本發(fā)明涉及的是高分子聚合領(lǐng)域,具體涉及的是一種三元共聚聚丁烯材料生產(chǎn)裝置,更具體涉及的是一種液相本體聚合制備三元共聚聚丁烯材料的工業(yè)化生產(chǎn)方裝置。
背景技術(shù):
聚乙烯具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70~-100℃),化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優(yōu)良,但是聚乙烯對于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的,耐熱老化性差;聚丙烯是管材中常用材料,但是聚丙烯塑料的最大缺點(diǎn)是高溫剛性不足,而低溫發(fā)脆,耐環(huán)境能力差,室外使用,易變黃變色發(fā),印刷性能差,另外,聚丙烯塑料的抗拉強(qiáng)度的各向異性大,制品易變形,連續(xù)使用溫度低,蠕變性能大,不耐長期載荷;聚1-丁烯是由1-丁烯聚合而成的一種熱塑性樹脂,它具有良好的機(jī)械性能、突出的抗蠕變性、耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性、良好的耐熱性、耐化學(xué)藥品性能,以及抗磨性、可撓曲性和高填料填充性,但它有一獨(dú)特性能,即從熔體狀態(tài)冷卻結(jié)晶后,需在室溫放置三四日方能變?yōu)檩^穩(wěn)定的晶型,強(qiáng)度和剛度也隨之提高,三元共聚聚丁烯材料是集合三者之優(yōu)點(diǎn),摒棄三者之缺點(diǎn),通過乙-丙-丁共聚,乙烯,丙烯,丁烯自聚混合而成的材料,但目前國內(nèi)尚未公開三元共聚聚丁烯工業(yè)化生產(chǎn)裝置,只是停留在簡單描述或者實(shí)驗(yàn)室合成階段。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于以上目前尚沒有高等規(guī)三元共聚聚丁烯本體聚合裝置,本發(fā)明的主要目的是提供一種可以用于工業(yè)化生產(chǎn)高等規(guī)三元共聚聚丁烯材料本體聚合生產(chǎn)裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,該裝置包括原料精制單元(乙烯精制、丙烯精制、丁烯精制)、聚合單元(丙烯預(yù)聚合、乙烯預(yù)聚合、乙-丙-丁聚合)、回收單元(乙烯回收、丙烯回收、丁烯回收)、產(chǎn)品加工單元(造粒包裝)、其他輔助系統(tǒng)(氮?dú)庀到y(tǒng)、液氮系統(tǒng)、活化劑系統(tǒng)、氫氣加入系統(tǒng)、終止劑加入系統(tǒng))。
所述的原料精制單元包括乙烯精制、丙烯精制和丁烯精制,所述的乙烯精致步驟為:乙烯罐區(qū)經(jīng)過流量計(jì)依次經(jīng)過乙烯精致塔,脫去原料乙烯中的水、硫、氧,精制合格的乙烯去乙烯回收單元,不合格的乙烯返回各個(gè)精制塔進(jìn)口管線重新精制至合格;所述的丙烯精制步驟為:丙烯罐區(qū)經(jīng)過流量計(jì)依次經(jīng)過丙烯固堿干燥塔、丙烯水解塔、丙烯脫硫塔、丙烯氧化鋁干燥塔、丙烯脫氧塔、丙烯分子篩干燥塔,脫去原料丙烯中的水、硫、氧,精制合格的丙烯去丙烯回收單元,不合格的丙烯返回各個(gè)精制塔進(jìn)口管線重新精制至合格;所述的丁烯精制步驟為丁烯罐區(qū),經(jīng)丁烯加壓泵加壓后打入丁烯輕組分塔,去除輕組分,丁烯經(jīng)塔底進(jìn)入丁烯緩沖罐,輕組分從塔頂進(jìn)入火炬系統(tǒng);丁烯從緩沖罐出來后進(jìn)過冷卻器冷卻后,經(jīng)加壓泵加壓進(jìn)入丁烯干燥器,經(jīng)分析水含量<10ppm后,切換至精丁烯罐(如不合格,回丁烯緩沖罐),確保丁烯進(jìn)入預(yù)聚釜之前達(dá)到聚合級要求。
所述的聚合單元包括乙烯預(yù)聚合、丙烯預(yù)聚和乙-丙-丁聚合,所述的乙烯預(yù)聚步驟為:由乙烯精制送入聚合單元的精乙烯經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量后,分別通過預(yù)聚催化劑加料罐、預(yù)聚活化劑加料罐、預(yù)聚給電子體加料罐分三次加入聚合釜,在催化劑、活化劑、給電子體的存在下,加入定量氫氣,給定一定溫度和壓力進(jìn)行乙烯預(yù)聚合反應(yīng),所述的乙烯預(yù)聚主要反應(yīng)方程式:nc2h4→(c2h4)n,正常情況下,若反應(yīng)較迅速,釜壓較高時(shí),通過開啟釜上高壓乙烯回收出口調(diào)節(jié)閥,回收釜內(nèi)部分乙烯,通過乙烯揮發(fā)維持恒溫、恒壓反應(yīng);當(dāng)反應(yīng)處在不正常情況下,反應(yīng)溫度、壓力無法控制,有出現(xiàn)暴聚的危險(xiǎn)的情況下,釜內(nèi)壓力超過某一特定值,通過自控連鎖及時(shí)向預(yù)聚釜通入乙醇終止反應(yīng);所述的丙烯預(yù)聚步驟為:由丙烯精制送入聚合單元的精丙烯經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量后,分別通過預(yù)聚催化劑加料罐、預(yù)聚活化劑加料罐、預(yù)聚給電子體加料罐分三次加入聚合釜,在催化劑、活化劑、給電子體的存在下,加入定量氫氣,然后開始升溫,用70~95℃的熱水循環(huán)升溫,當(dāng)釜溫上升至65~85℃時(shí),丙烯聚合反應(yīng)開始,此時(shí)將熱水升溫切換為冷水降溫,保持反應(yīng)溫度在65~85℃,反應(yīng)壓力為3.1±0.1mpa左右,使反應(yīng)順利進(jìn)行。注意釜溫和壓力的變化,當(dāng)出現(xiàn)干鍋現(xiàn)象時(shí)(溫度和壓力下降),可以認(rèn)為反應(yīng)結(jié)束,此時(shí)開啟高壓排空閥,使壓力較高的丙烯氣去高壓丙烯回收單元進(jìn)行回收,當(dāng)壓力降至1.0-2.0mpa時(shí),關(guān)閉高壓排空閥。打開釜底卸料閥,利用釜內(nèi)余壓,分?jǐn)?shù)次向丙-丁烯聚合釜、噴料,直至反應(yīng)后的物料全部轉(zhuǎn)到丁烯聚合釜,所述的丙烯預(yù)聚主要反應(yīng)方程式:nc3h6→(c3h6)n,正常情況下,若反應(yīng)較迅速,釜壓較高時(shí),通過開啟釜上高壓丙烯回收出口調(diào)節(jié)閥,回收釜內(nèi)部分丙烯,通過丙烯揮發(fā)維持恒溫、恒壓反應(yīng);當(dāng)反應(yīng)處在不正常情況下,反應(yīng)溫度、壓力無法控制,有出現(xiàn)暴聚的危險(xiǎn)的情況下,釜內(nèi)壓力超過某一特定值,通過自控連鎖及時(shí)向預(yù)聚釜通入乙醇終止反應(yīng);丙烯聚釜上均設(shè)有爆破片和安全閥,一旦釜壓超出預(yù)聚釜的設(shè)計(jì)壓力,安全閥起跳,釜內(nèi)丙烯排火炬;所述的丙-丁烯聚合步驟為:丙烯預(yù)聚物經(jīng)預(yù)聚釜噴料進(jìn)入聚合釜,此時(shí)乙-丙-丁烯聚合釜去氣柜回收丙烯閥相應(yīng)開關(guān)數(shù)次,使低壓丙烯氣排放至低壓丙烯回收單元,若丙烯氣柜不能正常回收時(shí),則排火炬,待丙烯回收完畢后,通入精氮?dú)鈱酆细袣埩舯庵脫Q,同時(shí)開啟真空管線閥門以便置換徹底,通過活化劑系統(tǒng)向釜內(nèi)通入活化劑進(jìn)行除雜,將來自丁烯精制單元的精丁烯經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量后輸送至聚合釜,丁烯加入完成以后通入適量氫氣,在溫度25-60℃、操作壓力為0.3mpa?1.0mpa的狀態(tài)下進(jìn)行聚合反應(yīng)(如有需要加溫引發(fā)反應(yīng),需先打開熱水閥對聚合釜加溫),所述聚合主要反應(yīng)方程式:
nc4h8→(c4h8)n
dc2h4+nc3h6+mc4h8→(c2h4)d-(c3h6)n-(c4h8)m
nc3h6+mc4h8→(c3h6)n-(c4h8)m
dc2h4+nc3h6→(c2h4)d-(c3h6)n
dc2h4+mc4h8→(c2h4)d-(c4h8)m
同時(shí)開啟冷凍水管線上的調(diào)節(jié)閥使聚合釜保持在正常聚合反應(yīng)的溫度內(nèi),當(dāng)出現(xiàn)干鍋現(xiàn)象時(shí)(溫度和壓力下降),可以認(rèn)為反應(yīng)結(jié)束,此時(shí)開啟高壓排空閥,使壓力較高的丁烯氣去丁烯回收單元進(jìn)行回收,高壓丁烯回收完畢后,向聚合釜內(nèi)充氮?dú)猓酶獌?nèi)壓力,經(jīng)過聚合釜的底部下料閥分?jǐn)?shù)次向閃蒸釜噴料,直至反應(yīng)后的物料全部轉(zhuǎn)到閃蒸釜,正常情況下,若反應(yīng)較迅速,釜壓較高時(shí),通過開啟高壓丁烯調(diào)節(jié)閥,回收釜內(nèi)部分丁烯,維持恒溫、恒壓反應(yīng);當(dāng)反應(yīng)處在不正常情況下,反應(yīng)溫度、壓力無法控制,有出現(xiàn)暴聚的危險(xiǎn)的情況下,釜內(nèi)壓力超過某一特定值,通過自控連鎖及時(shí)向乙-丙-丁聚合釜通入乙醇終止反應(yīng);乙-丙-丁聚合釜上均設(shè)有爆破片,安全閥,一旦釜壓超出,安全閥起跳,釜內(nèi)丁烯排火炬。乙烯預(yù)聚物、丙烯預(yù)聚物與1-丁烯閃蒸釜接收來自聚合釜的噴料,氣相丁烯經(jīng)過二級低壓旋風(fēng)分離器除去夾帶的粉料,丁烯單體去丁烯回收單元,閃蒸釜內(nèi)余下的尾氣,經(jīng)過真空泵后,氣體排至火炬系統(tǒng),然后通入氮?dú)饨?jīng)閃蒸釜進(jìn)行置換,置換氣經(jīng)閃蒸釜上的高點(diǎn)放空排至大氣,通過在線測定可燃?xì)怏w含量,反復(fù)多次,將可燃?xì)怏w含量降低至1.5%以下,可燃?xì)怏w置換合格后,向閃蒸釜內(nèi)沖入氮?dú)庠鰤?,打開閃蒸釜底部出料閥,釜內(nèi)的粉料被壓送到三元共聚聚丁烯粉料倉,進(jìn)入產(chǎn)品加工單元,閃蒸釜抽真空是由真空泵來完成的,引發(fā)反應(yīng)所需熱水來自于熱水罐用熱水泵送入聚合釜夾套中循環(huán)使用,熱水罐內(nèi)熱水的補(bǔ)充水可以用新鮮水也可以用冷凍水自某一聚合釜串入補(bǔ)充。
所述的回收單元包括乙烯回收、丙烯回收和丁烯回收,所述的乙烯回收分為高壓乙烯回收和低壓乙烯回收,所述的高壓乙烯回收步驟為自乙烯聚合釜高壓放空管線來的乙烯氣經(jīng)過濾器分離出夾帶的聚乙烯粉末,氣體乙烯經(jīng)過乙烯冷凝器冷凝為液態(tài)乙烯進(jìn)入乙烯回收儲罐,丙烯回收儲罐也可接受來自乙烯精制的精乙烯,然后通過乙烯輸送泵進(jìn)入乙烯計(jì)量罐中循環(huán)使用,來自乙烯精制單元的精乙烯可直接進(jìn)入乙烯計(jì)量罐,乙烯計(jì)量罐中的乙烯通過乙烯輸送泵輸送至預(yù)聚單元,停車階段,乙烯回收儲罐和乙烯計(jì)量罐通過乙烯輸送泵返回罐區(qū);所述的低壓乙烯回收步驟為:來自聚合釜乙烯放空管線的低壓乙烯氣經(jīng)過氣柜進(jìn)氣水封進(jìn)入氣柜,然后氣柜中的乙烯氣經(jīng)過出氣水封和乙烯壓縮機(jī)入口分凝氣進(jìn)入乙烯壓縮機(jī)增壓后,經(jīng)過乙烯冷凝器冷凝為液體,收集到乙烯儲罐,回收后的乙烯通過乙烯泵輸送到乙烯罐區(qū),冷凝不了的不凝氣經(jīng)過二級過濾后進(jìn)入膜分離,然后再返回至乙烯壓縮機(jī)入口;所述的丙烯回收分為高壓丙烯回收和低壓丙烯回收,所述的高壓丙烯回收步驟為自丙烯聚合釜高壓放空管線來的丙烯氣經(jīng)過濾器分離出夾帶的聚丙烯粉末,氣體丙烯經(jīng)過丙烯冷凝器冷凝為液態(tài)丙烯進(jìn)入丙烯回收儲罐,丙烯回收儲罐也可接受來自丙烯精制的精丙烯,然后通過丙烯輸送泵進(jìn)入丙烯計(jì)量罐中循環(huán)使用,來自丙烯精制單元的精丙烯可直接進(jìn)入丙烯計(jì)量罐,丙烯計(jì)量罐中的丙烯通過丙烯輸送泵輸送至預(yù)聚單元。停車階段,丙烯回收儲罐和丙烯計(jì)量罐通過丙烯輸送泵返回罐區(qū);所述的低壓丙烯回收步驟為:來自聚合釜丙烯放空管線的低壓丙烯氣經(jīng)過氣柜進(jìn)氣水封進(jìn)入氣柜,然后氣柜中的丙烯氣經(jīng)過出氣水封和丙烯壓縮機(jī)入口分凝氣進(jìn)入丙烯壓縮機(jī)增壓后,經(jīng)過丙烯冷凝器冷凝為液體,收集到丙烯儲罐,回收后的丙烯通過丙烯泵輸送到丙烯罐區(qū),冷凝不了的不凝氣經(jīng)過二級過濾后進(jìn)入膜分離,然后再返回至丙烯壓縮機(jī)入口;所述的丁烯回收分為高壓丁烯回收和低壓丁烯回收,所述的高壓丁烯回收步驟為:來自丙丁烯聚合釜的丁烯氣經(jīng)過過濾器,除去丁烯中粉狀物后,氣相丁烯經(jīng)過丁烯冷凝器冷凝成液相丁烯回至丁烯集液罐,釜內(nèi)壓力降至與丁烯集液罐壓力平衡時(shí)終止回收,所述的低壓丁烯回收步驟為:丁烯單體再經(jīng)壓縮、冷凝、進(jìn)入回收丁烯儲罐作為原料回聚合工段重復(fù)使用。
所述的產(chǎn)品加工單元步驟為:來自聚合單元閃蒸釜的三元共聚聚丁烯粉料經(jīng)氮?dú)廨斔椭练垠w料倉后,粉料直接落入料倉中,而輸送氮?dú)饨?jīng)倉頂袋式脈沖除塵器回收氣體中夾帶的三元共聚聚丁烯粉料,回收后的粉料落入料倉,過濾后的氮?dú)飧唿c(diǎn)放空,三元共聚聚丁烯粉料倉倉頂部設(shè)有氮?dú)鈮毫S持設(shè)施,當(dāng)料倉內(nèi)壓力在進(jìn)料時(shí)超過呼出閥的設(shè)定壓力后,通過呼出閥向外排放泄壓,從而保持料倉內(nèi)的壓力不超高;當(dāng)料倉內(nèi)壓力在出料時(shí)降低到設(shè)定壓力時(shí),通過補(bǔ)氣閥向其內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)猓瑥亩3至蟼}內(nèi)的壓力為微正壓狀態(tài),料倉頂袋式過濾器為脈沖反吹式,采用脈沖閥及時(shí)序控制器進(jìn)行自動控制,三元共聚聚丁烯粉料倉設(shè)有稱重系統(tǒng)及料位開關(guān),可監(jiān)控料倉內(nèi)物料容量,粉料料倉內(nèi)的三元共聚聚丁烯粉料通過重力進(jìn)入雙螺桿擠出造粒機(jī)自帶的緩沖料倉,緩沖料倉底部氣動調(diào)節(jié)閥與造粒機(jī)造粒前的料斗下的料位計(jì),可調(diào)節(jié)下料量,物料經(jīng)過雙螺桿擠出后進(jìn)入水下切粒機(jī),整個(gè)切粒過程是在水中發(fā)生的,不會產(chǎn)生三元共聚聚丁烯粉塵,然后三元共聚聚丁烯粒料和水通過機(jī)泵被送到離心脫水機(jī),離心后的水返回雙螺桿擠出造粒機(jī)自帶水箱,三元共聚聚丁烯粒料通過非凈化風(fēng)輸送至重力摻混料倉,當(dāng)通過重力摻混不能達(dá)到要求時(shí),開啟外摻混管線,摻混合格后,打開摻混料倉下料閥使三元共聚聚丁烯粒料進(jìn)入自動包裝機(jī)進(jìn)行包裝碼垛,包裝好的三元共聚聚丁烯經(jīng)叉車運(yùn)輸至產(chǎn)品倉庫。
所述的其他輔助系統(tǒng)包括氮?dú)庀到y(tǒng)、液氮系統(tǒng)、活化劑系統(tǒng)、氫氣加入系統(tǒng)和終止劑加入系統(tǒng),所述的氮?dú)庀到y(tǒng)步驟為粗氮?dú)庥煽諌褐频夜┙o,經(jīng)過專用氮?dú)饩€到裝置的粗氮?dú)饩彌_罐,作為閃蒸罐閃蒸及精制系統(tǒng)再生用,從粗氮?dú)饩彌_罐來的n2經(jīng)電加熱器加熱后,可分別給兩組干燥器和干燥器進(jìn)行再生,熱n2從每個(gè)罐的上部進(jìn)入,給精制劑加熱再生,然后從下部排至大氣,精氮?dú)庥煽諌褐频夜┙o,經(jīng)過專用氮?dú)饩€到裝置的精氮?dú)饩彌_罐,經(jīng)過減壓閥減壓至0.3-0.6mpa,作催化劑分裝、活化劑壓送及化驗(yàn)儀器干燥用;所述的液氮系統(tǒng)步驟為:液氮由液氮儲罐經(jīng)汽化器氣化后,經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)裝置減壓至0.3-1.0mpa,用作乙-丙-丁烯聚合釜置換釜內(nèi)乙烯、丙烯、丁烯氣體使用;所述的活化劑系統(tǒng)步驟為:活化劑運(yùn)輸罐用氮?dú)獬鋲褐?.5—1.0mpa,利用壓差,把活化劑從運(yùn)輸罐壓至活化劑中間計(jì)量罐,停工檢修時(shí),活化劑可再退至活化劑運(yùn)輸罐,往乙烯預(yù)聚釜和丙烯預(yù)聚釜加活化劑時(shí),首先把活化劑加料罐壓力放空,活化劑計(jì)量罐的壓力保持在0.2~0.3mpa,利用壓差,把活化劑從計(jì)量罐壓至活化劑加料罐,再用乙烯、丙烯把活化劑壓入釜內(nèi),活化劑的用量根據(jù)活化劑計(jì)量罐的液面來計(jì)量;乙烯預(yù)聚物-丙烯預(yù)聚物-丁烯聚合釜加活化劑時(shí),首先把活化劑加料罐壓力放空,活化劑計(jì)量罐的壓力保持在0.2~0.3mpa,利用壓差,把活化劑從計(jì)量罐壓至活化劑加料罐,再用丁烯把活化劑壓入釜內(nèi),活化劑的用量根據(jù)活化劑計(jì)量罐的液面來計(jì)量;所述的催化劑加入步驟為:將乙烯、丙烯預(yù)聚催化劑加料罐內(nèi)壓力放空,打開加料斗上蓋子,在精氮?dú)獾谋Wo(hù)下,將預(yù)先分裝好的催化劑加入罐內(nèi),蓋好蓋子,打開乙烯、丙烯線閥,把催化劑沖入釜內(nèi),根據(jù)產(chǎn)品自聚物與均聚物的占比不同,調(diào)整生產(chǎn)方案時(shí),乙-丙-丁烯聚合操作,可以不加催化劑,也可以加入定量催化劑,操作方法與乙烯、丙烯預(yù)聚相同;所述的給電子體加入步驟為:將乙烯、丙烯預(yù)聚催化劑加料罐內(nèi)壓力放空,打開加料斗上蓋子,在精氮?dú)獾谋Wo(hù)下,將預(yù)先分裝好的給電子體加入罐內(nèi),蓋好蓋子,打開丙烯線閥,把催化劑沖入釜內(nèi);乙-丙-丁烯聚合時(shí)不加入給電子體,所述的氫氣加入步驟為:氫氣經(jīng)過氫氣干燥器干燥,再進(jìn)入氫氣緩沖罐,氫氣經(jīng)過緩沖罐上減壓閥減壓通入聚合廠房,當(dāng)聚合釜需要加氫時(shí),氫氣通過手動調(diào)節(jié)閥和質(zhì)量流量計(jì),從聚合釜上部加入釜中;所述的終止劑乙醇加入步驟為:當(dāng)聚合反應(yīng)處在不正常情況下,反應(yīng)溫度、壓力無法控制,有出現(xiàn)暴聚的危險(xiǎn)的情況下,通過釜內(nèi)壓力自控連鎖乙醇終止劑泵及時(shí)向聚合釜通入乙醇終止反應(yīng)。
所述的催化劑為ziegler-natta催化劑,選自ticl3、ticl4、tibr4或tii4中的一種;所述的活化劑為烷基鋁或烷基鹵化鋁,本工藝優(yōu)選三乙基鋁;所述外給電子體選自硅化合物、醚類、酯類,所述的內(nèi)給電子體為醚類、酮類、酯類、或酸酐類化合物,本工藝優(yōu)選二苯基二甲氧基硅烷。
相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的三元共聚聚丁烯本體聚合裝置:工藝流程短,設(shè)備少,投資省,經(jīng)濟(jì)效益顯著,且無三廢產(chǎn)生,填補(bǔ)了目前國內(nèi)無本體聚合生產(chǎn)三元共聚聚丁烯的空白,生產(chǎn)得到的三元共聚聚丁烯材料具備良好的剛韌平衡及抗腐蝕老化性。
附圖說明
圖1為本發(fā)明三元共聚聚丁烯生產(chǎn)裝置的工藝示意圖。
具體實(shí)施方式
為了更好地解釋本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)裝置工作流程,以詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、特征以及達(dá)成的目的,下面結(jié)合具體實(shí)施方式來進(jìn)一步闡明本發(fā)明。
本發(fā)明的工業(yè)化裝置包括該裝置包括原料精制單元(乙烯精制、丙烯精制、丁烯精制)、聚合單元(丙烯預(yù)聚合、乙烯預(yù)聚合、乙-丙-丁聚合)、回收單元(乙烯回收、丙烯回收、丁烯回收)、產(chǎn)品加工單元(造粒包裝)、其他輔助系統(tǒng)(氮?dú)庀到y(tǒng)、液氮系統(tǒng)、活化劑系統(tǒng)、氫氣加入系統(tǒng)、終止劑加入系統(tǒng))。
所述的原料精制單元包括乙烯精制、丙烯精制和丁烯精制,所述的乙烯精致步驟為:乙烯罐區(qū)經(jīng)過流量計(jì)依次經(jīng)過乙烯精致塔,脫去原料乙烯中的水、硫、氧,精制合格的乙烯去乙烯回收單元,不合格的乙烯返回各個(gè)精制塔進(jìn)口管線重新精制至合格;所述的丙烯精制步驟為:丙烯罐區(qū)經(jīng)過流量計(jì)依次經(jīng)過丙烯固堿干燥塔、丙烯水解塔、丙烯脫硫塔、丙烯氧化鋁干燥塔、丙烯脫氧塔、丙烯分子篩干燥塔,脫去原料丙烯中的水、硫、氧,精制合格的丙烯去丙烯回收單元,不合格的丙烯返回各個(gè)精制塔進(jìn)口管線重新精制至合格;所述的丁烯精制步驟為丁烯罐區(qū),經(jīng)丁烯加壓泵加壓后打入丁烯輕組分塔,去除輕組分,丁烯經(jīng)塔底進(jìn)入丁烯緩沖罐,輕組分從塔頂進(jìn)入火炬系統(tǒng);丁烯從緩沖罐出來后進(jìn)過冷卻器冷卻后,經(jīng)加壓泵加壓進(jìn)入丁烯干燥器,經(jīng)分析水含量<10ppm后,切換至精丁烯罐(如不合格,回丁烯緩沖罐),確保丁烯進(jìn)入預(yù)聚釜之前達(dá)到聚合級要求。
所述的聚合單元包括乙烯預(yù)聚合、丙烯預(yù)聚和乙-丙-丁聚合,所述的乙烯預(yù)聚步驟為:由乙烯精制送入聚合單元的精乙烯經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量后,分別通過預(yù)聚催化劑加料罐、預(yù)聚活化劑加料罐、預(yù)聚給電子體加料罐分三次加入聚合釜,在催化劑、活化劑、給電子體的存在下,加入定量氫氣,給定一定溫度和壓力進(jìn)行乙烯預(yù)聚合反應(yīng),所述的乙烯預(yù)聚主要反應(yīng)方程式:nc2h4→(c2h4)n,正常情況下,若反應(yīng)較迅速,釜壓較高時(shí),通過開啟釜上高壓乙烯回收出口調(diào)節(jié)閥,回收釜內(nèi)部分乙烯,通過乙烯揮發(fā)維持恒溫、恒壓反應(yīng);當(dāng)反應(yīng)處在不正常情況下,反應(yīng)溫度、壓力無法控制,有出現(xiàn)暴聚的危險(xiǎn)的情況下,釜內(nèi)壓力超過某一特定值,通過自控連鎖及時(shí)向預(yù)聚釜通入乙醇終止反應(yīng);所述的丙烯預(yù)聚步驟為:由丙烯精制送入聚合單元的精丙烯經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量后,分別通過預(yù)聚催化劑加料罐、預(yù)聚活化劑加料罐、預(yù)聚給電子體加料罐分三次加入聚合釜,在催化劑、活化劑、給電子體的存在下,加入定量氫氣,然后開始升溫,用70~95℃的熱水循環(huán)升溫,當(dāng)釜溫上升至65~85℃時(shí),丙烯聚合反應(yīng)開始,此時(shí)將熱水升溫切換為冷水降溫,保持反應(yīng)溫度在65~85℃,反應(yīng)壓力為3.1±0.1mpa左右,使反應(yīng)順利進(jìn)行。注意釜溫和壓力的變化,當(dāng)出現(xiàn)干鍋現(xiàn)象時(shí)(溫度和壓力下降),可以認(rèn)為反應(yīng)結(jié)束,此時(shí)開啟高壓排空閥,使壓力較高的丙烯氣去高壓丙烯回收單元進(jìn)行回收,當(dāng)壓力降至1.0-2.0mpa時(shí),關(guān)閉高壓排空閥。打開釜底卸料閥,利用釜內(nèi)余壓,分?jǐn)?shù)次向丙-丁烯聚合釜、噴料,直至反應(yīng)后的物料全部轉(zhuǎn)到丁烯聚合釜,所述的丙烯預(yù)聚主要反應(yīng)方程式:nc3h6→(c3h6)n,正常情況下,若反應(yīng)較迅速,釜壓較高時(shí),通過開啟釜上高壓丙烯回收出口調(diào)節(jié)閥,回收釜內(nèi)部分丙烯,通過丙烯揮發(fā)維持恒溫、恒壓反應(yīng);當(dāng)反應(yīng)處在不正常情況下,反應(yīng)溫度、壓力無法控制,有出現(xiàn)暴聚的危險(xiǎn)的情況下,釜內(nèi)壓力超過某一特定值,通過自控連鎖及時(shí)向預(yù)聚釜通入乙醇終止反應(yīng);丙烯聚釜上均設(shè)有爆破片和安全閥,一旦釜壓超出預(yù)聚釜的設(shè)計(jì)壓力,安全閥起跳,釜內(nèi)丙烯排火炬;所述的丙-丁烯聚合步驟為:丙烯預(yù)聚物經(jīng)預(yù)聚釜噴料進(jìn)入聚合釜,此時(shí)乙-丙-丁烯聚合釜去氣柜回收丙烯閥相應(yīng)開關(guān)數(shù)次,使低壓丙烯氣排放至低壓丙烯回收單元,若丙烯氣柜不能正常回收時(shí),則排火炬,待丙烯回收完畢后,通入精氮?dú)鈱酆细袣埩舯庵脫Q,同時(shí)開啟真空管線閥門以便置換徹底,通過活化劑系統(tǒng)向釜內(nèi)通入活化劑進(jìn)行除雜,將來自丁烯精制單元的精丁烯經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量后輸送至聚合釜,丁烯加入完成以后通入適量氫氣,在溫度25-60℃、操作壓力為0.3mpa?1.0mpa的狀態(tài)下進(jìn)行聚合反應(yīng)(如有需要加溫引發(fā)反應(yīng),需先打開熱水閥對聚合釜加溫),所述聚合主要反應(yīng)方程式:
nc4h8→(c4h8)n
dc2h4+nc3h6+mc4h8→(c2h4)d-(c3h6)n-(c4h8)m
nc3h6+mc4h8→(c3h6)n-(c4h8)m
dc2h4+nc3h6→(c2h4)d-(c3h6)n
dc2h4+mc4h8→(c2h4)d-(c4h8)m
同時(shí)開啟冷凍水管線上的調(diào)節(jié)閥使聚合釜保持在正常聚合反應(yīng)的溫度內(nèi),當(dāng)出現(xiàn)干鍋現(xiàn)象時(shí)(溫度和壓力下降),可以認(rèn)為反應(yīng)結(jié)束,此時(shí)開啟高壓排空閥,使壓力較高的丁烯氣去丁烯回收單元進(jìn)行回收,高壓丁烯回收完畢后,向聚合釜內(nèi)充氮?dú)?,利用釜?nèi)壓力,經(jīng)過聚合釜的底部下料閥分?jǐn)?shù)次向閃蒸釜噴料,直至反應(yīng)后的物料全部轉(zhuǎn)到閃蒸釜,正常情況下,若反應(yīng)較迅速,釜壓較高時(shí),通過開啟高壓丁烯調(diào)節(jié)閥,回收釜內(nèi)部分丁烯,維持恒溫、恒壓反應(yīng);當(dāng)反應(yīng)處在不正常情況下,反應(yīng)溫度、壓力無法控制,有出現(xiàn)暴聚的危險(xiǎn)的情況下,釜內(nèi)壓力超過某一特定值,通過自控連鎖及時(shí)向乙-丙-丁聚合釜通入乙醇終止反應(yīng);乙-丙-丁聚合釜上均設(shè)有爆破片,安全閥,一旦釜壓超出,安全閥起跳,釜內(nèi)丁烯排火炬。乙烯預(yù)聚物、丙烯預(yù)聚物與1-丁烯閃蒸釜接收來自聚合釜的噴料,氣相丁烯經(jīng)過二級低壓旋風(fēng)分離器除去夾帶的粉料,丁烯單體去丁烯回收單元,閃蒸釜內(nèi)余下的尾氣,經(jīng)過真空泵后,氣體排至火炬系統(tǒng),然后通入氮?dú)饨?jīng)閃蒸釜進(jìn)行置換,置換氣經(jīng)閃蒸釜上的高點(diǎn)放空排至大氣,通過在線測定可燃?xì)怏w含量,反復(fù)多次,將可燃?xì)怏w含量降低至1.5%以下,可燃?xì)怏w置換合格后,向閃蒸釜內(nèi)沖入氮?dú)庠鰤海蜷_閃蒸釜底部出料閥,釜內(nèi)的粉料被壓送到三元共聚聚丁烯粉料倉,進(jìn)入產(chǎn)品加工單元,閃蒸釜抽真空是由真空泵來完成的,引發(fā)反應(yīng)所需熱水來自于熱水罐用熱水泵送入聚合釜夾套中循環(huán)使用,熱水罐內(nèi)熱水的補(bǔ)充水可以用新鮮水也可以用冷凍水自某一聚合釜串入補(bǔ)充。
所述的回收單元包括乙烯回收、丙烯回收和丁烯回收,所述的乙烯回收分為高壓乙烯回收和低壓乙烯回收,所述的高壓乙烯回收步驟為自乙烯聚合釜高壓放空管線來的乙烯氣經(jīng)過濾器分離出夾帶的聚乙烯粉末,氣體乙烯經(jīng)過乙烯冷凝器冷凝為液態(tài)乙烯進(jìn)入乙烯回收儲罐,丙烯回收儲罐也可接受來自乙烯精制的精乙烯,然后通過乙烯輸送泵進(jìn)入乙烯計(jì)量罐中循環(huán)使用,來自乙烯精制單元的精乙烯可直接進(jìn)入乙烯計(jì)量罐,乙烯計(jì)量罐中的乙烯通過乙烯輸送泵輸送至預(yù)聚單元,停車階段,乙烯回收儲罐和乙烯計(jì)量罐通過乙烯輸送泵返回罐區(qū);所述的低壓乙烯回收步驟為:來自聚合釜乙烯放空管線的低壓乙烯氣經(jīng)過氣柜進(jìn)氣水封進(jìn)入氣柜,然后氣柜中的乙烯氣經(jīng)過出氣水封和乙烯壓縮機(jī)入口分凝氣進(jìn)入乙烯壓縮機(jī)增壓后,經(jīng)過乙烯冷凝器冷凝為液體,收集到乙烯儲罐,回收后的乙烯通過乙烯泵輸送到乙烯罐區(qū),冷凝不了的不凝氣經(jīng)過二級過濾后進(jìn)入膜分離,然后再返回至乙烯壓縮機(jī)入口;所述的丙烯回收分為高壓丙烯回收和低壓丙烯回收,所述的高壓丙烯回收步驟為自丙烯聚合釜高壓放空管線來的丙烯氣經(jīng)過濾器分離出夾帶的聚丙烯粉末,氣體丙烯經(jīng)過丙烯冷凝器冷凝為液態(tài)丙烯進(jìn)入丙烯回收儲罐,丙烯回收儲罐也可接受來自丙烯精制的精丙烯,然后通過丙烯輸送泵進(jìn)入丙烯計(jì)量罐中循環(huán)使用,來自丙烯精制單元的精丙烯可直接進(jìn)入丙烯計(jì)量罐,丙烯計(jì)量罐中的丙烯通過丙烯輸送泵輸送至預(yù)聚單元。停車階段,丙烯回收儲罐和丙烯計(jì)量罐通過丙烯輸送泵返回罐區(qū);所述的低壓丙烯回收步驟為:來自聚合釜丙烯放空管線的低壓丙烯氣經(jīng)過氣柜進(jìn)氣水封進(jìn)入氣柜,然后氣柜中的丙烯氣經(jīng)過出氣水封和丙烯壓縮機(jī)入口分凝氣進(jìn)入丙烯壓縮機(jī)增壓后,經(jīng)過丙烯冷凝器冷凝為液體,收集到丙烯儲罐,回收后的丙烯通過丙烯泵輸送到丙烯罐區(qū),冷凝不了的不凝氣經(jīng)過二級過濾后進(jìn)入膜分離,然后再返回至丙烯壓縮機(jī)入口;所述的丁烯回收分為高壓丁烯回收和低壓丁烯回收,所述的高壓丁烯回收步驟為:來自丙丁烯聚合釜的丁烯氣經(jīng)過過濾器,除去丁烯中粉狀物后,氣相丁烯經(jīng)過丁烯冷凝器冷凝成液相丁烯回至丁烯集液罐,釜內(nèi)壓力降至與丁烯集液罐壓力平衡時(shí)終止回收,所述的低壓丁烯回收步驟為:丁烯單體再經(jīng)壓縮、冷凝、進(jìn)入回收丁烯儲罐作為原料回聚合工段重復(fù)使用。
所述的產(chǎn)品加工單元步驟為:來自聚合單元閃蒸釜的三元共聚聚丁烯粉料經(jīng)氮?dú)廨斔椭练垠w料倉后,粉料直接落入料倉中,而輸送氮?dú)饨?jīng)倉頂袋式脈沖除塵器回收氣體中夾帶的三元共聚聚丁烯粉料,回收后的粉料落入料倉,過濾后的氮?dú)飧唿c(diǎn)放空,三元共聚聚丁烯粉料倉倉頂部設(shè)有氮?dú)鈮毫S持設(shè)施,當(dāng)料倉內(nèi)壓力在進(jìn)料時(shí)超過呼出閥的設(shè)定壓力后,通過呼出閥向外排放泄壓,從而保持料倉內(nèi)的壓力不超高;當(dāng)料倉內(nèi)壓力在出料時(shí)降低到設(shè)定壓力時(shí),通過補(bǔ)氣閥向其內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?,從而保持料倉內(nèi)的壓力為微正壓狀態(tài),料倉頂袋式過濾器為脈沖反吹式,采用脈沖閥及時(shí)序控制器進(jìn)行自動控制,三元共聚聚丁烯粉料倉設(shè)有稱重系統(tǒng)及料位開關(guān),可監(jiān)控料倉內(nèi)物料容量,粉料料倉內(nèi)的三元共聚聚丁烯粉料通過重力進(jìn)入雙螺桿擠出造粒機(jī)自帶的緩沖料倉,緩沖料倉底部氣動調(diào)節(jié)閥與造粒機(jī)造粒前的料斗下的料位計(jì),可調(diào)節(jié)下料量,物料經(jīng)過雙螺桿擠出后進(jìn)入水下切粒機(jī),整個(gè)切粒過程是在水中發(fā)生的,不會產(chǎn)生三元共聚聚丁烯粉塵,然后三元共聚聚丁烯粒料和水通過機(jī)泵被送到離心脫水機(jī),離心后的水返回雙螺桿擠出造粒機(jī)自帶水箱,三元共聚聚丁烯粒料通過非凈化風(fēng)輸送至重力摻混料倉,當(dāng)通過重力摻混不能達(dá)到要求時(shí),開啟外摻混管線,摻混合格后,打開摻混料倉下料閥使三元共聚聚丁烯粒料進(jìn)入自動包裝機(jī)進(jìn)行包裝碼垛,包裝好的三元共聚聚丁烯經(jīng)叉車運(yùn)輸至產(chǎn)品倉庫。
所述的其他輔助系統(tǒng)包括氮?dú)庀到y(tǒng)、液氮系統(tǒng)、活化劑系統(tǒng)、氫氣加入系統(tǒng)和終止劑加入系統(tǒng),所述的氮?dú)庀到y(tǒng)步驟為粗氮?dú)庥煽諌褐频夜┙o,經(jīng)過專用氮?dú)饩€到裝置的粗氮?dú)饩彌_罐,作為閃蒸罐閃蒸及精制系統(tǒng)再生用,從粗氮?dú)饩彌_罐來的n2經(jīng)電加熱器加熱后,可分別給兩組干燥器和干燥器進(jìn)行再生,熱n2從每個(gè)罐的上部進(jìn)入,給精制劑加熱再生,然后從下部排至大氣,精氮?dú)庥煽諌褐频夜┙o,經(jīng)過專用氮?dú)饩€到裝置的精氮?dú)饩彌_罐,經(jīng)過減壓閥減壓至0.3-0.6mpa,作催化劑分裝、活化劑壓送及化驗(yàn)儀器干燥用;所述的液氮系統(tǒng)步驟為:液氮由液氮儲罐經(jīng)汽化器氣化后,經(jīng)過壓力調(diào)節(jié)裝置減壓至0.3-1.0mpa,用作乙-丙-丁烯聚合釜置換釜內(nèi)乙烯、丙烯、丁烯氣體使用;所述的活化劑系統(tǒng)步驟為:活化劑運(yùn)輸罐用氮?dú)獬鋲褐?.5—1.0mpa,利用壓差,把活化劑從運(yùn)輸罐壓至活化劑中間計(jì)量罐,停工檢修時(shí),活化劑可再退至活化劑運(yùn)輸罐,往乙烯預(yù)聚釜和丙烯預(yù)聚釜加活化劑時(shí),首先把活化劑加料罐壓力放空,活化劑計(jì)量罐的壓力保持在0.2~0.3mpa,利用壓差,把活化劑從計(jì)量罐壓至活化劑加料罐,再用乙烯、丙烯把活化劑壓入釜內(nèi),活化劑的用量根據(jù)活化劑計(jì)量罐的液面來計(jì)量;乙烯預(yù)聚物-丙烯預(yù)聚物-丁烯聚合釜加活化劑時(shí),首先把活化劑加料罐壓力放空,活化劑計(jì)量罐的壓力保持在0.2~0.3mpa,利用壓差,把活化劑從計(jì)量罐壓至活化劑加料罐,再用丁烯把活化劑壓入釜內(nèi),活化劑的用量根據(jù)活化劑計(jì)量罐的液面來計(jì)量;所述的催化劑加入步驟為:將乙烯、丙烯預(yù)聚催化劑加料罐內(nèi)壓力放空,打開加料斗上蓋子,在精氮?dú)獾谋Wo(hù)下,將預(yù)先分裝好的催化劑加入罐內(nèi),蓋好蓋子,打開乙烯、丙烯線閥,把催化劑沖入釜內(nèi),根據(jù)產(chǎn)品自聚物與均聚物的占比不同,調(diào)整生產(chǎn)方案時(shí),乙-丙-丁烯聚合操作,可以不加催化劑,也可以加入定量催化劑,操作方法與乙烯、丙烯預(yù)聚相同;所述的給電子體加入步驟為:將乙烯、丙烯預(yù)聚催化劑加料罐內(nèi)壓力放空,打開加料斗上蓋子,在精氮?dú)獾谋Wo(hù)下,將預(yù)先分裝好的給電子體加入罐內(nèi),蓋好蓋子,打開丙烯線閥,把催化劑沖入釜內(nèi);乙-丙-丁烯聚合時(shí)不加入給電子體,所述的氫氣加入步驟為:氫氣經(jīng)過氫氣干燥器干燥,再進(jìn)入氫氣緩沖罐,氫氣經(jīng)過緩沖罐上減壓閥減壓通入聚合廠房,當(dāng)聚合釜需要加氫時(shí),氫氣通過手動調(diào)節(jié)閥和質(zhì)量流量計(jì),從聚合釜上部加入釜中;所述的終止劑乙醇加入步驟為:當(dāng)聚合反應(yīng)處在不正常情況下,反應(yīng)溫度、壓力無法控制,有出現(xiàn)暴聚的危險(xiǎn)的情況下,通過釜內(nèi)壓力自控連鎖乙醇終止劑泵及時(shí)向聚合釜通入乙醇終止反應(yīng)。
所述的催化劑為ziegler-natta催化劑,選自ticl3、ticl4、tibr4或tii4中的一種;所述的活化劑為烷基鋁或烷基鹵化鋁,本工藝優(yōu)選三乙基鋁;所述外給電子體選自硅化合物、醚類、酯類,所述的內(nèi)給電子體為醚類、酮類、酯類、或酸酐類化合物,本工藝優(yōu)選二苯基二甲氧基硅烷。