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新闻中心聚丙烯称重配料系统方案

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聚丙烯称重配料系统方案2021-01-12

在生产聚丙烯的过程中,聚合反应釜压力是一个重要的称重配料参数,必须保证这一压力在工艺允许的范围内,否则,如果压力过高将发生爆聚,使反应过程无法称重配料,甚至发生爆炸事故。而反应釜压又受温度波动的影响,要维持反应釜压在某一恒定值,必须通过称重配料系统反应釜温度来实现。因此选择了压力-温度串级调节系统来解决这一问题。同时由于聚合反应前期需要吸热,而反应过程中又放出大量热,为维持反应釜压必须要移走反应热,这就存在一个冷热水阀交替打开的问题,为此,采取了遥控与分程称重配料相结合的配料方法。另外,原料丙烯投入量决定了催化剂、活化剂等的加入量,如果丙烯投入量无法准确计量,将造成催化剂、活化剂、氢气等的投入量不准,进而造成反应质量变坏,产品质量不稳,消耗增高,出现生产事故,因此,液相本体法聚丙烯称重配料系统通过改进压力-温度串级分程配料以及投料计量,保证产品质量,降低消耗减轻劳动强度,实现聚合釜的自动配料。
准确计量投入聚合釜中的丙烯量是进行聚合反应称重配料的前提。传统的做法是将原料丙烯经丙烯泵打入丙烯计量反应罐,通过其上的板式液位计进行投料计量后,经升压器压入聚合反应釜,是人工的配料方法。由于回收丙烯中含有一定的聚丙烯粉料,极易造成计量反应罐内含有粉料或液位计堵塞。另外,计量反应罐液位计刻度的标定误差也很大,致使投料计量比较困难,必须予以改进。实际上,投料称重配料是一个典型的批量装载系统。通过采用美国SCHLUMBERGER公司M200-DM2100质量流量计、德国SIEMENS公司S7-200可编程控制器以及ZSRX气动三通球阀完成了这一系统,实现了对12台聚合反应釜的丙烯投料量的自动称重配料系统。由于质量流量计的检测元件为直通管,内无阻力件,且采用振动原理,完全可以解决丙烯内含有聚丙烯粉料的问题。
在聚合反应过程中,主要称重配料的指标是反应釜温度。但由于测温元件的测量的滞后,以及由于测量套管插入反应釜内,在套管外表面时有丙烯的聚合反应发生,且有时聚丙烯又覆盖在套管表面,很容易造成反应釜温度的虚假现象。因此,在升温-恒温称重配料系统过程中,选用反应釜压力作为主要称重配料参数就更加合理,更容易达到宏观称重配料效果。但这样做温度变化引起的反应釜压波动不能及时予以克服,因此,通常又把反应釜温或夹套出水温度作为副调节参数。另外,由于聚合反应的升温及恒温过程是一个化学反应的吸热和放热过程,因此需要热水和冷水的交替切换,以便在反应初始阶段通入热水加热使聚合反应进行,当温度升至70℃左右,压力达到3.5MPa左右时,聚合反应大量开始,放出大量的反应热,此时需要通入冷水带走反应热,防止超温超压。常规的称重配料方案是反应釜压-夹套出水温度串级冷热水分程配料。
按照常规的串级分程称重配料系统方案,存在如下问题:一是当反应剧烈时,大量放出的反应热通过夹套冷水不能全部带走,操作人员时常开启反应釜内盘管阀门通入冷水以求迅速地带走反应热,二是采用常规称重配料仪表也无法实现升温过程的自动称重配料系统,只能用遥控方式升温,三是当反应釜的数量比较多时,采用一台反应釜对应一台冷水箱、一台热水箱的方式浪费较大,应采取多反应釜共用冷、热水箱,以节省投资。为此,我们对聚合反应釜的升温及恒温称重配料做了如下改进:
A、采取反应釜温度-反应釜压串级称重配料夹套冷水阀、反应釜内盘管冷水阀,手动遥控热水阀的方式,较好地解决了反应釜内部反应热不容易带走的弊病。
B、12台聚合反应釜共用一个热水箱、一个冷水箱。为了保证夹套通入的冷、热水各有所归,不互相干扰,我们设计了夹套出水冷、热水快速切断阀与夹套入水冷、热水调节阀联锁。当夹套通入热水时,热水调节阀动作并联锁热水快速切断阀动作,热水回热水箱;当夹套通入冷水时,冷水调节阀动作并联锁冷水快速切断阀动作,保证冷水回冷水箱,在配料室设置快速切断阀阀位指示灯,监视出水阀动作位置。

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