聚丙烯装置气相流化床反应器结片的判断及处理.pdf

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1、聚丙烯装置气相流化床反应器结片的判断及处理陈陆军张杰睿(中国石油四川石化有限责任公司，四川彭州611930)摘要：本文通过对聚丙烯装置气相流化床反应器结片的现象和特征研究，提出了减少结片的操作方法以及结片发生后的处理办法。关键词：聚丙烯；气相流化床；结片中国石油四川石化有限责任公司聚丙烯装置采用Unipol气相流化床工艺技术，自2014年2月投料开车以来，生产日趋稳定，产品质量优良，逐渐为市场所接受。uni一气相法在日常生产过程中难以避免会出现结片，导致PDs下料系统或输送管线堵塞，防止结片是保证装置平稳运行的关键。1片料的形成以及对生产过程的影响结片指反应器中形成固体聚合物厚片，

2、呈扁平状，厚度通常为20mm至70mm，尺寸从45到几米不等。结片通常有一个坚硬的熔融内核，外裹烧结的粒状树脂。在熔融状态下，如果内核受到拉伸，便会呈现一定的方向，变为纤维状。2反应器产生结片的原因分析2．1原材料中的杂质产生静电摩擦作用是静电产生的主要途径，摩擦作用可以发生在颗粒之问、颗粒与器壁之间及颗粒与气体之间。静电荷聚集在粉料粒子，特别是细分上并在流化床内部形成静电场。产生的静电场不仅会改变流化床内的流体流动行为，导致颗粒团聚、形成死区和沟流等，使含有催化剂的细粉粘壁、熔融，进而形成片状物Ⅲ。2．2反应床层中催化剂存有量太高典型的表现是在开车期间：由于丙烯量跟进不足，导致反

3、应器未处于冷凝模式，或者是冷凝程度不够，床层中存有大量的催化剂。这些催化剂在局部进行过度反应，导致局部过热，从而形成片料。2．3反应温度控制出现问题温度失控会导致温度剧烈波动，结片和结块即与此有关。温度波动会降低冷凝程度，使树脂更接近粘着温度，从而树脂颗粒被熔成厚片，结片达到一定大小时，最终将从器壁掉落。2．4分布板堵塞分布板堵塞导致流化和混合效果不好。3反应器产生结片的判断方法3．1表面热电偶温度利用表面温度预测反应器中结片，一般最先观察到靠近分布板的表面热电偶出现温度异常波动。随着结片的进一步进行，可发现反应器内越来越高的位置处出现温度异常，并且事故期间表面温度的波动几乎没有任

4、何规律可循。当表面温度的峰值高于床层温度3～10℃时，预示着可能有结片正在发生，峰值越高，结片程度更严重。3．2下游系统在产品下料系统的产品吹出罐下设有“大小头”(异径管)，如果反应器产生片料，通常会在这里累积，因此，“大小头”堵塞是反应器出现问题的信号。另外，产品下料罐填充率下降、脱气系统旋转下料阀过载也意味着出现了结片的事故。3．3床层流化松密度如果床层上层松密度突然减小，下层松密度增加，趋势图中波动区间变窄，则表明床层中出现了异常反应。3．4静电探头静电探头读数偏移或波动频率增加表明出现了工艺偏差，随后可能就会发生结片。静电读数出现偏差可能比表面热电偶温度异常波动出现得更早(

5、少则几分钟，长则一小时)。大多数情况下，静电高于±1kV表明反应器极有可能出现结片。4避免结片事故发生的操作方法4．1迅速进入冷凝模式使床层保持足够的液滴，液滴附着在聚丙烯粉末上，液滴气化带走热量能很好地进行内部撤热，从而降低结片的可能性。另外，床层中的冷凝液是消除静电的有效方法，通过冷凝液，带电颗粒和分布板之间可形成电触点，从而为带电颗粒提供放电途径m一。开始主催化剂进料后，应迅速进入并维持冷凝模式操作。开车期间应尽量长时间地将温差保持在0℃左右(可通过丙烯进料和调整反应器温度来实现)，随着生产速率的提高(达到约50％)，温差可上升至2℃。额外的丙烯进料会模拟冷凝态操作，从而尽量

6、降低结片可能。4．2灵活控制主催化剂进料量反应器开车时，建议将催化剂进料量保持在确保生产速率达到最终设定速率66％的水平上。随着生产速率的增加，催化剂进料应在随后两至三小时内上升到正常的进料速率。如果生产速率处于中等水平(最大速率的75％或更少)，应将催化剂的进料速率限制为每小时增加正常进料速率的15％。若生产速率较高(超过最大速率的75％)，应将催化剂的进料速率限制为每小时增加正常进料速率的7．5％。4．3密切注意原料质量原料中杂质过多会加剧反应中静电的产生，在静电的作用下聚丙烯颗粒向器壁移动，最终附着在器壁上。由于反应器器壁撤热能力十分有限，从而产生结片。所以，当丙烯或其他原料

7、的来源出现改变的时候，要密切注意反应情况。另外，当切入新的精制塔或旁路某个精制塔之后，也需要倍加关注。4．4AI厂ri摩尔比的控制通常情况下，Al厂I'i摩尔比应为45，如果低于30左右，聚合中就会出现三乙基铝不足。在此区域，生产率会随Al厂I'i比的下降而迅速下降，并且导致反应器产生过量细粉，从而导致结片。5结语结片的产生会给装置的生产带来巨大的影响，采取以上正确的操作，并且在结片苗头发生的时候进行上述必要的处理，能够有效避免或消除结片带来的危害。参考文献：f1】徐