浅析Unipol聚丙烯循环气压缩机停机后的工艺处理方法_刘洪伟

浅析Unipol聚丙烯循环气压缩机停机后的工艺处理方法

刘洪伟

(神华包头煤化工分公司烯烃中心,内蒙古包头　014010)

摘　要:本文叙述了循环气压缩机突然停车的原因,并通过实际生产经验与理论分析,重点阐述了循环气压缩机停车后,反应器及其附属系统最优化的处理方法,以保障生产损失降到最低。

关键词:循环气压缩机;停车;终止;反应;置换

中图分类号:T H45 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2013)9—0059—02

1　概述

Unipol聚丙烯工艺是陶氏化学公司下属联碳公司(UCCP)和壳牌公司于20世纪80年代开发的一种气相流化床聚丙烯工艺。该工艺的核心设备为循环气压缩机,循环气压缩机为单级、离心式压缩机,为流化床提供流化动力,反应气体在压缩机驱动下循环通过冷却器,将反应产生的热量撤走,以维持反应温度及各参数平稳,进而保证反应器长周期连续稳定运行。若循环气压缩机突然停车,反应器将失去流化动力,反应器中粉料将落下,此时由于反应继续放热,压缩机突停后若不及时处理或处理不得当,聚丙烯粉料将熔融爆聚,给生产带来严重损失。本文笔者根据实际生产经验,详细讨论了循环气压缩机突停后各系统的妥善处理方法,使生产损失降到最低。

2　循环气压缩机突然停车的原因循环气压缩机停机的原因有很多,可分为以下两大类:

2.1　仪电原因

Unipol聚丙烯工艺循环气压缩机是反应系统的核心,由于其重要性,其联锁停车逻辑有很多。任何一个原因导致的仪表报警,如探头失灵,卡件故障或端子松动等都会导致循环气压缩机停车。另外,根据实际生产经验,也发生过电力供应中断导致压缩机停车的事故。

2.2　设备原因

通常设备原因造成的压缩机停车都是短期内无法解决的,此时彻底终止反应即可,但根据实际生产经验由于机械原因造成的压缩机停车情况极少,大多数均为仪电原因造成的压缩机停车,因此本文主要讨论由于仪电原因造成压缩机停车后反应系统的工艺处理方法。

3　循环气压缩机停车后反应器可能产生的后果一般情况下,若不是机组自身的最高限报警(如振动、位移等高高高或低低低报警),如振动位移等高高或低低报警,则会引发类型三终止。类型三终止是当压缩机停车后,透平在循环气向火炬排放的压差驱动下启动,进而驱动循环气压缩机以正常转速的1/3运转,使床层维持最小流化状态,此时向反应器注入终止剂CO,CO能均匀的分布在反应器中,较好的终止反应,但反应器仍有结片料的可能。若出现机组的最高限报警(如振动、位移等高高高或低低低等报警),则直接引发类型二终止。类型二终止是循环气压缩机停车后不允许继续运转,反应器在死床的情况下注入CO,由于床层不流化CO进入反应器不能均匀的分散,因此不能较好的终止反应。无论何种原因导致的循环气压缩机停车,反应器都有结块甚至爆聚的可能,因而压缩机停车后的反应器及其附属系统的应急处理步骤及方法都尤为关键。

4　循环气压缩机停车后的最佳的工艺处理方法4.1　反应器紧急处理程序

笔者所在的装置为国内第一家应用Unipo l聚丙烯工艺的装置,从原始开车以来出现过三次循环气压缩机突然停车的工况,这三次停车的原因均为仪表原因,笔者通过实际生产实践与理论分析总结出了以下最优化处理方法。

4.1.1　若循环气压缩机突停,逻辑会自动执行类型三终止(机组的最高限报警除外),若类型三终止启动失败会自动执行类型二终止,因此首先应查看类型三终止是否成功启动,判断类型三终止启动是否成功有多种方法:①查看透平机组画面能直观的看出类型三终止是否成功启动,透平入口阀门全开且未出现超速、低速或低温报警。②查看报警事件画面也能直观的看出类型三终止是否成功启。画面能直接看到类型三终止启动成功或者失败。③另外查看循环气流量曲线也可判断类型三终止是否成功。若类型三终止启动成功,循环气流量曲线如下图

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　2013年第9期 内蒙古石油化工

收稿日期:2013-02-20

作者简介:刘洪伟(1982-),男,包头人,助理工程师,从事石油化工生产技术管理工作。

4.1.2　若类型三终止启动成功,终止系统会自动向反应器注入CO,注入时间为3.5mi n。在反应器注入CO终止反应后,循环气压缩机与透平脱开,循环气压缩机停止运行,反应器床层落下。此时应立即查找引发终止的联锁条件,若该条件在压缩机停运后仍然存在(机组本身振动、位移在压缩机停运后会消失),则说明是仪表假报引起的联锁,可迅速将该联锁值恢复至正常值,解除终止系统,并重启循环气压缩机,启动后确认机组声音、振动、油温及油压等无任何异常,若有异常则停运循环气压缩机,同时迅速检查仪表假报的原因并予以处理。

4.1.3　若类型三终止启动不成功(此时逻辑会直接转换成类型二终止)或机组最高限报警直接引发的类型二终止,反应器床层由于失去流化动力而沉降,此时注入CO,因此终止效果将不会彻底,终止结束后,现场手动向反应器再注2钢瓶CO。待确认反应完全终止后,应立即查找引发终止的联锁条件,若该条件在压缩机停运后仍然存在(机组本身振动、位移在压缩机停运后会消失),则说明是仪表假报引起的联锁,可迅速将该联锁值恢复至正常值,解除终止系统,并重启循环气压缩机,启动后确认机组声音、振动、油温及油压等无任何异常,若有异常则停运循环气压缩机,同时迅速检查仪表假报的原因并予以处理。

若循环气压缩机因机械原因而导致的停车,则不允许重新启动压缩机,反应器立即采取紧急停车程序,检修循环气压缩机,本文在此不作讨论。

4.2　反应器附属系统的紧急处理程序

循环气压缩机重新启动后,及时倒空并置换PDS(产品出料系统),及时向循环气冷却器的循环水侧注入蒸汽以维持反应温度,丙烯分压,反应器床重、反应器料位、上部流化密度及下部流化密度等条件。现场将反应器的排放由去回收气系统方向切换至排火炬方向,以避免反应器中的终止剂CO窜入回收系统,进而污染回收系统。反应器的PDS协助气由回收气切至循环气,也是避免CO窜入回收系统。

反应器停止主催化剂进料,停T EAL、SCA泵及其负载丙烯气。PDS出料一次并采样观察粉料结块情况。倒空接收仓,净化仓保持一定料位(约30%～40%左右)后,造粒系统停车。现场立即将CO空钢瓶移走,更换满CO钢瓶。

4.3　反应器及回收系统置换程序

由于终止剂CO能有效的占据催化剂活性中心使催化剂失去活性[1],经验表明2ppm的CO即可完全使催化剂失去活性,CO占据催化剂活性中心的过程是可逆的,即催化剂中的CO被其他气体置换出来后催化剂即可恢复活性,类型二或类型三终止后反应器中的CO浓度约为70ppm,因此为了使催化剂再次具有活性,必须对反应器中的CO进行置换[2]。

经验表明,压力置换是脱除CO的最有效方法。因此应启动两个氮气压缩机,吹扫总管从丙烯气切换至高压氮气、循环气压缩机一级干气密封切至高压氮气,催化剂负载气由丙烯气切换至高压氮气。现场隔离丙烯蒸发器E-4005蒸汽及丙烯,蒸汽侧排凝排凝。反应器全力泄压至1.5M Pa(正常操作压力为3.2M Pa)。现场拔出催化剂注入管。关E管口阀、AA、GG阀门(防止停压缩机后,床层落下粉料堵塞各管口)。现场停运循环气压缩机,停E-4002加热蒸汽,反应器全力泄压至约50KPa。通过开工过滤氮气充压0-0.3M Pag压力置换反应器2次,置换反应器的同时0～50KPa压力置换回收系统。置换后联系分析化验对反应器进行全分析、同时分析回收系统CO含量。

4.4　反应器重新开车程序

反应器置换完毕,用过滤氮气升压至0.6M Pa。维持双氮气压缩机以最大能力,通过各吹扫管口及E管口给反应器升压,必要时可适当降低氮压机出口压力以使流量达到最大值。当反应器压力达到1. 2M Pa时,启动循环气压缩机。投用E-4002蒸汽,联系分析对反应器进行全分析。插入催化剂注入管,并投用负载氮气。打开AA、GG阀。将反应器排放由去火炬切换至去回收系统。投用E-4005蒸汽,投用气相丙烯。吹扫总管由高压氮气切至丙烯,循环气压缩机一级干气密封由高压氮气切至丙烯。反应器用气相丙烯建立分压0.42M Pa。投用T2、SCA负载丙烯气,催化剂负载气由氮气切至丙烯气。一反大量进液相丙烯,同时大量排放置换反应器中多余的氮气,当氮气分压至0.4M Pa时,关闭反应器排放,继续进液相丙烯至分压2.0M Pa,建立氢气组成使H2/C3= 0.35%,继续建立丙烯分压至2.75M Pa,反应器温度维持68℃,循环气速SGV维持0.38m/s左右。回收系统开车,反应系统注入催化剂,投用终止系统,提至正常负荷,造粒系统开车。

5　结束语

通过本文我们得出了如下有价值的经验:①仪表假报是导致循环气压缩机停车的主要原因。②循环气压缩机停车后首先确认类型三终止启动是否成功,若不成功需及时向反应器注入两钢瓶CO,以彻底终止反应,避免反应器结片料。③根据实际生产经验,由于各种原因,循环气压缩机不可避免的停车后,若能根据上述步骤妥善的终止反应并重新启动反应,将能最大限度的减少损失,提高企业效益循环气压缩机是反应系统的核心,若其突然停车必须以最快且最准确的步骤处理反应系统及相关附属系统,否则生产损失将不可估量,因此生产管理及操作人员要熟悉循环气压缩机突然停车后的处理步骤,做到有的放矢,最优化的处理事故,最大化降低生产损失。

[参考文献]

[1]　李承烈.催化剂失活[M].北京:化学工业出版

社,1989.

[2]　佛明义.催化剂作用原理[M].西安:西北大学

出版社,1992.

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