巴塞尔Spherizone技术.docx
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巴塞尔Spherizone技术
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巴塞尔Spherizone技术
将桶装的液体助催化剂-1（一种给电子体），泵送至带搅拌的给电子体进料罐D120A/B中，为了便于计量用烃油将其稀释，然后用给电子体计量泵P120A/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D110。
从这里用TEAL计量泵P110A/B将三乙基铝送至催化剂预接触罐D200。
将烃油和经油脂加热器E130加热的烃脂压送到被加热的油/脂混合罐D130和D131中，经搅拌、加热和除湿后分别由泵P130和P131送至催化剂配制单元X101。
用催化剂桶吊车Z140，将固体催化剂倒入X101中的催化剂分散罐D140A/B。
X101中有两个催化剂浆液分散系统，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，连续搅拌降温冷却为稳定的催化剂膏。
催化剂膏在低温下保存和输送，经催化剂转移注射器D141A/B转移至催化剂计量罐D150A/B，计量后进入催化剂活化系统X201，在温度控制下按配比与两种助催化剂混合。
来自D120A/B，D130和D131的氮封氮气收集在充油的D162中经油洗后安全处放空。
1.2.2.2TEAL冲洗系统和添加剂进料系统
1）TEAL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。
冲洗返回的废油用冲洗油泵P111送至废油处理罐D650。
2）添加剂进料系统
液体添加剂贮存在液体添加剂贮罐D160中，液体添加剂计量罐D161用来保证在D160进料除湿过程中不停止对其用户供料。
液体添加剂的用途是使TEAL失活并对废油进行安全处理。
液体添加剂用液体添加剂进料泵P161送到D160中，然后输送至后面的废油处理罐D650和低压丙烯洗涤塔T350中。
生产抗冲共聚物时，该液体添加剂又用作抗结垢剂，通过添加剂计量泵P160A/B输送到多区循环反应器R230出口和共聚反应器R401出口。
用泵P160A/B还可将液体添加剂计量后送往挤压造粒工段。
1.2.2.3催化剂活化
首先，催化剂膏在一个小的搅拌罐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低温的液体丙烯混合后，进入一个小的环管反应器（预聚反应器R210），在很短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的初步聚合反应目的是控制聚合物的形态。
事故状态下，预聚反应器物料直接排放到排放系统。
1.2.2.4多区循环反应器聚合（MZCR）
多区循环聚合反应是在多区循环反应器中进行的。
来自R210的预聚合催化剂浆液同新鲜丙烯、乙烯及用于分子量控制的氢气一起进入多区循环反应器R230。
多区循环反应器由两段反应区组成，聚合物由反应气携带在高速流化床的上升段由下向上运动，然后经过内部的一个旋风分离器S230分离后，粉料进入堆积床的的下降段。
旋风分离后的反应气通过反应器外部的一个离心压缩机C250保持循环，反应热通过循环回路上的一个立式管壳式换热器E230撤除。
预聚的物料进入多区循环反应器的上升段，聚合物产品由多区循环反应器下降段的下游排放阀排出。
多区循环反应器上升段有一种特殊结构的设计能够实现在上升段中维持高浓度的聚合物含量。
在下降段，聚合物经过隔离区夹带一些气体进入下降段。
夹带量受聚合物流速、反应器底部与顶部的压差、气相组成、密度等、聚合物颗粒尺寸和孔隙等影响。
多区循环反应器可以在均一的反应条件下操作，也可以实现在一个反应器中形成两个不同气相混合反应区的操作，后者需要在下降段上部加入丙烯隔离液形成隔离区。
来自上升段的气固混合物经过反应器的旋风分离器S230气固分离后，聚合物进入隔离区，隔离区只允许聚合物夹带少量的丙烯气进入下降段。
隔离区注入的丙烯汽化冷却聚合物，循环气部分冷凝补充隔离区丙烯用量。
隔离液质量至关重要，质量好的隔离液将保证进入下降段的氢气、乙烯量最少。
为此，冷凝的循环气需经过一个洗涤塔T241洗涤以满足隔离液要求。
下降段绝热操作，聚合物循环和聚合放热使反应器下降段温度从上至下递增。
多区循环反应器可以根据调控生产均聚+无规（上升段和下降段中参与反应的氢气和乙烯量一致NMWD）；均聚+无规（上升段和下降段中参与反应的氢气和乙烯量不一致BMWD）；双峰均聚物等产品。
聚合物从反应器R230下降段的下游排放阀排出，进入一个袋滤器F310。
循环气经C250压缩后进入换热器E230撤除反应热，再从反应器下降段进入反应器用以携带聚合物进入上升段。
多区循环反应器的旋风分离器S230将循环气中的聚合物与未反应的气体分离，未反应气体进入高压袋滤器F230过滤后部分返回循环气压缩机C250入口，部分返回反应器再循环。
F230出口气体若富含氢气和乙烯，需经洗涤塔T241分离丙烯和氢气，T240分离丙烯和乙烯。
T241顶部轻组分经塔顶冷凝器E241冷凝后循环回C250入口。
当生产窄分子量分布的均聚+无规产品时，来自E241的物流再经过一个立式后冷器E244分离氢气和乙烯，富含乙烯的丙烯回到循环压缩机C250入口，富含氢气的气相加入隔离液的进料中，以维持在下降段的聚合物熔融指数。
洗涤塔T241底部液相由液体丙烯泵P240送入隔离液洗涤塔T240顶部。
烛式过滤器F240保证在F230滤袋破裂时防止聚合物进入隔离液洗涤塔底再沸器E242。
隔离液洗涤塔T240底部液相不含氢气和乙烯，加入反应器隔离液分配器补充隔离液。
塔顶富含乙烯的气体进入循环气压缩机出口。
在该系统开车时或装置负荷低于最低要求的隔离液流量值时，T240塔底液相将经过一个循环丙烯冷却器E243冷却后返回丙烯进料罐D330，以保证有足够的液体丙烯进入T241洗涤塔。
多区循环反应器（MZCR）进料
丙烯
来自丙烯进料罐D330的丙烯经泵加压后加入到多区循环反应器的不同位置；
加入到催化剂活化和预聚合系统X201；
压力控制下进入反应器循环回路，该股物流根据产品配方加入位置不同；
沿反应器下降段加入丙烯“冲洗”反应器器壁，改善聚合物流动性，防粘壁，同时也有急冷效果。
氢气
氢气用于控制聚合物的粘性。
在流量控制下加入到MZCR（H2/C3比率）；
在生产低MFR产品时，高氢气浓度的气体经分离后由循环氢气压缩机C240压缩循环隔离区维持要求的氢气浓度。
乙烯
生产共聚产品时，乙烯在流量控制下进入MZCR的上升段流化气中（C2/（C2+C3））。
紧急措施：
事故状态下，反应器自动切断并与装置其它部分隔离。
最严重的事故情况是停电或循环压缩机C250故障。
此时，反应器自动停车，在反应器不同位置注入反应杀死剂。
在循环压缩机工作状态下，杀死剂可以通过联锁系统加入快速终止反应。
为了增加杀死系统的操作可靠性，增加两套杀死系统用于两种事故状态同时发生。
1.2.2.5聚合物脱气和单体循环
中压脱气和单体循环
从反应器排出的夹带大量未反应单体的聚合物进入中压袋滤器F310，F310由来自循环压缩机PK320的反吹气自动清洁。
F310反应温度依赖MZCR下降段温度（85-105℃），操作压力1.8MPaG。
由于在该反应条件下的反应动力学仍然很高，所以停留时间应保持最低。
F310底部聚合物在料位控制下连续排放到气相反应器R401或低压袋滤器F340。
F310顶部气体经过安全过滤器F311A/B后送至循环气压缩机PK320A/B增压。
安全过滤器F311A/B防止F310滤袋破裂时细粉进入压缩机。
F310由PK320A/B提供反吹脉冲气体清洁。
为了防止丙烯在压缩机入口冷凝，气体在温度控制下在E320中冷却至55℃后进入PK320A/B，升压至4.0MPaG，循环回MZCR。
若气相反应器R401处于旁路时，F310底部聚合物排放至低压袋滤器F340进一步分离聚合物中未反应单体。
操作压力0.05MPaG。
回收的单体在PK360中压缩后送至PK320A/B入口。
若生产抗冲共聚物时，F310底部聚合物连续排放至气相反应器R401。
低压脱气和单体回收
依配方在气相反应器R401中进一步反应的聚合物连续排放至低压袋滤器F340，脱除了未反应单体的聚合物在料位控制下连续排入汽蒸单元。
自F340顶部的未反应单体进入低压洗涤塔T350以脱除残留的TEAL后，经PK360压缩至2.0MPaG后循环回乙烯汽提塔T430或气相反应器R401。
共聚单元被旁路时，该股气体返回到PK320入口。
F340采用聚丙烯布滤袋，由来自PK360的气体进行脉冲反吹清理。
F340在接近大气压条件下操作，以除去聚合物中残留的未反应单体。
丙烯储存和装置进料
丙烯进料罐D330用于中间单体储存。
由P330A/B增压后进入反应系统。
D330也接受来自T430未反应丙烯及MZCR反应器区经E330冷却和经E243冷却的多余丙烯。
D330可以提供20分钟的丙烯缓冲时间。
丙烯单体耗尽，进反应器的丙烯进料全部终止。
紧急情况下，聚合物可以排出系统，或者在短时间内留在反应器中（3-4小时）。
1.2.2.6抗冲共聚物的聚合，聚合物脱气和乙烯汽提
前面已经提过，当生产多相（抗冲和特殊抗冲）共聚物时，低压袋滤器F310中排出的均聚物进入共聚反应器R401。
在气相反应器中，在均聚物母体上增加聚合了一种乙烯-丙烯橡胶相，得到的最终产品为抗冲共聚物。
橡胶相是在一个立式筒形的气相反应器R401中，从来自F310均聚物母体上生成的。
流化气体通过R401循环气压缩机C401使气体循环进入反应器，使粉料流化。
从反应器顶部出来的气体，经R401气体冷却器E401冷却及压缩机C401升压后，回到反应器底部，使粉料层流态化。
为了得到好的流化效果，气体的表观速度不能小于1m/s。
R401为一立式不带搅拌的气相反应器。
聚合物在反应器料位控制下排入F340。
1.2.2.7聚合物的汽蒸和尾气回收
从F340出来的聚合物粉料靠重力进入汽蒸罐D501。
蒸汽直接加入D501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T501后被冷凝，并排至T520。
剩余未反应的单体和丙烷经汽蒸废气压缩机PK501压缩后，可送出界区回收以排放丙烷或经过PK530分子筛脱水后返回F340。
汽蒸后的聚合物粉料排至干燥器D520，用热氮气除掉粉料表面的水份。
湿氮气经D520旋风分离器S520旋风分离除去细粉后进入D520洗涤塔T520，在T520中分离掉夹带的粉料，并将水冷凝，然后经干燥器鼓风机C520A/B循环回干燥器D520。
干燥的聚合物由闭路氮气输送系统PK-801（粉料气流输送单元）送至聚丙烯粉料中间料仓D802A/B。
1.2.2.8工艺辅助设施
1）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D630中，凝液用蒸汽凝液泵P630凝液送出界区。
2）反应器排放系统
本装置有一个用于紧急排放时收集聚合物的容器和一个安全旋风分离器，以防止聚合物进入火炬总管。
排放罐底部锥体带有蒸汽加热,将残留丙烯蒸发后排放火炬。
排放安全旋风分离器S601和低压排放罐D603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，经氮气和蒸汽处理后排出，通常可作为等外品出售。
3）夹套水系统
闭路循环的脱盐水用于装置的撤热。
由泵P640A/B提供给用户。
返回的的夹套水经过一个板式换热器E640冷却。
缓冲罐D640位于所有夹套水用户最高点以维持整个回路充满液体。
4）冷冻单元
本装置需要少量冷冻水。
冷冻机PK610为整个装置制备冷冻水，冷冻水贮存在冷冻水罐D610中，用冷冻水泵P610A/B送至用户。
5）中央油站储存系统
烃油用在几个工艺单元。
中央油站储存和分配系统（D660，P660A/B和P661）提供更好的更清洁的操作环境。
保证工艺用油无水。
6）废油处理系统
废油处理：
此工段为间歇操作，含TEAL的废油收集在废油处理罐D650中。
用于中和的添加剂以半批量的方式加入到D650中，同时通入氮气，使烷基铝脱活。
处理后的油从D650底部排入油桶中，通常送至界区外烧掉。
7）废水处理（此部分为共用）
工艺废水（来自汽蒸罐洗涤塔,干燥器洗涤塔）和聚合区铺砌地面的雨水直接收集到废水池Z670中。
设置废水池的目的是清污分流并分离漂浮物，如有时在聚合区散落的聚合物粉料，润滑油等，因此池内有一块挡板。
1.2.2.9添加剂进料和挤压造粒
挤压造粒单元的典型配置是，来自干燥器D520的PP聚合物用闭路氮气气流输送系统PK801输送至挤压单元聚丙烯粉料缓冲料仓D802A/B。
聚合物粉料通过W810从D802A/B连续排出进入添加剂计量系统（螺杆加料器SF818）。
纯添加剂直接加入螺杆加料器SF815，通过独立的称重加料器和RF810进入SF818。
SF818能够接受：
D802A/B通过计量单元W810连续排放的聚合物粉料；
由单独的计量称计量的纯添加剂或复配添加剂；
滑石粉
液体添加剂
SF818排料进挤压机EX890中，聚合物粉料和添加剂经均化、熔融、挤压后在水下切粒。
液体过氧化物添加剂用计量泵P860A/B加入挤压机。
切粒后的聚丙烯颗粒分离出切粒水，切粒水收集到切粒水箱D891，用切粒水泵P890A/B，经切粒水冷却器E890A/B冷却后进入挤压机模头。
切粒产品进入颗粒干燥器D890，与水分离后，进入颗粒筛S891。
经筛分除去粗细粒子后的聚丙烯粒料，用颗粒气流输送单元PK891送入聚丙烯均化料仓D901A-F。
1.2.2.10颗粒掺合，贮存
粒料产品通过气流输送单元PK910送入产品掺混料仓D901-F，然后由掺混后输送系统送包装码垛（包装码垛不在本装置设计范围内）。
1.2.2.11单体精制
根据目前提供的原料规格，原料丙烯PK720内脱除水。
塔底的丙烯在液位控制下送往CO脱除塔T724A/B脱除CO，然后进入COS脱除塔T723A/B以脱除COS，进入丙烯进料罐D330。
原料乙烯经过乙烯脱CO单元PK710脱除CO后，经脱水、脱CO2送入反应器。
界区来的氢气经PSA脱CO、CO2后送入反应器。
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