專利名稱：聚丙烯的生產(chǎn)方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚丙烯英文名稱:Polypropylene(簡(jiǎn)稱PP)的生 產(chǎn)方法及其裝置，屬于高分子合成技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，聚丙烯的生產(chǎn)方法主要有以下幾種K溶劑法聚合工藝, 缺點(diǎn)是投資大，能耗高，環(huán)境污染嚴(yán)重；2、采用釜式液相聚合與流 化床氣相聚合的組合式本體聚合方法；3、氣相法，采用活塞流式的 氣相反應(yīng)器；4、釆用液相環(huán)管反應(yīng)器與密相流化反應(yīng)器的組合式本 體聚合方法；5、間歇式液相本體聚合法。上述幾種工藝中，其中間 歇式液相本體聚合法由于采用丙烯單體為原料，加以微量氫氣、三乙 化鋁及輔助催化劑，進(jìn)行均聚反應(yīng)，并經(jīng)閃蒸脫氣、干燥，擠壓造粒 得聚丙烯成品，由于該工藝路線適合我國(guó)國(guó)情，目前，已廣泛得到應(yīng) 用，但該工藝尚存在不少缺陷，如工藝過(guò)程中，原料、蒸汽、熱能由 于沒(méi)有得到回收，往往造成浪費(fèi)，而廢氣、廢水、廢熱由于得不到處 理，對(duì)環(huán)境污染也十分嚴(yán)重。
有基于此，本發(fā)明應(yīng)運(yùn)而生。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)之上述缺陷，本發(fā)明的主要目的是提供一種高
效、節(jié)能、環(huán)保的聚丙烯的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下， 一種聚丙烯的生產(chǎn)方法，包括預(yù)聚
合、聚合——閃蒸、脫氣一"""汽蒸、干燥一一^擠壓、造粒——產(chǎn)品包 裝等步驟，其中
(1) 、預(yù)聚合、聚合將懸浮在油/脂混合物中的催化劑、給電 子體、三乙基鋁加入到l(TC的預(yù)接觸罐中進(jìn)行預(yù)接觸，然后將上述 催化劑混合物和精制的丙烯、乙烯單體和氫氣加入預(yù)聚合反應(yīng)器中，
進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，預(yù)聚合反應(yīng)溫度2(TC，壓力3. 4 4. 4MPaG,反應(yīng) 時(shí)間12分鐘后送入聚^"反應(yīng)器，聚合反應(yīng)器采用兩個(gè)串聯(lián)的液相環(huán) 管反應(yīng)器，反應(yīng)溫度為70 80°C，壓力3. 3 4.4MPaG，糧據(jù)氫氣濃 度實(shí)時(shí)調(diào)整反應(yīng)壓力，控制第一反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)，第二反 應(yīng)器反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，聚合反應(yīng)器出來(lái)的漿液濃度為50%wt;
(2) 、閃蒸、脫氣將聚合單元送來(lái)的漿液經(jīng)蒸汽加熱后，在閃 蒸罐內(nèi)高壓閃蒸，壓力由3.3 4.4MPaG降低至1. 8MPaG，使聚合物 漿料與丙烯單體分離，分離的丙烯氣體進(jìn)入到高壓洗滌塔中，經(jīng)洗滌、 冷凝成液相丙烯后，送回丙烯進(jìn)料罐回收利用，聚合物漿料進(jìn)入袋濾
5器中，以分離出聚合物漿料中的剩余少量丙烯單體，分離后，聚合物 槳料送入汽蒸罐，丙烯單體經(jīng)低壓丙烯洗滌塔洗滌，然后進(jìn)入到循環(huán)
壓縮機(jī)中，壓縮至1.9MPaG以上后，輸送至高壓洗滌塔后進(jìn)行回收利 用；
,(3)、汽蒸、干燥由袋濾器排出的聚合物，進(jìn)入到汽蒸罐中， 用蒸汽殺死其中的殘余催化劑活性，同時(shí)將混合吸附在聚丙烯粉末中 的丙烯和丙垸氣體汽蒸出來(lái)，汽蒸溫度控制在11(TC，經(jīng)汽蒸后的氣 體經(jīng)洗滌塔洗滌，并經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入回收系統(tǒng)，洗滌塔的工藝熱 水中的熱能經(jīng)熱能回收裝置回用于熔化油脂，經(jīng)汽蒸后的聚合物粉末 含3%wt表面凝結(jié)水，進(jìn)入到流化床干燥器內(nèi)進(jìn)行熱氮?dú)庋h(huán)干燥， 使聚合物產(chǎn)生流化，傳遞熱量，將聚合物的水含量從3%wt降低至 0. 02%wt;
(4) 、擠壓造粒從干燥器出來(lái)的聚丙烯粉料，經(jīng)粉料輸送裝置， 進(jìn)入到擠壓機(jī)中進(jìn)行擠壓造粒，聚丙烯粉料在擠壓機(jī)中被熔化、均化、 過(guò)濾和水下切粒，切粒水由切粒水供應(yīng)裝置收集的蒸汽凝液提供并循 環(huán)運(yùn)行，從擠壓機(jī)系統(tǒng)的尾氣抽吸系統(tǒng)中夾帶著的細(xì)粉，通過(guò)粉料回 收裝置進(jìn)行回收利用；
(5) 、產(chǎn)品包裝通過(guò)輸送裝置將擠壓造粒的粒狀產(chǎn)品，經(jīng)產(chǎn)品 摻合、包裝碼垛后即成成品；
(6) 、廢氣回收及利用從系統(tǒng)各洗滌塔出來(lái)的廢氣，先收集至 廢氣回收裝置中，液化后，經(jīng)精餾裝置處理后作為原料回用。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種聚丙烯的生產(chǎn)裝置，包括
聚合反應(yīng)單元，聚合反應(yīng)單元與進(jìn)料罐相連，用于將丙烯、乙烯 單體進(jìn)行聚合反應(yīng)制得聚合物漿液，包括依次相連的預(yù)接觸罐、預(yù)聚 合反應(yīng)器、聚合反應(yīng)器；在預(yù)接觸罐的入口管線處設(shè)置有換熱器；
閃蒸脫氣單元，用于將聚合反應(yīng)單元制得的聚合物漿液與丙烯單 體分離，包括與聚合反應(yīng)器相連的閃蒸罐，與閃蒸罐相連的袋濾器， 高壓洗滌塔一方面與閃蒸罐相連，另一方面與進(jìn)料罐相連，低壓洗滌 塔一方面與袋濾器相連，另一方面與帶廢液回收裝置的壓縮機(jī)相連， 壓縮機(jī)與高壓洗滌塔相連；在壓縮機(jī)組的入口管線上并聯(lián)地設(shè)置有第 一過(guò)濾機(jī)構(gòu)與第二過(guò)濾機(jī)構(gòu)；
汽蒸干燥單元，用于殺死聚合物中的殘余催化劑活性，將混合吸 附在聚丙烯粉末中的丙烯和丙烷氣體汽蒸分離，并進(jìn)行干燥，包括與 袋濾器相連的汽蒸罐，帶熱能回收裝置的洗滌塔與流化床干燥器分別 汽蒸罐相連；
擠壓造粒單元，用于將聚丙烯粉料進(jìn)行擠壓造粒，包括通過(guò)粉料 輸送裝置與流化床干燥器相連的，帶切粒水供應(yīng)裝置的擠壓機(jī)，凝液 回收裝置與切粒水供應(yīng)裝置相連；廢氣回收及精餾單元，包括廢氣回收系統(tǒng)，廢氣回收系統(tǒng)與高壓 洗滌塔、洗滌塔等相連，用來(lái)收集系統(tǒng)各洗滌塔出來(lái)的廢氣并進(jìn)行液 化，精餾系統(tǒng)一方面與廢氣回收系統(tǒng)相連，另一方面與進(jìn)料罐相連， 將液化后的各組分餾分后作為原料回用至進(jìn)料罐中。
進(jìn)一步地設(shè)置在于
所述壓縮機(jī)的廢液回收裝置，包括壓縮機(jī)入口分離罐，壓縮機(jī)入 口分離罐與洗滌塔相連，壓縮機(jī)與壓縮機(jī)入口分離罐相連，由壓縮機(jī) 出來(lái)的廢液通過(guò)回收管排放至壓縮機(jī)入口分離罐中，廢液處理罐與壓 縮機(jī)入口分離罐相連，機(jī)泵設(shè)置于廢液處理il與壓縮機(jī)入口分離罐之 間，在回收管上設(shè)有一條跨線，跨線一端連接回收管，另一端連接廢 液處理罐，跨線的兩端之間形成壓差。
所述洗滌塔熱能回收裝置，包括具有一個(gè)熱水輸出端和熱水回收 端的洗滌塔，過(guò)濾器與洗滌塔的熱水輸出端相連，機(jī)泵與過(guò)濾器相連， 控制閥組與機(jī)泵相連，洗滌塔的熱水回收端與控制閥組相連，從而形 成一個(gè)熱水循環(huán)系統(tǒng)，控制閥組連接出一根管線，油脂加熱裝置一端 通過(guò)管線接入到控制閥組，另一端接出到洗滌塔的熱水輸出端，在油 脂加熱裝置的上述兩個(gè)端口分別設(shè)置有控制閥。
所述粉料輸送裝置，包括依次相連的粉料進(jìn)料線、計(jì)量秤與擠壓 饑混合器，粉料回收裝置與擠壓機(jī)混合器相連，粉料回收裝置包括與 擠壓機(jī)尾氣抽吸系統(tǒng)相連的袋式過(guò)濾器，袋式過(guò)濾器通過(guò)粉料回收線 與擠壓機(jī)混合器相連，在粉料回收線上依次安裝有旋轉(zhuǎn)閥，氮?dú)獯祾?接口、放凈閥以及進(jìn)料閥。
所述凝液回收裝置結(jié)構(gòu)，包括凝液收集罐，換熱器與凝液收集罐 相連，在換熱器與凝液收集罐之間設(shè)有呈并聯(lián)設(shè)置的兩組機(jī)泵，控制 閥組與換熱器相連，冷卻塔通過(guò)一根出水管和進(jìn)水管與換熱器相連以 組成一個(gè)冷卻水循環(huán)，凝液回收線一端連接于控制閥組，另一端連接 于冷卻塔出水管。
切粒水供應(yīng)裝置包括主切粒水箱，以及與主切粒水箱相連的蒸汽 凝液補(bǔ)水線，循環(huán)泵與主切粒水箱相連，切粒機(jī)與循環(huán)泵相連，脫水 器與切粒機(jī)相連，主切粒水箱與脫水器相連，備用水箱通過(guò)第一管線 與補(bǔ)水線相連，備用水箱垂直布置在主切粒水箱的上方，備用水箱具 有一個(gè)出水端口和一個(gè)溢流端口 ，出水端口設(shè)置于備用水箱的下部， 溢流端口設(shè)置于備用水箱的上部，主切粒水箱通過(guò)第二管線與備用水 箱的出水端口相連，閥安裝于備用水箱的出水端口處，第三管線連接 溢流端口和第二管線。
精餾系統(tǒng)包括有三組精餾裝置，每組精餾裝置包括精餾塔，與精 餾塔相連的呈并聯(lián)設(shè)置的兩組機(jī)泵，每組機(jī)泵皆具有一根退料管線與 排氣管線，在退料管線上依次設(shè)置有退料閥和控制閥組，在排氣管線上設(shè)置有排氣閥，退料線與三組精餾裝置的退料管線相連，并將退料 收集于回收罐中，排氣線與三組精餾裝置的排氣管線相連，并將機(jī)泵 排出的氣體經(jīng)統(tǒng)一收集后后排出。
采用本發(fā)明的聚丙烯的生產(chǎn)方法及其裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn) 1、通過(guò)優(yōu)化預(yù)聚合、聚合、閃蒸、脫氣、汽蒸、干燥、擠壓造 ，等工藝步驟和參數(shù)，提高了原料的利用率，使生產(chǎn)效率得到較大提
，2、創(chuàng)新增設(shè)廢氣及廢液回收系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的同時(shí)，減 少環(huán)境污染；
3、 增設(shè)洗滌塔熱能回收系統(tǒng)，將回收的熱能用于油脂加熱，提 高了熱能利用效率；
4、 粉料及凝液回收裝置的設(shè)置，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn) 成本；
5、 切粒水供應(yīng)增設(shè)備用水箱，防止了因水箱故障造成的停機(jī)， 提高了生產(chǎn)效率；
6、 退、排氣管線的改迸，消除了安全隱患又節(jié)約了成本，且環(huán) 保性好。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成圖2為本發(fā)明預(yù)接觸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的廢液回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明的壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明的洗滌塔熱能回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明的粉料輸送裝置結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明的凝液回收裝置結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明的切粒水供應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明的精餾排氣及退料裝置結(jié)構(gòu)示意圖IO為本發(fā)明的整體工藝流程具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明聚丙烯的生產(chǎn)裝置，主要包括 聚合反應(yīng)單元，聚合反應(yīng)單元與進(jìn)料罐1相連，用于將丙烯、乙 烯單體進(jìn)行聚合反應(yīng)制得聚合物漿液，包括依次相連的預(yù)接觸罐2、 預(yù)聚合反應(yīng)器3、聚合反應(yīng)器3;在預(yù)接觸罐2的入口管線處增設(shè)有
一個(gè)換熱器；
閃蒸脫氣單元，用于將聚合反應(yīng)單元制得的聚合物漿液與丙烯單 體分離，包括與聚合反應(yīng)器3相連的閃蒸罐4，與閃蒸罐4相連的袋濾器5，高壓洗滌塔11一方面與閃蒸罐4相連，另一方面與進(jìn)料罐l 相連，低壓洗滌塔12 —方面與袋濾器5相連，另一方面與壓縮機(jī)13 相連，壓縮機(jī)13與高壓洗滌塔11相連；
汽蒸干燥單元，用于殺死聚合物中的殘余催化劑活性，將混合吸 附在聚丙烯粉末中的丙烯和丙烷氣體汽蒸分離，并進(jìn)行干燥，包括與 袋濾器5相連的汽蒸罐6，帶熱能回收裝置15的洗滌塔14與流化床 干燥器7分別汽蒸罐6相連；
擠壓造粒單元，用于將聚丙烯粉料進(jìn)行擠壓造粒，包括通過(guò)粉料 輸送裝置與流化床干燥器7相連的，帶切粒水供應(yīng)裝置9的擠壓機(jī)8, 凝液回收裝置10與切粒水供應(yīng)裝置9相連；
廢氣回收及精餾單元，包括廢氣回收系統(tǒng)16，廢氣回收系統(tǒng)16 與高壓洗滌塔ll、洗滌塔14等相連，用來(lái)收集系統(tǒng)各洗滌塔出來(lái)的 廢氣并進(jìn)行液化，精餾系統(tǒng)17—方面與廢氣回收系統(tǒng)16相連，另一 方面與進(jìn)料罐1相連，將液化后的各組分餾分后作為原料回用至進(jìn)料
請(qǐng)?jiān)俳Y(jié)合圖IO所示，本發(fā)明的聚丙烯的生產(chǎn)方法，主要包括預(yù) 聚合、聚合——閃蒸、脫氣——汽蒸、干燥——擠壓、造粒——產(chǎn)品 包裝。
1、預(yù)聚合、聚合
1. 1預(yù)聚合、:'將懸浮在油/脂混合物中的催化劑如DDS、 CS-1等、 給電子體、三乙基鋁加入到l(TC的預(yù)接觸罐中進(jìn)行預(yù)接觸，在這里 催化劑形成活性中心為后面與單體的聚合而活化，然后將上述催化劑 混合物和精制的丙烯、乙烯單體，氫氣加入預(yù)聚合反應(yīng)器中，進(jìn)行預(yù) 聚合反應(yīng)，預(yù)聚合反應(yīng)溫度20t:，壓力3. 4 4. 4MPaG，反應(yīng)時(shí)間12 分鐘，預(yù)聚合反應(yīng)目的在于控制聚合反應(yīng)速率，將催化劑混合物包裹 以防止聚合反應(yīng)開(kāi)始前催化劑破碎。
為保證催化劑預(yù)接觸的順利進(jìn)行，預(yù)接觸罐的溫度應(yīng)保持在10 °C，而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，環(huán)境溫度經(jīng)常大于IO'C設(shè)置更高，為此， 本發(fā)明通過(guò)在預(yù)接觸罐的入口管線處增設(shè)一個(gè)換熱器，有效地解決了 這個(gè)問(wèn)題，如圖2所示，換熱器22安裝于預(yù)接觸罐20的入口管線處， 換熱器22具有四個(gè)端口，分別與介質(zhì)入口管線2K介質(zhì)出口管線23、 進(jìn)水管25、出水管24相連，換熱器22采用盤形換熱管，散熱效果 好，可使預(yù)接觸罐的溫度保持在io'c左右。
1.2聚合聚合反應(yīng)器來(lái)用兩個(gè)串聯(lián)的液相環(huán)管反應(yīng)器，以盡可 能地提高平均停留時(shí)間及縮小停留時(shí)間分布，反應(yīng)溫度為70 80°C， 壓力3.3 4.4MPaG，反應(yīng)壓力隨氫氣濃度實(shí)時(shí)調(diào)整，第一反應(yīng)器內(nèi) 反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)，第二反應(yīng)器反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，槳液濃度為 50%wt。
92、 閃蒸、脫氣
將聚合單元送來(lái)的槳液經(jīng)蒸汽加熱后，在閃蒸罐內(nèi)高壓閃蒸，壓
力由3. 3 4. 4MPaG降低至1. 8MPaG，使聚合物漿料與丙烯單體分離，
分離的丙烯氣體進(jìn)入到高壓洗滌塔中，經(jīng)洗滌、冷凝成液相丙烯后，
送回丙烯進(jìn)料罐回收利用。經(jīng)分離后的聚合物進(jìn)入袋濾器(袋式過(guò)濾
器)作進(jìn)一步分離，分離出聚合物中的剩余少量丙烯單體，分離后聚
合物送入汽蒸罐，丙烯單體經(jīng)低壓丙烯洗滌塔洗滌，然后進(jìn)入到循環(huán)
壓縮機(jī)中，壓縮至1. 9MPaG以上后，輸送至高壓洗滌塔后進(jìn)行回收利 用。
由低壓丙烯洗滌塔出來(lái)的丙烯氣體，經(jīng)壓縮機(jī)入口分離罐、壓縮 機(jī)處理后，壓縮后的氣體進(jìn)行回收利用，而由壓縮機(jī)級(jí)間分離罐出來(lái) 的排放液要先排放到壓縮機(jī)入口分離罐，然后用機(jī)泵送到廢液處理罐 去處理，由于廢液進(jìn)入到壓縮機(jī)入口分離罐中，容易污染了壓縮機(jī)入 口分離罐，同時(shí)將廢液從壓縮機(jī)入口分離罐中抽至處理罐中，需要機(jī) 泵，這樣就浪費(fèi)了機(jī)泵運(yùn)行的能耗。為此，本發(fā)明增設(shè)了廢液回收裝 置，如圖3所示，壓縮機(jī)入口分離罐32與洗滌塔31相連，壓縮機(jī)33與 壓縮機(jī)入口分離罐32相連，由壓縮機(jī)33出來(lái)的廢液通過(guò)回收管36排放 至壓縮機(jī)入口分離罐32中，廢液處理罐37與壓縮機(jī)入口分離罐32相 連，機(jī)泵34設(shè)置于廢液處理罐35與壓縮機(jī)入口分離罐32之間，本發(fā)明 通過(guò)在回收管36上增加了一條跨線37，跨線37—端連接回收管36，另 一端連接廢液處理罐35，跨線37的兩端之間形成壓差。本發(fā)明通過(guò)跨 線37將壓縮機(jī)33排放的廢液直接連入到廢液處理罐35,利用跨線7兩 端的壓差直接把廢液送到廢液處理罐35處理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，既減少了能 耗成本，廢液也不會(huì)進(jìn)入到壓縮機(jī)入口分離罐造成污染,還簡(jiǎn)化了操 作步驟。
同時(shí)，為了防止循環(huán)壓縮機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，其自帶的過(guò)濾器經(jīng) 常發(fā)生堵塞的問(wèn)題,本發(fā)明改進(jìn)了現(xiàn)有的循環(huán)壓縮機(jī)組，如圖4所示， 壓縮機(jī)組40與丙烯氣體進(jìn)氣管45相連，第一過(guò)濾機(jī)構(gòu)包括第一切斷閥 47、第一過(guò)濾器46、第一放凈閥48、第一切斷閥49，第二過(guò)濾機(jī)構(gòu)包 括第二切斷閥41、第二過(guò)濾器44、第二放凈閥42、第二切斷閥43，第 一過(guò)濾機(jī)構(gòu)與第二過(guò)濾機(jī)構(gòu)并聯(lián)地設(shè)置于壓縮機(jī)組40的入口管線上， 這樣，通過(guò)增設(shè)兩個(gè)可切換的過(guò)濾器， 一個(gè)運(yùn)行， 一個(gè)備用，當(dāng)遇到 堵塞的情況時(shí)，只需要切斷堵塞的過(guò)濾器并進(jìn)行清理，同時(shí)開(kāi)啟另一 個(gè)備用的過(guò)濾器，這樣，就可以在壓縮機(jī)組l不停機(jī)的情況下進(jìn)行清 理，減少了邁壓縮機(jī)組40停機(jī)處理時(shí)的浪費(fèi)和對(duì)生產(chǎn)的擾動(dòng)。
3、 汽蒸、干燥
由袋濾器排出的聚合物，進(jìn)入到汽蒸罐中，用蒸汽殺死其中的殘 余催化劑活性，同時(shí)將混合吸附在聚丙烯粉末中的丙烯和丙烷氣體汽蒸出來(lái)，汽蒸溫度控制在11(TC，經(jīng)汽蒸后的氣體經(jīng)洗滌塔洗滌，并 經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入回收系統(tǒng)，經(jīng)汽蒸后的聚合物粉末含3%wt表面 凝結(jié)水，進(jìn)入到流化床干燥器內(nèi)進(jìn)行熱氮?dú)庋h(huán)干燥，使聚合物產(chǎn)生 流化，傳遞熱量，將聚合物的水含量從39()Wt降低至0.02Mwt。
由于洗滌塔吸收了汽蒸罐中的蒸汽熱能，洗滌塔的工藝熱水中的 熱能經(jīng)常由于沒(méi)有得到充分利用而損失掉，而PP生產(chǎn)工藝中需要用 到油脂是熔融狀態(tài)的，因此，現(xiàn)有的工藝設(shè)計(jì)中，需要設(shè)計(jì)有專門的 烘箱和蒸汽來(lái)熔化油脂，這樣， 一方面熱能被白白損失浪費(fèi)，另一方 面，專門設(shè)置的烘箱和蒸汽也消耗掉大量的能源，有基于此，本發(fā)明 增設(shè)了一個(gè)洗滌塔熱能回收裝置，如圖5所示，包括具有一個(gè)熱水輸 出端和熱水回收端的洗滌塔51，過(guò)濾器52與洗滌塔51的熱水輸出 端相連，機(jī)泵53與過(guò)濾器52相連，控制閥組54與機(jī)泵53相連，洗 滌塔51的熱水回收端與控制閥組54相連，從而形成一個(gè)熱水循環(huán)系 統(tǒng)，本發(fā)明為了將洗滌塔51的熱水中熱能進(jìn)行回收利用，從控制閥 組54中接出一根管線55,油脂加熱裝置56通過(guò)管線55接入至^^水 循環(huán)系統(tǒng)中，其一端接入到控制閥組54,另一端接出到洗滌塔51的 熱水輸出端，在油脂加熱裝置56的上述兩個(gè)端口分別設(shè)置有控制閥 58和控制閥57。通過(guò)將洗滌塔51的熱水循環(huán)系統(tǒng)接出一根管線55 ;與油脂加熱裝置56相連，這樣，洗滌塔51的熱水循環(huán)系統(tǒng)的熱能就 被利用來(lái)熔化油脂，熱水被吸收熱能后又再次進(jìn)入到循環(huán)系統(tǒng)中循 環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的百的。 4、擠壓造粒
從干燥器出來(lái)的聚丙烯粉料，經(jīng)粉料輸送裝置，進(jìn)入到擠壓機(jī)中 進(jìn)行擠壓造粒，本發(fā)明通過(guò)增設(shè)粉料回收裝置，可以有效地將擠壓機(jī) 尾氣中的粉料進(jìn)行有效回收利用，聚丙烯粉料在擠壓機(jī)中被熔化、均 化、過(guò)濾^7j^下切粒，切粒在水下進(jìn)行，切粒水由切粒水供應(yīng)裝置提 供并循環(huán)運(yùn)行。
在聚丙烯的生產(chǎn)過(guò)程中，擠壓機(jī)系統(tǒng)的尾氣抽吸系統(tǒng)中夾帶著大 量的細(xì)粉，這些細(xì)粉一般就地排放裝袋，作廢品處理掉，廢氣排放出 去，這樣，就造成了原料的浪費(fèi)，使生產(chǎn)成本增加，同時(shí)，排放的廢 氣中夾雜部分細(xì)粉，容易對(duì)環(huán)境造成污染。為此本發(fā)明設(shè)計(jì)了粉料回 收工藝，將擠壓機(jī)系統(tǒng)的尾氣抽吸系統(tǒng)中夾帶著大量的細(xì)粉進(jìn)行回收 利用，如圖6示出了本發(fā)明的粉料輸送裝置，包括粉料進(jìn)料線3、計(jì) 量秤62與擠壓機(jī)混合器61相連，為了有效地將擠壓機(jī)尾氣中的粉料 進(jìn)行有效回收利用，本發(fā)明增設(shè)了粉料回收裝置，包括與擠壓機(jī)尾氣 抽吸系統(tǒng)610相連的袋式過(guò)濾器65，袋式過(guò)濾器65通過(guò)粉料回收線 64與擠壓機(jī)61相連，在粉料回收線64上依次安裝有旋轉(zhuǎn)閥66,氮 氣吹掃接口67、放凈閥68以及進(jìn)料閥69。工作時(shí)，從尾氣抽吸系統(tǒng)出來(lái)的細(xì)粉，先經(jīng)袋式過(guò)濾器65過(guò)濾，廢氣由抽吸風(fēng)出口611排出， 粉料經(jīng)旋轉(zhuǎn)閥66進(jìn)入到粉料回收線64中，并經(jīng)氮?dú)獯祾呓涌?67吹 掃，以防止粉料粘在管壁上，最后與原粉料一起進(jìn)入到擠壓機(jī)61中 進(jìn)行處理，本發(fā)明通過(guò)新增粉料回收裝置，把從擠壓機(jī)尾氣抽吸系統(tǒng) 610出來(lái)的細(xì)粉回用，這樣，既減少了對(duì)環(huán)境的污染，又大大的節(jié)省 了成本，減少了浪費(fèi)。
在聚丙烯的生產(chǎn)過(guò)程中，系統(tǒng)裝置(如閃蒸罐、干燥器、精餾裝 置等)在運(yùn)行中產(chǎn)生大量的蒸汽凝液，為了將上述蒸汽凝液進(jìn)行有效 回收，各本發(fā)明設(shè)計(jì)了創(chuàng)新凝液回收裝置，通過(guò)收集系統(tǒng)裝置(如閃 蒸罐、干燥器、精餾裝置等)產(chǎn)生的蒸汽凝液，回收利用作為切粒水 補(bǔ)充水。如圖7所示的凝液回收裝置結(jié)構(gòu)，包括凝液收集罐71，換 熱器73與凝液收集罐71相連，在換熱器73與凝液收集罐71之間設(shè) 有呈并聯(lián)設(shè)置的兩組機(jī)泵72，進(jìn)入到換熱器73中的蒸汽凝液，經(jīng)熱 交換后，變成蒸汽冷凝液，控制閥組75與換熱器73相連，通過(guò)控制 閥組75分配到供應(yīng)裝置各用戶以滿足正常供應(yīng)，冷卻塔74通過(guò)一根 出水管741和進(jìn)水管742與換熱器73相連，以組成一個(gè)冷卻水循環(huán)， 本發(fā)明通過(guò)增加一根凝液回收線76，凝液回收線76 —端連接于控制 閥組75，另一端連接于出水管741,這樣，就將富余的蒸汽冷凝液補(bǔ) '充到冷卻塔74與換熱器73的冷卻水循環(huán)中，既提高了循環(huán)水的水質(zhì) 又節(jié)省了循環(huán)水的補(bǔ)充水量，且使蒸汽冷凝液得到了充分的利用。
在聚丙烯的生產(chǎn)過(guò)程中，切粒水供應(yīng)主要通過(guò)補(bǔ)水線提供，并儲(chǔ) 存于切粒水箱中，然后經(jīng)循環(huán)泵、切粒機(jī)及脫水器，回到切粒水箱中， 從而完成切粒水循環(huán)，現(xiàn)有切粒水箱的缺陷時(shí)，當(dāng)擠壓機(jī)出現(xiàn)意外停 機(jī)的情況時(shí)，在管線內(nèi)循環(huán)的大量切粒水就要被放掉，導(dǎo)致切粒水損 失過(guò)大，需要等切粒水箱水滿以后才能開(kāi)機(jī)，而從補(bǔ)水線過(guò)來(lái)的補(bǔ)充 水要經(jīng)過(guò)4-5個(gè)小時(shí)才能把切粒水箱補(bǔ)充至水滿，這樣往往會(huì)浪費(fèi)很 多切粒水，又浪費(fèi)了大量的等待時(shí)間，從而影響了生產(chǎn)效率。為此本 發(fā)明改進(jìn)了切粒水供應(yīng)裝置，如圖8所示包括主切粒水箱81，以 及與主切粒水箱相連的蒸汽凝液補(bǔ)水線85，循環(huán)泵82與主切粒水箱 81相連，切粒機(jī)83與循環(huán)泵82相連，脫水器84與切粒機(jī)83相連， 主切粒水箱81與脫水器84相連，從而形成一個(gè)切粒水循環(huán)系統(tǒng)，本 發(fā)明通過(guò)從補(bǔ)水線85上引出第一管線89，備用水箱86通過(guò)第一管 線89與補(bǔ)水線85相連，備用水箱86垂直布置在主切粒水箱81的上 方，備用水箱86具有一個(gè)出水端口和一個(gè)溢流端口，出水端口設(shè)置 于備用水箱86的下部，溢流端口設(shè)置于備用水箱86的上部，主切粒 水箱1通過(guò)第二管線88與備用水箱86的出水端口相連，閥810安裝 于備用水箱86的出水端口處，第三管線87連接溢流端口和第二管線 88。本發(fā)明的切粒水供應(yīng)裝置通過(guò)增加一個(gè)備用水箱，這樣，從補(bǔ)水 線過(guò)來(lái)的凝液補(bǔ)充水通過(guò)第一管線進(jìn)入備用水箱儲(chǔ)存以免造成浪費(fèi)， 而當(dāng)出現(xiàn)意外停機(jī)時(shí)，只需打開(kāi)閥，垂直布置的備用水箱儲(chǔ)存的補(bǔ)充 水可馬上補(bǔ)充至主切粒水箱中，從而可以馬上開(kāi)啟擠壓機(jī)，節(jié)省了原
先等待的時(shí)間，大大的方便了操作。而在備用水箱被補(bǔ)充至水滿時(shí)， 多余的水會(huì)經(jīng)溢流端口、第三管線至主切粒水箱中。本發(fā)明一方面節(jié) 約了切粒水，另一方面提高了工作效率。
5、 產(chǎn)品包裝
通過(guò)輸送裝置將擠壓造粒的粒狀產(chǎn)品，經(jīng)產(chǎn)品摻合、包裝碼垛后 即成成品。
6、 廢氣回收及利用
從系統(tǒng)各洗滌塔出來(lái)的廢氣如丙烯、乙烯、丙垸等，先收集至廢 氣回收裝置中，液化后，經(jīng)精餾裝置處理后作為原料回用，由于現(xiàn)有 的精餾裝置中，三個(gè)精餾塔只有一條退料線，不能滿足我們快速退料 退清的要求，機(jī)泵的排氣線原先的設(shè)計(jì)是直接對(duì)空排，這樣不僅造成 浪費(fèi)還有很大的安全隱患，為此，本發(fā)明重新設(shè)計(jì)了精餾排氣及退料
系統(tǒng)，如圖9所示，包括有三組精餾裝置，每組精餾裝置包括精餾塔 91，與精餾塔l相連的呈并聯(lián)設(shè)置的兩組機(jī)泵(921、 922)，每組機(jī) 泵皆具有一根退料管線941與排氣管線942,在退料管線941上依次設(shè) 置有退料閥931和控制閥組95，在排氣管線942上設(shè)置有排氣閥932， 退料線96與三組精餾裝置的退料管線941相連，并將退料收集于回收 罐中，排氣線97與3組精餾裝置的排氣管線942相連，并將機(jī)泵排出的 氣體經(jīng)統(tǒng)一收集后后排出。本發(fā)明通過(guò)改造精餾裝置的退料管線，讓 每個(gè)精餾塔都有自己獨(dú)立的退料管線，這樣操作時(shí)更容易更便捷；另 外改造后我們把六臺(tái)機(jī)泵的排氣管線都統(tǒng)一連接起來(lái)，收集以后經(jīng)排 放線進(jìn)行回收處理，這樣，即消除了安全隱患又節(jié)約了成本，且環(huán)保 性好。
1權(quán)利要求
1、一種聚丙烯的生產(chǎn)方法，包括預(yù)聚合、聚合——閃蒸、脫氣——汽蒸、干燥——擠壓、造?！a(chǎn)品包裝等步驟，其中(1)、預(yù)聚合、聚合將懸浮在油/脂混合物中的催化劑、給電子體、三乙基鋁加入到10℃的預(yù)接觸罐中進(jìn)行預(yù)接觸，然后將上述催化劑混合物和精制的丙烯、乙烯單體和氫氣加入預(yù)聚合反應(yīng)器中，進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)，預(yù)聚合反應(yīng)溫度20℃，壓力3.4～4.4MPaG，反應(yīng)時(shí)間12分鐘后送入聚合反應(yīng)器，聚合反應(yīng)器采用兩個(gè)串聯(lián)的液相環(huán)管反應(yīng)器，反應(yīng)溫度為70～80℃，壓力3.3～4.4MPaG，根據(jù)氫氣濃度實(shí)時(shí)調(diào)整反應(yīng)壓力，控制第一反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí)，第二反應(yīng)器反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，聚合反應(yīng)器出來(lái)的漿液濃度為50％wt；(2)、閃蒸、脫氣將聚合單元送來(lái)的漿液經(jīng)蒸汽加熱后，在閃蒸罐內(nèi)高壓閃蒸，壓力由3.3～4.4MPaG降低至1.8MPaG，使聚合物漿料與丙烯單體分離，分離的丙烯氣體進(jìn)入到高壓洗滌塔中，經(jīng)洗滌、冷凝成液相丙烯后，送回丙烯進(jìn)料罐回收利用，聚合物漿料進(jìn)入袋濾器中，以分離出聚合物漿料中的剩余少量丙烯單體，分離后，聚合物漿料送入汽蒸罐，丙烯單體經(jīng)低壓丙烯洗滌塔洗滌，然后進(jìn)入到循環(huán)壓縮機(jī)中，壓縮至1.9MPaG以上后，輸送至高壓洗滌塔后進(jìn)行回收利用；(3)、汽蒸、干燥由袋濾器排出的聚合物，進(jìn)入到汽蒸罐中，用蒸汽殺死其中的殘余催化劑活性，同時(shí)將混合吸附在聚丙烯粉末中的丙烯和丙烷氣體汽蒸出來(lái)，汽蒸溫度控制在110℃，經(jīng)汽蒸后的氣體經(jīng)洗滌塔洗滌，并經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入回收系統(tǒng)，洗滌塔的工藝熱水中的熱能經(jīng)熱能回收裝置回用于熔化油脂，經(jīng)汽蒸后的聚合物粉末含3％wt表面凝結(jié)水，進(jìn)入到流化床干燥器內(nèi)進(jìn)行熱氮?dú)庋h(huán)干燥，使聚合物產(chǎn)生流化，傳遞熱量，將聚合物的水含量從3％wt降低至0.02％wt；(4)、擠壓造粒從干燥器出來(lái)的聚丙烯粉料，經(jīng)粉料輸送裝置，進(jìn)入到擠壓機(jī)中進(jìn)行擠壓造粒，聚丙烯粉料在擠壓機(jī)中被熔化、均化、過(guò)濾和水下切粒，切粒水由切粒水供應(yīng)裝置收集的蒸汽凝液提供并循環(huán)運(yùn)行，從擠壓機(jī)系統(tǒng)的尾氣抽吸系統(tǒng)中夾帶著的細(xì)粉，通過(guò)粉料回收裝置進(jìn)行回收利用；(5)、產(chǎn)品包裝通過(guò)輸送裝置將擠壓造粒的粒狀產(chǎn)品，經(jīng)產(chǎn)品摻合、包裝碼垛后即成成品；(6)、廢氣回收及利用從系統(tǒng)各洗滌塔出來(lái)的廢氣，先收集至廢氣回收裝置中，液化后，經(jīng)精餾裝置處理后作為原料回用。
2、 一種聚丙烯的生產(chǎn)裝置，包括聚合反應(yīng)單元，聚合反應(yīng)單元與進(jìn)料罐相連，用于將丙烯、乙烯 單體進(jìn)行聚合反應(yīng)制得聚合物漿液，包括依次相連的預(yù)接觸罐、預(yù)聚 合反應(yīng)器、聚合反應(yīng)器；在預(yù)接觸罐的入口管線處設(shè)置有換熱器；閃蒸脫氣單元，用于將聚合反應(yīng)單元制得的聚合物漿液與丙烯單 體分離，包括與聚合反應(yīng)器相連的閃蒸罐，與閃蒸罐相連的袋濾器， 高壓洗滌塔一方面與閃蒸罐相連，另一方面與進(jìn)料罐相連，低壓洗滌 塔一方面與袋濾器相連，另一方面與帶廢液回收裝置的壓縮機(jī)相連， 壓縮機(jī)與高壓洗滌塔相連；在壓縮機(jī)組的入口管線上并聯(lián)地設(shè)置有第 一過(guò)濾機(jī)構(gòu)與第二過(guò)濾機(jī)構(gòu)；汽蒸干燥單元，用于殺死聚合物中的殘余催化劑活性，將混合吸 附在聚丙烯粉末中的丙烯和丙烷氣體汽蒸分禽，并進(jìn)行干燥，包括與 袋濾器相連的汽蒸罐，帶熱能回收裝置的洗滌塔與流化床干燥器分別 汽蒸罐相連；擠壓造粒單元，用于將聚丙烯粉料進(jìn)行擠壓造粒，包括通過(guò)粉料 輸送裝置與流化床干燥器相連的，帶切粒水供應(yīng)裝置的擠壓機(jī)，凝液 回收裝置與切粒水供應(yīng)裝置相連；廢氣回收及精餾單元，包括廢氣回收系統(tǒng)，廢氣回收系統(tǒng)與高壓 洗滌塔、洗滌塔等相連，用來(lái)收集系統(tǒng)各洗滌塔出來(lái)的廢氣并進(jìn)行液 化，精餾系統(tǒng)一方面與廢氣回收系統(tǒng)相連，另一方面與進(jìn)料罐相連， 將液化后的各組分餾分后作為原料回用至進(jìn)料罐中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚丙烯的生產(chǎn)裝置，其特征在于 所述洗滌塔熱能回收裝置，包括具有一個(gè)熱水輸出端和熱水回收端的 洗滌塔，過(guò)濾器與洗滌塔的熱水輸出端相連，機(jī)泵與過(guò)濾器相連，控 制閥組與機(jī)泵相連，洗滌塔的熱水回收端與控制閥組相連，從而形成 一個(gè)熱水循環(huán)系統(tǒng)，控制閥組連接出一根管線，油脂加熱裝置一端通 過(guò)管線接入到控制閥組，另一端接出到洗滌塔的熱水輸出端，在油脂 加熱裝置的上述兩個(gè)端口分別設(shè)置有控制閥。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚丙烯的生產(chǎn)裝置，其特征在于 所述粉料輸送裝置，包括依次相連的粉料進(jìn)料線、計(jì)量秤與擠壓機(jī)混 合器，粉料回收裝置與擠壓機(jī)混合器相連，粉料回收裝置包括與擠壓 機(jī)尾氣抽吸系統(tǒng)相連的袋式過(guò)濾器，袋式過(guò)濾器通過(guò)粉料回收線與擠 壓機(jī)混合器相連，在粉料回收線上依次安裝有旋轉(zhuǎn)閥，氮?dú)獯祾呓涌凇?放凈閥以及進(jìn)料閥。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚丙烯的生產(chǎn)裝置，其特征在于 所述凝液回收裝置結(jié)構(gòu)，包括凝液收集罐，換熱器與凝液收集罐相連， 在換熱器與凝液收集罐之間設(shè)有呈并聯(lián)設(shè)置的兩組機(jī)泵，控制閥組與 換熱器相連，冷卻塔通過(guò)一根出水管和進(jìn)水管與換熱器相連以組成一 個(gè)冷卻水循環(huán)，凝液回收線一端連接于控制閥組，另一端連接于冷卻塔出水管。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚丙烯的生產(chǎn)裝置，其特征在于 切粒水供應(yīng)裝置包括主切粒水箱，以及與主切粒水箱相連的蒸汽凝液 補(bǔ)水線，循環(huán)泵與主切粒水箱相連，切粒機(jī)與循環(huán)泵相連，脫水器與 切粒機(jī)相連，主切粒水箱與脫水器相連，備用水箱通過(guò)第一管線與補(bǔ) 水線相連，備用水箱垂直布置在主切粒水箱的上方，備用水箱具有一 個(gè)出水端口和一個(gè)溢流端口，出水端口設(shè)置于備用水箱的下部，溢流 端口設(shè)置于備用水箱的上部，主切粒水箱通過(guò)第二管線與備用水箱的 出水端口相連，閥安裝于備用水箱的出水端口處，第三管線連接溢流 端口和第二管線。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚丙烯的生產(chǎn)裝置，其特征在于 精餾系統(tǒng)包括有三組精餾裝置，每組精餾裝置包括精餾塔，與精餾塔 相連的呈并聯(lián)設(shè)置的兩組機(jī)泵，每組機(jī)泵皆具有一根退料管線與排氣 管線，在退料管線上依次設(shè)置有退料閥和控制閥組，在排氣管線上設(shè) 置有排氣閥，退料線與三組精餾裝置的退料管線相連，并將退料收集 于回收罐中，排氣線與三組精餾裝置的排氣管線相連，并將機(jī)泵排出 的氣體經(jīng)統(tǒng)一收集后后排出。
8、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚丙烯的生產(chǎn)裝置，其特征在于 '所述壓縮機(jī)的廢液回收裝置，包括壓縮機(jī)入口分離罐，壓縮機(jī)入口分離罐與洗滌塔相連，壓縮機(jī)與壓縮機(jī)入口分離罐相連，由壓縮機(jī)出來(lái) 的廢液通過(guò)回收管排放至壓縮機(jī)入口分離罐中，廢液處理罐與壓縮機(jī) 入口分離罐相連，機(jī)泵設(shè)置于廢液處理罐與壓縮機(jī)入口分離罐之間， 在回收管上設(shè)有一條跨線，跨線一端連接回收管，另一端連接廢液處 理罐，跨線的兩端之間形成壓差。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚丙烯英文名稱Polypropylene(簡(jiǎn)稱PP)的生產(chǎn)方法及其裝置，屬于高分子合成技術(shù)領(lǐng)域。包括預(yù)聚合、聚合——閃蒸、脫氣——汽蒸、干燥——擠壓、造?！a(chǎn)品包裝等步驟，1.本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化預(yù)聚合、聚合、閃蒸、脫氣、汽蒸、干燥、擠壓造粒等工藝步驟和參數(shù)，提高了原料的利用率，同時(shí)創(chuàng)新增設(shè)廢氣及廢液回收系統(tǒng)，增設(shè)洗滌塔熱能回收系統(tǒng)，將回收的熱能用于油脂加熱，提高了熱能利用效率；粉料及凝液回收裝置的設(shè)置，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本；切粒水供應(yīng)增設(shè)備用水箱，防止了因水箱故障造成的停機(jī)，提高了生產(chǎn)效率；退、排氣管線的改進(jìn)，消除了安全隱患又節(jié)約了成本，且環(huán)保性好。
文檔編號(hào)C08F10/06GK101613426SQ200910101100
公開(kāi)日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月6日
發(fā)明者勞一峰, 朱偉剛, 舒建成, 趙玨明, 鐘建明 申請(qǐng)人:浙江紹興三圓石化有限公司