60化工管理2013年第6期UNIPOL聚烯烴PDS系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化及改造蔣志魁(中國(guó)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(fù)荷運(yùn)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(yùn)行效率和負(fù)荷的關(guān)鍵因素,并對(duì)這些影響因素進(jìn)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(yùn)行效率和負(fù)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)化一、概述.高負(fù)荷運(yùn)行下的聚烯烴反應(yīng)器通常在冷凝態(tài)下運(yùn)行，即隨UNPOL聚乙烯工藝在國(guó)內(nèi)氣相法聚乙烯工藝中占據(jù)主導(dǎo)著反應(yīng)器的運(yùn)行負(fù)荷升高，進(jìn)人反應(yīng)器底部的循環(huán)氣溫度會(huì)越地位，目前,國(guó)內(nèi)許多聚烯烴廠家也在逐漸采用UNIPOL聚丙烯來越低，某--程度下，循環(huán)氣溫度會(huì)低于循環(huán)氣本身的露點(diǎn)溫工藝,該類型工藝技術(shù)具有轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備少、流程短、投資少、易操作度,從而使進(jìn)人反應(yīng)器的循環(huán)氣內(nèi)產(chǎn)生小液滴,反應(yīng)器的負(fù)荷越和產(chǎn)率高等特點(diǎn)，具有很高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，國(guó)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(fù)荷運(yùn)行情況下,冷凝UNIPOL聚乙烯和UNIPOL聚丙烯的市場(chǎng)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(jìn)入場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也必將隨著裝置的增多而愈加的劇烈，對(duì)于已經(jīng)投產(chǎn)了深度冷凝狀態(tài),在深冷狀態(tài)時(shí),反應(yīng)器的出料同時(shí)會(huì)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(yùn)行負(fù)荷是提液相進(jìn)人到 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(jìng)爭(zhēng)力的最為有效的手段,通常對(duì)于聚烯烴裝置來說,聚也 會(huì)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(fù)荷可以提高至110%~115%,例如一-套生壓的時(shí)間增加,甚至?xí)?dǎo)致PDS超壓停運(yùn)。PDS的運(yùn)行效率就會(huì)產(chǎn)負(fù)荷37.5t/h的聚烯烴裝置,其負(fù)荷可以提高至42th-44t/h,造下降,影響其出料負(fù)荷。反應(yīng)器的冷凝量不是一個(gè)直接可以控制粒工段擠壓機(jī)的負(fù)荷一般也在聚合工段負(fù)荷的120%左右(45u/的 參數(shù),通常的影響因素有反應(yīng)器負(fù)荷、反應(yīng)溫度.循環(huán)氣量、反h- 481/h),那么產(chǎn)品出料系統(tǒng)的效率和負(fù)荷變成了制約裝置負(fù)荷應(yīng)器 人口溫度、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(fù)荷的提高,冷凝量會(huì)隨之升高,-般調(diào)整冷凝量的最簡(jiǎn)單方法是略微提高床層溫度來保證冷凝量維持在二、UNIPOL聚烯烴PDS系統(tǒng)簡(jiǎn)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(jī)提供氣體循環(huán)的動(dòng)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HEN2化劑相接觸,按照聚合反應(yīng)機(jī)理,在催化劑表面形成聚烯烴長(zhǎng)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⊥甲日L搬臺(tái)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)間歇出料來維持,從而維持床層重量穩(wěn)定,負(fù)Ba-荷穩(wěn)定。通常每個(gè)反應(yīng)器對(duì)應(yīng)2套PDS系統(tǒng),對(duì)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(gè)產(chǎn)品罐(PC),1個(gè)產(chǎn)品吹出罐(PBT),12個(gè)自動(dòng)控制閥WPL和2個(gè)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7-0D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(jìn)人反應(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(yùn)行時(shí),PC和PBT罐中的氣體排放至產(chǎn)品受槽，兩套PDS交叉運(yùn)行時(shí),PC和PBT氣體先通過“W"和“X”交叉閥門互為升降壓,少量的氣體排放至接收倉。兩套PDS交叉運(yùn)行效率降低,但氣體排出量較少,有利于降低產(chǎn)品單耗。.三、PDS系統(tǒng)的負(fù)荷影響因素及優(yōu)化改造方案技術(shù)創(chuàng)新管理61一個(gè)合適范圍內(nèi),從而保證PDS系統(tǒng)的出料效率及負(fù)荷。W閥和X閥設(shè)定時(shí)間的唯一標(biāo)準(zhǔn)。2、粉料性質(zhì)的影響和優(yōu)化3.D閥的時(shí)間優(yōu)化，在-.定的B閥接料時(shí)間下,D閥的時(shí)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(huì)變化太大,PC罐的核料位低低報(bào)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(diǎn),通常PDS閥門會(huì)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(dòng)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(jìn)口催化劑時(shí)生產(chǎn)出來的均聚產(chǎn)品堆積密制每 年動(dòng)作次數(shù)約50萬次,頻繁的動(dòng)作對(duì)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(shí)間和極高的可靠性。2.大量聚合產(chǎn)品顆粒，對(duì)閥門密封面的極度磨損。循環(huán)時(shí)間內(nèi)，隨著粉料堆積密度的增大,PDS出料效率會(huì)增加。3.高 壓差,對(duì)閥門的沖刷嚴(yán)重。4.閥門開關(guān)時(shí)快速動(dòng)作。要求6"口目前，國(guó)產(chǎn)聚烯烴催化劑技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,其催化劑顆粒規(guī)則徑及以下的閥門,開關(guān)時(shí)間在1.5秒內(nèi),6"口徑以上的閥門,開關(guān).性要優(yōu)于進(jìn)口催化劑，如國(guó)內(nèi)某些廠家生產(chǎn)的催化劑粒型較為時(shí)間在2.5秒內(nèi)。這樣可以在排料時(shí)減少對(duì)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(dá)到0.34-0.38g/ml,PDS[1]針對(duì)閥門的這些特點(diǎn),PDS閥門極易出現(xiàn)故障,閥門的壽命嚴(yán)的出料效率可以提高5%左右。重影響PDS系統(tǒng)的效率和負(fù)荷。因此PDS系統(tǒng)對(duì)閥門的要求極3、PDS運(yùn)行方式及閥門設(shè)定時(shí)間的優(yōu)化為嚴(yán)格。目前,世界上生產(chǎn)該種閥門的廠家有德國(guó)的ARGUS公PDS系統(tǒng)的運(yùn)行方式包括兩種，第一種運(yùn)行方式為每套司 、美國(guó)的Neles-Jamesbury 公司以及日本的KTM公司,其中德PDS獨(dú)立運(yùn)行,也叫交替運(yùn)行模式,即不投用兩套PDS系統(tǒng)之間國(guó)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(guó)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:JP閥組)來泄壓或升壓至聯(lián)鎖滿足壓力，該運(yùn)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(zhǎng)的升壓或降壓時(shí)間，第二種運(yùn)行方式AMetalmetal為兩套PDS交叉運(yùn)行,該運(yùn)行方式下,需將交叉閥門W和X投Soft至“AUT0"模式下,兩套PDS的PC罐和PBT罐可以在運(yùn)行過程Met:中互為升降壓,此種方式略微降低了PDS的運(yùn)行效率,但可以大大降低反應(yīng)器的氣體排出量。EPDS閥門的設(shè)定時(shí)間是PDS系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)，也是影響CPDS出料效率的關(guān)鍵參數(shù)之--,需要設(shè)定時(shí)間的閥門包括:控制;GPC罐接料時(shí)間的B閥,PC罐之間的氣相平衡閥W閥,PC出料Hoft_Soft至PBT的閥門D閥, PBT罐之間的氣相平衡閥X閥，下表是某套年產(chǎn)30萬噸聚丙烯裝置典型的閥門設(shè)定時(shí)間:閥門用途典型的設(shè)定時(shí)間_MetalB|PC罐接料反應(yīng)器樹脂閥門42sPC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PC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(shí)間多數(shù)不適合實(shí)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(shí),一定要對(duì)閥門進(jìn)行檢修,來保松的時(shí)間設(shè)定可以滿足PDS系統(tǒng)的基本運(yùn)轉(zhuǎn)，卻大大降低了證閥門的 正常運(yùn)行,保證PDS系統(tǒng)的效率和負(fù)荷穩(wěn)定。PDS系統(tǒng)的效率和負(fù)荷。尤其是隨著PDS系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,閥5、PDS 系統(tǒng)的改造及運(yùn)行周期的優(yōu)化門內(nèi)漏情況會(huì)逐步增加,PDS系統(tǒng)的效率和負(fù)荷很難滿足裝置PDS的運(yùn)行周期包括PDS工作時(shí)間和等待時(shí)間,PDS系統(tǒng)正常負(fù)荷下的運(yùn)行。在反應(yīng)器工況或PDS系統(tǒng)工況發(fā)生變化時(shí)，的 等待時(shí)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(duì)PDS系統(tǒng)的閥門設(shè)定時(shí)間進(jìn)行重新的優(yōu)化來保證PDS降低PDS的工作時(shí)間是提高PDS運(yùn)行效率和負(fù)荷的關(guān)鍵點(diǎn),通系統(tǒng)的效率和負(fù)荷穩(wěn)定，過以下PDS系統(tǒng)的改造來有效的降低PDS工作時(shí)間，提高PDS1B閥的時(shí)間優(yōu)化,在PDS系統(tǒng)首次裝填時(shí),可以通過現(xiàn)場(chǎng)效 率和負(fù)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(dá)到1.增大輸送協(xié)助氣的流量,減少粉料輸送時(shí)間。增加瞬時(shí)輸裝填體積的95%~100%為最佳。送氣的流量至原來的2倍，提高輸送粉料樹脂至下游設(shè)備的流2.W閥.X閥的時(shí)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(yàn)水平井的產(chǎn)注量與地層系數(shù)的關(guān)系圖今年在M120-6-P3井實(shí)施尿素助排實(shí)驗(yàn),從分析結(jié)果來看,該井流動(dòng)系數(shù)低,儲(chǔ)層物性相對(duì)較差導(dǎo)致該井油氣比和回采水率1500偏低?！霎a(chǎn)油量(0)50四、存在問題和下步工作方向.10000200000 30000 4000 50001、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17000x10- 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2009年起先后在面120區(qū)沙采排水期延長(zhǎng)。四段水平井中開展以下4種熱采輔助工藝:進(jìn)入高輪次吞吐階段后,地層壓力恢復(fù)需要時(shí)間變長(zhǎng)。1、預(yù)充填+環(huán)空逆向充填防砂工藝試驗(yàn)下步建議:對(duì)多輪次熱采井適當(dāng)延長(zhǎng)生產(chǎn)周期,可采用尿素針對(duì)面120區(qū)沙四段薄互層稠油油藏地層物性相對(duì)較差助排工藝,盡可能多的采出存水，減輕對(duì)下輪熱采的影響,逐輪的水平井,在防砂的同時(shí),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(yàn)。結(jié)果表明，該工藝改善熱采效果不明顯,分析原因認(rèn)為:沙五、結(jié)論四.段原油粘度高、滲透率低、流動(dòng)性差,以改造儲(chǔ)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- -定經(jīng)驗(yàn)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)仍存在一一定的問題:繼續(xù)進(jìn)行二次調(diào)整,建議2、開展CO2輔助蒸汽吞吐試驗(yàn)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(shí)改.由于今年CO2輔助蒸汽吞吐工藝選井均處于儲(chǔ)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(qiáng)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(shí),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(kuò)大選井范圍,繼續(xù)開展試驗(yàn)。(上接第61頁)量,減少輸送時(shí)間。國(guó)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(hào)的聚2.減少輸送管線的彎頭數(shù)量,加快粉料輸送。三個(gè)彎頭足夠烯烴產(chǎn)品來及時(shí)適應(yīng)市場(chǎng)的需求，這些都要求裝置穩(wěn)定高負(fù)荷滿足粉料輸:送線的布置,-一個(gè)彎頭布置在PBT罐下方,-一個(gè)彎頭運(yùn)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(fù)連接輸送管線至產(chǎn)品接受倉框架,一個(gè)彎頭進(jìn) 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(duì)PDS系統(tǒng)的影響;改門(W.X),減少交叉升降壓時(shí)間。將交叉管線的限流孔板取消，進(jìn)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(yùn)行設(shè)定在進(jìn)行交叉升降壓操作時(shí),交叉閥W、X初始開度15-20%，方式， 根據(jù)生產(chǎn)工況及時(shí)的優(yōu)化PDS閥門時(shí)間;選擇長(zhǎng)壽命的并維持幾秒鐘的時(shí)間,之后以一定的斜率全開至100%。預(yù)計(jì)PCPDS閥門,并制定合理的維護(hù)和檢修措施來延長(zhǎng)閥門的壽命;對(duì)罐壓力平衡時(shí),W閥的設(shè)定時(shí)間可以降至15秒左右,PBT罐壓PDS系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?減少PDS的運(yùn)行周期,有效的提高催力平衡時(shí),x的設(shè)定時(shí)間可以降至10 秒左右。化劑的效率和負(fù)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(yùn)行周期可以減少30~的效率和負(fù)荷提高至130%,來確保裝置的穩(wěn)定高負(fù)荷運(yùn)行。40秒,PDS的效率和負(fù)荷可以提高20%左右。參考文獻(xiàn):[1] 陳星賞.聚烯烴裝置產(chǎn)品排料閥的特性及長(zhǎng)周期運(yùn)行的.四、結(jié)論對(duì)策[].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(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)作者簡(jiǎn)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(fù)荷也隨之而擴(kuò)大，從原來的不足10事 聚丙烯裝置、MTBE/T烯-1裝置及2- PH裝置生產(chǎn)管理工作。萬噸/年,到現(xiàn)在國(guó)內(nèi)單套最大負(fù)荷裝置已達(dá)45萬噸/年,催化劑