优化操作,降低LLDPE装置能耗

摘要:LLDPE装置经过扩能改造后,装置的产量大幅度增加,为了增加产品的效益,有必要进一步降低成本。

关键词:冷凝态操作;产品切换;原料操作

一、前言

大庆石化公司塑料厂LLDPE装置采用美国UCC公司专利技术,以乙烯为主要原料,丁烯-1、己烯-1为共聚单体,氢气为分子量调节剂,采用钛系和钒系催化剂来生产线性低密度聚乙烯产品,设计能力为6万吨/年,设计年运行时间为8000小时。

传统的气相法流化床工艺,聚合反应放出的大量反应热是通过反应循环气体经过反应器顶部及压缩机后,在冷却器E-4002中而被带出反应循环系统。实际生产中,为提高反应产率和确保系统操作的稳定,通常在聚合反应进料中有意识地加入一些不参与反应的介质,使反应进入冷凝操作模式,此时进行的聚合反应操作成为诱导冷凝操作模式。

大庆LLDPE装置在2001年7月份经过脱瓶颈改造后,提高了装置的生产能力,降低了每吨产品的成本,增加了产品的效益。但是由于进行冷凝态操作后,在操作上与原来有所不同,为了进一步稳定装置操作,有必要对操作进行优化。

二、LLDPE装置工艺简述

LLDPE生产工艺是经过原料精制系统精制后的乙烯、丁烯-1或己烯-1、氢气等原料在压缩机出口注入反应器,配制好的催化剂被高压精制氮气送入反应器,聚合反应在流化床反应器内进行,反应放出的热量由调温水系统的E-4002换热器带走,最终热量由循环水带走。

三、优化冷凝态操作,降低LLDPE装置能耗

第一,优化冷凝态切换操作,节能降耗。应用冷凝态操作时,露点控制较为重要,冷却器出口温度应高于露点3℃以上,保证冷剂在冷却器内冷凝,防止冷剂在冷却器出口冷凝,导致冷剂在循环气内分布不均,造成分布板堵塞。在进行切换操作时的优化措施如下:一是当系统出现静电时。当静电变化较小时,适当降低冷剂加入量,观察静电变化;当静电变化较大时,停止加入冷剂,待静电恢复正常后,继续加入冷剂。二是当系统出现结块、结片。确认出现结块,反应系统必须进行终止(Ⅰ型终止),切换氮气后进行置换,当确认乙烯浓度小于5%时,进行加热,将反应器入口温度控制在85℃,内部温度控制在80℃以上进行置换4小时。三是树脂发粘。如果在取样时发现树脂变粘,应降低反应负荷,降低冷剂浓度,同时将脱气仓的吹扫氮气量增加,加强对后系统烃类气体含量的监测。四是C-5202回收。当有冷剂回收回来后,第一罐要排入火炬,然后对回收的冷剂取样进行全分析,确认合格后启动G-5218回收泵,将冷剂送回反应器。五是排料系统故障。当出现PDS排料线有一条故障时,在最短时间内将罐内物料排出,将罐内烃类气体置换干净,尽快投用;当二条线同时故障时,微型或小型杀死反应。

第二,优化原料操作,降低能耗。聚合反应所使用的各种原料中H2O、O2含量超标是造成装置停车的重要原因。聚合反应正常进行时,为了进一步降低杂质对于反应的影响,加入了助催化剂T2。一是优化原料床层再生方案。不同的原料,由于用量不同,床层的大小也不同。在进行再生时,所消耗的氮气量也不同。因此,我们将这些床层统筹进行再生时,分别将大、小床层共同进行再生,如将较大的乙烯干燥床C-2112与较小的氮气干燥床C-1112共同进行再生。二是对于C-2108等没有备用床层的精制床层,在切除再生时,严密监控原料质量及反应系统的变化,在切除期间增加化验分析频率。

第三,优化切换方案,降低能耗。在正常生产期间,每个月都要进行多次产品的切换。产品切换时间长短、产生过渡料的多少、产品切换是否平稳对于装置的能耗都有很大的影响。为了确保切换顺利,降低能耗,我们对于后系统切换方案进行优化如下:一是切换前4小时,降低C-5009、D-6004、D-6005料位。二是注意观察造粒7007P1压力变化,掌握聚合MI变化情况。三是切换开始1小时后,关闭S-7015上部手阀,停止送粉末,尽快将D-6005送空并确认。四是造粒MI达到目标值后,造粒停车拉料、换网,造粒重新开车后颗粒正常切仓至D-6003中,尽快将D-6004送空并确认。五是根据C-5009料位,控制聚合负荷。C-5009料位控制在10%-50%。六是造粒MI达到目标值后,确认D-6004已空,造粒切仓至D-6004。七是造粒MI和DE在合格品范围内,D-6003向D-6004掺混,掺混压力应小于0.018Mpa。

四、优化冷凝态操作后效益分析

上述的措施均在2007年1-12月在线性低密度聚乙烯装置上实施,并且投用正常,装置在节能降耗方面取得很好效果。

2006年1-12月的聚乙烯产量为85082.94吨,2006年的1.0Mpa蒸汽、循环水、电、氮气的单耗分别为:0.228吨/吨产品、213.8吨/吨产品、256.6度/吨产品、179.84立/吨产品。

2007年1-12月的聚乙烯产量为91138.01吨,2007年的1.0Mpa蒸汽、循环水、电、氮气的单耗分别为:0.196吨/吨产品、179.5吨/吨产品、274.5度/吨产品、134立/吨产品。

2007年节约1.0Mpa蒸汽为2916吨,每吨蒸汽按92元计算,创效益26.8万元。2007年节约循环水为312万吨,每吨循环水按0.12元计算,创效益37.5万元。2007年节约氮气为418万立,每立氮气按0.45元计算,创效益188.1万元。综合上述三项,2007年1-12月创效益为252.4万元。

五、结论

通过采用优化冷凝态等操作,提高反应器时空产率(STY),使每吨聚乙烯产品能耗大大降低,现金操作成本下降,带来大的增产效益。通过进一步优化装置操作,可以稳定冷凝态操作,进一步稳定装置操作,增加产品效益。

(作者单位:大庆石化公司塑料厂)