Unipol氣相法聚丙烯工藝如何實現(xiàn)節(jié)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(xiàn)節(jié)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(chǎn)效率進行分析探討，并從提高反應(yīng)器產(chǎn)率及降低回收系統(tǒng)丙烯含量兩個方面討論節(jié)能減排的可能性。

聚丙烯具有良好的耐熱性、無毒無臭、應(yīng)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(chǎn)工藝具有簡單、靈活、經(jīng)濟和安全的特點，工藝采用氣相流化床反應(yīng)器系統(tǒng)，用兩臺串聯(lián)的氣相反應(yīng)器系統(tǒng)可以靈活的生產(chǎn)產(chǎn)品性能穩(wěn)定的全范圍的聚丙烯產(chǎn)品。

一個企業(yè)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(chǎn)條件下提高反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率，從這幾方面入手，精細操作，使裝置達到一個穩(wěn)定良好的運行狀態(tài)，實現(xiàn)更高的經(jīng)濟效益。

節(jié)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(diào)節(jié)閥等自動閥門提供動力，負責所有自動閥門的開關(guān)及調(diào)節(jié)，裝置平穩(wěn)運行，并且自控率達到100%時，儀表風用量基本保持平穩(wěn)。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(qū)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(wěn)定運行期間用量很小。

循環(huán)水：聚丙烯裝置循環(huán)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(jīng)過換熱器出口后溫度依然很低，存在換熱器效果過剩的現(xiàn)象，也造成了浪費，例如氫氣換熱器E-1206出口設(shè)計值為40℃，而環(huán)境溫度在30℃左右時，氫氣在經(jīng)過換熱器后只有26℃，這種情況就要適當關(guān)小冷卻器循環(huán)水入口閥門來控制循環(huán)水用量，使經(jīng)過換熱器后的氫氣溫度達到設(shè)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(zhì)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(zhì)量穩(wěn)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(yīng)器循環(huán)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(huán)氣壓縮機導葉固定的情況下，反應(yīng)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(yīng)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(yīng)穩(wěn)定的情況下，可以適當降低反應(yīng)器中丙烯濃度，減少冷凝量，可以達到節(jié)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(shè)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(shè)計值上下有助于節(jié)約用電。

如何提高反應(yīng)器轉(zhuǎn)化率

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

反應(yīng)器操作條件。反應(yīng)溫度：對于本裝置所使用的齊格勒納塔系列催化劑，國內(nèi)聚丙烯裝置基本都在使用按照前DOW化學公司提供的技術(shù)資料提供的溫度設(shè)定值，但是根據(jù)粉料分析結(jié)果，粉料灰分偏高，也就是說催化劑“過量”，產(chǎn)率未達到“最大值”，當提高反應(yīng)器溫度設(shè)定值，使反應(yīng)區(qū)域的溫度適當提高，在催化劑流量不變的情況下，反應(yīng)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(huán)氣壓縮機導葉開度：床重的設(shè)定值直接決定了催化劑在反應(yīng)器中的停留時間，催化劑在反應(yīng)器中的停留時間越長，活性激發(fā)的越充分，同等重量的催化劑能夠生產(chǎn)更多的聚丙烯粉料。

但是，反應(yīng)器床重不能無休止的增加，在循環(huán)氣壓縮機導葉不變的情況下，提高床重的設(shè)定值會間接提高床高，床高過高會使粉料穿過反應(yīng)器頂部擴大段，帶入循環(huán)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(huán)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(tǒng)時間設(shè)定：PDS下料時間直接影響了PC罐的填充率，填充率越高，反應(yīng)器排放至PC罐的氣體含量越低，有效降低了反應(yīng)器中氣體組分的浪費，而且不僅提高了PDS系統(tǒng)的下料效率，也顯著降低了PDS系統(tǒng)排放至回收系統(tǒng)的氣體流量。

如何減少回收系統(tǒng)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(jīng)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(yīng)器繼續(xù)參加反應(yīng)，還有一部分氣體需要經(jīng)過自制冷換熱器經(jīng)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(tǒng)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(jīng)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(jié)論

Unipol氣相法聚丙烯工藝控制先進，在保證穩(wěn)定生產(chǎn)的基礎(chǔ)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(yōu)化和調(diào)整，提高催化劑產(chǎn)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(jié)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）