第6期中氮肥No 62014年1l月M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressNov.2014INNOVENE聚丙烯工藝中丙烷排放濃度的選擇劉洪忠,楊韜,王躍(中國(guó)神華煤制油化工有限公司榆林化工分公司,陜西榆林719000[摘要]從丙烷濃度對(duì)催化劑活性的影響人手,擬合出了丙烯聚合反應(yīng)系統(tǒng)中丙烷濃度與催化劑費(fèi)用的關(guān)系式,建立了體系中丙烷濃度與丙烯排放損失費(fèi)用之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。將2個(gè)關(guān)系式的曲線放入同個(gè)坐標(biāo)系中,得到最經(jīng)濟(jì)的丙烷排放濃度[關(guān)鍵詞]聚丙烯;丙烷;經(jīng)濟(jì)性;排放濃度中圖分類號(hào)]TQ325.14[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]B[文章編號(hào)]1004-9932(2014)06-0062-03Selection of Propane Emission Concentration inINNOVENE Polypropylene ProcessLIU Hongzhong, YANG Tao, WANG YueChina Shenhua Coal to Liquid Chemical Co, Ltd, Yulin Chemical Company, Yulin 719000, China)Abstract: Starting with the impact of propane concentration on catalyst activity, the relation of propane con-centration and the expenses of catalyst in propylene polymerization reaction system has been fitted, and themathematical relation of propane concentration and propylene discharge economic loss has been establishedThe most economical propane emission concentration is obtained by putting the curves of the two relations intethe same coordinate systemKey Words polypropylene; propane; economy; emission concentration0引言產(chǎn)的PP粉料通過粉料轉(zhuǎn)移系統(tǒng)進(jìn)入第二反應(yīng)器。該轉(zhuǎn)移系統(tǒng)主要由氣鎖器和沉降器組成,共INNOVENE臥式氣相攪拌釜工藝技術(shù)屬于2條線,通過壓差以脈沖的方式將粉料送入第二氣相本體聚合工藝,采用獨(dú)特的臥式帶攪拌活塞反應(yīng)器。該轉(zhuǎn)移系統(tǒng)亦可防止兩反應(yīng)器之間反應(yīng)流反應(yīng)器,用2臺(tái)聚合釜串聯(lián),可生產(chǎn)均聚物、物的返混1-21無(wú)規(guī)共聚物和抗沖共聚物。聚合級(jí)丙烯中一般會(huì)含有約0.4%(質(zhì)量分主催化劑、助催化劑和改性劑加入第一反應(yīng)數(shù))的丙烷雜質(zhì),丙烷和丙烯一起進(jìn)入反應(yīng)系器。在第一反應(yīng)器中,丙烯單體在催化劑表面發(fā)統(tǒng),隨著丙烯的消耗,反應(yīng)器中丙烷不斷積累,生聚合反應(yīng),以氣相方式連續(xù)聚合形成結(jié)晶的聚濃度不斷升高,導(dǎo)致催化劑活性下降。為了提高丙烯(P)顆粒。反應(yīng)器頂部氣體丙烯經(jīng)旋風(fēng)催化劑的效率,正常生產(chǎn)期間必須對(duì)系統(tǒng)中的丙分離器分離出攜帶的細(xì)粉后,進(jìn)入第一反應(yīng)器頂部冷凝器。部分冷凝后的丙烯和補(bǔ)充的新鮮丙烯烷進(jìn)行排放。再由泵送回反應(yīng)器,噴灑到PP粉料床層上,通丙烷排放濃度(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)的選擇過蒸發(fā)移去反應(yīng)熱。反應(yīng)器尾氣中未冷凝的氣體是一個(gè)十分關(guān)鍵的問題,假如選擇系統(tǒng)中丙烷濃經(jīng)壓縮并循環(huán)至第一反應(yīng)器底部。第一反應(yīng)器生度較高時(shí)排放,系統(tǒng)中較高濃度的內(nèi)烷會(huì)導(dǎo)致催化劑活性降低,為了保證生產(chǎn)負(fù)荷,必須增加催[收稿日期]2014.02-26化劑的進(jìn)料玉娛化工加;若選擇[作者簡(jiǎn)介】劉洪忠(1985-),男,內(nèi)蒙古巴彥漳爾市入,助系統(tǒng)中丙烷CNMHG致大量的丙理工程師。烯隨丙烷一從捍,綻價(jià)工義個(gè)合理。第6期劉洪忠等: INNOVENE聚丙烯工藝中丙烷排放濃度的選擇1丙烷濃度對(duì)催化劑活性的影響度。循環(huán)氣進(jìn)入反應(yīng)器后,大量的丙烯被消耗,尾氣中丙烷的濃度較高,排放反應(yīng)器尾氣可以有丙烯聚合反應(yīng)的速率與催化劑活性中心的濃效地降低系統(tǒng)中的丙烷含量。在穩(wěn)定生產(chǎn)過程度和丙烯單體的濃度有關(guān),丙烷濃度過高會(huì)降低中,要保持丙烷濃度的穩(wěn)定,就要達(dá)到系統(tǒng)進(jìn)、反應(yīng)體系中丙烯單體的濃度,阻礙丙烯與催化劑出丙烷的量相等活性中心的接觸,造成聚合反應(yīng)速率降低,催化采用臥式氣相攪拌釜聚丙烯工藝生產(chǎn)聚丙劑活性得不到有效發(fā)揮,從而降低催化劑的活烯,得到1kg聚丙烯要消耗1.005kg聚合級(jí)丙性3。為了保持穩(wěn)定的催化劑活性,反應(yīng)系統(tǒng)烯單體,聚合級(jí)丙烯的純度為996%,丙烷含必須保持一定的氣體排放量,以維持系統(tǒng)內(nèi)丙烷量為0.4%,MTO(甲醇制丙烯)工藝生產(chǎn)的聚濃度恒定。合級(jí)丙烯的價(jià)格約為95元/kg裴亞河等4研究了丙烷濃度對(duì)催化劑活性假定排放尾氣中其他雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為[催化劑的活性=單位時(shí)間內(nèi)聚丙烯的產(chǎn)量(kg)/0.9%,丙烷濃度為x,則丙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為單位時(shí)間內(nèi)催化劑的用量(kg)]的影響,如圖1。(99.1%-x),那么生產(chǎn)1000kg聚丙烯需要排放30的尾氣中損失的丙烯費(fèi)用[F(x)]與丙烷濃度x的關(guān)系式如下地30000F(x)=95×[(1000×1.005×0.4%)/x]×(99.1%-x)/99.6%(3)對(duì)(3)式進(jìn)行化簡(jiǎn),得:10000F(x)=-38.34+37.998/x(4)204060801從(4)式可以看出,隨著丙烷排放濃度的丙烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)%提高,排放氣排出的丙烯損失費(fèi)用降低,即系統(tǒng)圖1丙炕濃度對(duì)催化劑活性的影響中丙烷濃度較高時(shí)進(jìn)行排放可以減少排放造成的對(duì)圖1中數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得到催化劑的活性丙烯損失(A)與丙烷濃度(x)之間的關(guān)系式如下:A=-51917x2+6032.2x+48605(1)3最佳丙烷排放濃度的計(jì)算以上丙烷濃度對(duì)催化劑活性的影響數(shù)據(jù)是基為了降低丙烯單耗,提高裝置運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)于實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果,在實(shí)際生產(chǎn)中,受催化劑在反性,需要綜合考慮丙烷濃度對(duì)催化劑費(fèi)用的影響應(yīng)器中停留時(shí)間和傳質(zhì)等因素的影響,催化劑活和丙烷排放對(duì)丙烯損失費(fèi)用的影響,最佳的排放性約為實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的55%。實(shí)際生產(chǎn)100kg濃度就是在這2個(gè)相互矛盾的參數(shù)中使凈效益最聚丙烯,催化劑價(jià)格為2500元kg,根據(jù)(1)大化。式,可得催化劑費(fèi)用[f(x)]與丙烷濃度x的以排放尾氣中丙烷濃度為自變量,在同一個(gè)關(guān)系式如下:坐標(biāo)系中分別作出(2)式和(4)式的函數(shù)曲f(x)=2500×1000(51917x+6032.2x+線,可以直觀地看出丙烷濃度對(duì)催化劑費(fèi)用和丙48605)×55%]烷排放導(dǎo)致丙烯損失費(fèi)用的影響,如圖2所示由(2)式可作出丙烷濃度對(duì)催化劑費(fèi)用影響的函數(shù)曲線(如圖2)。從曲線可以直觀地看催化劑費(fèi)用烯損失費(fèi)用出,當(dāng)系統(tǒng)中的丙烷濃度增加時(shí),相應(yīng)的催化劑費(fèi)用也會(huì)增加。3002002丙烷濃度對(duì)丙烯排放損失費(fèi)用的影響”020253035404503509100羋根據(jù)動(dòng)力學(xué)方程的描述,聚合反應(yīng)的速率與5-6中國(guó)煤化工丙烯分壓成正比而在反應(yīng)器溫度和壓力恒圖2和定的情況下,丙烯的分壓僅僅取決于丙烯的濃CNMHG排用時(shí)渺響中氮肥第6期從圖2可以看出,當(dāng)聚丙烯產(chǎn)量一定時(shí),隨化劑費(fèi)用的增加占裝置經(jīng)濟(jì)損失的主要部分。著丙烷排放濃度的升高,反應(yīng)所用催化劑的費(fèi)用(4)當(dāng)反應(yīng)器尾氣中丙烷濃度為18%時(shí)進(jìn)也不斷增加,而丙烷排放導(dǎo)致丙烯損失的費(fèi)用則行排放,催化劑費(fèi)用和丙烯排放損失費(fèi)用相等,不斷減小。當(dāng)排放尾氣中丙烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%此時(shí)裝置總體經(jīng)濟(jì)性最佳。時(shí),所用催化劑的費(fèi)用和排放導(dǎo)致的丙烯損失費(fèi)用相等,此濃度為最佳丙烷排放濃度。[參考文獻(xiàn)]結(jié)論[1]洪定一,聚丙烯—原理、工藝與技術(shù)[M].北京:中國(guó)石化出版社,2002:323-327(1)丙烯聚合反應(yīng)系統(tǒng)中,丙烷濃度的升[2]劉偉.聚丙烯臥式攪拌床若干反應(yīng)工程問題的研究高會(huì)導(dǎo)致催化劑費(fèi)用增加,保持低的丙烷濃度對(duì)[D].杭州:淅江大學(xué),2010提高催化劑的反應(yīng)活性有利。[3] JOB JAN C SAMSON, PETER J BOSMAN, GONTER WEICK-(2)為了保持反應(yīng)體系中丙烷含量的穩(wěn)定,ERT, et aL. Liquid-Phase PolymerizationHighly Active Ziegler-Natta Catalyst Influence of Hydrogen要從反應(yīng)器尾氣中排放丙烷和丙烯的混合物,當(dāng)Cocatalyst, and Electron Donor on the Reaction Kinetics [JJ丙烷濃度較高時(shí)進(jìn)行排放可以減少排放導(dǎo)致的丙Jourmal of Polymer Science: Part A: Polymer Chemistry, 1999烯損失。37:219-232(3)實(shí)際生產(chǎn)中,當(dāng)反應(yīng)體系中控制丙烷[4]裴亞河,李凌,朱進(jìn)玉,影響聚丙烯裝置催化劑活性的排放濃度小于18%時(shí),丙烷排放導(dǎo)致的丙烯損因素分析[J].遼寧化工,2008,37(2):81-8失占裝置經(jīng)濟(jì)損失的主要部分;當(dāng)反應(yīng)體系中控[5周其風(fēng),胡漢杰.高分子化學(xué)[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001:153-160制丙烷排放濃度大于18%時(shí),催化劑活性下降,[6] Nello Pasquini.聚丙烯手冊(cè)[M].胡友良譯,北京:化學(xué)為了保證產(chǎn)量穩(wěn)定,需要增加催化劑的進(jìn)料,催工業(yè)出版社(上接第32頁(yè))系統(tǒng)后對(duì)系統(tǒng)也存在一定程度的影響,建議在以下幾方面進(jìn)一步加強(qiáng)管理。4結(jié)論(1)進(jìn)入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的工藝?yán)淠簻匾源罅吭囼?yàn)和實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過變度為45℃,高于循環(huán)冷卻水回水溫度,在夏季更思路,改變甲醇工藝?yán)淠旱幕厥辗椒?最終極端溫度條件下,可能導(dǎo)致循環(huán)冷卻系統(tǒng)水溫偏實(shí)現(xiàn)了工藝?yán)淠旱娜厥?提高了水資源的重高,涼水塔負(fù)荷增大。建議在夏季酌情減少送循復(fù)利用率。將甲醇工藝?yán)淠夯厥罩裂h(huán)冷卻水環(huán)冷卻水系統(tǒng)的工藝?yán)淠毫?或調(diào)整好涼水塔系統(tǒng)的方法簡(jiǎn)單易行、投資少,運(yùn)行穩(wěn)定、可風(fēng)機(jī)葉片,確保循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水溫控制在正?？?達(dá)到了節(jié)能減排、降本增效的目的。范圍內(nèi)。(2)工藝?yán)淠褐兴鶐У纳倭看碱愑袡C(jī)化[參考文獻(xiàn)]合物為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)內(nèi)微生物的繁殖提供了養(yǎng)]陳曉峰,黃簫,張字,影響離子交換樹臘使用壽命因分,特別是在夏季,可能促進(jìn)系統(tǒng)微生物大量滋素的探討[J].煉油與化工,2003(3生,增大循環(huán)冷卻水系統(tǒng)殺菌的難度。建議加強(qiáng)2】周彩霞·甲醇生產(chǎn)中工藝和燕汽冷礙液的回收處理與利用系統(tǒng)微生物監(jiān)測(cè),有針對(duì)性地加強(qiáng)殺菌。[冂].化學(xué)工業(yè),2012(2)(3)工藝?yán)淠夯厥罩裂h(huán)冷卻水系統(tǒng)后3]趙之珍,脫鹽水生產(chǎn)中蒸汽冷凝液的回收與利用[冂].科技資訊,2010(32)為避免循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的工藝指標(biāo)和水質(zhì)產(chǎn)生較(4]陳武,賀志旺,鍋爐水處理樹脂受污染分析與對(duì)策大波動(dòng),建議加強(qiáng)甲醇裝置汽提塔的pH和運(yùn)行[玎].中國(guó)氯堿,2001(6)工況控制,確保送循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的工藝?yán)淠?]高登山,冷凝液回收處理技術(shù)[].河南化工,200,25水質(zhì)和水量穩(wěn)定。中國(guó)煤化工CNMHG