炼化聚丙烯装置的工艺优化

摘 要：聚丙烯（PP）是一种热塑性塑料，由丙烯聚合而制得的热塑性树脂，在聚烯烃树脂中，它是仅次于聚乙烯、聚丙乙烯的第三大塑料。聚丙烯是近三十年来生产发展速度最快的通用塑料之一，在我国的消费量增长迅速，而且具有广阔的前景。聚丙烯的生产过程是由丙烯和氢气等在催化剂和活化剂的作用之下聚合成聚丙烯粉料。广泛用于工业。聚丙烯的生产是化工生产当中最常见的，但也是污染环境的大户之一。

关键词：工艺流程；存在问题；优化

中图分类号：TQ325 文献标识码：A

1炼化聚丙烯装置的工艺流程

炼化聚丙烯的工艺主要分为淤浆法工艺和本体法工艺。

1.1淤浆法工艺：淤浆法工艺是是世界上最早生产聚丙烯的工艺技术。1957年到20世纪80年代中后期这三十年期间，淤浆法工艺一直是最主要的聚丙烯生产工艺。典型的工艺有意大利的Montedison工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺和索菲亚工艺等。近年来，人们对淤浆法工艺进行了改进，改进之后用活性较高的第二代催化剂，删除了催化剂的脱灰过程。目前在全球淤浆法炼化聚丙烯能力占世界pp总生产能力的百分之十三。

1.2本体法工艺：本体法工艺是由美国Dart公司运用釜式反应器建成的，它是世界上第一套工业化本体法聚丙烯生产装置。本体法生产工艺按照聚合工艺流程可以具体分为间歇式聚合工艺和连续式聚合工艺两种。我国运用的事间歇式聚合工艺，它适合我国的国情，对原料丙烯的质量要求不是很高，所需的催化剂国内也有保证，具有投资省，收益高，流程较简单，操作简单等优点。而国外的一些发达国家主要运用连续式聚合工艺，这种聚合工艺对原料的质量要求比较高，对生产技术和流程比较严格。但是连续式聚合工艺是目前世界上聚丙烯产量最高的工艺，占全球聚丙烯产量的百分之七十以上。对于这种工艺的优化是我国炼化聚丙烯具有前景性的任务，如何使连续式聚合工艺流程的简单化是目前要攻克的重要任务。

2聚丙烯生产中存在的问题

2.1设备和管线易堵塞

高活性的催化剂具有活性高和活性周期长的特点，在长周期的反应过程中，相应的一些设备及管线中会存在一定的活性的粘稠液体，如果长期不处理，会造成设备和管线的堵塞，从而影响工艺流程的正常运行，导致操作不稳定，是一种隐患。

2.2单台设备多

在聚丙烯炼化生产的过程中，重要的设备过于单一，设备的选用也趋向统一。无论是哪种工艺，与之相配的主要转动设备都是单台运行，所以一旦一台设备出现故障，就会影响整条生产线的滞停或崩溃。

2.3联锁动作的要求超高

仪表的DCS控制系统采用的是热备用状态，而仪表的用电状态采用的是UPS稳压电源，所以对于重要的联锁要定期进行检查。

3炼化聚丙烯装置工艺的优化

聚丙烯炼化工艺的优化在近两年有一定的事例，海南20万吨/年聚丙烯装置的优化，装置的能消耗降低到91.9千克标油/吨的历史新低，聚丙烯产量连续两年超过23万吨。可见聚丙烯装置的优化是十分重要的。

3.1 原料乙烯系统优化

PE装置内部设有精致单位，ⅡPP 装置（300kt/a聚丙烯装置）与PE装置相邻并按照联合装置布置，同时ⅡPP 装置为间接性使用乙烯，而且用量比较小，不会明显的增加PE装置的乙烯精致负荷。经过这道程序，取消了ⅡPP 装置中的原料乙烯保安精致流程，优化为原料乙烯经过PE装置精致后再供应ⅡPP装置，这样的话明显节省了装置用地和装置设备的投资。

3.2再沸腾的热源优化

环管聚丙烯工艺中高压丙烯洗涤塔、氢气洗涤塔在设计时都采用的是汽蒸尾气洗涤塔的工艺水供热。而这个设计具有明显的缺点，工艺水通常含有很多的细粉，这些都是聚内烯细粉，在实际运行中这些细粉会使工艺水过滤器频繁堵塞。而工艺水过滤器的频繁清洗，疏通，切换，一方面会产生安全隐患，另一方面会浪费水资源，而且这些聚内烯细粉十分的细小，及时清洗的十分仔细也不可能做到百分百的清除。再增加一台凝液泵后，将E303热源改为蒸汽冷凝剂，这样的话可以做到很好的优化。这样优化后，不仅解决了过滤器易堵的问题还会大大降低T501加热蒸汽用量。优化后降低了工艺水过滤器频繁更换、维修的费用，而且节省了很多能源。

3.3聚丙烯闪蒸回收丙烯的工艺优化

在聚丙烯生产的过程当中，原料丙烯的单位消耗是影响聚丙烯生产成本的决定性因素，因此对丙烯消耗的优化可以尽量节省成本。丙烯单耗高的原因是一些空气的的放空点的排放，例如聚合釜、泵、罐的放空，这些排放的丙烯气体没有得到有效的回收。因此就需要聚丙烯闪蒸回收丙烯的工艺优化，让丙烯气体得到有效回收再利用。聚丙烯装置闪蒸部分分离出的气相丙烯主要通过排放气柜回收利用。

闪蒸釜在接料后，携带大量挥发出的丙烯气回收进气柜，再通过压缩机压缩，等冷却后变为液相丙烯。剩下的其余部分的丙烯气则利用闪蒸的净化过程直接排放到大气中， 将其中未挥发出的丙烯气利用负压尽量挥发出来主要是通过通过水环式真空泵对闪蒸釜抽真空 ，然后气相丙烯经过真空泵系统排放大气。再利用氮气对闪蒸釜的置换操作，从而可以达到闪蒸釜要求净化合格的聚丙烯粉料，进行正常生产。这样不仅充分利用了排放出来的丙烯气，还可以尽量做到排除的废气对大气的最小污染。

结语

聚丙烯的生产和运用在我国的塑料产业中占有十分重要的地位，而炼化聚丙烯装置的工艺优化是提高聚丙烯产量及其质量的重要途径，工艺的优化包括减少装置的占地、降低装置的投资，提高装置运行的可靠性及其稳定性，生产原料的优化和催化液的改良。这些工艺进行优化后将会是聚丙烯生产迈出的一大步。

参考文献

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