延長共聚生產周期的措施

劉文軍

摘 要：論文分析了影響抗沖共聚單元長周期運行影響因素主要是共聚生產過程中結塊。據此對相關參數和工藝進行適當調整，經過調整，共聚單元運行周期延長，產品質量沒有變化。

關鍵詞：聚丙烯；抗沖共聚；長周期運行

1.前言

天津石化烯烴部聚丙烯裝置采用意大利HIMONT公司液相本體——氣相工藝，能生產均聚，無規共聚，抗沖三大類47個牌號產品。隨著我國經濟的飛速發展，對性能優異的抗沖共聚聚丙烯產品需求日益增加，因此開好抗沖共聚單元，延長共聚單元的運行周期，減少拆清共聚單元次數是影響我廠整體效益的重要因素。我車間技術人員針對共聚單元反應器內有大量塊料，器壁粘料嚴重，E401換熱器和C401壓縮機入口結塊較重，進行了大量的研究和分析決定在反應器出口管線處增加一條Atmer163管線，在反應器循環氣中加入Atmer163，以消除循環氣中小顆粒物料殘留催化劑活性，減少堵塞換熱器E401和減少循環氣壓縮機入口結塊，取得了十分滿意的效果。

2.結塊原因

對聚丙烯粉料粒徑分布進行分析，結果如表1

由表1可以清楚的看出，使用CS-Ⅱ國產催化劑生產出的粉料細粉含量大，并且大顆粒有爆裂現象。同時我們做了催化劑平均活性計算，計算結果為40000-43000g pp/g cat，催化劑活性過大而使反應劇烈，活性顆粒爆裂，導致細粉含量過多。過多的帶有活性的細粉，在氣相反應器中反應加劇，產生的局部熱不能及時擴散到氣相中而使物料熔融結塊，同時細粉容易吸附于反應器壁上，在反應器壁上熔融結塊，粘附器壁，對結塊物料物性進行分析，分析數據見下表2。

由表2可以看出，結塊物料乙烯含量高，從而橡膠相含量高，造成固有粘度大，粘度大的物料易堵塞。由以上分析可知，抑制催化劑活性，降低細粉含量和橡膠料含量，及時撤出反映熱可以減少結塊，從而延長運行周期。

3.工藝特點

液相本體——氣相法工藝特點是不再向氣相反應器，專門加催化劑，而是加入環管反應器出來的聚丙烯，利用聚丙烯的殘余活性與加入的反應物，丙烯，乙烯，氫氣反應生成抗沖共聚產品，因此影響共聚長期運行的因素很多。

4.影響抗沖共聚長周期運行的主要因素

4.1TEAL和DONOR的影響

TEAL和DONOR是丙烯聚合的重要助催化劑。TEAL起到殺死反應系統毒物和還原主催化劑從而形成活性中心。DONOR是等規度調節劑，兩者加入過多過少都會影響反應的好壞。TEAL加的過多將使主催化劑過度還原而失去活性，從而導致反應變壞，加入過少不能使主催化劑充分還原，反應也會不好。DONOR加的過多要消耗一部分TEAL，使反應下降，加入過少，等規度下降，粉料發粘，影響反應器的長周期運行，生產中一般要求TEAL/DONOR（重量比）為2。

4.2均聚密度的影響

催化劑的活性隨停留時間的延長而逐漸衰減的，均聚單元的密度能夠控制催化劑的 停留時間，從而控制催化劑的活性。密度大，停留時間長，催化劑殘余活性小。反之，停留時間短，殘余活性大，因此將密度控制在525——530Kg/M3

4.3氣相反應器料位的調整

氣相反應器的料位控制時空產率，料位升高時，時空產率降低，反應及反應熱得到合理的分配，降低結塊的可能，因此將料位LC401控制在65-75可調。

5.調整效果

5.1加入Atmer163的R401運行效果

從以上表中數據分析可得出在循環氣管線上不加Atmer163，反應器系統運行15天后，換熱器E401的換熱效果就不能滿足生產，同時反應器的壓力和溫度都比工藝正常值偏高，嚴重影響共聚長周期運行。加入Atmer163裝置運行15天以后，反應器的壓力，溫度和換熱器E401的換熱能力沒有產生重大影響，都只是把結塊物料中的乙烯含量大大降低了，有效的防止了反應系統中結塊料的產生，裝置平穩運行40天，換熱器E401沒發生堵塞，反應器除攪拌器掛壁外，直筒段壁光滑。

5.2粒徑改善狀況

與表2數據對比，大于80目細粉含量由0.56%下降為0.13%，并且顆粒爆裂現象較少。

5.3經濟效益核算

我們按每小時注入Atmer163 0.3Kg/h計算，裝置運行40天，實際多消耗Atmer163為0.3*24*40=288Kg.按每噸Atmer163 2.8萬計算，實際多增加成本2.8*0.288=0.8萬元。以前裝置運行15天以后，不能進行生產，必須拆清。而拆清一次共聚反應單元所需費用3萬元，由于加入Atmer163延長了共聚單元的生產周期，按二個周期一次計算，每年比以前少拆6次，一共節約費用3*6=18萬元。

結論：（1）開抗沖共聚單元時，必須嚴格控制細粉量

（2）通過在循環氣管線加入Atmer163，減少了細粉產生，增加經濟效益

（3）裝置運行平穩，質量達標

參考文獻：

[1]《聚丙烯工藝和原理》，2013版，洪定一