浅析双环管聚丙烯工艺反应器温度控制.docx

浅析双环管聚丙烯工艺反应器温度控制 摘 要：Spheripol二代聚丙烯工艺生产过程中最大的风险因素之一是聚合反应器温度过高，造成反应器内聚合物暴聚。因此，控制两个环管反应器的温度对聚丙烯装置安全平稳生产尤为重要。本文重点讨论影响环管反应器温度控制的因素，及环管反应器温度波动时如何及时判断原因和采取相应调整措施。 关键词：双环管 聚丙烯 反应器 温度 控制 中国石油呼和浩特石化公司15万吨/年聚丙烯装置采用SEPHERIPOL二代环管工艺。其生产过程包括催化剂及助催化剂储存与制备、聚合、聚合物脱气、聚合物汽蒸及干燥、原料精制、挤压造粒、成品包装等工序。从国内外同类装置的生产状况分析，环管反应器温度控制在装置所有控制里是最关键的控制点之一，如果环管反应器温度波动较大或长时间波动都会对装置的长周期稳定运行带来不利的影响。本文通过总结和分析本装置试生产以来对改温度控制的经验，保证装置安、稳、长、满、优运行，也可为同类装置生产操作提供帮助。 一、环管反应器温度控制方式 Spheripol二代环管工艺使用齐格勒-纳塔催化剂，以MgCl2为载体TiCl4为活性中心的助催化剂配合TEAL和DONOR为助催化剂和外给电子体。改催化剂体系的聚合速率随着聚合反应温度的升高而增大在75时达到最大值，随后活性开始下降。但在实际生产中，环管反应器的温度控制范围通常为68-72。 丙烯的聚合反应为放热反应，为了使反应器温度保持在正常的操作温度，丙烯聚合过程中产生的反应热必须及时撤出。环管反应器的撤热系统是利用环管夹套中与换管内聚合物浆液逆向流动的循环夹套水来撤除聚合反应中生成的反应热，再利用循环水对夹套水进行冷却。通过反应器上的温度串级来控制夹套水管线上的冷、热路阀门开度来调整夹套水进入板式换热器的流量，从而控制反应器的温度。 二、影响环管反应器温度控制的因素 通过装置的实际运行，我发现影响环管反应器温度的主要原因有： 1、原料丙烯中对催化剂有害组分的含量 2、催化剂切换时活性的变化 3、主催化剂及助催化剂的加入量 4、环管中氢气的加入量 5、板式换热器的换热能力及实际运行情况 6、界区循环水的温度、流量及质量 7、聚合反应终止剂一氧化碳的注入 上述影响聚合反应器温度控制的因素，因其影响程度的不同对聚合反应的温度控制造成的影响也不尽相同。通常条件下聚合反应器的温度下降对装置的危害不大，但如果是反应器的温度升高，对反应器的正常生产会造成极大影响，且温升速度越快造成的后果也将越大。所以如果聚合反应器温度快速上升，必须马上查找原因，同时采取相对应的措施避免反应器飞温，反应器暴聚装置停工。 三、环管反应器温度波动的控制措施 影响反应器温度的因素在实际生产过程中可能单个出现，也有可能多个同时出现。当发生反应器温度报警，首先要判断其波动的原因，从根源上解决温度波动的问题。根据实际生产经验，温度上波动调整措施如下： 1、确定界区来丙烯质量是否稳定，如果对催化剂毒性较强的杂质含量升高，则聚合反应会变弱，反应温度下降，这是可以适当提高助催化剂TEAL的加入量，如果反应持续变弱可以增加主催化剂的加入量，维持聚合反应器温度和密度。 2、在切换不同批次或不同型号的催化剂时由于催化剂活性的不同也会对聚合反应造成影响。如果催化剂活性较弱，则聚合反应偏弱，这时提高催化剂计量泵冲程，保证反应器密度、温度；如果催化剂活性较强，则适当降低催化剂泵冲程，保证聚合反应器温度和密度。 3、由于主催化剂或助催化剂计量泵故障或人为原因造成两剂流量波动，应及时切换计量泵或调整计量泵输入的流量或冲程。 4、环管中氢气的加入量如果突然增加会造成反应器飞温，应及时检查环管进料丙烯内氢气分析仪是否准确，如果现实错误或断线应及时断开串级控制，手动或自动控制加入反应器的氢气流量，保证反应器温度正常。 5、夹套水的板式换热器由于长时间的运行会造成部分流道堵塞，造成换热面积减小，从而导致夹套水温度偏高无法及时撤出反应热，造成反应器温度偏高，如果遇到此类问题可以提高环管丙烯进料量保持环管反应器温度，如果长时间处于该状态，装置应计划停工，清洗板式换热器。 6、界区循环水的质量对装置内所有的换热器都有影响，特别是对板式换热器这种流道狭窄的换热器影响更是严重，如果界区循环水温度和流量偏高/低，应及时联系调度通知水汽调整循环水的温度及流量保证装置的平稳运行。 7、在装置注入 CO 临时停工后，再重新开工时要注意检测系统中 CO 含量，防止进催化剂后反应活性降低。 8、如果反应器温度快速升高应该采取以下措施： A.手动调整夹套水温度控制阀，开打冷路控制阀关小热路控制阀，降低夹套水温度，提高撤热效率 B.提高环管丙烯进料量，用大量冷丙烯进行冲洗，降低反应器内浆液温度 C.降低或停止注入反应器的氢气 D.降低或切断主催化剂的加入 E.如果上述方法仍无法解决则注入反应终止剂CO，终止反应 以上控制措施中反应器注入 CO 杀死剂是最有效的控制温度措施，但是反应器注入 CO后将造成装置临时停工，仅在装置非常危急时使用。 四、总结 1、本文所述内容是环管反应器温度控制的基本方法，当反应器温度发生波动时，最重要一点是采取有效措施，防止反应器飞温及反应器暴聚 2、当反应器温度波动时，注意观察温度变化速度，采取合理的处置措施