邢珊珊 賀 龍

(陜西延長(zhǎng)石油延安能源化工有限責(zé)任公司,陜西 富縣727500)

從當(dāng)前全世界范圍內(nèi)來(lái)看,Innovene 聚丙烯工藝屬于最為先進(jìn)的一種聚丙烯生產(chǎn)工藝,其在應(yīng)用的過(guò)程中能夠展現(xiàn)出多方面的優(yōu)勢(shì),比如工藝操作簡(jiǎn)便、質(zhì)量控制效果較高、產(chǎn)品有著良好的均一性、操作可靠性強(qiáng)、能耗相對(duì)較低并且同可持續(xù)發(fā)展理念相符合等。但結(jié)合當(dāng)前該工藝的實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)看,仍面臨著一定的不利因素,制約著其應(yīng)用效率的提升?；诖?有必要對(duì)其展開更加深層次的探索。

1 工藝簡(jiǎn)介

本文研究的裝置所使用的是某公司的Innovene 氣相聚丙烯工藝,其設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力高達(dá)30 萬(wàn)噸/年,每年的操作具體為8000 小時(shí),操作彈性維持在60-110%范圍之內(nèi),該工藝在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中最常應(yīng)用的原材料涉及到丙烯、氫氣、乙烯、三乙基鋁、氫氣以及造粒添加劑等等。乙烯和丙烯主要來(lái)源于上游裝置,在經(jīng)過(guò)原料精制單元之后便能夠?qū)⒋呋瘎┲械亩疚锶コ?進(jìn)而滿足聚合級(jí)丙烯的實(shí)際要求進(jìn)入到反應(yīng)釜內(nèi),與此同時(shí)還要在其中適當(dāng)加入能夠?qū)Ψ肿恿窟M(jìn)行調(diào)節(jié)的氫氣,然后充分發(fā)揮出改性劑、三乙基鋁以及催化劑等材料的作用,最終生成相應(yīng)的聚丙烯粉料。如果要對(duì)共聚物進(jìn)行生產(chǎn),那么應(yīng)當(dāng)在其中加入4.5%(摩爾濃度)氧- 氮抑制劑以達(dá)到有效控制反應(yīng)速率的作用,在經(jīng)過(guò)尾氣脫除以及蒸汽失活之后,所生成的聚丙烯粉料便會(huì)通過(guò)氮?dú)獾淖饔孟蛟炝７哿蟼}(cāng)中進(jìn)行輸送,同特定比例的造粒添加劑進(jìn)行混合之后便能夠?qū)⑵浼尤氲綌D壓造粒機(jī)中生成相應(yīng)的粒狀產(chǎn)品[1]。

2 Innovene 聚丙烯工藝操作運(yùn)行優(yōu)化路徑

2.1 三乙基鋁的回收

對(duì)于丙烯聚合來(lái)說(shuō),三乙基鋁是重要的助催化劑,能夠有效起到對(duì)主催化劑以及祛除反應(yīng)系統(tǒng)中所包含的二氧化碳、氧、甲醇以及水等雜質(zhì)的有效活化作用。三乙基鋁本身有著較高的危險(xiǎn)性,當(dāng)其遇到空氣和水的時(shí)候分別會(huì)燃燒以及爆炸,所以一般情況下會(huì)采用專門的運(yùn)輸罐將三乙基鋁直接運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng),并在現(xiàn)場(chǎng)同相應(yīng)的工藝系統(tǒng)進(jìn)行連接。通常情況下,Innovene 聚丙烯工藝會(huì)采用兩個(gè)運(yùn)輸罐同三乙基鋁進(jìn)料泵進(jìn)行直接的連接,兩個(gè)罐之間使用交替供料的形式,在切換罐的過(guò)程中三乙基鋁進(jìn)料泵極易產(chǎn)生不上量的現(xiàn)象,需要對(duì)密封油罐進(jìn)行排放以及沖洗工作,這便導(dǎo)致三乙基鋁會(huì)出現(xiàn)一定程度的損失。與此同時(shí),采用這種設(shè)計(jì)形式還會(huì)使得運(yùn)輸罐中留下諸多殘液,這同樣會(huì)加劇損失三乙基鋁的問(wèn)題?；诖?在實(shí)際對(duì)裝置展開工程設(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)盡可能在其中進(jìn)行三乙基鋁中間儲(chǔ)罐的增設(shè)。

先將運(yùn)輸罐中的三乙基鋁卸入到儲(chǔ)罐當(dāng)中,通過(guò)氮?dú)獍汛嬖谟谶\(yùn)輸罐內(nèi)的所有殘液都吹到儲(chǔ)罐之內(nèi),進(jìn)而最大限度降低三乙基鋁損失的程度,與此同時(shí),采用儲(chǔ)罐向進(jìn)料泵進(jìn)行直接供料的形式也不會(huì)出現(xiàn)切換罐時(shí)泵不上量的現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)管線堵塞、含三乙基鋁廢氣排放、三乙基鋁運(yùn)輸罐更換以及三乙基鋁進(jìn)料泵故障的情況時(shí),往往會(huì)采用新鮮礦物油對(duì)其展開相應(yīng)的沖洗工作,進(jìn)而產(chǎn)生其中包含大量三乙基鋁的廢油,然而在現(xiàn)如今可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)保理念的應(yīng)用下,企業(yè)需要花費(fèi)大量的成本展開對(duì)于三乙基鋁廢油的處理工作?；诖?筆者聯(lián)合相關(guān)工作人員設(shè)計(jì)出了一種全新的向反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行三乙基鋁廢油回收,該方法的靈活應(yīng)用能夠在極大程度上降低以往大量花費(fèi)在三乙基鋁廢油上的處理費(fèi)用。工藝流程如圖1 所示。

圖1 回收含三乙基鋁廢油的工藝流程

具體流程為,工作人員先向密封油罐中進(jìn)行三乙基鋁廢油的排放,等到密封油罐液位同預(yù)先設(shè)置的規(guī)定值相符合之后,便可以將密封油管底部側(cè)出料線打開,并將位于密封油罐底部的回收泵啟動(dòng),切實(shí)保障好礦物油同三乙基鋁混合的均勻性,接下來(lái)便可以用相對(duì)較小的流量向反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行廢油的注入[2]。在進(jìn)行回收的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合反應(yīng)活性的實(shí)際情況,對(duì)反應(yīng)器新鮮三乙基鋁的實(shí)際流量進(jìn)行適當(dāng)降低,從根本上保障進(jìn)入反應(yīng)器的三乙基鋁總量能夠呈現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性,若是反應(yīng)系統(tǒng)本身并未產(chǎn)生波動(dòng)現(xiàn)象,便應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間停止向反應(yīng)系統(tǒng)中注入廢油,使用新鮮礦物油展開對(duì)于廢油管線的沖洗工作。在操作過(guò)程中工作人員應(yīng)當(dāng)科學(xué)采取有效的控制措施,保障密封油管能夠時(shí)刻處在氮封狀態(tài)下,以免密封油管中進(jìn)入空氣,進(jìn)而同三乙基鋁產(chǎn)生反應(yīng)進(jìn)而生成氧化鋁顆粒,造成反應(yīng)器噴嘴堵塞的問(wèn)題。

2.2 催化劑噴嘴堵塞優(yōu)化

催化劑本身作為一種有著較高粘稠度的漿液在礦物油中的濃度高達(dá)30%。通常情況下從庫(kù)房中將催化劑領(lǐng)出來(lái)之后會(huì)先將其在具有物暖保溫功能的房間中放置24-48 小時(shí)左右,接下來(lái)還會(huì)使其在滾筒器上滾超過(guò)12 小時(shí),并將其計(jì)入到相應(yīng)的催化劑儲(chǔ)罐當(dāng)中,并保障其擁有攪拌器的功能,進(jìn)而使得催化劑顆?？梢栽诘V物油中得到更加均勻的分散。各代催化劑的性能如表1 所示。

表1 各代催化劑的性能

由于催化劑流量計(jì)、單向閥、導(dǎo)淋或者是排空口以及膜盒壓力表引壓口的位置有極大的可能性存在死區(qū),所以在反應(yīng)器停車的時(shí)候務(wù)必要第一時(shí)間采用新鮮礦物油對(duì)上述位置進(jìn)行沖洗。催化劑流量計(jì)如圖2 所示。

圖2 催化劑流量計(jì)

此舉能夠有效保障管線具有良好的清潔程度,最大限度減少由于殘存催化劑長(zhǎng)時(shí)間不流動(dòng)而產(chǎn)生的沉降現(xiàn)象。反之若是未能夠妥善采取沖洗措施,便會(huì)使得催化劑小顆粒不斷黏結(jié)成為大顆粒,這些大顆粒將會(huì)在下次反應(yīng)器重新投料的時(shí)候進(jìn)入反應(yīng)器中結(jié)塊。催化劑顆粒產(chǎn)生黏結(jié)或者是沉降現(xiàn)象,那些脫落下來(lái)相對(duì)較大的催化劑顆粒將會(huì)造成催化劑噴嘴堵塞,這便會(huì)在一定程度上制約催化劑霧化形態(tài)的提升,加劇反應(yīng)器結(jié)塊的問(wèn)題。

新催化劑桶以及卸料過(guò)程中所產(chǎn)生的雜物同樣會(huì)導(dǎo)致催化劑噴嘴造成堵塞,基于該問(wèn)題,相關(guān)工作人員可以將可拆卸式錐形濾網(wǎng)設(shè)置于催化劑加料口的位置,一般來(lái)說(shuō),其孔隙會(huì)處在2.0-2.5 毫米范圍之內(nèi),能夠有效起到過(guò)濾雜物的作用。工作人員在正式向催化劑儲(chǔ)罐卸催化劑之前,務(wù)必要事先將殘存于斷螺紋上的原有的聚四氟乙烯帶清理干凈。這樣一來(lái)便能夠有效規(guī)避聚四氟乙烯帶沿著催化劑漿液向催化劑儲(chǔ)罐中流入的現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致催化劑噴嘴被堵塞。工作人員在實(shí)際工作的過(guò)程中一旦發(fā)現(xiàn)其催化劑噴嘴存在堵塞問(wèn)題,便要第一時(shí)間對(duì)催化劑噴嘴采取相應(yīng)的切換措施,并在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對(duì)用于沖洗催化劑的丙烯流量進(jìn)行增加,強(qiáng)化疏通噴嘴的力度。若是出現(xiàn)了催化劑噴嘴變形或者是無(wú)法有效疏通的現(xiàn)象,便要第一時(shí)間停工并及時(shí)采取清理或者是更換的措施,如果檢修時(shí)間以及停工時(shí)間比較長(zhǎng),工作人員可以先將催化劑的噴嘴拆下來(lái),展開更為全面和詳細(xì)的檢查工作,同時(shí)還要使用干凈的新鮮水進(jìn)行科學(xué)的噴霧試驗(yàn),一旦發(fā)現(xiàn)噴嘴的分散不好便立刻進(jìn)行更換,以免對(duì)后續(xù)的正常使用造成負(fù)面影響[3]。

除此以外,為了能夠有效緩解生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的塊料問(wèn)題,在實(shí)際工作的過(guò)程中應(yīng)確保催化劑能夠均勻分散,在礦物油中對(duì)純的催化劑進(jìn)行稀釋,使其成為催化劑漿液,并在其中懸浮催化劑,在正式應(yīng)用之前,應(yīng)當(dāng)在滾筒其上對(duì)催化劑鋼瓶進(jìn)行滾動(dòng),保障其時(shí)間在12 小時(shí)以上。礦物油本身有著較大的粘度,一旦出現(xiàn)溫度過(guò)低的現(xiàn)象便會(huì)嚴(yán)重影響催化劑在礦物油中的分散均勻性,所以應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對(duì)于催化劑廠房溫度的控制,確保其能夠時(shí)刻處在25℃以上。催化劑儲(chǔ)罐中,漿液的混合程度在極大程度上影響了反映的實(shí)際情況,所以相關(guān)工作人員務(wù)必要加強(qiáng)對(duì)于催化劑儲(chǔ)罐中催化劑重量的控制工作,切實(shí)保障其能夠處在250kg 以下,與此同時(shí)還要采用催化劑儲(chǔ)罐攪拌器對(duì)其展開相應(yīng)的攪拌工作,同時(shí)還要注重對(duì)于速度的選擇,盡可能選用低速攪拌的方式,這樣一來(lái)便能夠最大限度減小催化劑顆粒的摩擦問(wèn)題。在實(shí)際展開生產(chǎn)的過(guò)程中主要會(huì)采用兩臺(tái)催化泵劑運(yùn)行的方式,在不同的位置進(jìn)行分別進(jìn)料,此舉能夠使得催化劑在噴嘴處的濃度得到有效降低,并能夠?qū)τ诜磻?yīng)熱點(diǎn)的產(chǎn)生起到一定的抑制作用,進(jìn)而有效規(guī)避塊料以及片料的出現(xiàn)。工作人員還可以在每臺(tái)泵的催化劑管線出口加上液體丙烯沖洗,使得催化劑漿液能夠在管線中穩(wěn)定地處在懸浮狀態(tài)當(dāng)中,以此提高催化劑的噴灑效果。

綜上所述,科學(xué)開展對(duì)于Innovene 聚丙烯工藝操作運(yùn)行的優(yōu)化工作,能夠有效提升其運(yùn)行質(zhì)量,切實(shí)展現(xiàn)出其自身的優(yōu)勢(shì),對(duì)于聚丙烯生產(chǎn)領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。因此,相關(guān)工作人員要加強(qiáng)對(duì)于其的認(rèn)識(shí),并積極采取良好的控制措施,保障工藝的科學(xué)應(yīng)用。