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1 LLDPE工艺简介 2011年5月 2 一 LLDPE的发展史 PE工业化生产是以高压低密度聚乙烯的研究开发为起点的 1939年第一套PE装置实现了工业化生产 称为LDPE工艺 PE工艺先后经历过LDPE HDPE LLDPE工艺 20世纪70年代 美国联碳公司和加拿大杜邦公司共同实现了LLDPE的工业化生产 1 1发展史简介 3 1 2PE的工业现状及发展前景 聚乙烯的工业化生产至今已有近70年的历史 聚乙烯已成为合成树脂中产量最大 发展最快 品种开发最活跃的一种树脂 近年来我国聚乙烯的发展较快 1970年引进了第一套聚乙烯装置 至目前为止 我国已有近百套的聚乙烯装置投产或正在建设 4 1 3LLDPE的生产方法 主要有4种方法 a 气相法 b 溶液法 c 淤浆法 d 高压法 目前主要采用前3种方法 高压法建设投资高 能耗高 维修困难 溶液法和浆液法都使用溶剂 工艺流程长 成本高 使生产能力受到限制 而气相法不用溶剂 工艺简单 建设投资和能量消耗低 可在较宽的范围内调节产品品种 发展迅速 Univation的技术则属于气相法的工艺 5 二 LLDPE工艺简介 2 1装置概况 线性低密度聚乙烯装置采用美国Univation公司的低压气相流化床聚乙烯工艺技术 装置设计规模为30万吨 年 Univation是Dow和美国联碳公司共同合资的公司 6 2 2Univation装置的特点 1 工艺简单聚合反应在较低温度 压力下 其工艺流程较短 2 产品灵活根据市场需要 较好调节产品质量和产量 3 操作方便4 经济性强5 安全性可靠没有溶剂回收和可燃液体处理 符合QHSE标准 7 2 3装置工艺简介 采用乙烯为原料 以丁烯 1 己烯 1为共聚单体 氢气为分子量调节剂 异戊烷是诱导冷凝剂 烷基铝是齐格勒 那塔聚合反应的助催化剂 用途 主要用做衬料 混料 农用薄膜 装运袋 容器 器皿 盖子等 8 主要原料有乙烯 丁烯 1 己烯 1 氢气和异戊烷 反应催化剂是齐格勒 纳塔体系催化剂 型号是UCAT J 助催化剂主要是烷基铝 主要化学品包括DSTDP DynamarFX 5920 Erucamide Irgafos168 Irganox1076 Microtalc Preblend46K Tinuvin622LD 硬脂酸锌 氧化锌等 2 4主要原料 催化剂和化学品 9 2 5设计基础 设计能力 30万吨基于8000小时 年 密度 0 915 0 965g cm3 操作能力 50 110 造粒能力 60 120 10 2 6主要单元 主要包括以下单元 工艺单元主要有原料供应和精制 乙烯精制 反应 树脂脱气 排放气回收 树脂添加剂处理 造粒 辅助工艺单元包括树脂输送和种子床系统 树脂添加剂处理 辅助系统包括高压火炬系统 废水预处理系统 蒸汽和蒸汽冷凝液系统 11 2 7聚合机理 1 LLDPE聚合机理 配位阴离子进行聚合 在适当的条件下 催化剂中的极性化学键异裂成带负电的离子基团 成为活性中心 单体分子首先在活性中心的空位上配位 并活化形成某种形式的络合物 常称 络合物 然后单体分子相继插入过渡金属 烷基链中进行增长 12 2 UnipolLLDPE工艺聚合机理 M 1催化剂的母体是无活性的 只有被一氯二乙基铝和三正己基铝一次还原 再进入反应器被三乙基铝二次还原后才能形成活性催化剂 C2H5 Ti Cl C2H5 3Al Ti C2H5 2AlCl 13 有活性的催化剂与乙烯结合就能使聚合物的链不断增长 C2H5CH2 C2H5 Ti CH2 CH2 Ti CH2 Ti CH2 CH2CH2 14 氢气在反应过程中起链转移的作用 Ti HCH2 C2H4 n C2H5 H2 Ti CH3 C2H4 n C2H5 15 转移后的活化链仍具有活性 继续引发聚合反应 HC2H5 Ti CH2 CH2 Ti 16 聚合反应可被H2S H2O O2 甲醇 甲醚等毒物终止 也可因两个活性基团结合而终止 C2H5C2H5 Ti H2S Ti SH2 17 2 8许可产品牌号 18 2 9原则流程 19 三 LLDPE工艺介绍 一 工艺描述1 10共聚单体精制一个共聚单体精制系统提供了两种共聚单体 丁烯 1和己烯 1 来自界区的液相共聚单体直接送入共聚单体脱气塔 C 1008 脱气塔位于共聚单体缓冲罐 C 1007 塔顶有一个水冷的共聚单体冷凝器 E 1009 使共聚单体冷凝 塔底有一个蒸气加热的共聚单体再沸器 E 1010 使共聚单体汽化 塔顶脱除的少量的轻组分 塔顶气被排放到火炬 共聚单体缓冲罐的底部产品由共聚单体冷却器 E 1011 冷却 冷却器的主要目的是为共聚单体进料泵 G 1002或G 1003 其中一个是备用泵 提供足够的有效的汽蚀余量 共聚单体进料泵使共聚单体增压至足够高的压力后进入反应器 来自共聚单体进料泵的共聚单体进入共聚单体干燥器 C 1004或C 1005 通过物理吸收作用除去共聚单体物流中的水分和其它极性杂质 分子筛床层需要用热氮气定期再生 当一个共聚单体干燥器进行再生时 就启用备用的共聚单体干燥器 这样使共聚单体能够连续流动 20 1 11氮气精制从界区来的氮气经过氮气预加热器 E 1108 加热 然后进入氮气脱氧罐 C 1109 氮气脱氧罐含有一个游离铜催化剂的固定床 通过将游离铜氧化成氧化铜而除去氮气中的氧气 催化剂床需要用含有少量氢气的热氮气进行定期再生 离开氮气脱氧罐的氮气进入氮气CO脱除罐 C 1106 CO脱除罐焊有一个固定床的铜基催化剂脱除氮气中的CO 把CO吸附在催化剂床层上 这个床需要用空气稀释的氮气 空气中的氧气与CuO CO反应生产CuO CO2 并进行定期再生 氮气在离开CO脱除罐后 由氮气后冷器 E 1110 进行冷却 进入到氮气干燥器 C 1112或C 1113 氮气干燥器内设有分子筛 通过物理吸收作用除去氮气中的水分和其它极性杂质 分子筛床需要用热氮气定期再生 高压精制的氮气用于反应系统 而低压精制的氮气供给整个PE工艺单元各个不同地方使用 反应器要求的高压精制氮气是来自氮气干燥罐 C 1112或C 1113 的干燥氮气 精制氮气由氮气压缩机 K 1102或K 1103 增压 高压精制氮气然后经过精制氮气过滤器 Y 1114或Y 1115 一个为备用 连续流向反应系统 氮气罐 C 1117 提供缓冲器给在下游的氮气压缩机 21 1 12氢气精制从界区来的氢气经过氢气脱氧预加热器 E 1204 加热后 进入氢气脱氧罐 C 1205 脱氧罐由GPT公司供应 包含BASF脱氧催化剂 脱除氢气中的氧气 氧气与氢气在催化剂的作用下 生成水 催化剂床层要求在引入氢气前以一股氮气进行吹扫 氢气在离开脱氧罐进入氢气干燥罐C 1207 氢气干燥器内设有分子筛 通过物理吸收作用除去氮气中的水分和其它极性杂质 分子筛床需要用热氮气定期再生 在吹扫时 可走氢气脱氧床旁路 因此允许氢气流能连续的通过氢气精制床 同样氢气干燥床在再生时 也能从旁路通过 氢气从氢气干燥器中流出进入反应器 同样在再生时直接流入氮气和乙烯脱氧罐及氮气和乙烯一氧化碳罐 22 1 14ICA精制液体ICA来自界区直接进入到ICA脱气塔C 1421 塔位于ICA缓冲罐 C 1406 配有水冷的ICA冷凝器 E 1422 使异戊烷冷凝 塔底有一个蒸汽加热的ICA再沸器 E 1415 使异戊烷汽化 塔顶有一股塔顶气 含有脱除的一些轻组分 CO CO2 O2等 被排放到火炬 塔顶脱气后的异戊烷经ICA冷却器 E 1423 脱除ICA缓冲罐的异戊烷 其主要目的是冷却器为提供足够的汽蚀余量为ICA进料泵 G 1412或G 1413 ICA进料泵使ICA增压至足够高的压力后进入反应器 在进入反应器之前ICA需要经过ICA干燥器 C 1419或C 1420 干燥床使用分子筛床脱去水和其他极性杂质 分子筛床需要用热氮气定期再生 当一个ICA干燥器进行再生时 就启用备用的ICA干燥器 从而使ICA能够连续流动通过ICA精制系统 精制后进入反应器 23 1 15T2供应添加剂T2 是一种烷基铝 用于齐格勒 那塔催化剂的聚合反应 因为其反应特性烷基铝在某些区域是有害物质 精制氮气用于将烷基铝从刚瓶中压送至T2进料罐 C 1505 之后至T2进料泵 G 1503或G 1504 其中一个是备用 T2进料泵将T2升压至能够进入反应系统的压力 来自于添加剂T2系统的排放气被送入T2密封罐 C 1502 与其中的矿物油混合形成低活性的溶液 密封罐中的物质要定期地排入处置罐中由装置外的处理商进行处理 矿物油通过矿物油卸料泵 G 1514 从矿物油桶中送入T2密封罐 C 1502 用来稀释烷基铝 矿物油卸料泵也可用于将矿物油从矿物油桶中用罐泵送到矿物油冲洗罐 C 1512 系统维护时用矿物油冲洗罐中的矿物油来冲洗添加剂T2系统 24 2 20乙烯精制来自界区的乙烯被乙烯供应预热器加热 E 2001 到30 在进入乙炔脱除罐 C 2101 之前 乙烯乙炔脱除罐含有一个钯基固定床支持的氧化铝催化剂 南方化学的Polymax200 促进乙炔加氢反应的选择性通过引进一小股氢气流到上游的乙烯的床 这床是不用再生的 然后在通过乙烯中间换热器 E 2105 可以与来自乙烯CO脱除罐 C 2103 互相换热 升温后的乙烯通过乙烯预加热器 E 2106 被加热到90 后 进入乙烯脱氧罐 C 2108 乙烯脱氧罐内有一个游离铜催化剂 UT 2000 的固定床 通过将游离铜氧化成氧化铜而除去乙烯中的氧气 这些床需要用氮气稀释的氢气进行定期再生 25 乙烯在离开脱氧罐后 进入到CO脱除罐 C 2103 CO脱除罐含有一个铜基催化剂的固定床 靠化学作用脱除其中的CO 这些床需要用氮气稀释的空气进行定期再生 乙烯在离开乙烯CO脱除罐后 在乙烯中间换热器中被冷却 之后进入乙烯干燥器 C 2112或C 2113 脱除痕量的水和甲醇 乙烯干燥器中包含分子筛 UOP3A和SelexsorbCD 和活性氧化铝 这两种物质通过物理吸收作用除去乙烯物流中的二氧化碳 水分和其它极性杂质 乙烯干燥器需要用热氮气定期再生 当一个乙烯干燥器进行再生时 就启用备用的乙烯干燥器 这样使乙烯能够连续流入反应系统 26 2 21精制床再生来自氮气总管的氮气在流量控制下进入再生氮气加热器 E 2114 氮气被电阻加热器加热到第1部分和第2部分CO脱除 脱氧和干燥床再生的所需的温度 热氮气通过分配管进入需再生床层 所有的干燥器再生时冷却和预负荷步骤都使用低压未精制氮气 精制床再生时产生的排放气或者送入火炬或者排入大气 27 4 40 00反应系统树脂是在流化床反应器内发生聚合反应生成的 通过反应气外部冷却循环使反应器床流化 同时除去反应热 催化剂和精制的反应物 乙烯 丁烯 1或己烯 1和氢气 连续被送入反应器 树脂间歇地从反应器流入顺序交互式操作的产品排放系统 在产品下料过程中 一些夹带的反应气被送到另一个下料系统 这些在下料系统临时储存的反应气在下一个下料周期直接返回反应器 这样可以减少反应系统中反应气的损失 树脂被送往产品脱气仓 第5 50部分 同时输送气进入排放气回收系统 第5 52部分 某些调整剂由于各种原因被添加到反应器 当生产齐格勒 那塔树脂时 烷基铝 添加剂T2 被连续加入反应器 添加剂T2 也能用于反应器初始开车期间的情况下 在反应条件发生紊乱时 调整剂C被注入反应器以快速 杀死 聚合反应 调整剂C 是一种可逆的催化剂毒物 它能通过手动或自动的逻辑控制杀死系统注入反应器 28 反应系统 反应系统由反应器 C 4001 循环气冷却器 E 4002A或E 4002B 其中一个是备用 和循环气体压缩机 K 4003 组成 气态反应物 乙烯 丁烯 1 己烯 1和氢气的混合物 和惰性组分在循环气体压缩机的压送下连续地循环通过注入有催化剂的树脂流化床 聚合反应的反应热由循环气带出并被外部的循环气体冷却器除去 如果需要的话 少量的循环气可通过产品脱气仓排放到火炬 以此来保持反应系统内适当的反应物浓度 反应器是一个圆柱状带裙座设备 顶部带有一个扩大的部分以分离循环气中的颗粒物料 一个打孔的分布板支撑树脂粉料床 气体经分布板分布后流入床层底部 有五种不同标高的人孔 以备检修人员能进入反应器 29 循环气体压缩机是一个单级 开式叶轮 恒速 离心式压缩机 压缩机入口的导向叶片控制循环气的循环速率 循环气体压缩机设计带有一个FDA批准的白矿物油的润滑油系统和干气体密封系统 循环气体冷却器是一个单程的管壳式换热器 循环气走管程 同时调温水逆流走壳程 改变调温水冷却器 E 4007 旁路调温水的速率控制进入循环气冷却器的调温水的温度 装置开车前 必须向反应器装入聚乙烯树脂粉料来作为种子床 树脂通过反应器垂直段上部的12英寸的管嘴被装入反应器 反应器的扩大部分用于脱除树脂粉末 排放过滤器是不需要的 种子床树脂输送线是永久连接到反应器上的 但在正常情况下 用一个带双圈的盲板把种子床树脂输送线封闭 以防止种子床树脂输送系统超压和暴露到反应器回流的烃中 输送气排放到大气通过反应器顶部提供的1个8英寸的喷嘴 30 杀死系统 依靠杀死系统可使聚合反应停止或减慢 杀死系统包括含有调整剂C的杀死剂钢瓶 分配管道以及用来将杀死剂C注入循环气管道的气动阀 当杀死系统逻辑启动时 杀死系统应该非常可靠 应该按照设计的杀死标准补充 杀死系统逻辑提供以下几种选择 1型杀死 在有连续的循环气循环时 自动或手动启动时2型杀死 在没有循环气流动和很小的反应排放时 自动启动3型杀死 在循环气流量减少和小的反应排放时 自动或手动启动自动最小杀死 来自控制室的反应率小幅减少 手动启动最小杀死 现场的反应率小幅减少 手动启动 31 1型杀死系统可在高反应器床温时手动启动也可自动启动 杀死剂C通过连续的循环气物流在反应系统内循环和混合 这样就可将催化剂在反应器床层内脱活 2型杀死系统可在循环气压缩机或循环气透平时自动启动 一旦启动 压缩机 透平将会立即停车以保持其机械完整 当循环气排放到火炬时 杀死剂C被注入到循环气管道 3型杀死系统除了在循环气压缩机机械故障停车时自动启动外还可在循环气流量降低时自动启动 当循环气通过循环气透平 KT 4003 排至火炬时 杀死剂C被注入循环气管道 循环气透平在越来越小的速率下驱动循环气压缩机 杀死剂C在反应系统内循环和混合 这样就可将催化剂在反应器床层内脱活 自动的最小杀死方式可允许操作员随意的加入少量的调整剂C以降低反应率 加入量由操作员决定 操作员可通过调节控制注入顺序的计时器来控制调整剂C的加入量 对于手动最小杀死方式 是通过人工调节手动阀来注入少量固定值的调整剂C 以降低UCAT反应速率约10 32 4 40 10反应冷却水 聚合反应的温度控制要适应调温水的温度设定点 装置冷却水做为调温水冷却器 E 4007 的冷却介质 因为调温水系统温度不是一个固定值 而是一个温度范围 设置一个膨胀罐 D 4010 使调温水适应不同的热胀 调温水泵 G 4004或G 4005 其中一个是备用 使得调温水在冷却系统中循环 调温水系统也用于初始开车时加热反应系统 通过使用反应器开车加热器 E 4008 和大部分的调温水循环返回到循环气冷却器 E 4002A或E 4002B 到反应器 使调温水临时可用来作为热媒 33 4 40 30浆液催化剂系统 原质催化剂卸料和储存原质催化剂淤浆存储在120加仑的可再利用的钢瓶中 在卸料前 要滚动原质催化剂输送钢瓶24小时以确保固体完全悬浮在矿物油中 设置钢瓶滚瓶机 S 4060 来实现此目的 滚动后的钢瓶快速从储存区传送至催化剂供应区 用氮气将原质浆液从钢瓶中压至浆液进料罐 C 4050 在传送期间 原质浆液通过过滤器4050D 浆液进料罐搅拌器 Y 4052 连续搅拌以保证固体很好地分散 并保持在悬浮状态 34 烷基铝卸料和处理原质浆液催化剂需要加入烷基铝 T3和烷基铝卤化物 DC 用矿物油稀释过的T3和DC将被储存在430加仑的钢瓶中 氮气将T3和DC从钢瓶中压出送入各自的进料罐 C 4067或C 4065 进料罐设计有一个小的缓冲空间 以实现在更换烷基铝钢瓶时系统仍能连续操作 35 还原浆液进料罐中的原质浆液由可变速控制的浆液进料泵 G 4051 或者以再循环模式重新返回浆液进料罐或者以注入模式送入反应器 原质浆液流率由质量流量计测量 烷基铝进料泵 DC进料泵 G 4053 T3进料泵 G 4054 和它们共用的备用泵T3 DC进料泵 G 4058 用于将T3和DC连续不断的从它们各自的进料罐送入浆液进料泵下游的原质浆液线 烷基铝的流量由质量流量计测量 其质量根据原质浆液的质量流率来控制 36 DC和T3从不同的注入点注入原质浆液线 T3和浆液在T3在线混合器 4056A B 混合 T3和原浆的混合物流入T3停留罐和搅拌器 C 4056 并在那里进行反应 DC注入至T3停留罐和DC在线混合器 4057A 混合出来的T3 浆液的混合物流 反应在DC停留罐和搅拌器 C 4057 中连续进行 被还原的催化剂送入反应器 作为输送气的高压精制氮气可协助浆液进入反应器 自限温伴热是用在T3 DC和浆液线 T3和DC停留罐 C 4056和C 4057 在线混合器 4056A B和4057A T3和DC进料罐 C 4065和C 4067 和浆液进料罐 C 4050 到加热T3 DC 浆液流 37 矿物油冲洗系统矿物油冲洗系统用于定期冲洗该单元内的所有管线及生产设备 用于冲洗的矿物油由矿物油卸料泵 G 4068 从55加仑的矿物油桶送入矿物油冲洗罐 G 4069 使用氮气输送矿物油到整个系统 浆液管线和设备冲洗后直接进入浆液处置罐 T3和DC管线及设备经过冲洗后 废矿物油进入密封罐 C 4045 之后被排入密封罐处置钢瓶 当气体出口和排放到密封罐时 液体和冲洗固体任留在处理罐 浆液处理罐内 钢瓶秤 S 4064 用于监测密封罐处置钢瓶及浆液处置罐的液位和容量 38 4 40 40干催化剂系统 干催化剂由标准的两个MarkV催化剂加料 V 4036 V 4037 每个带有两个拾取块 高压精制氮气将催化剂从催化剂加料器压送入反应器 催化剂停留罐 C 4040 C 4041 直接放置在催化剂加料器之上 催化剂由高纯度氮气经催化剂软管站从催化剂钢瓶中以密相输送的形式送入催化剂停留罐 当需要时 催化剂就靠重力从停留罐进入催化剂加料器 没用完的催化剂从催化剂加料器送至催化剂排放过滤器 Y 4901 或直接进入钢瓶以备将来使用或处理 回收干催化剂在催化剂加料器检修期间 采用真空系统使操作人员活动范围内的催化剂浓度尽量降低 当处理6 铬的催化剂时 它疑似致癌物 这是极其重要的 真空系统由催化剂排放过滤器 Y 4901 和喷射器组成 每个催化剂进料器配有柔性软管用于清理溢出料 催化剂进料器中的催化剂在转移到催化剂出口过滤器 Y 4901 之前用空气 氮气混合气进行失活 从过滤器出来的催化剂由重力作用卸入处置罐 39 4 40 50其他反应系统 反应器抗静电 RSC 注入设施是用氮气向反应器中引入少量的抗静电剂RSC 向反应器注入的抗静电剂RSC是通过用饱和的小股氮气来实现的 并从循环气冷却器 E 4002A E 4002B 的下游注入反应循环 通过改变氮气流量来控制加入反应系统的抗静电剂 RSC 的量 40 4 41产品下料系统 反应系统由两个 两级产品下料系统 PDS 正常情况下 所有的下料系统以 交互交替 模式进行操作 但是 当一条下料系统进行检修时 另一条下料系统也可以单独操作 在交互模式中 气体在排放系统之间转移以减少离开反应器的单体的量 每条产品出料系统 PDS 组成由一个产品出料罐 C 4101和C 4106 和一个产品吹出罐 C 4103 C 4108 组成 粉料树脂和反应气间歇地从反应器排入产品出料罐 树脂和反应气在产品出料罐中分离 当气体被下料树脂替换时 气体被排入反应器顶部 树脂依靠重力进入产品吹出罐中 再从产品吹出罐高压输送 密相输送 到产品脱气仓 C 5009 中 如需要的话 输送气体采用来自排放气回收系统的循环气或氮气 把产品吹出罐中的树脂压送到产品脱气仓 41 5 50树脂脱气 树脂脱气开始于产品脱气仓 C 5009 结束于颗粒树脂换向阀 Y 5041 出口 产品净化树脂来自反应器产品排放系统通过2个输送线进入产品脱气仓 产品脱气仓由两部分组成 上部分用于脱除烃类 下部分用于水解残留在活性催化剂树脂中的烷基铝 通过向上部分注入氮气来实现脱除烃类 氮气 蒸汽混合物用于水解脱气仓下部分残留的烷基铝和活性催化剂 通过将产品脱气仓树脂料位控制在预定范围内来维持脱气所需的足够的停留时间 产品脱气仓料位随产品脱气仓旋转加料器 S 5011 转速的改变而变化 并且它的料位是由颗粒树脂 种子床树脂输送系统排放料斗 Y 5668 由客户定 的料位控制器进行设定 42 氮气从两个地方被引入到产品脱气仓上部 其一是从一内部倒锥形分配器的顶部 其二是从一连接在罐壁的内件裙座下端 大约同锥形器相同的高度 氮气流量在上述两个位置上均分为两股 氮气 输送气和从树脂中脱除的烃类经产品脱气仓过滤器 Y 5010 从产品脱气仓顶部排出 过滤器出口物流进入第5B部分 排放气回收和火炬 氮气及蒸汽混合后 通过下部倒锥进入脱气仓下段 为了避免蒸汽冷凝 氮气通过夹套管用蒸汽加热后才与蒸汽混和 混合气自下而上通过脱气仓下段 水解树脂中残留的烷基铝和活性催化剂 残余蒸汽和氮气以及脱除的烃从中部倒锥的下面侧线排出 侧线排出的物流通过产品脱气仓底部过滤器 Y 5019 排入火炬 为了确保蒸汽不从脱气仓上段进入排放气回收系统 侧线排出物流的流量要大于进入的蒸汽 氮气混合气量 这种控制可以强制一定量的氮气从脱气仓上段向下流动 从而避免了蒸汽进入排放气回收系统 从脱气仓底部出来的树脂只含有微量溶解的烃 43 部分氮气会通过脱气仓旋转加料器泄露 与树脂一起离开脱气仓 为了避免氮气的泄露引起树脂脱气效率下降 从脱气仓的底部管口另外注入一股氮气 这股氮气的量要等于或大于氮气的泄露量 过量的氮气通过脱气仓下段与侧线物流一起排入脱气仓底部过滤器 树脂输送和除块树脂通过产品脱气仓破块旋转加料器 S 5011 离开脱气仓 旋转加料器带有切刀 以剪切较大块的物料 通过控制旋转加料器的转速来控制脱气仓的料位 旋转加料器的转速由粉料树脂 种子床树脂输送系统放空料斗 Y 5668 由客户定 的料位控制器来设定 44 振动筛树脂通过产品脱气仓破块旋转加料器 S 5011 离开脱气仓 旋转加料器带有切刀 以剪切较大块的物料 通过控制旋转加料器的转速来控制脱气仓的料位 从脱气仓旋转加料器出来的树脂靠重力进入颗粒振动筛 Y 5012 筛除较大尺寸的树脂后 经粉料树脂换向阀 Y 5041 重力流至粉料树脂缓冲 排放料斗 而较大尺寸的树脂颗粒通过设置的双阀排至位于地面上的废料料斗中 树脂再循环回路如果树脂需要在脱气仓中储存一段时间 应投用树脂再循环系统 从颗粒振动筛Y 5012出来的粉料树脂经过粉料树脂换向阀 Y 5041 至脱气仓再循环系统 S 5040 再循环系统把树脂送回产品脱气仓的顶部 此输送系统能力设计为使脱气仓中的料位每小时下降0 3米 45 5 52排放气回收排放气回收系统用来回收产品脱气仓排放气中的共聚单体和异戊烷 提高单体总利用率 通过再循环产品脱气仓中进入树脂排放系统的氮气 和轻烃 此时氮气作为助输送气 此系统还可用于降低氮气消耗量 脱气仓排放气可以排至火炬或排入排放气回收系统 排放气回收系统投用时 从脱气仓顶部过滤器 Y 5010 出来的排放气 首先经入口保护过滤器 Y 5223或备用Y 5224 然后进入低压冷却器 E 5217 用冷却水冷却到至少40 冷却后的气液混合物进入低压集液罐 C 5202 进行气液分离 中间集液罐收集来自低压凝液回收泵 G 5212 送来的凝液 来自低压集液罐的气体进入排放气回收压缩机 K 5206 的一段 压力升至388kPaa 当排放温度过高时 压缩机自动联锁停车以避免损害 46 气体离开压缩机一段后经级间冷却器 E 5227 冷却到至少40 后进入级间集液罐 C 5226 级间集液罐内的凝液由级间凝液回收泵 G 5225或备用的G 5228 送回反应系统 从级间集液罐出来的气体进入排放气回收压缩机的二段 压力升至约1379kPaa 压缩机出来的气体经过高压冷却器 E 5208 和高压冷凝器 E 5209 分别冷却至40 和 10 后 进入高压集液罐 C 5210 中进行气液分离 液体经高压凝液回收泵 G 5215或备用G 5216 送回反应进料系统 气体一部分用作从产品吹出罐至产品脱气仓树脂的辅助密相输送气 剩余部分排火炬 如果高压集液罐压力下降至很低时 氮气备用系统将自动启动 用作辅助密相输送气 低压 级间和高压冷却器用冷却水将工艺流体冷至40 或更低 高压冷凝器用 20 乙二醇的水溶液做制冷剂将工艺流体冷至 10 制冷剂由排放气回收制冷系统 V 5214 供给 47 5 56粉料树脂输送和种子床储存该系统包括粉料树脂输送 储存 再循环以及向反应器和造粒系统进料的设施 造粒系统粉料树脂进料粉料树脂从粉料树脂 种子床树脂输送系统放空料斗 Y 5668 靠重力流通过粉料树脂 种子床树脂换向阀 Y 5669 进入粉料树脂输送系统旋转阀 S 5667 粉料树脂从旋转阀落下后 用闭路 稀相的氮气输送系统输送到粉料树脂输送系统接收仓 D 5601 输送氮气由粉料输送系统风机 K 5614或备用的K 5615 供给 输送氮气分别用粉料树脂输送入口氮气冷却器 E 5619 和粉料树脂输送出口氮气冷却器 E 5618 在风机入口和出口进行冷却 48 输送系统的氮气通过粉料树脂输送系统接收仓过滤器 Y 5607 循环回到风机的入口 进入风机入口前 输送氮气先经过粉料树脂输送风机入口保护过滤器 Y 5620或备用的Y 5622 氮气返回总管内的烃和氧的累积情况用安装在粉料树脂输送系统风机 K 5613 K 5614或K 5615 出口的在线分析仪 AP 56 01A B 监测 分析仪可以自动控制输送气排放到大气中 烃的控制点设定为低于丁烯的爆炸下限的20 氧的控制点是低于6mol 如果烃的浓度高于丁烯爆炸下限的25 或氧的浓度达到8mol 时 输送系统要停车 氮气通过压力控制加到风机的入口作为输送系统的补充气 该氮气流用于补充旋转阀泄露和控制系统内烃和 或氧过量累积的放空损失 为防止氧进入到输送系统 必须保持系统微正压 氮气吸入风机然后压缩再排放到输送系统重复上述循环 49 种子床树脂收集粉料树脂从粉料树脂 种子床树脂输送系统放空料斗 Y 5668 靠重力流通过粉料树脂 种子床树脂换向阀 Y 5669 进入种子床树脂输送系统旋转阀 S 5666 粉料树脂从旋转阀落下后 用闭路 稀相的氮气输送系统输送到种子床树脂储存仓 D 5641 种子床树脂储存在种子床树脂储存仓直到反应器需要时使用 输送氮气由种子床树脂输送系统风机 K 5613 供给 输送氮气分别用粉料树脂输送入口氮气冷却器 E 5619 和种子床树脂输送出口氮气冷却器 E 5617 在风机入口和出口进行冷却 输送系统的氮气通过相应的种子床树脂储存仓过滤器 Y 5651 经过氮气总管循环回到风机的入口 进入风机入口前 输送氮气先经过粉料树脂输送风机入口保护过滤器 Y 5620或备用的Y 5622 氮气返回总管内的烃和氧的累积情况用安装在种子床树脂输送系统风机 K 5613 出口的在线分析仪 AP 56 01A 监测 分析仪可以自动控制输送气排放到大气中 50 烃的控制点设定为低于丁烯的爆炸下限的20 氧的控制点是低于6mol 如果烃的浓度高于丁烯爆炸下限的25 或氧的浓度达到8mol 时 输送系统要停车 氮气通过压力控制加到风机的入口作为输送系统的补充气 该氮气流用于补充旋转阀泄露和控制系统内烃和 或氧过量累积的放空损失 为防止氧进入到输送系统 必须保持系统微正压 氮气吸入风机然后压缩再排放到输送系统重复上述循环 种子床树脂收集能力应限制在反应器产率的10 51 种子床树脂再循环提供种子床树脂移动 再循环 设施以防止热的树脂在种子床储存仓内粘结或结块 树脂经过再循环直到冷却到50 否则树脂容易粘结 因此储存仓不保温以强化向环境散热能力并有助于防止粘结直到树脂冷却下来 降到50 时再循环即可停止 用种子床树脂输送系统让种子床树脂通过外部再循环回路实现种子床树脂移动 树脂允许的保持静置时间因树脂密度的不同而变化 再循环速率应足够使得种子床储存仓 D 5641 中的树脂料位每小时下降0 3米 52 种子床树脂加入反应器粉料树脂通常都是存放在储存仓中直到反应器 C 4001 需要填充 粉料树脂需要加入到反应器时 储存仓中的树脂通过相应的的种子床旋转阀 S 5661 靠重力进入用工艺氮气作动力的稀相输送系统内 该系统通常一个月最多运行一次 种子床粉料树脂从种子床树脂储存仓通过控制加入树脂流量的相应种子床旋转阀靠重力加入到输送系统 树脂通过硬管道连接输送到反应器中 输送氮气通过反应器排放到大气中 种子床仓应氮封以保持粉料树脂干燥和无氧 53 6 62树脂添加剂处理树脂添加剂处理开始于粉料树脂旋转阀加料器 S 5621 结束于混炼机入口 Y 7001 它包括颗粒树脂和固体添加剂处理和进料 粉料树脂系统树脂从粉料树脂旋转阀 S 5621 靠重力流到粉料树脂缓冲料斗 D 6210 然后送到粉料旋转加料器 S 6213 部分树脂通过粉料树脂换向阀 Y 6201 进入粉料树脂再循环系统 S 6270 树脂粒料质量流量计 Y 7133 计量树脂粒料的质量流率并作为添加剂加料器 S 6241至S 6245 和滑石粉加料器 S 6246 的主控制器 从粉料旋转加料器过来的树脂通过树脂 添加剂输送器 S 6220 重力流进入混炼机加料料斗和放空过滤器 Y 6260 树脂从Y 6260然后进入混炼机 Y 7001 54 添加剂添加大包装袋的固体添加剂用添加剂电梯 S 6225 运到添加剂平台 然后用垂直吊车送到大袋倒袋站 S 6281 6285 添加剂靠重力流进添加剂缓冲料斗 D 6236 6240 储存在缓冲料斗中的固体添加剂靠重力流到固体添加剂加料器 S 6241 6245 然后根据粒料树脂的质量流量 按照比例控制添加剂的计量加料 添加剂从固体添加剂加料器靠重力流到树脂 添加剂输送器 S 6220 与粉料树脂物料混和后进入混炼机加料料斗和放空过滤器 Y 6260 为保证灵活性和可互换性 几套添加剂缓冲罐和固体添加剂加料器都是相同的 除滑石粉外 每种添加剂都可以从任一加料器加入 但是流动性好的添加剂应靠近S 6220树脂进入一端加入 低熔点流动性差的树脂则靠近树脂流出一端加入 55 滑石粉添加剂大包装袋的滑石粉用添加剂电梯 S 6225 运到相应添加剂平台 然后用垂直吊车送到大袋倒袋站 S 6253 将滑石粉卸料到滑石粉缓冲料斗 D 6250 中 滑石粉从D 6250靠重力流到滑石粉加料器 S 6246 然后根据粒料树脂的质量流量 按照比例控制计量添加剂的加料 滑石粉从固体加料器靠重力流到树脂 添加剂输送器 S 6220 与粉料树脂物料混和后进入混炼机加料料斗和放空过滤器 Y 6260 滑石粉加料器只能用于滑石粉 滑石粉加到S 6220最末端 56 7 70造粒造粒系统粉料树脂和固体添加剂通过混炼机加料料斗和放空过滤器 Y 6260 加进混炼机 Y 7001 中熔融 混合 熔融的树脂直接送往熔融泵 Y 7004 物料从熔融泵经过换网器 Y 7006A或B 进入水下切粒机 Y 7007 粒子和水的混合浆料送到脱块器 Y 7009 和粒料干燥机 Y 7010 水返回由切粒水箱 D 7008 切粒水泵 G 7012和备用泵G 7022 和切粒水冷却器 E 7020 组成的切粒水系统 干燥的粒料经过粒料振动筛 Y 7130 和粒料质量流量计 Y 7133 进入产品后处理系统 57 7 71颗粒振动筛和计量干燥的颗粒流通过振动筛 Y 7130 把尺寸过大和过小的颗粒分离出来 颗粒物料然后通过质量流量计 Y 7133 进行计量 振动筛后的合格颗粒被输送到产品输送系统 颗粒质量流量计 Y 7133 起主控制作用 6 62单元的辅助给料器 包括固体添加剂给料器 S 6241至S 6245 和滑石粉添加剂给料器 S 6246 的比例根据主控制进行调节 58 颗粒树脂输送和种子床系统 5E部分 颗粒树脂传输系统是一个闭路循环的氮气输送系统用来传输颗粒树脂从颗粒筛以下 第5A部分 到接收加料斗 D 5601 第二颗粒树脂输送系统把来自振动筛的颗粒树脂输送至种子床树脂储料仓 该输送系统也被用来输送来自种子床料仓的颗粒树脂 颗粒树脂 种子床树脂输送系统包括3个颗粒树脂输送鼓风机 K 5613 K 5614和K 5615 2个氮气排放冷却器 E 5617和E 5618 一个氮气入口冷却器 E 5619 2个输送风机入口保护过滤器 Y 5620和Y 5622 4个旋转阀 S 5621 S 5661 S 5666 S 5667 一个带排放过滤器输送系统料斗 Y 5668 一个带过滤器的颗粒树脂接收仓 D 5601 Y 5607 一个双向带刀的换向阀 Y 5669 2个带旋塞的直通换向阀 Y 5681和Y 5691 颗粒 种子床树脂输送系统必须有能力处理颗粒树脂喂料到造粒 颗粒树脂惨混到造粒 种子床树脂喂料到反应器 种子床树脂再循环 以及种子床填充 59 种子床树脂在被使用之前一直储存在种子床树脂储存料仓内 种子床树脂储存料仓不需要用保温以促进向周围环境散发热量 用氮气密封系统来维持料仓内树脂的干燥和防止被氧化 种子床树脂储存料仓内的种子床树脂靠重力流进入种子床树脂旋转加料器 S 5661 并由旋转加料器控制进入气力输送系统的加料量 种子床树脂旋转加料器通过放空管与种子床树脂储存料仓过滤器 Y 5651 相连进行放空以保证树脂能顺畅的通过旋转加料器 从加料点开始 使用氮气输送系统将任一种子床树脂储存料仓中的种子床树脂输送到反应器内 在该输送线不工作时 种子床树脂储存料仓和反应器之间的管道通过阀门和闸板进行切断 种子床树脂储存料仓内的种子床树脂可以利用氮气输送系统通过种子床树脂反应器加料换向阀 Y 5691 和种子床树脂加料 循环换向阀 Y 5681 进行循环操作 种子床树脂料仓通常不需要冲洗 为最大限度的保证产品不被交叉污染 在生产比较敏感的产品时要换掉料仓上袋式过滤器的过滤袋 同时人工从料仓底部的入口进入到料仓内进行吸尘清洁 料仓的设计和制造尽量避免有梁 柱以及其它的能阻碍树脂收集的结构 料仓上设置用于冲洗水的接口 60 树脂处理系统 第8部分 树脂后处理系统从粒料质量流量计 Y 7133 出口开始到包装系统进料为止 树脂后处理系统由三条粒料输送线和一系列粒料料仓组成 粒料输送线的设计能力如下 以下为树脂处理系统的一般说明 61 A线 A线是将粒料从粒料质量流量计 Y 7133 输送到料仓区 连续操作 粒料连续地从造粒系统通过旋转阀 S 8130 从粒料缓冲料斗 D 8110 加入A线 然后输送到等外品仓 D 8210 或其中一个粒料掺混仓 D 8211 8215 等外品仓是为了储存产品牌号切换期间可能生成的等外品粒料 粒料掺混仓用于临时储存合格品粒料 输送空气由粒料输送风机 K 8100或K 8101 提供 通常情况K 8100操作而K 8101是备用 每个风机加料点前设置后冷却器 E 8103和E 8105 和在线过滤器 Y 8104和Y 8106 62 B线 B线是用于粒料掺混和把粒料输送到其它料仓 间歇操作 储存在颗粒掺混料仓或等外品仓内颗粒通过旋转加料器 S 8230至S 8232 S 8234至S 8236 由外循环系统输送到同一掺混料仓或其它掺混料仓内进行掺混 B线在输送操作的过程中也有将等外品粒料与合格品粒料在线混合的功能 等外品粒料以较低的速率掺入合格品粒料产品 等外品仓出口重力流支管上设置专门的旋转阀 S 8233 用于此混合操作 混合的加入流量可根据混合后的产品质量调节 输送空气由掺混风机 K 8200 提供 B线和C线共同备用K 8201 每台风机在头一个给料点之前都设置后冷器 E 8203和E 8205 和在线过滤器 Y 8204和Y 8206 63 C线 粒料输送系统从粒料掺混料仓到包装系统有两条线 包装系统运行时这两条线间歇操作 储存在粒料掺混料仓或等外品仓中的粒料通过旋转阀 S 8230 8232 S 8234 8236 加入到输送线然后送到任一个淘析器料斗 D 8415 8418 输送空气由包装风机 K 8300 和 K 8301 分别供给C1线和C2线 K 8201共同备用 每台风机在头一个给料点之前都设置后冷器 E 8303 E 8305和E 8205 和在线过滤器 Y 83204 Y 8306和Y 8206 粒料通过每个包装料仓顶部的淘析器料斗 D 8415 8418 加入淘析器 淘析器 Y 8450 8453 配有风机 K 8400 来分离粒料中的细粉和拉丝 粒料中分离出来的细粉和拉丝通过粉尘收集器 Y 8455 8458 收集然后通过旋转阀 S 8435 8438 排放到容器中 淘析系统在装置范围内 C1线和C2线不能同时输送粒料产品到同一个包装仓内 64 吹扫气系统 一台正位移料仓吹扫风机 K 8291 用来为等外品仓和粒料掺混仓提供吹扫空气以确保残留的烃不会积聚 冲洗水系统 不需要冲洗水系统 但等外品仓和粒料掺混仓装有冲洗水连接管口便于将来安装使用 65 蒸汽和蒸汽冷凝液系统 第9部分 装置内使用三个等级的蒸汽 中压蒸汽 低压蒸汽和低低压蒸汽 中压和低压蒸汽用在造粒系统 需要减热 低低压蒸汽用于加热器和再沸器 同时也用于设备 管道和仪表的蒸汽伴热 界区外过来的中压锅炉给水用于两个脱过热器 低低压蒸汽凝液都收集在蒸汽凝液罐 C 9001 中 中压和低压蒸汽凝液收集在蒸汽凝液闪蒸罐 C 9008 内 闪蒸分离为蒸汽和凝液 从蒸汽凝液闪蒸罐闪蒸出来的蒸汽送到低低压蒸汽总管 底部出来的凝液进入蒸汽凝液罐 C 9001 蒸汽凝液放空冷凝器 E 9002 用来冷凝并回收从蒸汽凝液罐闪蒸出来的蒸汽 然后通过蒸汽凝液泵 G 9003或备用的G 9004 将收集的凝液升压送到调温水系统的膨胀罐 D 4010 中或者界区外 66 火炬系统 第9部分 分别为高压排放气和低压排放气设置两个独立的火炬系统 高压工艺排放气和压力安全泄放设施排放汇集到高压火炬总管然后排到装置内的高压火炬分液罐 C 9301 从高压火炬分液罐出来的火炬气送到界区外的火炬 高压火炬罐中收集的液体排放到便携罐中处理 低压工艺排放气和压力安全泄放设施排放汇集到低压火炬