聚丙烯催化劑三劑預接觸罐D201運行分析*

周浪嶼，孫 濤，韓章遠

（大慶煉化公司聚丙烯廠，黑龍江大慶163411）

聚丙烯催化劑三劑預接觸罐D201運行分析*

周浪嶼，孫 濤，韓章遠

（大慶煉化公司聚丙烯廠，黑龍江大慶163411）

聚丙烯催化劑預接觸罐D201系統生產中常出現溢流線堵塞、在線混合器堵塞、混合器至預聚合反應器R200的進料管線聚堵、D201罐體聚堵及切換失誤、拆清時著火傷人等問題和事故。就D201系統常出現的問題進行了原因分析和歸納總結，并就溢流線堵塞提出了主動充壓法、被動充壓法、反頂差壓法3種處理方法，實際運行效果良好。

聚丙烯；催化劑；預接觸罐；問題；分析

大慶煉化公司30萬t/a聚丙烯裝置是2003年引進的意大利Basell公司第二代液相本體雙環管Spheripol工藝技術，目前正在引進Basell公司新開發的采用多區循環反應器的氣相法“Spherizone”工藝技術，引進的液相本體法雙環管Spheripol聚丙烯生產裝置自2005年8月1日開工投產以來，已運行到第6個生產周期，裝置總體運行狀況良好，達到產能要求，各項生產指標優良。

1 催化劑預接觸罐的作用及特點

1.1 D201在裝置中的作用

聚丙烯裝置生產使用的高效催化劑為了便于貯存，是以TiCl4的形態存在的，但在聚合反應中起催化作用的是TiCl3，因此，需將催化劑、給電子體Donor和三乙基鋁TEAL注入到預接觸罐D201中通過攪拌、摻合、接觸，使催化劑的反應中心得以活化。

1.2 D201系統的特點

D201體積小約3 L，系統內流程復雜，管線多，開關閥多，操作失誤多，發生事故多，D201系統涉及的介質有多種廠家生產的不同批次的主催化劑、助催化劑Donor和高危險的遇空氣著火、遇水爆炸的三乙基鋁、易燃易爆的丙烯等介質；系統的壓力、溫度、流量變化對D201的平穩運行有很大的影響，在投用、切換、拆清、檢修時易發生著火、燒傷等人身傷害事故；D201處理不好，導致裝置臨時停工。

2 D201系統流程及說明

催化劑預接觸罐D201系統流程見圖1。配制好的主鈦催化劑油膏通過PK101系統，經一單獨噴嘴從D201的頂部進入D201，助催化劑DONOR和TEAL的進料線先匯合到一條管線，在冷卻器Z212冷卻后進入D201，目的是實現較好的D201溫度控制，三劑攪拌混合后通過溢流線溢流而出，以防止生成氣泡，即D201為滿罐操作，催化劑經溢流線流入在線混合器Z203，由丙烯攜帶混合物流入預聚合反應器R200的冷丙烯中[1]。

3 問題分析

生產中出現的問題主要有溢流線堵塞、在線混合器 Z203A/B堵塞、Z203A/B至預聚合反應器R200的進料管線聚堵、D201罐體聚堵及切換失誤、拆清時著火傷人等事故。

3.1 D201溢流線堵塞

3.1.1 堵塞原因

D201設置溢流線目的是防夾帶氣泡，三劑的混合物以溢流形式在溢流線中流出，溢流線是很細的毛細管，微小的顆粒就能造成堵塞，溢流線的堵塞大多發生在生產當中，主要原因是催化劑配制不均勻形成微小的顆粒堵塞溢流線，且常堵在D201溢流線第一道溢流閥上。

3.1.2 處理措施

生產中發生D201壓力高報，不要著忙到現場切換溢流線備用線，切換備用線，易失誤造成丙烯倒竄裝置停工，根據裝置多年運行經驗總結出三種處理方法供借鑒：

（1）主動充壓法：D201壓力高報時，繼續三劑進料，當D201壓力充到6～8 MPa時，高壓沖開由微小顆粒導致溢流線的堵塞。

圖1 聚丙烯裝置催化劑預接觸罐D201工藝流程簡圖Fig.1 Process diagramof polypropylene plantCatalystpre-contactpotD201

（2）被動充壓法：當D201壓力高報壓力停留在5.5 MPa以下時，打開D201溢流線上設有從P107A /B過來的5.5～6.5 MPa的高壓沖洗油閥，不須停三劑進料，現場直接關溢流線第二道溢流手閥，當D201壓力充到6～8 MPa時,打開溢流線第二道溢流手閥，高壓沖開第一道溢流閥上產生的堵塞。

（3）高壓差法：當D201壓力高報壓力停留在5.5 MPa以上時，停D201三劑進料，關現場三劑進料手閥，關溢流線第一、二道溢流手閥，倒空D201使D201壓力為零，打開D201溢流線上沖洗油閥和第一道溢流手閥，利用沖洗油和D201的高壓差反頂D201，沖開第一道溢流閥上產生的堵塞。

3.2 D201在線混合器Z203堵塞

3.2.1 Z203A/B圖示

Z203A/B是在線混合器，其作用是將混合好的三種催化劑和冷丙烯充分混合，利用丙烯將催化劑夾帶進反應器，Z203堵塞常發生在開停車和切換備線時，正常生產時很少發生，可拆卸的Z203實際形狀如圖2所示。

圖2 在線混合器Z203實際形狀圖Fig.2 Actual shape figure of on-line mixerZ203

圖2中所示的中間小孔即催化劑通過溢流線流經此小孔后與丙烯混合進入預聚反應器R200，也即所說的內路。

3.2.2 Z203堵塞原因分析

在線混合器Z203堵塞，是環管聚丙烯裝置發生頻率較高的事故之一，尤其是新建裝置開工頭幾年及開停工期間，發生頻率更高，主要原因是對D 201運行系統認識不夠，經驗不足，方法不對，根據幾年來的實際運行總結分析堵塞原因主要有如下幾點：

（1）初次開工，D201系統內管線、設備吹掃、油洗等處理不干凈不徹底，有雜物顆粒堵塞Z203或檢修停車及開工時，沒有用白油沖洗整個Z203系統或油洗次數不夠不徹底，沒有把D201、Z203中殘存的催化劑及雜質清除掉，致使裝置開工后不久發生堵塞。

（2）D201三劑進料壓力波動或開工時D201油洗沒排凈氣體，D201內有氣泡產生，導致D201壓力波動，丙烯倒竄產生聚堵或進Z203的丙烯溫度超高，因為溫度高，Z203內聚合反應加劇，容易堵塞Z203，一般丙烯溫度控制在10℃，不得超過12℃。

（3）Z203的進料丙烯流量低，不能保證管線內物料流速＞2 m/s，導致丙烯在Z203中停留時間長，發生反應產生堵塞，進料丙烯流量＜900 kg/h時聯鎖ESD0201會啟動，切斷D201三劑進料，導致裝置臨時停工。

（4）Z203的進料丙烯原料中含雜質微粒，當裝置原料泵P301A/B出口過濾器F201A/B壓差高報時，及時切換備用過濾器，因為過濾器可濾掉＞10 μm的顆粒，另外，裝置生產異常時產生大量細粉，回收的丙烯中細粉含量增多，慢慢也會堵塞Z203。

（5）切換Z203時操作失誤，致使丙烯倒竄或沒有及時排放丙烯，丙烯和殘存催化劑發生反應產生聚堵，這是Z203堵塞最常發生的事故。

3.3 Z203A/B切換要點分析

當Z203發生堵塞后，要及時切換拆清，切換Z203備線時要求快、穩、準，慢了影響產量，失誤會產生堵塞，裝置要臨時停工，所以，切換能否一次成功要注意一些關鍵操作環節，總結分析有如下幾個要點：

（1）切換前確認備用Z203溢流線上沖洗油閥是否打開，用高壓沖洗油分別確認Z203備線內外路是否暢通，如不暢通做好臨時停工準備。切換丙烯進料線時要先全開預聚合反應器R200備線的角閥，同時和主控室確認R200的丙烯進料線是否暢通，然后再關在用線的角閥。

（2）備線的丙烯進料流程打通后，立即關在用線的丙烯進料兩個球閥，打開放火炬手閥，把管線內的丙烯及時放掉，否則，管線內有殘存的催化劑和丙烯發生反應，會導致整個進小環管線、Z203甚至放火炬線發生聚堵。

（3）進三劑前確認D201壓力要低于4.0 MPa，如高于4.0 MPa要從溢流線或從D201去廢油回收罐D607管線泄壓；打開D201溢流線手閥出料前，要確認D201壓力要高于預聚反應器R200的壓力和溢流線上沖洗油閥是否打開，否則丙烯易倒流產生聚堵。

3.4 Z203拆清注意要點

據國內環管聚丙烯裝置內部交流報道，D201及Z203系統拆清時幾乎每家都大大小小出現過著火傷人事故，拆清Z203前要充分油洗，關閉溢流線上的高壓沖洗油閥及溢流線第一、二道溢流手閥，否則，在拆清過程中沖洗油會高速噴出發生著火燒傷周圍人員事故；拆清完畢更換新的Z203后,要油洗、油密確認螺栓是否上緊、是否有泄漏的地方，確認Z203內外路是否暢通.無誤后灌滿白油備用。

3.5 Z203備用線的備用狀態

平時要注意Z203備用線的檢查和確認，如確認Z203備用線的溢流線沖洗油閥是常開狀態；溢流線第一道溢流手閥是關閉狀態，溢流線第二道溢流手閥是常開狀態；預聚反應器R200柱塞閥前的手閥是常開狀態，柱塞閥是關閉狀態；Z203至R200的管線Z211內是充滿白油狀態；放火炬手閥是關閉狀態等。

4 結束語

目前國內外有近百套意大利Basell公司的液相本體法環管裝置在生產，催化劑預接觸罐D201是環管聚丙烯裝置的關鍵核心設備，大慶煉化公司正在引進的Basell公司新開發的氣相法“Spherizone”工藝技術也設有D201操作系統，D201系統運行的好壞直接影響裝置平穩長周期運行，平時注意檢查、加強預案學習和演練、加強系統的操作熟練程度和安全意識是運行好催化劑預接觸罐D201的關鍵所在。

[1]意大利BASELL公司.中國石油大慶煉化公司30萬噸/年聚丙烯裝置工藝設計包B（中文版）[R].大慶：大慶煉化公司，2004.

Operation Analysis of Polypropylene Catalyst Pre-contact Pot D201

ZHOU Lang-yu，SUN Tao，HAN Zhang-yuan
（Daqing Refining&Chemical Company Polypropylene Plant，Heilongjiang Daqing 163411，China）

Polypropylene catalyst pre-contact pot D201 during operation often happens overflow pipeline blockage，on-line mixerblockage and so on accidents.In this paper，accident causes of D201 system were analyzed，corresponding measures were put forward，such as active filling pressure method，passive filling pressure method and high pressure difference method，goodoperationeffectwas gained.

Polypropylene；Catalyst；Pre-contactpot；Problem；Analysis

TQ053

A

1671-0460（2010）04-0455-03

2010-04-08

周浪嶼（1968-），男，黑龍江哈爾濱人，工程師，1992年畢業于大慶石油學院石油加工系，從事聚丙烯生產技術管理工作，已公開發表論文1篇。E-mail：zlyu01@126.com。