Unipol氣相法聚丙烯工藝如何實現節能減排

◎陳陸軍 劉偉利 王春華

Unipol氣相法聚丙烯工藝如何實現節能減排

◎陳陸軍 劉偉利 王春華

主要從兩個方面對Unipol氣相法聚丙烯工藝在實際裝置操作中如何降低能耗和物耗，提高生產效率進行分析探討，并從提高反應器產率及降低回收系統丙烯含量兩個方面討論節能減排的可能性。

聚丙烯具有良好的耐熱性、無毒無臭、應用范圍廣的特性，是通用塑料中非常重要的一員。UNIPOL聚丙烯生產工藝具有簡單、靈活、經濟和安全的特點，工藝采用氣相流化床反應器系統，用兩臺串聯的氣相反應器系統可以靈活的生產產品性能穩定的全范圍的聚丙烯產品。

一個企業要盈利，涉及到諸多方面的原因，本文所探討的就是如何降低聚丙烯裝置的能耗及物耗，減少不必要的浪費，并且討論如何在同等生產條件下提高反應器的轉化率，從這幾方面入手，精細操作，使裝置達到一個穩定良好的運行狀態，實現更高的經濟效益。

節能減排的具體措施和方法

如何降低公用工程消耗

儀表風：儀表風為裝置所有切斷閥、調節閥等自動閥門提供動力，負責所有自動閥門的開關及調節，裝置平穩運行，并且自控率達到100%時，儀表風用量基本保持平穩。但是由于儀表風接管普遍采用活接頭的形式，在儀表閥門使用過程中，由于管線振動、密封老化等原因，會造成儀表風泄露，定期檢查、及時消漏會降低儀表風的消耗。

工廠風：工廠風甩頭閥組遍布聚丙烯裝置各個區域，開工前期對管道吹掃起到重要作用，在裝置運行期間也作為氧化劑對某些床層中催化劑的進行徹底失活，裝置穩定運行期間用量很小。

循環水：聚丙烯裝置循環水用量大，裝置在夏季用量能達到6000噸/小時，如此大的用量也就成為裝置降低能耗物耗的重頭戲。即使在夏季，很多物料在經過換熱器出口后溫度依然很低，存在換熱器效果過剩的現象，也造成了浪費，例如氫氣換熱器E-1206出口設計值為40℃，而環境溫度在30℃左右時，氫氣在經過換熱器后只有26℃，這種情況就要適當關小冷卻器循環水入口閥門來控制循環水用量，使經過換熱器后的氫氣溫度達到設計值。

氮氣：以丙烯精制塔來說，再生時新鮮氮氣用量為1700千克每小時左右，丙烯原料質量的直接影響精制塔的再生周期，而短暫的再生周期無疑加大了氮氣的用量，原料的質量穩定達標就可以延緩精制床催化劑的飽和速度，延長床層的再生周期，從而降低了氮氣的消耗。

電：以反應器循環氣壓縮機為例，不同的導葉開度，電機的功率是不同的，導葉開度越大，電機做功越多，用電量越大。再者，當循環氣壓縮機導葉固定的情況下，反應器中冷凝量的大小也決定了電機功率的大小，事實證明，當反應器中丙烯濃度越高，冷凝量越大，電機的功率越大，用電量越大，所以在能保證反應穩定的情況下，可以適當降低反應器中丙烯濃度，減少冷凝量，可以達到節約用電的效果。而對于往復式壓縮機，以回收氣壓縮機K-5214為例，本裝置回收氣壓縮機入口壓力設計值為15Kpa，事實證明，當入口壓力高于15Kpa時，電機功率明顯升高，而低于15Kpa時又明顯降低，所以要將往復式壓縮機入口壓力控制在設計值上下有助于節約用電。

如何提高反應器轉化率

原料。定期檢測丙烯中雜質的含量，及時采取應對措施，以雜質砷為例，當砷含量超過單床處理能力時，應及時將兩個丙烯脫砷床串聯或切換新的精制床，以達到更好的脫除效果，以免砷在反應器中累積造成催化劑中毒。

反應器操作條件。反應溫度：對于本裝置所使用的齊格勒納塔系列催化劑，國內聚丙烯裝置基本都在使用按照前DOW化學公司提供的技術資料提供的溫度設定值，但是根據粉料分析結果，粉料灰分偏高，也就是說催化劑“過量”，產率未達到“最大值”，當提高反應器溫度設定值，使反應區域的溫度適當提高，在催化劑流量不變的情況下，反應器中丙烯分壓明顯開始降低，需要適當提高丙烯進料量。

床重、床高及循環氣壓縮機導葉開度：床重的設定值直接決定了催化劑在反應器中的停留時間，催化劑在反應器中的停留時間越長，活性激發的越充分，同等重量的催化劑能夠生產更多的聚丙烯粉料。

但是，反應器床重不能無休止的增加，在循環氣壓縮機導葉不變的情況下，提高床重的設定值會間接提高床高，床高過高會使粉料穿過反應器頂部擴大段，帶入循環氣冷卻器中，隨著時間的推移易造成冷卻器堵塞，解決的辦法就是隨著床重的提高，可以適當降低循環氣壓縮機導葉開度，使床高保持在一個合適的位置。

PDS下料系統時間設定：PDS下料時間直接影響了PC罐的填充率，填充率越高，反應器排放至PC罐的氣體含量越低，有效降低了反應器中氣體組分的浪費，而且不僅提高了PDS系統的下料效率，也顯著降低了PDS系統排放至回收系統的氣體流量。

如何減少回收系統排放至高壓火炬中富氮流股中丙烯含量。當排放至回收氣壓縮機的氣體經過回收氣壓縮機壓縮并降溫后，大部分丙烯被液化從新打回至反應器繼續參加反應，還有一部分氣體需要經過自制冷換熱器經過更低的溫度后才能液化，富氮流股進入C-5229作為PDS下料系統的輸送氣，多余的氣體被排放至高壓火炬，事實證明，當C-5204頂部氣體經過自制冷換熱器，而換熱器TIC-5204-2溫度為-20℃時，C-5229排放至高壓火炬的氣體中丙烯含量為14%左右，當TIC-5204-2溫度為-40℃時，C-5229排放至高壓火炬的氣體中丙烯含量僅為6%左右，而排放至高壓火炬的流量為每小時300Kg左右，有效降低TI-5204-2溫度能大大降低排放至高壓火炬氣體中丙烯的含量。

結論

Unipol氣相法聚丙烯工藝控制先進，在保證穩定生產的基礎上，通過一系列措施對公用工程用量進行控制，降低裝置能耗和物耗；對工藝操作進行優化和調整，提高催化劑產率，減少不必要的排放，對工藝排放氣進行回收和利用，都可以對節能減排起到很好的效果

（作者單位：中石油四川石化有限責任公司）