，在现场它们可以帮助操 作人员很快地寻找到泄漏点，以便及早采取措施。丙烯引起的火 灾，可以采取常规的灭火方法（水，干粉）。
艺，以丙烯和共聚单体乙烯为原料在催化剂的作用下，用氢气作分子
量调节剂进行聚合。在环管反应器中可生产丙烯均聚物或丙烯与乙烯
的无规共聚物；丙烯、乙烯的抗冲嵌段共聚物，是环管反应器中生成
? 的丙烯均聚物浆液，经高压闪蒸分离回收未反应的单体丙烯后，聚合 物再和一定比例的丙烯、乙烯、氢气一起进入流化床反应器，进行气 相本体共聚反应。
? （7） 乙烯
? 乙烯在正常贮存和处理条件下是一种稳定的物质，无聚合的危险，但 在高温高压下，它会聚合生成聚乙烯；乙烯是易燃物质，应注意贮存 和工作区域的通风，远离火源，并应采取预防措施防止静电积聚。乙 烯引起的火灾，可以采取常规的灭火方法如水，干粉。
3.2有毒物料
? （Leabharlann Baidu）三乙基铝(TEAL)
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? 3.5其它危害
? 本装置使用了多套放射性料位计，若使用管理不当，则射线会对人体 造成危害。换下的废放射源按“放射环境管理办法”规定送工程所在 地省级环境保护行政主管部门指定的城市放射性废物库储存。
? 对放射性料位计的设计、制造、运输、安装、使用和维护，均应符合 中国国家标准: GBZ125-2002《含密封源仪表的卫生防护标准》；和 GB 16354-1996《使用密封放射源的放射卫生防护要求》。
? （3） 丙烯
? 丙烯是一种纯窒息剂和麻醉剂。具有轻微麻醉作用，高浓度下才引起 显著的生理影响。外表症状包括窒息和不规律的心跳。高浓度下也会 因把空气中的氧气稀释到不能维持生命的浓度而有致命危险。丙烯没 有显著的毒性。
? 暴露于带压的液体丙烯也是很危险的。液体丙烯将迅速闪蒸，产生极 端低温，与肌肉接触会导致冻伤。