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由于P201在较高压力下工作,因此还设置了压力密封油系统和安全密封系统。泵P201的压力密封油是一个自循环系统,但有辅助外压系统Z201活塞对密封油进行加压。Z201活塞的压力来自另一侧的丙烯压力,该丙烯的是从由FIV241控制的泵P201冲洗丙烯上引出的一股,大约有3.4MPa左右的压力,和P201压力相当。
1.3.4.6 反应器冷却系统
用夹套循环水来控制反应温度,夹套水循环泵P205A/B,使水流保持恒定流速,反应热由板式换热器E202除去。由TIC241检测环管温度后,与夹套水回水温度TIC242串级控制E202中去换热的夹套水流量。当装置不是满负荷运行及没有达到E202设计值时,只有部分夹套水经过TV242A去E202换热,而另一部分经TV242B直接去泵P205A/B。
为保证R201夹套充满水,防止泵P205A/B发生气蚀现象,设置了夹套水缓冲罐D203,由于夹套水采用的是冷凝液,D203上部通氮气封控制准确的PH值。D203又可作储水罐,由LIC241来控制D203液位在50%左右。当LAL241报警时,LV241自动打开补水,当LAH242报警时,LV241关闭,停止补水。 1.3.4.7 环管反应器的接管
在R201顶部的三个弯头上各装有两个阀,其中有三个安全阀PSV241,PSV242,PSV243(设定压力为3.75MPa)分别装在三个弯头上。PV241,HV242和HV243可用于反应器进液相丙烯时的排气操作。在R201系统故障或闪蒸管线不通时,也可里利用这些阀紧急排放环管中的物料。在R201底部弯头上有三个紧急排放阀:HV244/1.2.3,在紧急停车时将物料排放到高压排放罐D601。另外有两个正常出料阀:LV231A/B,由D202的液位LIC231控制R201的出料,此外,还有备用出料口LV245和LV246也装在无轴流泵的两个底部弯头上。经过LV231A/B和HV245,HV246的物料都通过闪蒸线去D301。这些走浆液的管线都引有一股冲洗丙烯,防止排放时堵塞阀门和管线,又可在排放后清洁管线,避免紧急启动时阀门打不开或排料不畅。 1.3.4.8 CO终止系统
在紧急情况发生时,为了及时使反应终止,设置了CO终止系统。该系统分两部分。一部分在丙烯进料线上加CO,其意义之一是终止预聚合反应,其二是
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使整个供料系统失去被引发的可能性。这时CO浓度为10%,另一部分是直接将CO加入到R201底部料腿根部,CO浓度为2%,发生紧急事故时启动连锁I211,CO便可注入到R201中。
1.4 聚合物闪蒸和脱气
本单元主要包括丙烯的闪蒸脱气工艺、气体回收洗涤净化工艺、低压脱气脱气、除三乙基铝工艺及低压气体压缩回收工艺。 1.4.1高压闪蒸
从R201出来的浆液中含有大量的液体丙烯,为了使液相丙烯与聚丙烯粉末分离,本装置采用了液相汽化并分离的方法将单体丙烯与聚丙烯粉末分离,并且回收丙烯。 1.4.1.1闪蒸线
为确保丙烯完全汽化和过热,本工艺采用闪蒸线和闪蒸罐相结合的方法。工艺要求闪蒸前、后的温度均为70℃。因此,本工艺采用低压蒸汽给闪蒸线加热,以补偿丙烯的汽化潜热。闪蒸线位于R201和闪蒸罐之间,闪蒸线直径逐渐增大,以适应丙烯的膨胀和限速。通过控制从闪蒸罐顶部出来的气相本工艺采用丙烯的温度来串及控制闪蒸线夹套的蒸汽压力,并根据装置的生产负荷来调节闪蒸能力,且要使壁温尽可能地低。 1.4.1.2闪蒸罐
如果闪蒸罐故障,从环管反应器排出的物料通过闪蒸罐前的三通阀HV301排向排放系统。
经过闪蒸线的物料沿切线方向进入闪蒸罐进行闪蒸。闪蒸罐D301是一个类似旋风分离器的锥形容器,外部有低压蒸汽保温,顶部排出的气相丙烯进入丙烯洗涤塔T301。为了保证T301进料气体量的稳定,在D301顶部气体排出管线上设有一个流量控制回路,通过调节冲洗LV231A丙烯的量来保证T301进料气体量的稳定,也就稳定了T301的操作。D301的操作压力是1.8MPa,这个压力是由T301的操作压力来保证的。
在D301底部有一个取样罐Z302,由指示系统压力的压力表,确认是否可以取样。丙烯气排放到火炬系统,然后,用氮气进行彻底吹扫,从取样罐底部阀排
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出安全的聚合物样品。 1.4.1.3动力分离器
由于从D301顶部出来的气体要回收利用,要尽可能地少夹带或不夹带粉末,因此D301顶部出口设置了一个动力分离器A301。用它将粉末尽可能分离掉,同时还应有较小的气体流动阻力,因此,它具有较大的气体流通面,其原理是通过高速旋转一个将气体出口封闭的栅栏结构产生一个动力屏障,使气体中夹带的粉末与其充分碰撞,失去与气流同向的动力,回落动D301中,该动力分离器A301可使大部分粉末留在D301中,提高D301的分离效率.由于该动力分离器的工作介质的压力是1.8MPa,因此要有压力油密封系统以保证气体不泄露,并保证动力机械密封的冷却和润滑. 1.4.1.4闪蒸罐出料
在D301顶部的气相出料主要是丙烯、丙烷,同时还含有汽化的三乙基铝和夹带的聚丙烯粉末.这些杂质在洗涤塔T301中被洗掉,然后被塔底流出物带走,进入袋式过滤器F301, 粉末在F301中沉降,三乙基铝则在油洗塔T302中被凡士林油粘附脱除.其中的固体物料通过底部的料位阀LV301排向袋式过滤器F301。从D301顶部的出气管线设置了一条到D301底部LV301出口处的吹扫管线,它可以对LV301以下的管线进行吹扫,以便在堵塞时得到即时清理。 1.4.2低压脱气
为了将经高压闪蒸后的物料中的丙烯进一步脱除,设置了低压脱气部分,经过这部分处理后,粉末中丙烯含量将大大降低。 1.4.2.1 袋式过滤器F301进料
经高压闪蒸后的粉末进入F301。当F301故障时,可由三通阀HV311将物料排向排放罐D601或D602。 1.4.2.2 袋式过滤器F301
F301上部装有滤袋,滤袋可使气体通过而将粉末挡住。由于大量粉末附在滤袋上,会使滤袋前后压差增大(气流阻力增大)而使滤袋损坏,从而导致失去过滤作用。即使袋子不损坏,滤袋的分离效率也大大降低,因此该部分设置了反吹系统。反吹气是经过T301洗涤后的丙烯,压力为1.8MPa。为了保证气量、气压,该系统设置了一个蓄气罐D303,反吹气减压后进入D303。反吹气定期反吹,
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可以保证滤袋正常工作,滤袋器的工作状况(压差)可由压差计PDI312来监视。 为了保证工艺过程的顺利实现,保证气体能达到分离要求,必须保证F301的设计操作压力。压力过高或过低对气体的分离及粉末的输送都会产生很大的影响。粉末的传送要依靠压差,而气体的回收需要有一定的气体压力才能进入压缩机的入口。因此。为了达到回收单体的目的,设置了压力调节系统。在正常操作时,由D303提供丙烯气,向袋滤器的粉末部分通入恒定的气体丙烯(同时在气体排出线上设有向低压系统排放的调节阀)。当F301超压时,由压力控制回路PIC311控制通向火炬泄放管线的调节阀PV311。 1.4.2.3 袋式过滤器F301出料
F301中的粉料在低部料位阀LV311控制下,排向汽蒸罐D501。F301顶部的气相经循环气安全过滤器F302后进入油洗塔T302,最后再进入PK301。在F301中滤袋破裂后,F302可以起到保护PK301的作用。 1.4.3丙烯洗涤部分
丙烯洗涤是回收的一部分,其目的是将丙烯净化,洗去所带有的粉末和少量三乙基铝。
1.4.3.1 T301的进料
T301的进料主要有两部分。一是D301丙烯闪蒸罐中经A301分离的丙烯气体。二是经袋滤器及安全过滤器过滤后,再经PK301系统压缩后的丙烯。 一般情况下,T301的进料为气态过热丙烯,因为来自D301的丙烯为70℃,1.8MPa。
1.4.3.2 T301出料
1.由塔顶出来的一股气相丙烯,去D303作为F301的反吹气和补充气。 2.塔底的出料,由流量控制回路FIC324进行自动控制。该出料线外设有低压蒸汽夹套,其目的是使所含的丙烯全部气化,再进入F301。这股丙烯含有在塔中被洗涤下来的聚丙烯粉末和三乙基铝,聚丙烯粉末在F301中被分离,而三乙基铝在T302中被除去。
3. 塔顶出来的气相丙烯主要进入冷凝器E301中被冷却,在E301顶部设有一采出线,通过对返回进料罐D302的回收丙烯进行气相色谱分析排放出过量丙烷。这是因为原料丙烯中含有一定量的丙烷,而在本反应中丙烷是不参加反应的
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惰性组分。经反复回收累积,丙烷量将越来越大以致于影响正常反应,所以要不断排除。经PK501在饱和条件下把丙烯和丙烷排出界区。这条气相采出线的另一个作用是排除不凝组分,提高E301的冷却效果。
4.从E301底部出来的液相丙烯进入泵P302A/B经PV323回收到D302,这股丙烯随进料量而改变。 1.4.3.3 循环丙烯洗涤塔T301
该塔的设置是为了洗涤从D301顶部出来的气相丙烯,该塔共有21块塔板,气相丙烯从塔底进入,与回流的液体丙烯逆向接触。
在塔的底部设有再沸器E303,为T301的操作提供热量,同时也可保证装置低负荷运转下的最小回流量。E303的操作热负荷视回流量的大小而定,其目的是保证塔底的液位,塔顶的回流丙烯是从E301底排出而由P302A/B打入的,回流量的大小决定着洗涤效果和塔的操作负荷。 1.4.3.4塔顶气冷凝及回流系统
塔顶的丙烯是由E301来冷凝的,T301的操作负荷与该冷凝器有直接关系,而E301的冷凝能力是由E301中冷凝室与丙烯气的接触面积决定,如果接触面积大,则冷却负荷大,反之则小。E301中气体的传热面积与冷凝液的贮量有关,贮量大则LJ322液位高,传热面积就小,反之传热面积就大。操作中,E301的操作压力一定,底部的出料一定,则液位一定。
该塔的传热面积主要是回流泵P302A/B,由于该传热面积至关重要,一旦故障将引起部分停车,因此设置两台泵,互为备用。 1.4.4 丙烯进料罐系统
丙烯进料罐系统D302既能接收回收丙烯,既能接收来自精制单元的丙烯,然后向聚合系统供料。在开车时,D302还能为装置提供置换用气相丙烯和充料用液相丙烯。
1.4.4.1丙烯进料罐系统
D302的进料主要来自丙烯洗涤塔T301的回流泵P302A/B的回收丙烯以及从精制单元经F701排出的液相丙烯。
P302A/B出口去D302的回收丙烯线上分出一条去T701塔顶的管线,这条线是在紧急停车并向环管中打入一氧化碳后为了除去回收丙烯中的一氧化碳而设
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