60化王理2013年第6期UNIPOI聚烯烴PDS系統(tǒng)的運行優(yōu)化及改造蔣志魁(中國神華煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司內(nèi)蒙古包頭014010)摘要: UNIPOL聚烯烴裝置的產(chǎn)品出料系統(tǒng)(PDS)是制約其裝置高負荷運行的關(guān)鍵因素之一,本文介紹了影響聚烯烴產(chǎn)品出料系統(tǒng)(PDS)運行效率和負荷的關(guān)鍵因素,并對這些影響因素進行深入分析討論,在降低設(shè)備投資的情況,最大化提高裝置PDS系統(tǒng)的運行效率和負荷。關(guān)鍵詞:聚烯烴出料系統(tǒng)PDS1、反應(yīng)器的冷凝量影響及優(yōu)化概述高負荷運行下的聚烯烴反應(yīng)器通常在冷凝態(tài)下運行,即隨UNIPOI聚乙烯工藝在國內(nèi)氣相法聚乙烯工藝中占據(jù)主導(dǎo)著反應(yīng)器的運行負荷升高,進入反應(yīng)器底部的循環(huán)氣溫度會越地位,目前,國內(nèi)許多聚烯烴廠家也在逐漸采用 UNIPOL聚丙烯來越低,某一程度下,循環(huán)氣溫度會低于循環(huán)氣本身的露點溫工藝,該類型工藝技術(shù)具有轉(zhuǎn)動設(shè)備少、流程短、投資少、易操作度,從而使進入反應(yīng)器的循環(huán)氣內(nèi)產(chǎn)生小液滴,反應(yīng)器的負荷越和產(chǎn)率髙等特點,具有很高的市場競爭優(yōu)勢,國內(nèi)投產(chǎn)的高,循環(huán)氣內(nèi)產(chǎn)生的冷凝液體越多。在滿負荷運行情況下,冷凝UNIPOL聚乙烯和 UNIPOL聚丙烯的市場占有份額逐年提高。市量一般維持在8%~10%,冷凝量超過10%以上是,反應(yīng)器就進入場的競爭也必將隨著裝置的增多而愈加的劇烈,對于已經(jīng)投產(chǎn)了深度冷凝狀態(tài),在深冷狀態(tài)時,反應(yīng)器的出料同時會帶入部分的裝置來說,在裝置現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上提高裝置的運行負荷是提液相進入到PDS系統(tǒng)中。c隨著PDS系統(tǒng)壓力的逐步降低,氣體高裝置競爭力的最為有效的手段,通常對于聚烯烴裝置來說,聚也會隨之氣化,導(dǎo)致PDS系統(tǒng)壓力升高,從而使得PDS交叉泄烯烴流化床反應(yīng)器的負荷可以提高至110%-115%,例如一套生壓的時間增加,甚至?xí)?dǎo)致PDS超壓停運。PDS的運行效率就會產(chǎn)負荷37.5h的聚烯烴裝置,其負荷可以提高至42Uh-44ihn,造下降,影響其出料負荷。反應(yīng)器的冷凝量不是一個直接可以控制粒工段擠壓機的負荷一般也在聚合工段負荷的120%左右(45u的參數(shù),通常的影響因素有反應(yīng)器負荷、反應(yīng)溫度、循環(huán)氣量、反h-48ih),那么產(chǎn)品出料系統(tǒng)的效率和負荷變成了制約裝置負荷應(yīng)器入口溫度、循環(huán)氣組成、組分的熱焓等。冷凝百分含量的技提高的關(guān)鍵因素。術(shù)如下:隨著反應(yīng)器負荷的提高,冷凝量會隨之升高,一般調(diào)整冷凝量的最簡單方法是略微提高床層溫度來保證冷凝量維持在、 UNIPOL聚烯烴PDS系統(tǒng)簡介聚烯烴裝置是以流化床反應(yīng)器為核心的氣固相聚合技術(shù)。在流化床反應(yīng)器中,循環(huán)氣壓縮機提供氣體循環(huán)的動力,所有原料以氣體(或液滴狀)形式與處于流化床中分散的固相狀態(tài)的催IANDHAND化劑相接觸,按照聚合反應(yīng)機理,在催化劑表面形成聚烯烴長鏈分子。循環(huán)的氣體帶走反應(yīng)床層的熱量,并最終通過循環(huán)回路上的換熱器帶走反應(yīng)熱量。反應(yīng)器內(nèi)的樹脂數(shù)量通過床層重量和料位控制PDS系統(tǒng)間歇岀料來維持,從而維持床層重量穩(wěn)定,負荷穩(wěn)定。通常每個反應(yīng)器對應(yīng)2套PDS系統(tǒng),對于低堆積密度或單線能力較大的反應(yīng)器,也可增加PDS系統(tǒng)的套數(shù)。每套PDS包括1個產(chǎn)品罐(PC),1個產(chǎn)品吹出罐(PBT),12個自動控制閥和2個共用交叉閥。如下圖所示,其流程為反應(yīng)器內(nèi)密相輸送樹脂從反應(yīng)器底部在壓差的作用下排到產(chǎn)品室(PC),氣體返回進入反應(yīng)器樹脂床層的頂部。相同的,PC罐在壓差的作用下降粉料樹脂輸送至PBT罐,PBT罐再輸送至產(chǎn)品受槽或其它系統(tǒng),單套運行時,PC和PBT罐中的氣體排放至產(chǎn)品受槽,兩套PDS交叉運行時,PC和PBT氣體先通過“W”和“X”交叉閥門互為升降中國煤化工壓,少量的氣體排放至接收倉。兩套PDS交叉運行效率降低,但CNMHG氣體排出量較少,有利于降低產(chǎn)品單耗。TPDS系統(tǒng)的負荷影響因素及優(yōu)化改造方案產(chǎn)企技術(shù)創(chuàng)新管理61個合適范圍內(nèi),從而保證PDS系統(tǒng)的出料效率及負荷W閥和Ⅹ閥設(shè)定時間的唯一標準。2、粉料性質(zhì)的影響和優(yōu)化3D閥的時間優(yōu)化,在一定的B閥接料時間下,D閥的時間作為PDS系統(tǒng)的輸送介質(zhì),粉料的物料性質(zhì)是影響PDS出不會變化太大,PC罐的核料位低低報警出現(xiàn),D閥延遲5-10秒料效率的關(guān)鍵因素。粉料的性質(zhì)取決于催化劑本身的性質(zhì)及反關(guān)閉。應(yīng)器產(chǎn)品質(zhì)量控制。4、閥門壽命的影響及閥座材質(zhì)的選擇聚烯烴粉料形成的過程是烯烴物料在催化劑表面聚合反應(yīng)由于PDS系統(tǒng)工藝技術(shù)的特點,通常PDS閥門會面臨如下的過程,那么催化劑顆粒的形狀就決定了粉料顆粒的形狀,依聚的挑戰(zhàn):1.極高的動作頻率和循環(huán)次數(shù)。閥門由PDS控制系統(tǒng)控丙烯工藝為例,使用進口催化劑時生產(chǎn)出來的均聚產(chǎn)品堆積密制每年動作次數(shù)約50萬次,頻繁的動作對閥門及所有附件需要度在0.28-0.30g/ml,粉料為不規(guī)則顆粒狀。在相同的接料時間和極高的可靠性。2大量聚合產(chǎn)品顆粒,對閥門密封面的極度磨損循環(huán)時間內(nèi),隨著粉料堆積密度的增大,PDS出料效率會增加。3.高壓差,對閥門的沖刷嚴重。4.閥門開關(guān)時快速動作。要求6"口目前,國產(chǎn)聚烯烴催化劑技術(shù)已經(jīng)相當成熟,其催化劑顆粒規(guī)則徑及以下的閥門,開關(guān)時間在1.5秒內(nèi),6″口徑以上的閥門,開關(guān)性要優(yōu)于進口催化劑,如國內(nèi)某些廠家生產(chǎn)的催化劑粒型較為時間在2.5秒內(nèi)。這樣可以在排料時減少對流化床反應(yīng)的影響。規(guī)整,所生產(chǎn)的產(chǎn)品粉料堆積密度可以達到0.34-0.38g/ml,PDS「1]針對閥門的這些特點,PDS閥門極易出現(xiàn)故障,閥門的壽命嚴的出料效率可以提高5%左右。重影響PDS系統(tǒng)的效率和負荷。因此PDS系統(tǒng)對閥門的要求極3、PDS運行方式及閥門設(shè)定時間的優(yōu)化為嚴格。目前,世界上生產(chǎn)該種閥門的廠家有德國的 ARGUS公PDS系統(tǒng)的運行方式包括兩種,第一種運行方式為每套司、美國的 Neles- Jamesbury公司以及日本的KTM公司,其中德PDS獨立運行,也叫交替運行模式,即不投用兩套PDS系統(tǒng)之間國的 ARGUS公司和日本的KTM公司閥座采用軟閥座或金屬閥的交叉閥門(如上圖,PC罐交叉閥門:W,PBT罐交叉閥門:X),每座,美國的 Neles- Jamesbury公司的閥門均為金屬閥座。各公司套PDS通過自身配置的泄壓或升壓閥門(泄壓閥門:L、M,升壓閥門閥座的形式如下閥門:J、P閥組)來泄壓或升壓至聯(lián)鎖滿足壓力,該運行方式下閥門 ARGUS公司KTM公司 Neles-Jamesbury公司PC罐和PBT罐均需要較長的升壓或降壓時間,第二種運行方式Metalmetal為兩套PDS交叉運行,該運行方式下,需將交叉閥門W和Ⅹ投至“AUTO”模式下,兩套PDS的PC罐和PBT罐可以在運行過程MABCDEGMetalMetalMetal中互為升降壓,此種方式略微降低了PDS的運行效率,但可以大大降低反應(yīng)器的氣體排出量。MetalMetalMetalPDS閥門的設(shè)定時間是PDS系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù),也是影響MetalMetalMetalMetalPDS出料效率的關(guān)鍵參數(shù)之一,需要設(shè)定時間的閥門包括:控制MetalPC罐接料時間的B閥,PC罐之間的氣相平衡閥W閥,PC出料Mel至PBT的閥門D閥,PBT罐之間的氣相平衡閥X閥,下表是某MetalMetalMet套年產(chǎn)30萬噸聚丙烯裝置典型的閥門設(shè)定時間MetalMetal閥門用途典型的設(shè)定時間MetaMetalBPC罐接料反應(yīng)器樹脂閥門MetalMetalWPC罐之間氣相平衡閥門通常情況下,使用PEEK或 lyton材料的軟閥座也是可以接DPC出料至PBT罐閥門37s受的,只是其使用壽命要小于金屬閥座閥門。金屬閥座的閥門壽XPBT罐之間氣相平衡閥門33s命一般在2-3年,軟閥座閥門的壽命一般不超過2年。無論何種典型的設(shè)定時間多數(shù)不適合實際生產(chǎn)裝置的要求,過于寬材質(zhì)的閥座,超過其使用壽命時,一定要對閥門進行檢修,來保松的時間設(shè)定可以滿足PDS系統(tǒng)的基本運轉(zhuǎn),卻大大降低了證閥門的正常運行,保證PDS系統(tǒng)的效率和負荷穩(wěn)定。PDS系統(tǒng)的效率和負荷。尤其是隨著PDS系統(tǒng)的長時間運行,閥5、PDS系統(tǒng)的改造及運行周期的優(yōu)化門內(nèi)漏情況會逐步增加,PDS系統(tǒng)的效率和負荷很難滿足裝置PDS的運行周期包括PDS工作時間和等待時間,PDS系統(tǒng)正常負荷下的運行。在反應(yīng)器工況或PDS系統(tǒng)工況發(fā)生變化時,的等待時間是PDS系統(tǒng)作為疲勞容器的安全要求,如何有效的通常需對PDS系統(tǒng)的閥門設(shè)定時間進行重新的優(yōu)化來保證PDS降低PDS的工作時間是提高PDS運行效率和負荷的關(guān)鍵點,通系統(tǒng)的效率和負荷穩(wěn)定過以下PDS系統(tǒng)的改造來有效的降低PDS工作時間,提高PDS1B閥的時間優(yōu)化,在PDS系統(tǒng)首次裝填時,可以通過現(xiàn)場效率和負荷。敲擊的方式來判斷PC罐的裝填情況,通常PC罐的粉料要達到1.增大輸送材中國煤化工寸間。增加瞬時輸裝填體積的95%~100%為最佳送氣的流量至原CNMHG至下游設(shè)備的流2.W閥、Ⅹ閥的時間優(yōu)化,PC罐或PBT罐壓力平衡是優(yōu)化(下轉(zhuǎn)第63頁)技術(shù)創(chuàng)新管理63(2)地層系數(shù)大熱采效果較好3、尿素助排輔助蒸汽吞吐試驗水平并的產(chǎn)淮量與地層系數(shù)的關(guān)系圖今年在MI20-6-P3井實施尿素助排實驗,從分析結(jié)果來看該井流動系數(shù)低儲層物性相對較差導(dǎo)致該井油氣比和回采水率偏低產(chǎn)油量t四、存在問題和下步工作方向00000200003004000060001、今年在加大沙四段開發(fā)規(guī)模的基礎(chǔ)上,加大水平井的熱采開發(fā),且大部分井采用熱采輔助工藝生產(chǎn),雖取得了一定效地層系數(shù)kh值大于17000×10-3μm2.m,產(chǎn)油超過380t,熱果,但選井受到制約。采效果較好下步建議:優(yōu)選熱采井,改善熱采效果,提高單井產(chǎn)能(3)熱采輔助工藝開發(fā)取得成功2、隨著吞吐輪次增加,地下存水率增加,注汽壓力下降,熱為配合沙四段二次調(diào)整,從200年起先后在面120區(qū)沙采排水期延長。四段水平井中開展以下4種熱采輔助工藝進入高輪次吞吐階段后,地層壓力恢復(fù)需要時間變長1、預(yù)充填≮環(huán)空逆向充填防砂工藝試驗下步建議:對多輪次熱采井適當延長生產(chǎn)周期,可采用尿素針對面120區(qū)沙四段薄互層稠油油藏地層物性相對較差助排工藝,盡可能多的采出存水,減輕對下輪熱采的影響,逐輪的水平井,在防砂的同時,為了提高單井產(chǎn)量,開展了預(yù)充填+環(huán)遞增注汽量空逆向充填防砂工藝試驗。結(jié)果表明,該工藝改善熱采效果不明顯,分析原因認為五、結(jié)論四段原油粘度高、滲透率低、流動性差,以改造儲層為目的的新的面120區(qū)沙四段隨著多年的熱采開發(fā),已取得一定經(jīng)驗和防砂方式無法有效提高單井產(chǎn)能改善熱采效果。方法,但熱采開發(fā)仍存在一定的問題:繼續(xù)進行二次調(diào)整,建議2、開展C02輔助蒸汽吞吐試驗主要采用水平井開發(fā)并采用熱采工藝以提高開發(fā)效果,同時改由于今年CO2輔助蒸汽吞吐工藝選井均處于儲層較差井善沙四段開發(fā)現(xiàn)狀。在以后的熱采開發(fā)過程中,加強效果分析的區(qū),增油總量較小,但從目前生產(chǎn)情況來看,該工藝可有效改善同時,注重地面管理以更大地提高熱采效果。熱采效果。下一步可擴大選井范圍,繼續(xù)開展試驗(上接第61頁)量,減少輸送時間。國產(chǎn)化的種類也多種多樣,且需要頻繁切換生產(chǎn)多種牌號的聚2.減少輸送管線的彎頭數(shù)量,加快粉料輸送。三個彎頭足夠烯烴產(chǎn)品來及時適應(yīng)市場的需求,這些都要求裝置穩(wěn)定高負荷滿足粉料輸送線的布置,一個彎頭布置在PBT罐下方,一個彎頭運行才能多創(chuàng)效益,PDS系統(tǒng)作為反應(yīng)器的“后路”,其效率和負連接輸送管線至產(chǎn)品接受倉框架,一個彎頭進入產(chǎn)品接受倉荷尤為關(guān)鍵。3.取消 PC/PBT交叉閥管線的限流孔板,可控的打開交叉閥通過合理的調(diào)控反應(yīng)器的參數(shù),減少對PDS系統(tǒng)的影響;改門(W、X),減少交叉升降壓時間。將交叉管線的限流孔板取消,進催化劑的性質(zhì),生產(chǎn)出優(yōu)良性質(zhì)的粉料;選擇合理的PDS運行設(shè)定在進行交叉升降壓操作時,交叉閥W、X初始開度15~20%,方式,根據(jù)生產(chǎn)工況及時的優(yōu)化PDS閥門時間;選擇長壽命的并維持幾秒鐘的時間,之后以一定的斜率全開至100%。預(yù)計 PC PDS閥門,并制定合理的維護和檢修措施來延長閥門的壽命;對罐壓力平衡時,W閥的設(shè)定時間可以降至15秒左右,PBT罐壓PDS系統(tǒng)進行適當?shù)母脑?減少PDS的運行周期,有效的提高催力平衡時,X的設(shè)定時間可以降至10秒左右化劑的效率和負荷。通過這些優(yōu)化和改造,可以將裝置PDS系統(tǒng)通常經(jīng)過上述的改造與優(yōu)化,PDS的運行周期可以減少30~的效率和負荷提高至130%,來確保裝置的穩(wěn)定高負荷運行40秒,PDS的效率和負荷可以提高20%左右。參考文獻四、結(jié)論1]陳星賞.聚烯烴裝置產(chǎn)品排料閩的特性及長周期運行的對策小科技與企業(yè)2011,(7)。隨著煤化工行業(yè)和催化劑技術(shù)的發(fā)展,聚烯烴市場的競爭作者簡介:蔣志魁(1987--),男,漢族,本科,助理工程師,從愈來愈劇烈,裝置的生產(chǎn)負荷也隨之而擴大,從原來的不足10事聚丙烯裝置、MTBE/丁烯-1裝置及2-PH裝置生產(chǎn)管理工作。萬噸/年,到現(xiàn)在國內(nèi)單套最大負荷裝置已達45萬噸/年,催化劑中國煤化工CNMHG