浅析影响UNIPOL气相法聚乙烯聚合系统的原因及处理方法

浅析影响UNIPOL气相法聚乙烯聚合系统的原因及处理方法

发表时间：2019-05-31T16:50:03.903Z 来源：《防护工程》2019年第4期作者：袭一泽

[导读] 循环气流经树脂床，使床层流化并带走聚合热，通过循环气冷却器从循环气中撤走聚合反应热及压缩热。

大庆石化公司塑料厂全密度一车间

摘要：本文分析了大庆石化公司塑料厂全密度聚乙烯装置采用的UNIPOL气相流化床聚乙烯冷凝技术生产工艺的聚合系统的循环回路、反应过程中的影响因素、原因及处理方法。

关键词：聚合系统；循环回路；原因；处理方法

中国石油大庆石化公司塑料厂全密度聚乙烯装置采用UNIVATION公司的UNIPOL气相流化床聚乙烯冷凝技术生产工艺，UNIPOL? PE 反应系统设计非常简单，所需设备很少，动设备仅有循环气压缩机和少量的泵。聚合反应在流化床反应器中进行。气相反应物(乙烯、氢气、惰性组分和共聚单体的混合物)通过循环气压缩机连续循环，循环气流经树脂床，使床层流化并带走聚合热，通过循环气冷却器从循环气中撤走聚合反应热及压缩热。

一、聚合系统循环回路

反应循环回路由反应器、循环气冷却器、循环气压缩机和循环水泵组成。气相反应物和惰性组分通过压缩机（提供动力），在含少量催化剂的树脂流化床中连续循环，聚合反应热通过循环气被循环气冷却器撤走。

二、影响聚合系统的原因及处理方法

2.1温度

2.1.1影响

反应温度是控制聚合反应的主要工艺参数，稳定的温度是维持聚合反应各项参数稳定的基础，温度过低则聚合反应速率、催化剂活性和收率降低；适当提高温度有利于聚合反应速率的上升，但温度过高会使反应操作弹性变差，导致反应器产生热点，从而产生块料；严重时产生暴聚,另外反应温度对树脂产品质量有很大影响。

2.1.2反应器温度波动的原因及处理方法

①原料质量波动；查明原料质量波动原因，必要时对原料精制床进行切换、再生。

②循环气流量波动；检查循环气压缩机入口导叶以及设备运转情况。

③调温水温度、水流量波动；检查调温水温度调节阀、调温水泵运行状况。

④反应器床高波动幅度过大；稳定床高，加强PDS出料系统控制。

2.2压力

2.2.1影响

适当提高反应器压力有利于提高聚合反应速率和催化剂收率。稳定反应器压力可以稳定循环气各组份浓度、循环气流量、表观气速（SGV）。但反应器压力过高，会增加装置能耗和反应器产生块料的几率，形成安全隐患。

2.2.2反应器压力波动的原因及处理方法

①乙烯进料压力波动；稳定原料乙烯压力。

②反应器泄漏；查找漏点，及时消除。

③反应器排放量异常；控制好反应器排放流量，查明异常的原因，做出相应处理。

2.3调温水系统

2.3.1影响

调温水系统主要用于撤出聚合反应热，稳定聚合反应系统循环回路温度。该系统由两台板式换热器、两台调温水泵、调温水膨胀罐及相应的管线构成，通过调整进入板式换热器的调温水流量来控制调温水温度，同时通过调温水泵循环进入循环气换热器换热。在聚合反应系统开车初期反应器热置换时，加入中压蒸汽提高调温水温度，用于提高聚合反应系统温度，当聚合反应负荷达到一定负荷以上时，根据实际生产状况，及时关闭中压蒸汽进料阀。

2.3.2调温水流量偏低的原因及处理方法

①水流量表故障；流量表切出系统，联系仪表人员处理。

②调温水系统未充满；补充脱盐水。

③调温水泵机械故障切换备用泵，联系检修人员处理。

2.4循环气流量

2.4.1影响

循环气在流化床反应器中起到承载流化床流化、反应热撤除的双重作用，适当提高循环气流量有利于流化床层、撤出反应热，有助于控制聚合反应热。但过高的循环气流量会增加粉末夹带量、循环回路阻力以及聚合反应能耗。

2.4.2循环气流量低的原因及处理方法

①循环气压缩机入口导向叶片开度与实际不相符；确认导向叶片开度，联系仪表和设备人员处理。

②循环气压缩机运行状况不好根据压缩机的功率变化判断压缩机实际做功情况，联系设备人员判断处理。

2.5乙烯进料量

2.5.1影响

反应器乙烯进料量实质上就是聚合反应生产负荷，是催化剂活性和收率最直接的体现。乙烯进料量是聚合反应控制的关键基础参数，是反应器总压和乙烯分压稳定的前提。

2.5.2乙烯进料量波动的原因及处理方法

乙烯进料压差波动幅度过大；查明乙烯压力波动原因，必要时通过调度室联系化工一厂，调整乙烯供给压力。

2.6循环气中1-丁烯／乙烯（1-己烯／乙烯）比值

2.6.1影响

1-丁烯／乙烯（1-己烯／乙烯）是控制产品密度的主要手段，1-丁烯（1-己烯）作为共聚单体参与聚合反应，通过改变聚合物分子链“支化”程度，改变产品密度。该参数也影响产品熔融指数。

2.6.2循环气中1-丁烯／乙烯（1-己烯／乙烯）偏离正常值的原因及处理方法

①1-丁烯（1-己烯）进料压力、流量波动；检查进料泵运转情况，如进料泵出口压力波动，立即切泵。

②循环气其它组份分析波动幅度过大；查明其它组份波动的原因，尽量维持气相平衡。

2.7循环气中氢气／乙烯比值

2.7.1影响

氢气/乙烯比值是控制产品熔融指数的主要手段，氢气通过引发链终止或链转移，改变产品分子量和分子量分布，从而改变产品熔融指数。

2.7.2氢气／乙烯比值偏离正常值的原因及处理方法

氢气进料压力、流量波动；联系调度，对氢气系统压力进行及时调整。

2.8反应器静电值

2.8.1影响

反应器静电值直接影响反应器壁粉料粘附状况，静电值过大会造成反应器壁粘附大量聚乙烯粉料，进而结成片状块料，严重危害反应器的安全、平稳运行。

2.8.2反应器内静电增大的原因及处理方法

①聚合反应原料杂质含量升高；根据分析结果对精制床进行切换、再生。

②反应器内杂质出现积累；适当提高进料量和循环气中ICA浓度。

③反应器入口温度接近露点；适当提高催化剂注入量，降低反应器入口温度；逐渐增加ICA加入量，提高循环气露点；在保证气速的前提下，适当调小导向叶片的开度，降低循环气流量。

结束语：

大庆石化公司塑料厂全密度聚乙烯装置采用的Unipol气相法流化床聚乙烯生产工艺，由于其工艺流程简单、建设投资少和能耗低，在全世界范围的到了迅速发展。其聚合系统的影响因素有很多，操作人员要熟知反应过程和参数的控制范围，保证生产的平稳运行。