聚丙烯裝置工藝講義

1、PP 裝 置 工 藝 講 解,第一講,目錄,一、主要產(chǎn)品簡介二、產(chǎn)品性能指標(biāo)三、工藝流程簡介1、一線聚合（7310、7320） 2.粉料卸料及凈化（7330）3、膜回收單元（7340）4、粉料輸送和料倉（7350）5、擠出單元（7360）6、切粒水分離（7370）7、解析（僅用于飲用水管牌號7380）8、真空脫氣、廢液（7390）9、載氣壓縮（7600）10、載氣分離塔（7610）11、冷凍單元（7620）,粒

2、料輸送（7700）一線粒料摻混倉（7710）二 線粒料摻混倉（7720）包裝儲存（7750）包裝碼垛及倉庫（7800）蒸汽凝液系統(tǒng)(7910)廢水收集系統(tǒng)（7920）火炬系統(tǒng)（7930）、冷卻水系統(tǒng)（7940）工業(yè)水、脫鹽水、飲用水系統(tǒng)（7950）氮氣分配（7960）工廠風(fēng)和儀表風(fēng)（7970）消防水系統(tǒng)（7980）,主要產(chǎn)品及生產(chǎn),一、產(chǎn)品方案均聚物： 50%（X萬噸/年）無規(guī)共聚物：

3、 20%（X萬噸/年）抗沖共聚物： 30%（X萬噸/年）1線：抗沖共聚物（X萬噸/年）和均聚物 （X萬噸/年）2線：均聚物（X萬噸/年）和無規(guī)共聚物（ X萬噸/年）二、各類產(chǎn)品的生產(chǎn)均聚物：一種單體聚合，即丙烯聚合（單臺反應(yīng)器）抗沖共聚物；兩種單體聚合（乙烯，丙烯）形成含有橡膠 彈性體的高立體規(guī)整性的共聚物（兩臺串聯(lián)反應(yīng)器）無規(guī)共聚物：兩種單體聚合（乙烯，丙烯）立體規(guī)整性較低,產(chǎn)品性能指標(biāo),

4、1、等規(guī)度:等規(guī)聚丙烯在整個聚合物中的含量，是聚丙烯分子結(jié)構(gòu)規(guī)整性的的指標(biāo)。等規(guī)度高，結(jié)晶度高，樹脂拉伸屈服強度高，硬度大，沖擊強度尤其是低溫沖擊強度低。等規(guī)度低，產(chǎn)品法粘，流動性差，包裝儲存時易結(jié)塊。等規(guī)度過低會影響正常生產(chǎn)和操作一般情況下等規(guī)度高一些好。,,2、熔體速率：即熔融指數(shù)，指熱塑性樹脂在熔體流動速率測定儀上，在一定溫度和負(fù)荷下熔體10min通過標(biāo)準(zhǔn)口模的重量，以g/min表示。用途不同，要求不同的熔融速率。擠出

5、，注塑：0.5-2；扁絲：1.0-6.0； 丙綸纖維：10-20,,3、分子量：一般所述分子量為統(tǒng)計的平均分子量，分為，數(shù)均分子量，重均分子量，Z均分子量，粘均分子量；用粘度法測得的分子量為粘均分子量，一般來說只測粘均分子量。聚丙烯分子量大小直接影響它的熔體流動速率。4、分子量分布：表示高分子化和物中分子量的分散程度。是重均分子量和數(shù)均分子量的比值。5、拉伸力學(xué)性能；屈服強度，斷裂強度。6、沖擊強度：規(guī)定尺寸式樣在

6、沖擊實驗機上受到?jīng)_擊力而使其破壞的最大沖擊負(fù)荷。7、密度和表觀密度：8、硬度：布氏，洛氏，肖氏硬度。,,9、熱性能指標(biāo);a,熱變形溫度；b,維卡軟化點；c,脆化溫度。10、其他指標(biāo);灰分，鈦，氯離子。,第1條線的兩臺聚合反應(yīng)器A 和 B (R-310和R-320)是串聯(lián)操作方式,生產(chǎn)均聚和抗沖產(chǎn)品。生產(chǎn)無規(guī)和均聚產(chǎn)品在反應(yīng)器的停留時間是1-1.5小時，生產(chǎn)抗沖產(chǎn)品時的停留時間是2小時。來自丙烯過濾器F-71101A/B的新鮮丙

7、烯和所需的催化劑、助催化劑、氫氣和硅烷一起進料到聚合反應(yīng)器R-73101中，通過流量來控制進料速率。,1線聚合單元:7310+7320,主要產(chǎn)品及生產(chǎn),一、產(chǎn)品方案二、各類產(chǎn)品的生產(chǎn)均聚物：一種單體聚合，即丙烯聚合（單臺反應(yīng)器）抗沖共聚物；兩種單體聚合（乙烯，丙烯）形成含有橡膠 彈性體的高立體規(guī)整性的共聚物（兩臺串聯(lián)反應(yīng)器）無規(guī)共聚物：兩種單體聚合（乙烯，丙烯）立體規(guī)整性較低,主要產(chǎn)品及生產(chǎn),一、產(chǎn)品方案二、各類產(chǎn)品的生

8、產(chǎn)均聚物：一種單體聚合，即丙烯聚合（單臺反應(yīng)器）抗沖共聚物；兩種單體聚合（乙烯，丙烯）形成含有橡膠 彈性體的高立體規(guī)整性的共聚物（兩臺串聯(lián)反應(yīng)器）無規(guī)共聚物：兩種單體聚合（乙烯，丙烯）立體規(guī)整性較低,聚合反應(yīng)熱由液態(tài)丙烯的蒸發(fā)撤走，丙烯的轉(zhuǎn)化率大約是新鮮進料的75%～85%，也會隨著聚合物形態(tài)發(fā)生變化。反應(yīng)器中氣相物料通過頂部不斷撤走，帶走反應(yīng)熱，經(jīng)過旋風(fēng)分離器和過濾器后，過濾下來的粉料顆粒又回到反應(yīng)器，循環(huán)氣通過冷卻，壓縮后

9、，冷凝下來的液相由丙烯循環(huán)泵循環(huán)回反應(yīng)器，不凝氣由循環(huán)氣壓縮機加壓送入反應(yīng)器.粉料通過插底管間歇進入第二反應(yīng)器．第二反應(yīng)器中仍然有丙烯，乙烯，和氫氣進料，異丙醇也從底部加入到循環(huán)氣中來控制乙烯的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)生的橡膠量。此臺反應(yīng)器不加入催化劑、助催化劑和立體規(guī)整劑。,作為串聯(lián)的聚合反應(yīng)器B R-320 的操作壓力大約比第一臺聚合反應(yīng)器 A R-310要低1.0MPa，溫度控制在65°C～85°C之間。反應(yīng)器的冷卻氣從反

10、應(yīng)器頂部離開，被循環(huán)氣過濾器F-320A/B過濾后送到冷卻回路首先，循環(huán)氣在循環(huán)氣冷卻器E-73211中預(yù)冷，通過循環(huán)氣壓縮機吸入罐D(zhuǎn)-321到循環(huán)氣體壓縮單元PU-320。在循環(huán)氣冷凝器E-73221部分冷凝后，混合相物流被減壓到2.5 MPa (表壓)。因此液相和氣相在循環(huán)氣分離器D-320分離后都送到反應(yīng)器中。如果需要保持循環(huán)氣中的乙烯含量，可將一部分液相馳放至液體排放緩沖罐D(zhuǎn)-611中。循環(huán)氣分離器D-320的液位控制在一定液位

11、，也使隨后到反應(yīng)器的循環(huán)氣體成分保持穩(wěn)定。反應(yīng)器的溫度通過冷凝的循環(huán)氣速率來控制。粉料和載氣間歇性地從第二臺反應(yīng)器中送到排放倉D-73301。,1線粉料瀉放凈化單元(7330),粉料從聚合反應(yīng)器B R-320泄放到排放倉D-73301，在這里粉料與載氣分離。隨著系統(tǒng)壓力的降低吸附在粉料中的丙烯被釋放出來。釋放氣被送到粉料排放倉旋風(fēng)分離器F-73301中。粉料間歇地送到排放倉。系統(tǒng)的進口閥是關(guān)閉的，含有粉料的管線被來自聚合反應(yīng)器A (

12、R-310)和B( R-320)的循環(huán)氣加壓后送到排放倉。來自旋風(fēng)分離器的載氣經(jīng)袋式脈沖載氣過濾器F-73302過濾后進入到載氣冷卻器E-76001中。來自過濾器的脈沖式粉料，通過一個類似于進入排放倉旋風(fēng)分離器的卸料系統(tǒng)送到凈化倉D-73311：系統(tǒng)進口閥間歇性地關(guān)閉，含有粉料的管線被氮氣加壓后送到凈化倉中。對于特殊的高等級產(chǎn)品的粉料還要送到D-73302中（當(dāng)?shù)韧馄焚u或焚燒）,,來自排放倉D-73301的粉料通過排放倉的料位控制，

13、經(jīng)排放倉的旋轉(zhuǎn)閥XR-73301AB到凈化倉D-73311。在粉料凈化倉內(nèi)，用回收系統(tǒng)回收的氮氣使粉料中的丙烯濃度降到很低。倉內(nèi)有一個低速的攪拌器幫助脫除氣體。來自凈化倉的廢氣回到膜回收單元使單體和氮氣得到回收。凈化后的粉料通過氮氣輸送系統(tǒng)輸送到粉料倉D-73511。輸送通過凈化倉的料位和旋轉(zhuǎn)閥XR-73311的速率來控制。粉料瀉放倉操作壓力0.12MPA,凈化倉0.05MPA,操作溫度60到70度,膜分離單元（7340）,來自于

14、１，２線的凈化倉過濾器的來自第1、2條線的凈化倉過濾器F-73311、F-74311AB的廢氣被送到膜回收單元回收氮氣和單體?；厥盏牡獨馔ㄟ^粉料風(fēng)送系統(tǒng)PU-73501循環(huán)回第1、2條線的凈化倉D-73311、D-74311AB中?；厥盏膯误w被送到載氣回收系統(tǒng)的載氣分離器D-76101中。,,膜分離單元的作用是將吹掃罐頂部出來的氣相中的丙烯和氮氣進行分離后分別回收。其中的丙烯回收單元PU-73401主要由壓縮機、冷卻器、冷凝器、氣液分離

15、罐、膜分離部分等設(shè)備組成。從粉末凈化倉D-73311或D-74311A／B來的吹掃氣首先經(jīng)過壓縮機壓縮，并與來自冷劑壓縮機C-76201A/B的冷丙烯進行換熱冷卻后進入氣液分離罐進行氣液分離，分離出的單體丙烯送到C3分離塔進行單體回收。分離罐頂部的氣相經(jīng)過一個凝聚過濾器之后進入膜系統(tǒng)將其中的液相丙烯從氮氣中分離出來。在膜系統(tǒng)中，烴類對膜的滲透性要大于氮氣對其滲透性，因此，通過膜系統(tǒng)可以將氣流分離成純氮氣和富含丙烯的兩部分。分離出的富丙烯

16、氣流循環(huán)回壓縮機入口，分離出的純氮氣送至粉料氣力輸送系統(tǒng)PU-73501／PU-74501，一小部分分離出的含烴氣流送至火炬燃燒。整個膜單元可使得對回收丙烯的純度達到98％，回收率>90％；氮氣的純度達到99.5％，回收率>60％。,１線粉料風(fēng)送和粉料倉（7350）,粉料倉是聚合段和擠出工藝段之間的緩沖倉。 第1條線有一個粉料倉D-73511，裝有一個粉料循環(huán)線。來自凈化倉旋轉(zhuǎn)閥XR-73311的粉料進入到粉料倉D-735

17、11。粉料通過粉料倉旋轉(zhuǎn)閥XR-73511送到稱重單元XW-73601，再到擠出機。擠出機進料速率取決于粉料倉旋轉(zhuǎn)閥XR-73511的速率。輸送用氮氣在返回到循環(huán)氣過濾器F-73501之前，被料倉頂部的脈沖袋式過濾器F-73511過濾。聚合物顆?；氐搅蟼}內(nèi)。另外，粉料倉含有一個防止粉料“搭橋”的輔助結(jié)構(gòu)。,１線擠出單元(7360),在擠出單元，通過粉料倉旋轉(zhuǎn)閥XR-73511進入的聚丙烯粉料在混入添加劑后被熔融擠出再進行脫氣和造粒，以

18、達到最終產(chǎn)品的預(yù)期性質(zhì) 擠出機的進料速率是通過粉料稱重單元XW-73601來測量的。固體添加劑粉末，滑石粉和粒狀添加劑，他們使產(chǎn)品的穩(wěn)定性和包裝性增強，它們的進料都與粉料進料呈一定比例。軟化水不斷進到擠出機喉部來分解催化劑和助催化劑。如果需要，過氧化物也可以從這點加入。兩者進料都與擠出機粉料速率呈一定比例。在第一節(jié)機筒中吹入氮氣防止空氣進入到擠出機。吹入的氮氣和在擠出機進料端粉料加壓中釋放的氮氣通過過濾器F-73611排放到大氣中。

19、,對擠出機K-73601的初始加熱可以通過對機筒的電加熱來完成。在正常操作下，擠出機的第一節(jié)機筒用冷卻水冷卻來防止半熔粘性材料的生成。在脫氣段下游，這些機筒被霧狀的軟化水冷卻。在擠出機脫氣工段，通過深度真空脫除低聚物和氮氣。尾氣排到擠出機排氣口液體分離器D-73611中。液體被收集到擠出機排放氣分液罐D(zhuǎn)-73612中，定期用氮氣壓送到到相分離器D-73911。如果需要液體添加劑，將在脫氣筒下游加入，通過擠出機的進料來控制 融熔態(tài)聚丙

20、烯粉料的造粒是在水下造粒機上進行的，熱油用來加熱擠出機下游工段的模板(螺桿的尾部)。為了控制粒料的流變性能，在擠出機末段安裝了一個在線分析儀。粒料與切料水送到預(yù)分級篩F-73711。,１線粒料水分離（7370）,來自水下切割造粒機Z-73601的粒料在進入到粒料/水分離單元之前被冷卻到65°C(如果隨后要到解吸器，則冷卻到105～115°C)。首先一個濾網(wǎng)將物料與大塊料分離。其次，粒料預(yù)分離單元的離心干燥器D-73

21、721分離出大部分的水。然后由裝有排氣風(fēng)機C-73721的離心干燥機通過吸入空氣脫去殘存的水分，這樣粒料表面的水含量可以降到500ppm。粒料在分級篩F-73731過濾除去過小或者過大的粒料，然后在大約65°C風(fēng)送到摻混倉D-77101A-F。因為聚丙烯產(chǎn)品需要額外的解吸處理，粒料也可以通過解吸器給料旋風(fēng)分離器F-73801到解吸器中去。這樣的話，就要利用平行安置的卸料管道的長度將粒料溫度調(diào)整到105～115°C 。

22、,開車階段，當(dāng)離心干燥器還沒有在線操作時，來自水下造粒機的粒料/水通過簡單分離后直接回到切粒水箱。原始開車時水箱可以用低壓蒸汽來加熱。離心干燥器來的水返回到切粒水箱TK-73701。從這兒，水通過板式冷卻器E-73701回到水下造粒機Z-73601。通過加入軟化水來補償水的損失。,解吸器（7380）,在解吸器里，粒料要用蒸汽或者氮氣來汽提，大概停留三個小時來除去揮發(fā)分。然后經(jīng)顆粒冷卻裝置PU-73811降溫到大約65 °C

23、。來自離心干燥器旋轉(zhuǎn)閥XR-73701的粒料在解吸器旋風(fēng)分離器F-73801中與載氣得到了分離。通過兩個氣鎖旋轉(zhuǎn)閥（XR-73801A/B），粒料進到解吸器D-73801，而載氣直接排放到大氣中。在粒料汽提中使用低壓蒸汽。蒸汽在低溫過濾器F-73821過濾后，被來自解吸器低壓蒸汽減溫器Z-73801降溫。低溫避免了粒料變粘，所以在蒸汽中加入氮氣來保持操作溫度在蒸汽的露點之上。通過解吸器加熱套防止蒸汽在器壁上的冷凝。在容器底部，通過

24、料位控制出口的旋轉(zhuǎn)閥XR-73811，將粒料排至粒料冷卻器E-73811。粒料通過旋轉(zhuǎn)閥XR-73821風(fēng)送至摻混倉D-77101A-F。,解吸器中的氣體排到了解吸器脫氣系統(tǒng)的解吸器尾氣冷卻器E-73821。解吸器真空單元PU-73851為解吸器D-73801提供了真空。必需的真空是由水環(huán)真空泵C-73851提供的。解吸器中大部分水蒸汽是在壓縮機上游的解吸器尾氣冷卻器E-73821中冷凝后脫除的。冷凝后的蒸汽，主要是水和一些汽提得到的

25、碳?xì)浠衔锝?jīng)重力流到相分離器D-73911。殘留的水蒸汽被水環(huán)真空泵除去。在D-73851中分離的水經(jīng)重力流到相分離器D-73911。在背壓控制下氣體被排入火炬 解吸器單元只在生產(chǎn)飲用水牌號產(chǎn)品時使用(1線),真空脫氣，液體廢棄物（7390）,為第1、2條線擠出機要配備一個公用的脫氣單元，真空由水環(huán)真空泵C-73921提供 大部分來自D-73611 和D-74611的尾氣中的水蒸汽在擠出機尾氣冷卻器E-73901中被冷凝下來。冷

26、凝液在重力作用下流到相分離器D-73911。殘留的水蒸汽被水環(huán)真空泵除去。在罐D(zhuǎn)-73921中水分從壓縮氣中釋放，在重力作用下流到相分離器中去。尾氣在背壓閥控制下排入火炬。來自相分離器不含油類的水分通過液位控制進入到廢水池Z-79201。油類和低聚物間歇性地送出處理。,載氣壓縮單元（7600）,第1條線和第2條線分別配有三級載氣壓縮機C-76001和C-76051。 來自載氣過濾器F-73302的載氣首先在載氣冷卻器E-76001

27、中冷卻，然后經(jīng)載氣壓縮單元PU-76001加壓后送到載氣分離塔T-76101回收丙烯 來自載氣過濾器F-74302的載氣首先在載氣冷卻器E-76001中冷卻，然后在吸入側(cè)過濾器F-76051中過濾，最后經(jīng)載氣壓縮單元PU-76051加壓后送到循環(huán)氣冷凝器E-74101和E-74201。,載氣分離（7610）,在載氣分離單元，乙烷、乙烯和氫氣都從丙烯/丙烷組分中分離出來 來自第1條線壓縮單元的載氣在載氣冷凝器E-76111冷凝后，和來

28、自膜回收單元PU-73401的單體一起到載氣分離罐D(zhuǎn)-76101。從聚合反應(yīng)器C 和D (R-74101, R-74201) 以及D-73201流出的液體一起進料到液體排放緩沖罐D(zhuǎn)-76111，來自D-76111和 D-76101的液體與D-76101的氣體在壓力作用下到達載氣分離塔T-76101。T-76101是一個裝有丙烯分餾塔冷凝器E-76131的低壓蒸汽再沸塔。塔內(nèi)的蒸汽被安裝在塔頂?shù)姆逐s塔冷凝器E-76131部分冷凝，剩余的

29、氣體被送往界區(qū)外。塔底的產(chǎn)品(丙烯、丙烷和重冷凝物) 的一部分被地送往界區(qū)外，另外一部分送回到循環(huán)氣冷卻器E-73101, E-74101 和 E-74201的上游。,冷凍單元（7620）,用丙烯作制冷劑的閉合制冷系統(tǒng)為分餾塔冷凝器E-76131和膜回收單元PU-73401.提供冷媒。制冷回路中的物流是通過二級制冷壓縮機C-76201來維持的。冷劑冷凝器E-76201將氣相丙烯用冷卻水冷凝下來。冷凝物被集中到冷劑累積器D-7620

30、1。冷劑在壓力作用下送到用戶端。返回的冷劑通過冷劑K.O罐D(zhuǎn)-76211，在這里蒸汽將液體加熱蒸發(fā),粒料風(fēng)送（7700）,第1、2條線公用的壓縮單元PU-77001為摻混和風(fēng)送系統(tǒng)提供壓縮空氣。壓縮系統(tǒng)包括五條壓縮線，其中兩條壓縮線包含兩臺空氣壓縮機C-77001A/B, C-77051A/B, 兩條壓縮線包含三臺空氣壓縮機C-77011AB/C,C-77061AB/C和單獨的吸入側(cè)過濾器F-77001A/B, F-77011A/B

31、, F-77051A/B, F-77061A/B。來自粒料輸送/摻混氣冷卻器E-77001, E-77011AB, E-77051 and E-77061AB的冷凝水經(jīng)分離器F-77002, F-77012AB, F-77052, F-77062AB和輸送氣排放過濾器F-77003A/B, F-77013A/BC/D, F-77053A/B and F-77063A/BC/D過濾后，送到各個需要輸送/摻混的用戶。,摻混倉：XR-7710

32、1A-F, XR-77201A-F粒料/水分離：: XR-73701, XR-73821, XR-74701解吸器：XR-73821此外，另外一條壓縮線上壓縮機C-77021和其獨立的過濾器F-77021A/B為粒料/水分離XR-73701提供風(fēng)送氣體。來自粒料輸送氣冷卻器E-77021的水分在分離器F-77022和排出過濾器F-77023A/B脫水后，粒料就會通過解吸器旁路轉(zhuǎn)移到摻混料倉。每一個風(fēng)送系統(tǒng)都有自己的氣體控制單元。

33、,1線粒料風(fēng)送（7710）,來自粒料/水分離XR-73701或者解吸單元XR-73821的粒料通過風(fēng)送系統(tǒng)送到摻混倉。六個摻混倉D-77101A-F每個儲存量都是750 m3，粒料都被送到淘析器F-77501AB 和F-77502AB中。同時進行進料、摻混或放料是允許的，但是只同時進行摻混和放料是不允許的。粒料通過摻混倉的再循環(huán)使其均化。料倉是按照中部粒料允許流動量和排放點的不同的流速制作的。摻混倉儲存料都可以通過料倉循環(huán)旋轉(zhuǎn)閥X

34、R-77101A-F送到粒料包裝系統(tǒng)風(fēng)送系統(tǒng)和摻混系統(tǒng)的排放氣直接排入大氣。如果粒料在料倉內(nèi)滯留時間較長，一小股氣體可用來防止釋放出的碳?xì)浠衔锞奂?2線粒料風(fēng)送（7720）,同1線相同,粒料包裝（7750）,來自第1、2條線摻混料倉的粒料風(fēng)送到包裝系統(tǒng)。析器的氣體經(jīng)淘析器旋風(fēng)分離器F-77503AB處理后排到大氣中首先，粒料風(fēng)送到淘析器F-77501AB 和 F-77502AB。淘析器所用氣體來自裝有過濾器F-77511 和

35、F-77512.淘析器風(fēng)機C-77501 和C-77502，接著，粒料在重力作用下通過給料器XR-77501AB 和 XR-77502 AB到粒料包裝倉D-77501ABCD和隨后的六條包裝線。,蒸汽/凝液（7910）,界區(qū)外來的蒸汽用于公用工程，通過低壓蒸汽減溫器Z-79101 和 Z-79102減壓減溫成兩個壓力等級，(0.25Mpa,0.55Mpa)再分配到各個用戶蒸汽主要用戶：解吸器D-73801粒料水箱TK-73701

36、粒料水箱TK-74701分離塔再沸器E-76101來自用戶的冷凝液收集到凝液罐D(zhuǎn)-79101。冷凝物在出口冷凝器E-79101中部分冷凝下來，水通過冷凝液泵P-79101A/B液位控制送到界區(qū)外。,火炬系統(tǒng)（7930）,許多設(shè)備都與向干/濕K.O罐D(zhuǎn)-79301 // D-79302傾斜的干/濕火炬頭相連，這兩個罐都用低壓蒸汽加熱，與火炬相連。,,其他公用工程,廢水收集（7920）：從相分離器D-73911來的廢水和雨水都被收集到地

37、下廢水池Z-79201中。分離出的廢油送往界區(qū)外。流出物由廢水液下泵P-79201A/B送出界區(qū)外。冷卻水分配（7940）冷卻水供給和返回分配單元包括一個供水總管和回水的總管，還有許多支管到用戶端或從用戶端返回。軟化水、生活水和工業(yè)用水（7950）：軟化水、生活水和工業(yè)用水都通過各自的管路送到用戶端。高低壓氮氣分配（7960）：高壓氮氣和低壓氮氣都通過管路配送到用戶端。部分低壓氮氣在氮氣過濾器F-79601中被過濾。工廠風(fēng)和儀表