年产2万吨聚丙烯车间生产工艺设计(7)

2019-04-23 10:09

年产2万吨聚丙烯车间生产工艺设计

的。由于这时回收丙烯中一氧化碳含量较高,所以要先经精制系统精制后再回到D302。

D302的出料由丙烯进料泵P301来实现,丙烯送至反应器。 1.4.4.2 丙烯进料罐D302

D302是一个储罐,设有液位控制,来调节界区丙烯进料量。D302正常操作压力是2.0 MPa,丙烯液体是处于过冷态的,它的压力是由一个加压系统来调节维持的,并设有两条丙烯供料管线。 1.4.4.3 D302的加压部分

D302的加压是通过蒸发器E302来实现的,通过改变丙烯的蒸发量来得到所要求的压力。E302除了维护D302的正常操作压力外,还向丙烯精制系统、聚合系统(D302)提供气态丙烯,一是用于开车前的置换,二是用于停车时的倒料。 1.4.4.4 D302的回流系统

P301A/B是D302的出料泵,所有反应用液相丙烯均由它供给,并且丙烯的大循环也由它完成。如果P301A/B同时故障全装置需紧急排放并倒空。为了维护泵的稳定流量,在泵的出口设有流量控制回路,通过调节回流量来使得P301出口流量保持恒定,同时也保持恒定的压力,所以,P301也是D302的回流泵。 回流丙烯由P301出口经FV331进入E305冷却后回到D302,目的是降低D302中液体丙烯的温度。 1.4.5 低压丙烯洗涤系统

该系统的目的是洗去丙烯气中所携带的三乙基铝。 1.4.5.1 T302的进、出料

经F301过滤后,带有少量三乙基铝的气相丙烯从底部进入低压丙烯洗涤塔T302。丙烯气洗去三乙基铝后经E304冷却再进入雾沫分离器D304。上升到T302顶部的丙烯气中含有油滴和一些可凝物质,E304使一部分冷凝后回到T302,另一部分随丙烯气进入D304。在D304中被分离的油滴被P303打回到T302底部,干净的丙烯从D304顶部排出,进入循环气压缩机系统PK301。在顶部出料线上设有排放阀HV341,可向低压系统进行紧急排放。 1.4.5.2 T302及回流

T302是板式洗涤塔,共9层。洗涤液是凡士林油和Atmer163以2:1的体

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积比混合成的液体,二者分别来自P109和P110。洗涤液由顶部向下,丙烯气由下而上,经过物质交换后,三乙基铝及可能夹带的粉末被洗掉。Teal是与Atmer163反应产生稳定的液态油溶性络合物而洗去的,油必须每两个月或当油中铝含量超过5%wt就要更换新的洗涤液。如果上游F301、F302有破袋产生,聚合物粉末可能进入油中,这时洗涤液也要更换。更换时,洗涤液从T302底部用P303抽出,排向D607进行处理,然后再重新向T302中补充洗涤液。 PK301系统要有一定的入口压力和稳定的操作压力,因此设置了从PK301出口到T302入口的补压线,可通过PV341来维持T302的操作压力。 1.4.6 PK301系统

是丙烯气压缩系统,它可将0.05MPa的气体加压至2.0MPa,所以在压缩机系统收集到的油再返回T302。

1.5 聚合物的汽蒸和干燥

本工序包括汽蒸和干燥。 1.5.1 汽蒸部分

汽蒸器的主要作用是分解聚合物中的催化剂,杀死残余活性。这对保证产品质量具有一定的意义。因为在催化剂活性没有完全失去时,造粒产品可能发黄,同时也可利用蒸汽的较高温度尽可能地除去催化剂和给电子体分解后产生的氯化氢、甲醇等,这也能有效提高产品质量。因此,对产品进行汽蒸处理是提高产品质量的必要手段。 1.5.1.1 D501系统

从循环气过滤器F301来的聚合物靠重力进入汽蒸罐D501,在这里使催化剂失活,并脱除留在聚合物中的烃类(丙烯和丙烷)。经汽蒸后的聚合物靠重力进入干燥器D502。

汽蒸罐D501是一个立式圆桶式容器,外部设有蒸汽夹套,已便使其温度保持在105℃左右,这样即保证了蒸汽罐内蒸汽不会冷凝,也保证了氯化氢、甲醇等不能与水一起残留在粉料内。汽蒸罐D501设有搅拌器A501,他的作用是搅拌聚丙烯粉料,已便能均匀地与蒸汽接触。同时,为了防止粉末进入搅拌器A501的机械密封,采用低压蒸汽对A501的近料部分进行冲洗。

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汽蒸用的蒸汽分两部分加入,一部分从汽蒸罐的底部通入,另一部分从偏上的一点通入,这两部分均为低压蒸汽。低压蒸汽分解催化剂和给电子体剩余物,并且分离出聚合物中残留的丙烯和丙烷。由于所要求的汽蒸温度低于低压蒸汽的温度,因此给这两部分蒸汽通入蒸汽冷凝水,已便将蒸汽温度调到120℃左右。同时,也可通过改变其操作温度,随时改变通入蒸汽温度的设定值。

所有保温用的蒸汽都经过减压处理,这由PIC506调节PV506来实现,它可将压力设定在0.05MPa。然后分别通入汽蒸罐D501夹套和气体排出管线夹套。 1.5.1.2 S501系统

S501为旋风分离器,由于汽蒸罐顶部排出的蒸汽带有一定的聚丙郗粉末,这不仅会造成浪费,也可给后续系统的气体处理带来困难。因此,用旋风分离器S501将气体中的聚合物粉料分离出来,并送会汽蒸罐D501中。纯洁的气体从旋风分离器顶部进入汽蒸罐洗涤塔T501(水洗塔)。聚合物粉末从旋风分离器的底部排入汽蒸罐D501。为了使粉末排出顺利,在旋风分离器底部设有喷射器C503,通有蒸汽吹扫,借助C503,从S501底部排出聚合物细粉,将粉末送回D501。 1.5.1.3 T501系统

T 501D是汽蒸罐洗涤塔,它可除去汽蒸气中含有的聚丙烯粉末和水络性物质,如甲醇、水蒸汽,同时也使气体降温,净化降温后的气体从塔顶排至汽蒸罐尾气压缩机系统PK501。

T501为板式洗涤塔,共有16层塔板,所要洗涤的气体从第8层塔板进入与水逆流相接触。在第一层塔板的下部通入低压蒸汽,为T501的操作提供热量。在塔的顶部设有冷却器E501,它可将上升气体中可凝成分(包括有机物)冷凝下来,通过上部一块堰板溢流至烃油分离器D503,冷却器E501中通有系统冷却水。

D503是烃分离器。冷凝下来的水和有机物在其中分层,有机物从上面排出,并收集于油桶内,水从下部排至回流水 泵P501A/B。汽蒸罐洗涤塔T501的底部设有液位指示LI503并设有高限自动排放及低限自动关闭系统,这是由连锁I502来完成的。

由于气体从汽蒸器D501带出来聚丙烯粉末,在洗涤塔T501中被洗至塔底。塔低的水要被排至水处理系统,收集在废水池Z601内。

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为保证汽蒸罐洗涤塔T501的连续操作,设置了回流水泵P501A/B,进行一开一备用操作,泵的切换由连锁I501来完成。回流水由回流水泵P501A/B从汽蒸罐洗涤塔T501底部抽出,打到塔上部第16块塔板上。在回流水泵P501的入口处有一条系统冷却水的加入管线。这是在开车时建立汽蒸罐洗涤塔T501的液位用的。汽蒸器D501与汽蒸罐洗涤塔T501相通,因此用汽蒸罐D501的压力设定值调节阀PV501,这样即可维持汽蒸罐D501的压力,又能维持汽蒸罐洗涤塔T501的压力。 1.5.1.4 C501系统

C501为汽蒸罐尾气压缩机,它可将汽蒸罐尾气加压至108MPa后送出界区。 C501为往复式压缩机,其入口压力为0.01MPa,出口压力为1.8MPa。经C501压缩后的汽蒸罐尾气,由尾气冷却器E504冷却,进入D504,D504的液相丙烯被送往界区。

1.5.2 聚合物干燥部分

聚合物离开汽蒸罐D501后进入干燥器D502,其中含有约3%wt的冷凝水,这对于后面的造粒过程是不允许的,因此本装置采用热氮循环干燥法除去水份。加热的氮气饱和湿度很大,它可以与聚合物进行物质交换,带走其中的水份。湿度增加的氮气在干燥洗涤塔T502中进行冷却洗涤,使氮气在低温下脱除水份,降低湿度后的氮气再经加热后循环使用,这样处理过后的聚合物中的水份低于0.02%wt。

1.5.2.1 D502系统

干燥器D502是一个立式圆桶形容器。容器上有一个直径增大段,底部有一筛板,它用作气流化的分布板。当聚合物通过干燥器的分布板时热氮使聚合物产生流化传递热量,除去水份,从顶部出来的湿氮气(75-80℃)进入干燥旋风分离器S502。旋风分离器将氮气中夹带的粉末分离下来送至聚丙烯粉末收集器D507,进而通过气动输送PK801送往聚丙烯粉末缓冲仓D802。氮气从S502顶部出来进入干燥洗涤塔T502。 1.5.2.2 T502系统

T502是脱水洗涤塔,它的作用是将循环氮气中夹带的少量粉末洗去,并将氮气冷却以除去其中的湿份。T502由8块塔板及塔顶一段填料组成。填料的作

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用是将氮气中的液滴分离下来。洗涤水从第八块板上加入,氮气从塔底加入,从塔顶排出。塔底有根插入管,导向下水道系统,高出该管的部分自然溢流到下水道系统中,这样可维持T502的液位。 1.5.2.3 C502系统

氮气从干燥器洗涤塔T502塔顶部出来后进入干燥鼓风机

C502A/B,然后

再进入一个翅片式散热器E503。E503通有低压蒸气,它可以将氮气加热到110℃。为了保证干燥器鼓风机C502A/B运行,设置了氮气补加管线PV535,以保证干燥器鼓风机C502A/B的入口不低于400mm。

如果干燥器鼓风机C502的入口低到一定程度会引起联锁停车。

该部分的管线和设备用氮气做氮封,防止形成爆炸性气体或形成聚丙烯降解。本系统在操作中要保持正压,防止产生真空。如果产生真空,就可能使空气进入形成爆炸性气体。

1.6 挤压造粒

工艺说明如下:

1.6.1 到挤压机的PP聚合物输送,储存和计量;到挤压机的添加剂的计量。 从干燥器D502来的PP粉料在料位控制下靠重力从D502底部排出,通过一个V型球阀LV531送至料斗D801A/B里,同时D502到D801A/B的加料管线上的手动滑阀打开。D801A/B起缓冲作用,也可避免D502粉料下料量过大堵塞管线。粉料从D801A/B底部排出通过旋转加料器RF801A/B加到氮气输送系统PK801,经PK801送到PP粉末缓冲料仓D802。RF801A/B来的PP粉料和D507中的粉末均送至D802,RF801A/B中的一个作为备用。

PK801为一个闭路的N2循环输送系统,输送粉料的流体介质采用氮气。主要目的是其一避免因静电积累而产生火花而引起爆炸,其二避免接触氧气防止PP粉料过多的降解。

在粉料输送鼓风机的作用下,聚合物输送至D802中,氮气循环运行。冷却器E801用来除去鼓风机C801A/B的压缩热,正常情况下将氮气冷却至70℃左右。氮气和PP粉料经过D802顶部的粉末仓过滤器F802过滤分离,氮气进入风扇C802A/B来增压,然后由E802除去C802A/B的压缩热,经过滤器F803A/B过滤,

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