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      氣相丙烯反應釜堵塞的原因及對策

      發布日期:[ 2014年1月4日 ] 共閱[ 2680 ]次

      遼寧東澤化工有限責任公司聚丙烯裝置,是引進日本三井油化公司的HYPOL工藝技術,利用煉廠氣體中的丙烯生產均聚聚丙烯樹脂。2012年4月8日聚合裝置消缺檢修開工以來, 氣相反應釜工況經歷了兩個月左右的平穩期,期間循環氣鼓風機C203電流I232和C203出入口壓差PD231 雖略有小幅波動,但PD231一直維持在正常的35 kPa上下,I232也保持在較高的175A左右;進入6 月中旬以后,氣相反應釜工況開始出現持續性變化, PD231南6月23日的35.5 Pa總體上升至11月4 日的56.8 kPa,I232也從6月18 El的179A總體下降至1 1月4日的109A f見圖2: PD231和I232變化趨勢圖),至11月30日停一I 檢修,E203已堵塞約542根管束,堵塞率近84%。

      從PD231和I232變化趨勢圖可以看出,E203 I 況的變化有兩個比較明顯的時間節點,一個是6 月20 Et左右開始發生變化,一個是9月27日出現明顯惡化,而10月19日出現的波動變化主要是因為E203的反吹操作所造成。

      正常情況下,E203管束的堵塞是粉料附著和吹離的基本平衡的很緩慢發展的過程,一旦出現細粉增多、粘性物料等因素的影響,將打破這種基本的平衡,加劇E203的堵塞過程,造成PD231壓差的增大和I232電流的降低。本文將結合PD231和I232 變化趨勢,從己烷中水含量、原料丙烯砷含量、丙烯循環系統中水含量以及新產品開發等因素對 E203堵塞進行原因分析并提出對策。

      2 原因分析

      2.1 己烷中水含量、原料丙烯砷含量的影響

      正常情況下,己烷中的水含量控制指標為≤ 5ppm(vo1),但南于己烷脫水罐D107和D109的能力有限,一直未能達到指標要求,己烷中的水含量將隨催化劑和沖洗過程進入反應釜,從而可能導致聚丙烯細粉的增多,給裝置丁況帶來影響。結合表1 可以看出, 己烷中的水含量一直大于控制指標5 ppm,同時在6月20日以后整體略有上漲,但9月 27 Et以后總體又略有下降,與PD231和I232變化趨勢不符,所以己烷中的水含量超標可能會對E203 工況的惡化產生一定影響,但并不是導致工況惡化節點的直接原因。

      結合表2可以看出,6月20日和9月27日前后原料丙烯中的砷含量整體較高,在0.2 ppm以上 (原料丙烯砷含量控制指標為≤0.03 ppm,wt),而精制脫砷罐DOO3/DO04的脫砷能力是有限的,砷 (包括硫、磷)這些電負性極強的元素,當其處于低化合價f即AsH 、H S、PH,。)時,均可通過未共用電子對與rri正八面體的空位成鍵,使活性中心失活,造成細粉或粘性物料的產生”。 。所以原料中砷含量過高必定會對E203丁況的變化產生不利影響。

      2.2 丙烯循環系統中水含量的影響

      如表3所示,丙烯循環系統中水含量正常應在 5ppm以下,但從7月5 Et分析開始D208(冷凝液罐)液相丙烯水含量出現超標現象,裝置低點導淋甚至排出大量明水,至8月1日及以后分析D208 液相丙烯水含量已恢復正常,系統也不再有明水排出。結合PD231和I232變化趨勢可以看出,7月4 日至8月1日PD231由36.3 kPa上漲至38 kKPa、 1232由175A下降至171A,雖然總體工況發生一定惡化,但沒有出現明顯的變化節點,趨勢比較緩慢,所以7月份丙烯循環系統中水含量超標并沒有對 E203工況的惡化造成太大影響。

      2.3 新產品開發等因素的影響

      4月8日開工至11月4 Et,聚丙烯裝置總共進行了三次新產品的開發試生產,分別是6月6 Et至 8日轉產F301L(鋰電池阻隔膜專用料),9月8 Et 至10日轉產B201B(注塑管材料),9月26日至27 日轉產F301L。期間裝置工況發生的主要變化有:6 月9日氣相反應釜床層溫度T232開始出現溫度上升、波動大的趨勢,6月13日D201循環風量F215開始發生波動下降趨勢,6月25日丙烯循環量F277開始出現波動大現象,6月29日D201采樣器堵塞。結合E203工況發生變化的時間節點,初步判定6 月份和9月份的F301L試生產是導致E203工況惡化的直接原因。

      另外,7月13日更換精制器DO04脫砷劑,直到7月30日投用,PD231由36.6 kPa波動上漲至 37.5 kPa,I232由173.6A持續下降至171A,期間精制脫砷能力的下降,也會對E203工況的惡化造成促進影響。

      3 原因思考

      6月6日8:50至6月8日15:38轉產F301L,主催化劑NA,濃度:11.0 g/L,Ti含量2.5%,加入量: 50 L/h;外給電子體:D+T—donor(質量混合比為1: 2),配制濃度為0.5 mol/L,加入量:0.5 L/h;助催化劑AT濃度為20% (wt),加入量:7L/h。由此計算,NA:AT:OF=I:29:1(摩爾比),NA:AT: D—donor=1:29:0-3(摩爾比),NA:AT:T—donor = l:29:0.7(摩爾比), 9月26日14:00至9月27日16:15轉產F3OIL,主催化劑:CS一1濃度:1 1.0 g/L,Ti含量2.58%,加入量:60 L/h;外給電子體:D+T—donor(質量混合比為1:2),配制濃度為1 mol/L,加入量:0.6 L/h;助催化劑AT濃度為20%(wt),加入量:8 L/h。由此計算,CS一1:AT:OF=1:27:1.7(摩爾比), CS一1:AT:D—donor=1:27:0.5(摩爾比), CS一1:AT:T—donor=l:27:1.2(摩爾比)。通過以上計算可知,在試生產F301L期間,由于要求較低的灰分,所以AT加入量比較少,AT/Ti 分別為29和27(摩爾比),而AT加入量的減少,將影響到丙烯系統中的H S、AsH 、H 0、0 CO:等雜質的有效脫除,這些雜質不僅使聚合活性降低,造成細粉的增多,也會導致聚合物等規指數的降低 。另外,帶有路易斯酸性的烷基鋁和路易斯堿性的外給電子體之間存在的絡合反應,也在一定程度上會影響到AT的活化作用和除雜作用 。同時,兩種外給電子體D+T—donor的混合使用,雖然SI/Ti并不低,分別為1和1.7(摩爾比),但由于兩種不同的外給電子體和主催化劑的作用強度不同,其中強作用的外給電子體D donor會部分取代弱作用的外給電子體T—donor,將致使實際發揮作用的外給電子體量減少 。。

      4 結論

      通過以上分析可知,2012年4月8 Et聚合裝置開工,導致E203快速堵塞的直接原因是新產品 F301L的試生產,AT降量是主因,而兩種外給電子體的混合使用也需慎重;原料丙烯中的砷含量在6 月20日和9月27日前后整體較高是加快惡化的根本原因;同時,己烷中水含量和丙烯循環系統中水含量超標,以及DO04脫砷劑更換后沒有及時投用也會造成一定影響。

      5 建議

      (1)關注主催化劑質量和AT活性,嚴格控制三劑比例,在原料雜質含量較高和精制能力不足的情況下,根據生產經驗, AL/TI(too1)適宜控制在 40以上。

      (2)外給電子體的混合使用要慎重,要充分考慮到外給電子體之間的取代作用,選擇合適的復配外給電子體體系,要保證總的外給電子體SI/TI和單獨組份的外給電子體SI/TI同時滿足產品等規度要求。

      (2)由于脫水器無動力驅動,在安裝時,脫水管線應水平或以一定坡度向脫水器傾斜 。;

      (3)安裝前應與廠家溝通,確保脫水器發揮最大作用;

      (4)在原油系統安裝自動脫水器,冬季應注意保暖,防止油品凍凝;

      (5)對于脫水量大的油罐建議根據需要適當增加脫水器的數量,確保脫水質量;

      (6)應定期清理過濾器,防止因過濾器堵塞造成脫水器工作異常;

      (7)對設有自動脫水器的油罐加強日常檢查,以防因設備故障發生事故;

      (8)可以對設置自動脫水器的油罐另設一個手動脫水閥門,以防脫水器故障影響生產。

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