一種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置及方法；其中包括帶夾套控溫裝置的種子床處理罐、氮?dú)馊肟诠芫€及閥門、根部閥門、種子床加入口管線及閥門、攪拌裝置、放空管線及閥門及安全附件，當(dāng)種子床由空氣或氮?dú)鈧鬏數(shù)椒N子床處理罐中溫度控制在80～90℃，通入精制氮?dú)猓沟梅N子床處理罐升至一定壓力后，打放空管線閥門進(jìn)行壓力置換，如此重復(fù)10次以上，至種子床的水氧雜質(zhì)含量小于10×10-6ppm；本方法僅需將脫水置換裝置安裝在原反應(yīng)器的種子床加入口上，就可實(shí)現(xiàn)種子床雜質(zhì)的快速脫除，不需要啟動(dòng)循環(huán)氣壓縮機(jī)和吹掃氣壓縮機(jī)，可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，節(jié)省原料和電能，安全環(huán)保，使種子床脫水置換方法簡(jiǎn)便可行。
【專利說(shuō)明】一種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種氣相法全密度聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置及方法，屬 于乙烯在氣態(tài)中聚合工藝過(guò)程控制。

【背景技術(shù)】：
[0002] Unipol氣相法全密度聚乙烯工藝在世界氣相法聚乙烯工藝中占據(jù)主導(dǎo)地位，目前 在我國(guó)已投產(chǎn)的Unipol聚乙烯裝置有9套，另有11套在建，是我國(guó)各類聚乙烯工藝中套數(shù) 最多、生產(chǎn)能力最大的一種。
[0003] Unipol氣相法全密度聚乙烯裝置在開(kāi)車之前，需要預(yù)先向反應(yīng)器中裝入一定高度 的聚乙烯粉料，稱之為種子床。由于種子床向反應(yīng)器的輸送是用空氣鼓風(fēng)機(jī)來(lái)完成的，所以 種子床不可避免地與空氣中的氧氣及水分接觸，這些物質(zhì)都是聚乙烯催化劑的毒物，必須 將其脫除才能保證順利開(kāi)車。這些雜質(zhì)的脫除用精制氮?dú)膺M(jìn)行，〇 2、C02等氣態(tài)雜質(zhì)較容易 脫除，而種子床粉料吸附的水分則較難脫除，需在一定的溫度條件下進(jìn)行。
[0004] Unipol氣相法全密度聚乙烯工藝流化床反應(yīng)器的開(kāi)車程序包括裝填種子床、氣 密、脫〇2置換、升壓、啟動(dòng)循環(huán)氣壓縮機(jī)、反應(yīng)器升溫、恒溫脫水置換、三乙基鋁滴定、鈍化、 調(diào)組分、投催化劑等。種子床脫水的常規(guī)置換方法是維持反應(yīng)器溫度在：80?90,壓力 0. 5?0. 6Mpa，并保持循環(huán)氣壓縮機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，以盡可能大的N2流量進(jìn)行種子床 的動(dòng)態(tài)流動(dòng)置換。該法占用時(shí)間長(zhǎng)、隊(duì)耗量大。Unipol氣相法全密度聚乙烯裝置運(yùn)行平均 不足半年就需要停車打開(kāi)反應(yīng)器1次，因此有效地進(jìn)行種子床脫水置換是縮短停車時(shí)間、 減少N 2消耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0005] 以中原聚乙烯反應(yīng)器為例，其容積434m3,循環(huán)氣管線容積71m3,生產(chǎn)DGM-1820產(chǎn) 品時(shí)需裝種子床約40噸，那么N 2所占體積應(yīng)為461. 4m3,在反應(yīng)器壓力為0. 6MPa的情況下， 反應(yīng)系統(tǒng)的N2質(zhì)量約為3051kg，置換種子床的精制N2流量約為3050kg/h，則N 2在反應(yīng)器 中的一個(gè)停留時(shí)間約為lh。
[0006] 有文獻(xiàn)表明，在置換的前3個(gè)停留時(shí)間中，種子床中的水分脫除較快，以后則很 慢。因?yàn)榉N子床吸附的水分是氣相平衡時(shí)所顯示的水分含量的4?6倍，種子床中的水分 向氣相中揮發(fā)需要一定的時(shí)間。氣相壓力越低，揮發(fā)越快，但的反應(yīng)器的壓力一般不得低于 0. 52MPa，否則循環(huán)氣壓縮機(jī)會(huì)發(fā)生喘振，這種常規(guī)置換方法決定了其費(fèi)時(shí)耗料的缺點(diǎn)。實(shí) 踐證明，要將種子床中的水分脫除到10X 1〇_6的目標(biāo)值，僅恒溫脫水置換就需要.80噸的 N2，而且置換時(shí)間要在24h以上。
[0007] 針對(duì)這種情況，栗文革等提出了一種改進(jìn)的Unipol聚乙烯工藝中種子床置換方 法，其方法可簡(jiǎn)單概括為：改進(jìn)的種子床脫水置換方法是在進(jìn)行到第3個(gè)停留時(shí)間時(shí)，停掉 循環(huán)氣壓縮機(jī)，將反應(yīng)器泄壓至零，然后用恒溫?zé)酦 2吹掃種子床，通過(guò)加快種子床中水分的 揮發(fā)速度來(lái)縮短置換時(shí)間。此方法簡(jiǎn)單可行，但在實(shí)際操作中使用該法置換種子床時(shí)，仍需 要浪費(fèi)大量氮?dú)鈦?lái)置換循環(huán)氣換熱器及循環(huán)管線。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置及方法。僅需將 脫水置換裝置安裝在原反應(yīng)器的種子床加入口上，就可實(shí)現(xiàn)種子床雜質(zhì)的快速脫除，不需 要啟動(dòng)循環(huán)氣壓縮機(jī)和吹掃氣壓縮機(jī)，本方法可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，節(jié)省原料和電能，安全 環(huán)保，使種子床脫水置換方法簡(jiǎn)便可行。
[0009] 本發(fā)明所述的聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置包括種子床處理罐、夾套控 溫裝置、氮?dú)馊肟诠芫€及氮?dú)馊肟诠芫€閥門、根部管線及根部閥門、種子床加入口管線及種 子床加入口管線閥門、攪拌裝置、放空管線及放空管線閥門及安全附件；種子床處理罐為一 殼層外裝配有夾套控溫裝置的壓力容器，底部為錐形，根部管線連接在錐形根部，根部管線 端部設(shè)有根部閥門；氮?dú)馊肟诠芫€連接在根部管線上，通過(guò)根部閥門前的根部管線與種子 床處理罐連通，氮?dú)馊肟诠芫€端部設(shè)有氮?dú)馊肟诠芫€閥門；種子床加入口管線及種子床加 入口管線閥門設(shè)置在種子床處理罐頂部；放空管線及放空管線閥門設(shè)置在種子床處理罐 頂部；攪拌裝置設(shè)置在種子床處理罐內(nèi)；由根部管線及根部閥門與反應(yīng)器種子床加入口連 接。
[0010] 本發(fā)明所述的聚乙烯裝置種子床脫水置換方法：當(dāng)種子床從種子床處理罐種子床 加入口管線及種子床加入口管線閥門由空氣或氮?dú)鈧鬏數(shù)綆A套控溫裝置的種子床處理 罐中后，關(guān)閉加入口管線閥門，開(kāi)動(dòng)攪拌裝置，帶夾套控溫裝置的種子床處理罐的溫度控制 在80?90°C，通過(guò)氮?dú)馊肟诠芫€及氮?dú)馊肟诠芫€閥門通入精制氮?dú)猓沟脦A套控溫裝置 的種子床處理罐升至〇. 5-0. 7MPa壓力后打開(kāi)放空管線閥門進(jìn)行壓力置換，如此重復(fù)次以 上，種子床的水氧雜質(zhì)含量小于l〇Xl(T6ppm ;然后打開(kāi)根部閥門，種子床處理罐中的聚乙 烯粉料依靠自身的重力作用輸送至反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)種子床填裝。
[0011] 所述的種子床處理罐其溫度一般控制在50?100°C，優(yōu)選70?90°C，最優(yōu)選80? 90。。。
[0012] 所述的氮?dú)馊肟诠芫€閥門為球閥或閘閥，優(yōu)選為球閥，最優(yōu)選電動(dòng)球閥。
[0013] 所述的根部閥門為球閥或閘閥，優(yōu)選為球閥，最優(yōu)選電動(dòng)球閥。
[0014] 所述的種子床加入口管線閥門為球閥或閘閥，優(yōu)選為球閥，最優(yōu)選電動(dòng)球閥。
[0015] 所述的攪拌裝置為防爆型氣動(dòng)、液動(dòng)或電動(dòng)攪拌裝置，優(yōu)選為氣動(dòng)或液動(dòng)攪拌，最 優(yōu)選氣動(dòng)攪拌裝置。
[0016] 所述的為安全附件包涵壓力表及其遠(yuǎn)傳設(shè)備、安全閥及防爆片。
[0017] 該反應(yīng)器種子床置換裝置應(yīng)安裝在原設(shè)計(jì)反應(yīng)器種子床加入口，并在此通過(guò)法蘭 連接安裝一電動(dòng)球閥。
[0018] 本發(fā)明提供一種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置及方法。僅需將脫水置換 裝置安裝在原反應(yīng)器的種子床加入口上，就可實(shí)現(xiàn)種子床雜質(zhì)的快速脫除，不需要啟動(dòng)循 環(huán)氣壓縮機(jī)和吹掃氣壓縮機(jī)，本方法可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，節(jié)省原料和電能，安全環(huán)保，使 種子床脫水置換方法簡(jiǎn)便可行。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】：
[0019] 圖1聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床置換裝置示意圖，
[0020] 圖中：1.種子床處理罐、2.氮?dú)馊肟诠芫€閥門、3.根部閥門、4.種子床加入口管線 閥門、5.攪拌裝置、6.放空管線閥門、7.安全附件、8.夾套控溫裝置、9.根部管線、10.氮?dú)?入口管線、11.種子床加入口管線、12.放空管線

【具體實(shí)施方式】：
[0021] 本發(fā)明所述的聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置包括種子床處理罐1、夾套 控溫裝置8、氮?dú)馊肟诠芫€10及氮?dú)馊肟诠芫€閥門2、根部管線9及根部閥門3、種子床加入 口管線11及種子床加入口管線閥門4、攪拌裝置5、放空管線12及放空管線閥門6及安全 附件7 ;種子床處理罐1為一殼層外裝配有夾套控溫裝置8的壓力容器，底部為錐形，根部 管線9連接在錐形根部，根部管線9端部設(shè)有根部閥門3 ;氮?dú)馊肟诠芫€10連接在根部管 線9上，通過(guò)根部閥門3前的根部管線9與種子床處理罐1連通，氮?dú)馊肟诠芫€10端部設(shè) 有氮?dú)馊肟诠芫€閥門2 ;種子床加入口管線11及種子床加入口管線閥門4設(shè)置在種子床處 理罐1頂部；放空管線12及放空管線閥門6設(shè)置在種子床處理罐1頂部；攪拌裝置5設(shè)置 在種子床處理罐1內(nèi)；由根部管線9及根部閥門3與反應(yīng)器種子床加入口連接。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 本發(fā)明所述的聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換方法，是通過(guò)上述種子床脫水置 換裝置實(shí)現(xiàn)的。
[0024] a.將備用的水解種子床通過(guò)種子床加入口管線11及種子床加入口管線閥門4用 空氣輸送到種子床處理罐1中，關(guān)閉種子床加入口管線閥門4,開(kāi)動(dòng)攪拌裝置5,將種子床處 理罐1的溫度加熱至80°C，從氮?dú)馊肟诠芫€10及氮?dú)馊肟诠芫€閥門2處通入精制氮?dú)?，?得種子床處理罐1升至〇. 5-0. 7MPa后打開(kāi)放空管線12及放空管線閥門6進(jìn)行壓力置換10 次，通氮?dú)饬鲃?dòng)置換進(jìn)行預(yù)處理。
[0025] b.種子床預(yù)處理的同時(shí)，進(jìn)行系統(tǒng)置換。
[0026] c.種子床處理罐1安裝在原反應(yīng)器的種子床加入口上；
[0027] d.種子床處理罐1中的聚乙烯粉料依靠自身的重力作用輸送至反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)種 子床填裝；
[0028] e.裝床完畢后，開(kāi)車操作中，只需建立床層中的三乙基鋁濃度。
[0029] 在生產(chǎn)過(guò)程中，反應(yīng)系統(tǒng)置換合格，耗時(shí)8小時(shí)；種子床輸送和系統(tǒng)低壓氣密，耗 時(shí)2小時(shí)；系統(tǒng)烷基鋁鈍化，耗時(shí)4小時(shí)；循環(huán)氣組分調(diào)整，耗時(shí)4小時(shí)；加入催化劑建立正 常聚合反應(yīng)條件，系統(tǒng)進(jìn)入正常生產(chǎn)狀態(tài)。整個(gè)開(kāi)停車過(guò)程僅需要16小時(shí)，與原工藝的96 小時(shí)相比，節(jié)約80小時(shí)。
【權(quán)利要求】
1. 一種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置，包括種子床處理罐、夾套控溫裝置、氮 氣入口管線及氮?dú)馊肟诠芫€閥門、根部管線及根部閥門、種子床加入口管線及種子床加入 口管線閥門、攪拌裝置、放空管線及放空管線閥門及安全附件；其特征在于：種子床處理罐 為一殼層外裝配有夾套控溫裝置的壓力容器，底部為錐形，根部管線連接在錐形根部，根部 管線端部設(shè)有根部閥門；氮?dú)馊肟诠芫€連接在根部管線上，通過(guò)根部閥門前的根部管線與 種子床處理罐連通，氮?dú)馊肟诠芫€端部設(shè)有氮?dú)馊肟诠芫€閥門；種子床加入口管線及種子 床加入口管線閥門設(shè)置在種子床處理罐頂部；放空管線及放空管線閥門設(shè)置在種子床處理 罐頂部；攪拌裝置設(shè)置在種子床處理罐內(nèi)；由根部管線及根部閥門與反應(yīng)器種子床加入口 連接。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置，其特征在于： 氮?dú)馊肟诠芫€閥門為球閥或閘閥。
3. 按照權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置，其特征在于： 根部閥門為球閥或閘閥。
4. 按照權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置，其特征在于： 種子床加入口管線閥門為球閥或閘閥。
5. 按照權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置，其特征在于： 攪拌裝置為防爆型氣動(dòng)、液動(dòng)或電動(dòng)攪拌裝置。
6. 按照權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置，其特征在于： 安全附件，包涵壓力表及其遠(yuǎn)傳設(shè)備、安全閥及防爆片。
7. -種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換方法，其特征在于：應(yīng)用利要求1所述的一 種聚乙烯裝置反應(yīng)器種子床脫水置換裝置，當(dāng)種子床從種子床處理罐種子床加入口管線及 種子床加入口管線閥門由空氣或氮?dú)鈧鬏數(shù)綆A套控溫裝置的種子床處理罐中后，關(guān)閉加 入口管線閥門，開(kāi)動(dòng)攪拌裝置，帶夾套控溫裝置的種子床處理罐的溫度控制在80?90°C， 通過(guò)氮?dú)馊肟诠芫€及氮?dú)馊肟诠芫€閥門通入精制氮?dú)?，使得帶夾套控溫裝置的種子床處理 罐升至0.5-0. 7MPa壓力后打開(kāi)放空管線閥門進(jìn)行壓力置換，如此重復(fù)次以上，種子床的水 氧雜質(zhì)含量小于10 X l(T6ppm ;然后打開(kāi)根部閥門，種子床處理罐中的聚乙烯粉料依靠自身 的重力作用輸送至反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)種子床填裝。
【文檔編號(hào)】C08F10/02GK104098722SQ201310114345
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月3日
【發(fā)明者】王登飛, 郭峰, 楊國(guó)興, 趙興龍, 高宇新, 任合剛, 李 瑞, 王熺, 鄒恩廣, 邱麗萍, 王立明, 杜威, 國(guó)海峰, 孫彬彬, 呂紅麗, 尤麗梅, 張銘輝, 李明全, 馬英, 劉玉春, 王斯晗, 姜進(jìn)憲, 馬建英, 楊曉東, 黃付玲, 劉麗軍, 鄒丹, 趙貴喬, 侯裕廳, 劉坤, 于秀娟 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司