茂名石化新建30万吨聚丙烯装置简介

茂名石化新建30万吨/年聚丙烯装置简介一、装置概况茂名石油化工公司80万吨/年乙烯改扩建工程30万吨/年聚丙烯装置采用改进的国产化第二代环管法聚丙烯工艺技术，设计生产聚丙烯均聚物27个牌号，无规共聚物12个牌号。本装置的设计规模为年产30万吨聚丙烯本色粒料，年运转8000小时。二、装置生产能力年生产能力：300,000吨年操作时间：8,000小时产品类型：均聚物、无规共聚物催化剂：国产N-和DQ-催化剂、ND催化剂（正在商业化）、或其它同类型催化剂产品形状：颗粒包装方式：产品按25kg/袋包装；40袋/垛（8层，5袋/层）预留500-1000kg/袋大包装位置、预留散装料口。装置组成：-聚合生产线：1条-挤压造粒机：1台，设计能力49t/h(MFR=0.1~100)-包装线：3条（移动式FFS包装机，1600袋/小时）其中一条线具备拉伸膜包装方式-码垛线：3条（每条线45垛/小时）包装操作：每周7天，每天2班，每班8小时操作弹性：聚合部分60-110%造粒部分和颗粒风送系统70-130%三、技术特点茂名石化新建30万吨/年聚丙烯装置采用的工艺技术是国产化第二代环管聚丙烯技术为基础并改进的工艺技术，以国产化N、DQ、ND(正在商业化)催化剂体系为主，采用串联双环管反应器生产聚丙烯均聚物和无规共聚物产品，并预留生产抗冲共聚产品位置。工艺特点如下：1、催化剂体系:使用N、DQ、ND(正在商业化)催化剂、TEAL、两种给电子体。2、双环管串联操作，设计压力:5.5MpaG，总停留时间：1.3-1.5h。3、液相环管反应器与气相反应器组合工艺：环管反应器利于生产均聚物和无规共聚产品；气相反应器利于生产抗冲共聚产品的橡胶相。4、设计了特殊设计的氢气汽提和回收单元满足双峰产品的生产；5、设计了中间粉末料仓有利于聚合单元稳定操作和牌号转换；6、使用纯添加剂或复配添加剂加料系统使牌号转换简单快捷；7、环管反应器的优点：反应器时/空产率高(400kgPP/hm3)环管反应器内高速循环，聚合物浆液浓度高，液相丙烯单体和聚合物颗粒间传热效率高；催化剂体系分布均匀；单体易冷凝回收；产品切换快，过渡料少；反应器内无汽化空间；管径小，高压下管壁也较薄8、特殊设计的气相反应器有利于发挥国产DQ催化剂颗粒流动性好，不粘壁，流化床温度易控制，聚合物混合均匀，流动性好以及窄的分子量分布。四、工艺流程简介1、本装置组成：·100工段催化剂和助催化剂配制计量系统添加剂计量系统助催化剂冲洗系统·200工段预接触预聚合环管聚合·300工段聚合物脱气丙烯洗涤和贮存氢气汽提·400工段气相共聚（预留位置）·500工段聚合物汽蒸聚合物干燥·600工段工艺辅助设施·700工段丙烯精制·800工段挤压造粒和添加剂·900工段颗粒掺混和贮存、产品包装2、工艺流程说明（流程示意图见附图1）2.1助催化剂和固体催化剂的配制和进料将桶装的液体助催化剂-1(给电子体：DONORC或DONORD)，转移至给电子体进料罐D-30110A/B/C中，为了便于计量用烃油将其稀释，然后用给电子体计量泵P-30104A/B将此给电子体溶液送到催化剂预接触罐中。助催化剂-2为高浓度的三乙基铝（TEAL），将钢瓶装的三乙基铝送至TEAL贮罐D-111(利用现有设施)，该罐的容积足够容纳一钢瓶的三乙基铝。然后从D-111(利用现有设施)转移至TEAL进料罐D-101(利用现有设施)，从这里用TEAL计量泵P-30101A/B将三乙基铝送至催化剂预接触罐D-30201。将烃油和经油脂加热器E-30102加热的烃脂分别加到被加热的油/脂混合罐D-30105A/B中，再先后送至催化剂分散罐D-30106A或D-30106B中。用催化剂桶吊车Z-30104，将固体催化剂倒入D-30106A或D-30106B中。固体催化剂在预定的温度并连续搅拌下分散在油中，然后加入脂，连续搅拌最终冷却为稳定的催化剂膏。催化剂膏在低温下输送，经计量后进入催化剂预接触罐D-30201与两种助催化剂混合。5颗粒脱水器液体添加剂码垛机PK30903A/B/C包装机PK30902A/B/CD30902A-FD30901A-FD30805成品料仓均化料仓颗粒料斗不合格粒料S30803颗粒振动筛D30805BEX30801挤压造粒系统混合器M30802W30802A-F添加剂计量秤W30801添加剂料斗D30809A-F粉料缓冲料仓D30802粉料中间料仓粉料中间料仓D30801BD30801A添加剂PK30701COS脱除塔T30702A/BT30701回收气体DONOR计量罐DONORD30201D30106TEAL计量罐(现有)D30701脱水罐D30110D101TEAL催化剂预接触罐流化床干燥器汽蒸气洗涤塔汽蒸器袋式过滤器丙烯反吹气环管反应器环管反应器预聚合反应器CO汽提塔脱水单元水收集罐D-30702催化剂制备罐催化剂丙烯氢气乙烯丙烯进料罐R30200R30201D30202反应器稳压罐R30202D30302D30501产品D30502附图1:茂名30万吨/年聚丙烯装置流程示意图T30301闪蒸罐D30301F30301T30302PK30301循环丙烯压缩机T30501高压丙烯洗涤塔H2回收系统62.2TEAL冲洗系统和添加剂进料系统2.2.1TEAL冲洗系统检修前用烃油冲洗与TEAL（助催化剂-2）接触的管线和设备。冲洗返回的废油贮存在废油收集罐D-102(利用现有设施)中，用冲洗油泵P-102(利用现有设施)送至废油处理罐D-607(利用现有设施)。2.2.2添加剂进料系统液体添加剂贮存在液体添加剂贮罐D-30112中，其用途是使TEAL失活并对油进行安全处理。液体添加剂用液体添加剂进料泵P-30110送到D-30112中，然后输送至后面的废油处理罐D-30607和低压丙烯洗涤塔T-30302中。用泵P-30112A/B将液体添加剂计量后送往第二反应器和挤压造粒工段。2.3催化剂活化催化剂活化包括两个步骤：首先，催化剂膏在催化剂预接触罐D-30201中与两种助催化剂混合。然后，从预接触罐溢流出来的活性催化剂混合物在管线上与冷却的液体丙烯混合后，进入预聚反应器R-30200:反应器操作压力：3.4-4.4MpaG。聚合反应温度10-20℃。在短暂的停留时间内与补充的新鲜丙烯在低温下进行预聚合。这种在温和条件下进行初步聚合反应的目的是控制聚合物的形态。2.4本体聚合本体聚合反应是在两个串联的液相环管反应器中进行的。来自R-30200的预聚合催化剂浆液同新鲜丙烯、用于分子量控制的氢气一起进入第一环管反应器R-30201。其中一部分丙烯聚合，另一部分液态丙烯作为固体聚合物的悬浮剂。R-30201循环泵P-30201高速运转，保证反应器7内物料混合均匀。反应器内的浆液浓度保持在50～55％（wt）的聚合物之间。反应器操作压力：3.4-4.4MpaG。聚合反应温度70-80℃。从第一反应器R-30201出来的聚合物浆液直接进入第二反应器R-30202进一步聚合。R-30202与R-30201的体积相同，反应条件相同。在生产无规共聚物时，R-30201/R-30202中还要加入少量乙烯。为了保证聚合产品的性能，所有进入环管反应器的物料必须保持恒定的流量和适当比例。两个环管的反应热通过环管反应器上的夹套循环水撤出，夹套水分别在R-30201夹套水冷却器E-30208和R-30202夹套水冷却器E-30209中冷却后经R-30201夹套水循环泵P-30205和R-30202夹套水循环泵P-30206循环回夹套,P-30207作为P-30205和P-30206的备用泵。压力、温度及浆液浓度是被监测和自动调节的。反应器的压力通过加压的反应器缓冲罐D-30202自动稳定控制，以保证需要的浆液过冷。聚合物浆液从第二反应器R-30202中连续排出，通过一个蒸汽夹套管道，以使单体完全汽化，然后进入旋风分离式闪蒸罐D-30301。D-30301的操作压力为1.5～1.9MpaG，操作温度80～90℃。2.5聚合物脱气和汽蒸生产均聚物时，D-30301底部的聚合物粉料送至循环气过滤器F-30301。F-30301在接近常压下操作，将未反应的残余单体与聚合物分开。从F-30301顶部出来的相对数量较少的未反应单体进入低压丙烯洗涤塔8T-30302，将气体中夹带的聚合物粉末除掉。洗涤后的丙烯气经循环气压缩机PK-30301压缩后送至丙烯回收单元。PK-30301停车维修时，该小股未反应的烃类可排至火炬，其间，装置任一部分不需停车。从F-30301出来的聚合物粉料靠重力进入汽蒸罐D-30501。蒸汽直接加入D-30501以完全脱除掉任何残余的单体和丙烷，并去除催化剂残余活性，以改进产品质量。蒸汽在经过汽蒸罐洗涤塔T-30501后被冷凝，并排至下水道。剩余未反应的单体和丙烷经汽蒸废气压缩机PK-30501压缩后，可送出界区回收以排放丙烷。2.6聚合物的干燥汽蒸后的聚合物粉料排至干燥器D-30502，用热氮气除掉粉料表面的水份。湿氮气经D-30502旋风分离器S-30502旋风分离除去细粉后进入D-30502洗涤塔T-30502，在T-30502中分离掉夹带的粉料，并将水冷凝，然后经干燥器鼓风机C-30502A/B循环回干燥器D-30502。干燥的聚合物由闭路氮气输送系统PK-30801（粉料气流输送单元）送至聚丙烯粉料缓冲料仓D-30802或聚丙烯粉料中间料仓D-30801A/B（挤压机停车期间）。2.7丙烯的洗涤和贮存从闪蒸罐D-30301回收的未反应的丙烯和丙烷与PK-30301出口气体合并进入循环丙烯洗涤塔T-30301，在此将气体中可能夹带的微量粉末除去。T-30301顶部的气体在丙烯冷凝器E-30301中冷凝。冷凝的循环丙烯进入丙烯进料罐D-30302，D-30302也接收补充9的新鲜丙烯。高扬程的丙烯进料泵P-30301A/B将液体丙烯/丙烷送至本体聚合单元。为了避免P-30301A/B气蚀，通过丙烯蒸发器E-30302使D-30302保持恒定的较高压力；可控制通过丙烯进料泵冷却器E-30305的回流量，使泵的流量保持在设计值。为生产双峰聚合物，在富含氢气的E-30301未冷凝气相物流之后，设计了氢气回收单元，将未反应的氢气汽提分离，经循环氢气压缩机（PK-30302）压缩后，循环到第二环管反应器R-30202。从E-30301顶部排出一股丙烯以排放系统中累积的丙烷。2.8工艺辅助设施2.8.1反应器排放系统本装置有两个用于紧急排放时收集聚合物的容器，以防止聚合物进入火炬总管。用于带压排放的高压排放罐D-30601和常压排放的第一低压排放罐D-30602分别收集来自环管反应器的浆液，脱气后排放至火炬。排放安全旋风分离器S-30601和第二低压排放罐D-30603用于收集所有排至火炬的尾气中的聚合物，这些被收集的聚合物，通过C-30610及E-30610经氮气和蒸汽处理后排出，通常可作为等外品出售。2.8.2冷冻单元本装置需要少量冷冻水。冷冻机PK-30601为整个装置制备冷冻水，冷冻水贮存在冷冻水罐D-30604中，用冷冻水泵P-30601A/B送至用户。2.8.3蒸汽冷凝液回收PP装置回收的所有蒸汽冷凝液都收集在蒸汽凝液罐D-30606中，凝液经10凝液冷却器E-30606冷却后用蒸汽凝液泵P-30603A/B送往颗粒冷却水箱D-30806，用作颗粒冷却水的补充水，多余的凝液送出界区。2.8.4废油处理废油处理：此工段为间歇操作，来自T-30302中的含助催化剂-2的废油收集在废油处理罐D-30607中。用于中和的添加剂以半批量的方式加入到D-30607中，同时通入氮气，使烷基铝脱活。用循环冷却水来控制D-30607的温度。处理后的油从D-30607底部排入油桶中，通常送至界区外处理。2.8.5废水处理工艺废水(来自汽蒸罐洗涤塔,干燥器洗涤塔)经水池预分离细粉后和聚合区铺砌地面的雨水直接收集到废水池Z-30601中。设置废水