聚丙烯装置镍角媒超温原因分析及防范措施

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1、聚丙烯装置镍触媒超温原因分析及对策葛双启雷鸣麒亚地卡尔（克拉玛依石油化工厂834003）摘要：聚丙烯装置使用镍触媒脱氧剂对丙烯进行脱氧精制，在活化和进丙烯阶段出现超温现象。本文分析了超温的原因，提出了具体的防范措施，收到良好效果，对今后如何使用好镍触媒具有一定的参考价值。关键词：聚丙烯镍触媒超温防范措施克拉玛依石油化工厂聚丙烯装置年生产能力为20kt/a，以气体分镏装置分馏炼厂气所得的精丙烯为原料，采用间歇式液相本体聚合工艺生产聚丙烯均相树脂。在丙烯聚合过程中，微量H2O、O2、COS、CO、CO2等均为有害杂质，这

2、些杂质会导致聚合主催化剂中毒，使其活性大幅度降低，并影响产品质量。因此，在聚合反应前须对原料进行精制，使杂质含量符合要求，其中氧含量的指标为：≤5PPm。该装置96年12月正式投料运行，其中脱氧工艺采用的是液相常温脱氧（一罐使用，一罐备用），罐内装填南京化工工业公司催化剂厂生产的BH-5型丙烯脱氧催化剂，其活化组分是活性镍。经过两年多的运行，脱氧效果较好，一罐已连续使用两年多。但是在使用过程中由于镍触媒脱氧剂本身的加氢作用，使其在活化再生和开工进料阶段温度不易控制。99年7月份在向重新更换的镍触媒罐中进丙烯置换过程中

3、出现超温现象，脱氧罐内温度高达560oC，脱氧剂局部烧焦结块，进丙烯脱氧罐进出口压降为0.3Mpa，损失较重。本文详细分析了镍触媒超温原因，提出了相应对策，收到良好效果。1.BH-5型镍触媒简介1.1BH-5型镍触媒脱氧机理镍触媒是黑色圆柱型高效脱氧剂，其有效成份是活性镍，在常温下可与液相丙烯中的微量溶解氧反应，生成氧化物，进而达到脱氧目的，其可再生重复使用，再生时加入氢气在一定温度下与生成的氧化镍反应，生成易带走的水分子，恢复镍触媒的脱氧活性，反应式为：2Ni（活性镍）+O2→2NiO2H2+NiO→2H2O+Ni

4、61．2镍触媒性能镍触媒技术指标见表1　　　　　　　　　　表1镍触媒技术指标指标名称指标外观黑色柱状规格Ф5×5mm组成NiO-Al2O3脱氧容易≥15mlO2/g脱氧深度<5PPm抗压强度（侧）≥98N/cm椎积密度≥1.1g/cm3积气体含氧量<4000PPm气体空速300-500hr-1使用常温-300OC使用液相空速7hr-12镍触媒超温原因分析99年5月份检修时将R-6/2内原来旧镍触媒卸掉换装4吨新镍触媒，7月在对R-6/2进行还原再生时，出现了超温，对此，从以下几个方面就超温原因进行了分析。2．1从镍触

5、媒性质分析镍触媒是由镍与Al2O3经过一系列工序挤压成型制得的，具有多孔结构。由于镍很活泼，常温时可与氧反应生成氧化镍，所以脱氧剂在第一次使用或反复使用中，均需用H2活化再生，使其恢复脱氧活性。金属镍对H2具有很好亲合性，H2与氧化镍反应生成镍，多余的H2被镍吸附到其金属的晶体中去，因镍触媒具有多孔结构，孔隙中吸附的H2不易被携带走，实验结果表明，用N2吹扫100分钟后，出口气体中还有40PPm的残余H2。镍是加氢催化剂的主要成分，其本身可以催化氢与丙烯反应。镍触媒在活化后进丙烯时，H2在镍的催化下与丙烯发生一系列反

6、应，放出大量的热，因此会出现温升现象，控制不好就会出现超温烧剂事故。2．2从镍触媒脱氧罐结构分析R-6/2规格为Ф1200×6000×18，容积为7.35m36,材质为16MnR距底部450mm有一测温点,距顶部1050mm设有测温点.脱氧罐底部栅板上填装瓷球,上面铺设不锈钢网,然后镍触媒装填至脱氧罐上部,耙平后,依次往上铺设瓷球、不锈钢网、栅板，共填装镍触媒4吨，填装示意图如图1。栅板镍触媒栅板瓷球栅板图1　脱氧罐填示意图　　由上面数据可知脱氧罐高径比为5：1，填装量为4吨，当丙烯在较小空速下通过床层时，极易产生沟

7、流或偏流，使活化和置换不完全，另外测温点分布不利于测得床层的真实温度，罐体中部无测温点，故在丙烯置换时，上下测温点显示正常，而中部却已开始飞温，造成出现超温后不能及时处理的隐患。2.3氮气供应问题氮气受处理量限制只能维持正常生产，储备量和富裕量很有限，另外氮气中氧含量达不到镍触媒置换降温要求。出现超温后联系厂调度使用储备氮，量少且效果不好，罐内温度不降，后来只好放弃改用大量液相丙烯携带热量。2.4物料流程不利于置换R-6/2脱氧罐物料流程为下进上出，罐顶部设有火炬线和氮气线，底部设有就地放空线。丙烯置换因无专用线引气

8、相丙烯，所以从下进料口引液相丙烯，经阀门减压后汽化进入罐内，再从罐顶部火炬线放火炬。丙烯汽化需大量的热，在置换初期下部床层有温升，一部分热量被丙烯汽化吸收，其余热量被携带走和散失掉。随着丙烯置换的深入，罐下部放热减少，温度下降，丙烯进入罐内因温度低而不能及时汽化，所以在7月27日晚出现下部温度为零下，上部温度是150oC的现象。2.5大量液相丙