乙烯聚合反应热撤除的优化思路

乙烯聚合反应热撤除的优化思路如第.一章所述，对聚己烯生产「艺启宿二己稀聚台政应是一个放热反应'侦盅产生的热量白箱坏气怜却器移除，从其中的热星平衡式：G-Cf-△7才=H汗•涔可以fii",，产率直接受限于反应热移除的速率。通过增大循环气的流量GJ以提高反应热的移除、山此•方法一方I『要考虑使用更大功率的循环气压缩机■势晒要增加投资；/一方ini’流化床的操作要求一定量的气化流速，太低无法流化，但太高则更容易造成"J*器I页部粉末的夹带、离开.板应器『在朴个下游设备中沉积，导致设备效率下降或损坏设备的问题。因此，循环气的流量限制在工艺设计规定的上限内口本装置从开车后一股在生产中保持口,8T,85nV$的气速.根据生产爽提升空间仃限-循环气离升反应暑的温度Tout由反应温度决定。反应温度直接影响聚合产品的性康n外.山卜聚乙烯的粉点较低，太高的侦应温度j能导致部分聚乙烯、催化剂在侦应器内懈融或皓块.这些情况很可能导跋聚乙烯在反通器内垠成嬉融状块料，进而导致非计划性序车。本聚乙烯装置的反应温度一般控制在110-114之间，循环气在反应器进】I的温度匚血白循环气怜却器控制’但对本气相法1：之来说’此温度仍须高于循环气的露点一一股来说高于其露点2-3T左右以避兔循环气冷凝谜料。因此，T也受制于气相进料下第循环气露点-对本装时而言"如果采用冷凝志操作、1：1.「处；"艺专利商授权.的限期内、不能改变其气相挞操作实质.否则捋立讨—笔昂贵的皆用。因此.寻求提高循环气的比热Cp的方法成为突破点.卧减少循环气中戡低比熟的组分的组成,增加高比热的组分的组成‘气循环气中的乙烯含鱼是配方的重要纽成部分.不能的意改变n」烯作为共墨单悻，用于调节最缪聚己最的密度，根据生产的产品牌号规格而寸不同的配比，不能改变；.11其本身在循环气中含量楫低，调整空间非常•仃限=对乙烯flL烯任一者在混合循环气的比例调整.都必鸟影响推应及聚合物的密度等性质。FI■二循环气中含有一定量的2烷,血一其凝点相对探高，因此降低循环气中门烷的含量变得也要为一个方法L但是-己说作为溶剂，J以帮助减少.区盛器顶部离开的循环气中粉：的比例FI滞电水土因此、己烷含量的降岷空间何限-在循环气中含17高出度的氮气“其比热较低又不参勺顷尚..循环气5还含仃少量的乙烷气体.主要是田乙烯精制单元产生的D乙烯籽制的加氢反要中觐气的精入量设定值为化学计量比的1.5悟，因此不可避免地有极少部份的乙烯或乙煤杂顷被如氯生成乙烷；I"：时.从界*外供应的乙烯就含17少量的乙烷。在反应系统中.乙烷不参加.顷应不断票枳、在循环飞中是—宜存在的、但含鱼低。因此，以乙烷1U代反应系统■部份恕气就成为一种提高混合循环气比热、对凝点影响段小的一种手段..I、表体现了在其他循环气级牛*度不变的条件卜’迎过降低甄气比例，相应提高乙烷浓度的方法对循环y比热川凝点的第响。■k3-1循环气中乙烷与氮气浓度对比热的影响疑气%mol乙烷%mol辄气与.乙烷总fl%mol踞点T比热kJ伽4S.74S1.9347.6858.5331.60643.7483.9347.6858.5991.62941.74S5.9347.6858.6611.6533P.74S7.9347.685S.7211.67637.74S9.9347.6858.7781.700在本改造中-提高循环气中乙烷的含宣方法是在乙烯精制奶中加入适最的氧气将部价乙烯加氢生成乙烷。3SAspenPlus建模模拟在携行测试及实际改造前，用ASPENPLUS将主要工艺流程建模，用于预源达到II标产量所需侦应系统的循环气组岗要求、所需潮外加入屈于•制乙烷的翅气量、乙烯精制单兀作换热器及循环气泠却器的能力衡算-回收气床缩机及述激草兀的能力衡算。•ASPENPLUS模型LK-PLOCK为热力学方法口由于聚乙烯并非ASPENPLUS的常规物料，定义C2CH40为聚乙烯。反应器选用RSTOIC模型，反应式定义如下式，反应其规定为3BS7kJ/kE聚乙烯。1000r3j¥++壮T1叩.3心乩流程图如图3-1所不-

P6I3-]ASPEKPLUSWVFhwKkeel但将此ASPENPLUS模掣投入实际使fUiNL将其运行结果与装咒设计数据、实际'I产情出进行了全方位的对比，以驶证模型的准痈性和可靠性。结果见表3-?表3-2ASPENPLUS模型校驶设计数据结果单位设计数据模拟结果偏＞.小时产量kg/h25,00024,96040循环气组崩甄气%mol34.3034.35-0.05乙烯%mol55.1055.030.07乙烷%mol7.607.61-0.01己烯%mol0.J30.33O，.湛%mol2.672.68-0.01比热Id/Ckg-T)'11.6021.610-0.01气速iiVs0.7000.7030.003反应塔讲口温度°C57.5157.510循环气露点°C4S.204S.47-0.27A7°C9.319.040.27«3-2说明,此ASPENPLUS模型预测的结果与装置原始设计数据响合性良好。模拟结果显示，当循环组成与设计数据相差均低于0.1%mol（气速相差0.003mJs时.循环气在反应器进U的温度与-露点间的温「的偏谜惧为卜2TC,蠢3-3.3-4显示，尽管ASPENPLUS模型模拟的结果与装置原始设计数据相当哪含.但模型模拘的结果'」实际生产数据相比，则两者的循环气在显岗器进口温度相汇3~5定..经分析，认为.E要原因是装置原始设计数据与ASPENPLUS模型均为计算教据；而实陈生产数据中循环气组成为在线分析仗表测量埴•而气速则为孔板流星计删量您-均无法验证其淮确性。因此，在实际生产中控制循环气在反应卷进/出口的温度差〉为3'C,而在此后的ASPENPLUS模拟计芽|f'阮.促持至:小为5'C,以免出现液相进料。

a3-3ASPENPLUS模型校监牛产数据结果-牌号A电位生产数抿模拟靖果偏差-1、时产星kg/h2(5,01025,0055循环气组成1甄气%mol45.S045.7S0.02%mol49.9649.95□乙烷%mol0.360.3d□己烯%mol0.0040.00S0.01，.成%mol3.903.90□比热Wg-°C)-1-1.518-气速比店0.8500.85S-0.01反应器进口温度°C59.8462.73-2.89循环气本点°C56.S156.460.35A7°C3.036.27-3.24表3-4ASPENPLUS模型核监生产数据结果-，牌号B辑位生产数据模拟结果偏宝.小时产童kg/h25,08025,00179循环气组成短气%mol47.1447.110.03乙烯%mol48.364S.4?■0.13乙烷%mol0.7S0.96-0.1S己蝴%mol0.040.040己烷%mol3.403.400比熟Id/tkg-^cy1-1.504-气速m/sO.S300.S2S0.002反应器进口温度°C514861.98-5.50循环气露点°C51.9352.82-0.S9A7°C4.5S3.16■4拓1ASPENPLUS模拟蜻果显示,需要将循环气中乙烷含量提,高到*%才能实现将产艇

从？5t/h提高到3Dt由侗目标。模拟结果见:表3-5所示。表3-5ASPENPLUS模型模技结果单位II标1目标2小时产量kg/h30,00033,0C0循g组成敏气%mol22.17