导致反应器温度升高的因素与处理措施

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  1 前言

  中 石 化 武 汉 分 公 司 乙 烯 装 置 是 针 对 抗 冲 共 聚 物 和R-TPONEWCON 的产品结构进行设计的,其生产能力为 20 万吨 / 年,年运行时间为 8,000 小时。该专利许可装置还能够生产各种均聚物和无规共聚物,预期的生产能力能够达到30吨/小时。

  专利许可产品的牌号总共有 98 个,是针对各种产品应用领域而设计的,包括汽车和家用电器等行业,而制造出来的产品形式则包括注塑或成型产品、板材、薄膜、纤维或者其他。

  2 导致反应器温度升高的因素

  2.1 散热不足

  (1)催化剂进料流量突然增加,发生过度聚合反应。

  (2)急冷液泵故障急冷液泵是输送急冷液至反应器车热的关键设备,若急冷液泵发生故障直接会导致急冷液中断,那么几分钟之内就会飞温,导致停车。

  (3)急冷液喷嘴堵塞急冷液喷嘴堵塞会导致急冷液不能形成良好的喷射状态打入反应器,从而容易造成局部温度过高,此时要切换至备用喷嘴,导致极冷喷嘴堵塞有几个原因:①急冷液泵的入口或是压力低,泵不上量;②急冷液的最小回流线的管线堵塞,③催化剂配置不合格,导致反应生成大量的细粉。④,反应器料位太高⑤旋风分离器效果不好,D-201 中沉积得粉料太多⑥急冷液泵的出口压力和反应器的压差过小。

  (4)反应器温度控制的急冷液控制阀故障急冷液控制阀发生故障,不能准确的调节进入反应器的急冷液的流量,若急冷液流量过小就会导致温度升高。

  (5)反应器压力升高反应器压力升高,导致发生过度聚合反应,热量则俩不急撤走,导致温度升高。

  (6)在生产无规共聚物产品期间,乙烯进料过量乙烯尽量过量会导致发生过度导聚合反应,聚合热来不及撤走,导致反应器温度上升。

  2.2 温度指示器故障

  温度指示器故障时,不能正确显示反应器温度。当反应器内实际反应温度超温时,温度指示器故障不能反应,从而没有及时采取措施解决温度过高问题,会导致粉料熔融,结块,严重时会导致飞温引起停工。

  2.3 反应搅拌器故障
  
  反应器搅拌器是用来搅拌反应器部分填充聚合物粉末的,使反应均匀彻底。当搅拌器故障时,粉料床层失去搅拌,粉料反应器底部的聚合物粉末堆积,急冷液只能打到反应器聚合物粉末上层,底部堆积的粉末不能被急冷液撤温,温度升高,导致粉料熔融,结块,严重时会导致飞温引起停工。

  3 处理措施

  在日常生产中,能够导致反应器温度升高的因素有上述几种,针对不同的原因我们需采取不同的措施才能解决,尽量避免因为超温引起反应器停车。

  (1)对于催化剂进料量突然增加的问题,这种情况一般是流量控制阀发生故障或是 DCS 操作人员误操作,当发生这种情况时首先 DCS 操作人员应降催化剂用量,提高反应器出料速率,增大急冷液用量,如有必要,加入适量 O2/N2 以快速降低反应速率。另外在平时的正常生产中需要定期对控制阀进行相关检查,另外避免误操作。

  (2)泵在长期的使用过程中可能会因为气蚀、急冷液管道应力、泵体因素、机械密封及密封油管线问题而导致振动值一直很高,直接造成机械损坏、丙烯冲洗管线断裂,丙烯外泄。这都属于急冷液泵故障。对于急冷液泵故障,我们需要进行的相关处理措施是尽快连接和启动备用泵。如果温度超高,急冷液流量还没有建立起来,隔离并放空反应器。

  (3)导致急冷液喷嘴堵塞的情况有多种,根据不同的情况采取不同的处理措施。

  ①急冷液泵的入口或出口压力低,这时首先需要对泵本身进行检查看有无故障,若泵有故障,则及时切换到正常的泵。

  ②防止反应器中的粉料反窜首先就需要控制好急冷液的最小回流线,保证最小回流线的流量和压力的稳定,从而保证进入反应器的 12 根急冷液的压力恒定,防止压力波动引起反窜,另外粉料反窜还有一个原因就是急冷液泵的出口压力和反应器的压差过小,这就需要我们检查泵的出口压力和反应器的压力,看是因为泵的出口压力过低还是因为反应器压力高,这样根据原因采取相应的措施。

  ③对于催化剂的配制,这就需要配制催化剂时严格按照催化剂的配制程序进行配制,若配制不合格则应降不合格的催化剂倒入中和罐,然后再进行配制。

  ④对于反应器料位过高,首先是要缩短气锁器的循环周期,加快粉料卸出的频率降低催化剂的进料量。另外判断造成料位高的原因,接着进行相关的处理,可能有以下几种情况:即使粉料卸出速度增加,反应器里的粉料料位也不降低,袋滤器旋转阀旋转速度变低时,气锁器故障或粉料卸出次序错误导致料位增加,此时要检查气锁器或粉料卸出次序,进行解决;催化剂进料速度高于规定进料速度,袋滤器旋转阀旋转速度高的不正常,产量超过出料能力,导致料位增加,此时把催化剂进料流量降到规定值。

  ⑤当反应器搅拌器故障时,应及时降低反应器料位后,重新启动搅拌器,如果启动之前温度已经超高,隔离并放空反应器。

  ⑥对于因为温度指示器故障,我们能采取的措施就是在平常的生产过程中仔细检查,及时发现问题,这样及时的解决。

  4 结语

  在气相法生产聚丙烯过程中,反应器的温度过高会对生产带来了很大的影响。温度过高会引起产生条状料和块料,还会引起聚合物熔融,堵塞反应器出口管线导致反应器停车。控制温度在合格范围内非常重要,在生产过程中,操作人员要时刻监控温度的变化,及时对温度异常变化采取相应措施,保证安全生产。

  参考文献:

  [1] 武汉乙烯 PP 装置 JPP 线操作规程 [M].2008.
  [2] 孙香君 , 张丽丽 . 聚丙烯的生产技术分析 [J]. 南北桥 ,2009.
  [3] 张业孟 . 聚丙烯生产过程优化控制分析 [J]. 中国高新技术企业 ,2009.

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