工稚應(yīng)用石油化工設(shè)計(jì)Petrochemical Design2012 ,29(3) 43 ~ 44聚烯烴裝置產(chǎn)品料倉(cāng)設(shè)置數(shù)量的極值計(jì)算李長(zhǎng)松(中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司,北京100101)摘要:聚烯烴裝置中的產(chǎn)品通常以顆粒料形式進(jìn)行袋裝或槽車裝車后出廠,在聚烯烴顆粒料包裝前，產(chǎn)品需貯存在產(chǎn)品料倉(cāng)中。在料倉(cāng)工藝操作過程中,產(chǎn)品料倉(cāng)不僅用于顆粒料的貯存,同時(shí)也有部分料倉(cāng)參與產(chǎn)品的均化、脫氣及摻混等工藝過程。不同產(chǎn)品對(duì)上述工藝過程的要求也不盡相同，目前聚烯烴:裝置產(chǎn)品料倉(cāng)數(shù)量根據(jù)工藝要求設(shè)置各有不同。根據(jù)聚烯烴裝置中料倉(cāng)工藝操作過程,結(jié)合聚烯烴產(chǎn)品的特性及工藝系統(tǒng)參數(shù),設(shè)計(jì)出數(shù)學(xué)模型,并通過實(shí)例計(jì)算料倉(cāng)設(shè)置數(shù)量的極值。關(guān)鍵詞:聚烯烴裝置料倉(cāng)數(shù)量 極值計(jì)算料倉(cāng)廣泛用于粉粒料產(chǎn)品的貯存"。石油化極值的原則是保證上游工藝連續(xù)正常操作,滿足.工廠的聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴裝置,聚合后的造裝置的生產(chǎn)要求。粒產(chǎn)品,在包裝人庫(kù)之前,都需要采用料倉(cāng)進(jìn)行工藝處理和臨時(shí)貯存。目前產(chǎn)品料倉(cāng)的選用也趨向2料倉(cāng)設(shè)置數(shù)量的極值計(jì)算數(shù)量化和大型化。料倉(cāng)數(shù)量對(duì)占地面積、設(shè)備投聚烯烴裝置聚合、造粒后的顆粒料產(chǎn)品,一般資和操作費(fèi)用影響顯著。依據(jù)裝置的生產(chǎn)能力和采用氣力輸送的方式送往產(chǎn)品料倉(cāng)完成脫氣、均工藝過程,研究產(chǎn)品料倉(cāng)設(shè)置數(shù)量的極值,對(duì)裝置化摻混和貯存。圖1是聚烯烴顆粒產(chǎn)品氣力輸設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性,合理性和先進(jìn)性都具有現(xiàn)實(shí)意義。送過程脫氣、均化、摻混和貯存的典型流程。1聚烯烴裝 置產(chǎn)品料倉(cāng)的功能[2-4]料倉(cāng)在聚烯烴裝置的工藝操作中,除具有貯12||3存產(chǎn)品功能外，還參與產(chǎn)品的脫氣、均化和摻混的工藝過程。由于聚合和造粒工藝的因素影響,同囟囟■囟-批量和牌號(hào)的產(chǎn)品的質(zhì)量數(shù)值(如熔融指數(shù))是波動(dòng)的。為了使產(chǎn)品達(dá)到市場(chǎng)銷售標(biāo)準(zhǔn),降低產(chǎn)圖1系統(tǒng)流程示意品產(chǎn)量的不合格率,一.般需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行均化和1.2.3 -分別為1.2.3號(hào)料倉(cāng);1 -緩沖料斗;I -脫氣均化和摻混工藝;m -貯存和包裝工藝摻混處理。其中某些產(chǎn)品如低密度聚乙烯從造粒工藝輸送過來(lái)的顆粒料產(chǎn)品的氣力輸(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)造粒后的顆粒料送及脫氣、均化和摻混是一個(gè)連續(xù)的工藝過程。中，含有微量的游離烴,為了使最終產(chǎn)品系統(tǒng)達(dá)到聚烯烴顆粒料產(chǎn)品按照?qǐng)D中標(biāo)示的順序號(hào)進(jìn)行進(jìn)安全指標(biāo),需要讓產(chǎn)品中的游離烴完全釋放,并從料。1號(hào)料倉(cāng)進(jìn)料完成并經(jīng)過脫氣、均化和摻混后系統(tǒng)中吹掃排除,這個(gè)過程稱為脫氣工藝。上述開始卸料,同時(shí)2號(hào)料倉(cāng)開始進(jìn)料,以此類推。為這些脫氣、均化和摻混的工藝操作都通過料倉(cāng)進(jìn)行。這些料倉(cāng)根據(jù)其承擔(dān)的功能,被稱為脫氣料收稿日期:20中國(guó)煤化工倉(cāng)、均化或摻混料倉(cāng)和貯存料倉(cāng)。通常條件下,脫作者簡(jiǎn)介:李:YHCNMHG化工大學(xué)機(jī).氣、均化和摻混料倉(cāng)也具有臨時(shí)貯存產(chǎn)品的功能。械工程及自動(dòng)化專業(yè),工學(xué)學(xué)士,工程師,現(xiàn)在從事石脫氣均化和摻混的操作條件,直接影響上游油化工設(shè)備的設(shè)計(jì)工作。聯(lián)系電話:010 - 84878515;E- mail: lics. sei@ sinopec. com聚合工藝和造粒的進(jìn)行。研究這類料倉(cāng)設(shè)置數(shù)量..44.石油化工設(shè)計(jì)第29卷保證氣力輸送系統(tǒng)連續(xù)操作,每個(gè)料倉(cāng)的進(jìn)料及t4)/Q工程設(shè)計(jì)中具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。根據(jù)需要,卸料操作也是一個(gè)連續(xù)的過程。根據(jù)設(shè)定的進(jìn)利用上式可分別求出V、V2、Q、4 (2.5、14以及料倉(cāng)料、摻混、脫氣.卸料、吹掃凈化等工藝操作參數(shù),容積的有關(guān)數(shù)據(jù),為設(shè)計(jì)工藝系統(tǒng)方案提供依據(jù)。繪出料倉(cāng)工藝操作過程時(shí)序圖(圖2)。設(shè)料倉(cāng)工藝操作時(shí)序圖的橫坐標(biāo)為時(shí)間T, 縱坐標(biāo)為物料量3應(yīng)用實(shí)例Q。進(jìn)料流量V,、卸料流量V2與時(shí)間成線性關(guān)系。.例1HDPE裝置擠壓造粒單元以25Vh的流量連續(xù)向下游產(chǎn)品料倉(cāng)區(qū)送料,若已知料倉(cāng)貯存能力為200t;料倉(cāng)的卸料流量為進(jìn)料流量的1.4倍;HDPE粒料在料倉(cāng)內(nèi)需進(jìn)行6 h脫氣操作;空料倉(cāng)的吹掃清理和待用時(shí)間為4h,求保證連續(xù)接收擠壓造粒單元來(lái)料所需的最少料倉(cāng)數(shù)量。解,已知:Q =200t,V =25 Vh,V2 =1.4 x25時(shí)間h=35 th,t=6 h,t.=4 h。圖2料倉(cāng)工 藝操作過程時(shí)序圖代人公式N=(V; +V2)/V2 +V(1s +4)/Q,注:A一料倉(cāng)進(jìn)料啟動(dòng)點(diǎn)(零點(diǎn));B-料倉(cāng)進(jìn)料終止點(diǎn):C-求得N=2.9。即,為保證不間斷接收上游來(lái)料,料倉(cāng)卸料啟動(dòng)點(diǎn);D-料倉(cāng)內(nèi)物料清零完畢點(diǎn);E- -料 倉(cāng)待啟動(dòng)點(diǎn)最少需要3個(gè)貯料能力為200 t的料倉(cāng)。.(回歸零點(diǎn)) ;AE- -料倉(cāng)被占用的工作時(shí)間t(其中:AB'- -料倉(cāng)進(jìn)例2某聚烯烴裝置擠壓造粒單元以50 Vh料達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷所需時(shí)間,設(shè)為1 ;B'C'-料倉(cāng)內(nèi)物料處理所需時(shí)的產(chǎn)量連續(xù)向下游產(chǎn)品料倉(cāng)區(qū)送料,其粒料在料間設(shè)為I;C'D-料倉(cāng)內(nèi)物料卸空所需時(shí)間，設(shè)為b2;DE-料倉(cāng)清倉(cāng)內(nèi)處理時(shí)間需8h;空料倉(cāng)的吹掃清理和待用時(shí)空處理及待用所需時(shí)間,設(shè)為4)當(dāng)料倉(cāng)設(shè)計(jì)容量Q,進(jìn)料流量V,和卸料流量間為4 h。若采用4個(gè)貯存能力為250 t的料倉(cāng),V2為定值時(shí),為保證連續(xù)接收上游工藝系統(tǒng)送出料倉(cāng)采用旋轉(zhuǎn)加料器向下游氣力輸送系統(tǒng)卸料,的物料,其所需料倉(cāng)數(shù)量極值N的數(shù)學(xué)模型如下:氣力輸送系統(tǒng)單線輸送能力不應(yīng)大于60Vh,分析該設(shè)計(jì)方案的可行性。解,已知:V =50 Uh,Q=250 t,t3=8 h,t4=4圖示，l=4 +12 +45 +4h,N=4。其中:t =Q/V;h =Q/V2代人公式N=(V: +V2)/V2 +V,(4s +4)/Q,則有N=[Q/V, +Q/V2 +5s +4]/(Q/V),將得出該設(shè)計(jì)方案的料倉(cāng)卸料流量V2 =84 Vh。上式簡(jiǎn)化得出N=(V; +V2)/V2+V,(ts +1s)/Q分析:料倉(cāng)的卸料流量超過下游氣力輸送系式中,Q-料倉(cāng)設(shè)計(jì)貯料量,t;統(tǒng)的單線輸送能力,根據(jù)市場(chǎng)現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)加料器產(chǎn)V一-料倉(cāng)進(jìn)料流量,Vh;品卸料能力和氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件,原方案V.一料 倉(cāng)卸料流量,Vh;-Q數(shù)量物料在料倉(cāng)內(nèi)停留時(shí)間,h;不能滿足工藝系統(tǒng)要求。為保證該裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn),應(yīng)合理增多料倉(cāng)數(shù)量和增加下游氣力輸送系4,--空料 倉(cāng)處理和待用時(shí)間,h。當(dāng)料倉(cāng)上游裝置生產(chǎn)能力確定后,料倉(cāng)單位統(tǒng)數(shù)量,使單個(gè)料倉(cāng)的卸料流量降至合理的數(shù)值。時(shí)間進(jìn)料量也相應(yīng)確定。為保持上游工藝裝置連參考文獻(xiàn):[1] 張亞丹.儲(chǔ)存容器[ M] .北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009:3 -5。續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求,則需保持料倉(cāng)不間斷受料。為此，[2] 李光正,黃福堂,萬(wàn)麗翎,等.聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)與應(yīng)用[ M].當(dāng)料倉(cāng)1進(jìn)料達(dá)到B點(diǎn)，須有另一料倉(cāng)2啟動(dòng)進(jìn)北京:石油工業(yè)出版社,2006:130-131.料操作。同理在料倉(cāng)2進(jìn)料達(dá)到極限荷載時(shí),必3]中國(guó)煤化工北京:化學(xué)工業(yè)出版社，須有料倉(cāng)3啟動(dòng)進(jìn)料操作,直至料倉(cāng)1完成全部HCNMHG4] (美)懷特等編著,黃漢雄等譯.聚合物混煉技術(shù)與工程設(shè)定的操作程序,具備再啟動(dòng)條件。[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010:181 - 185.綜上分析,公式N=(V + V2)/V2 +V,(1, +.