《论文_环管聚丙烯装置复杂测量及控制(定稿)》.doc

《《论文_环管聚丙烯装置复杂测量及控制(定稿)》.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、环管聚丙烯装置复杂测量及控制顾祥柏张思秀黄步余摘要：结合环管聚丙烯T艺生产过程的特点，对装置中复杂测量及控制回路进行了分析，并给出了有关PJLD参数初值设定方法、温度压力补偿算法及有关参数、复杂控制回路的实施方案和详细算法。关键词：环管反应聚丙烯PJLD参数温度压力补偿复杂控制回路环管聚丙烯装置工艺单元包括下列工段：1）催化剂和助催化剂的储存及计量；2）聚合；3）聚合物脱气及丙烯回收；4）高抗冲聚合；5）聚合物汽蒸与干慄；6）排放系统、废油处理和工艺辅助设施；7）丙烯和乙烯处理装置、乙烯和氢气压缩；8）添加剂系统及挤压单元；9）均化料仓及包装机；10

2、）火炬系统、粉尘沉降收集池和消防系统。整个丁•艺生产过程对测量及控制系统耍求较高的是反应系统及相关流程。它包括预接触罐、预聚合反应器及环管反应器3个部分。整个反应过程对丁温度、压力、内烯进料、氢加入量、环管反应器的缓冲罐液位、聚合物含量的检测控制耍求较严格，齐参数的控制相互关联。下而，介绍环管聚丙烯装置的复杂测量及控制系统的实施方法。1主要流程环管聚丙烯反应系统包括预接触罐、预聚合反应器及环管反应器3个部分。1.1预接触罐将催化剂、给电子体和三乙基铝注入到预接触罐中，在罐中搅匀。在搅拌过程中通过控制夹套水来控制预接触罐的温度。1.2预聚合反应器预聚合

3、反应器主耍工艺流程如图1所示。在预接触罐中活化后的催化剂混合物注入到预聚合反M器的液态丙烯中。先将丙烯经过换热器冷却至10°C,然后在混合器中与催化剂混合物混合，混合后的浆液进入预聚合反应器（R-20）,在20°C,约3.4MPa压力下进行聚合。预聚合反应器是一个小型单环管反应器，物料约停留4min,把聚合反应限在最低的限度，每1克催化剂只有50〜150g的丙烯发生聚合反应。预聚合反应使催化剂颗粒周围缓慢地包裹或形成聚合物的薄层。进入环管反应器的催化剂如果不被包裹起来，催化剂颗粒会很粘，就可能发生爆聚而生成大量细粉。FVW图1环管聚丙烯预聚合反应器P

4、&1D1.3环管犬环管反应器勺丙烯、催化剂、给电子体以及三一-V器，在3.4MPaG进行聚合反应，i管反应器中的浆賃反应压力控制在cT的浆液浓度。环i度控制在70°C,续循环。液态丙烯作为输送流伪(D-22),用来控:nr汽化器的增压罐•夹套屮闭路脱盐水循环系统来控，作为主回路，夹套水温度控制器构成热旁路控制iivW/iOI排放。S

5、(TV-24A/B),盘:连续向脱气单元S3•图2环管聚丙烯预聚合反应器P&ID特别需耍注意的是对不同牌号的产品应对下面的物料进行严格控制，以确保聚合反应的品质：1)激活聚合反应，提高催化剂活性的催化剂与三乙基铝；2)给

6、提高产品等规度的给电子体；3)调节环管反应器中的聚合物熔体流动指数(MF1)的氢气、环管中浆液的密度、丙烯的流量、催化剂参杂率、产品牌号等操作条件都会影响氢的补充量。对不同牌号的产品应根据相应的操作条件将环管反应器屮含氢的浓度控制在不同的定值。因此对于环管反丿应聚丙烯反应系统来讲，催化剂、三乙基铝、给电子体以及氢对聚合反应品质有极大的影响，对不同牌号的产品均要进行严格的计量及控制。2温度压力补偿由上面的流程介绍，不难看出，环管反应聚丙烯装置对于氢的加入量、蒸汽的用量（用于控制环管反应器的压力等）、氮的用量等的测量与控制要求得比较严格，因为它们都直接影

7、响到聚合反应的质量。下面针对聚丙烯生产过程的特点介绍所采用的温压补偿的儿种算法。2.1气体补偿算法1）温压补偿9m=,/p+p。Tr+TQJp「+P。T+几％(1)式中P.——孔板计算时指定的操作压力，MPa；P测量压力，MPa；T.-——孔板计算吋指定的操作温度，°C；T——测量温度，°C；Po0.10132MPa；To——273.15K；q-ni——补偿后的流量,qm—测量的流量，2）压力补偿nikg/h；kg/hc(2)3）温度补偿T"T。ro%(3)2.2蒸汽补偿算法rv+P。_蔺")/100〕卿2・82_3*PE,-bvR(T+T°)_g

8、/卩.Vt=p严p。-〔(T+ro)/100)exp2.82_°+几)'b_c*To)/100jexpl4"((T+To)/100jexp31.6J(4)(5)式中R=4.615exp(-4)a=0.9172b=l.360928exp(6)c=4.55exp(17)2.3坏值处理在进行温压补偿算法时，应防止温度及圧力的测量坏值给测量结呆造成污染。在算法执行的过程中，对温度的测量值进行坏值的判断，坏值的判断算法可以采用变化率判断算法、极限值判断算法等方法，一日•检测岀温度及压力的坏值时补偿算法立即停止执行使得2.4补偿算法实例对环管法聚丙烯装置，我们对

9、需要进行温圧补偿的流量及相应的T「及p「取值给出下面的一些实例，见表1。表1需要进行温爪补偿的流量及相应变量