科學(xué)技術(shù)聚烯烴裝置產(chǎn)品排料閥的特性及長周期運(yùn)行的對策中國石化茂名分公司陳星貫摘要】本文通過分析典型的 nivation X烯烴工藝中PPDS系統(tǒng)的閥門按順序動(dòng)作即當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的聚合物粉料生成的重要性,剖析PDS間所面臨的挑戰(zhàn)和適應(yīng)工藝要求的特點(diǎn),以及一定的量時(shí),控制系統(tǒng)啟動(dòng)PDS系統(tǒng)排料PD閥按邏輯順實(shí)現(xiàn)裝長周期運(yùn)行的對策。序動(dòng)作實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的排放。當(dāng)PDS系統(tǒng)中的任何一個(gè)閥門動(dòng)作不【關(guān)鍵詞】PD閥;長周期運(yùn)行到位或故障,該P(yáng)DS系統(tǒng)將無法正常操作。1、前盲2、PDS闊門面臨的挑戰(zhàn)隨著各種新的工藝技術(shù)開發(fā)和工藝技術(shù)進(jìn)步聚丙烯和聚由于工藝技術(shù)的特點(diǎn)和要求,PDS閥門面臨如下挑戰(zhàn):乙烯等聚烯烴裝置的單套生產(chǎn)能力越來越大,生產(chǎn)企業(yè)之間的l)極高的動(dòng)作頻率和循環(huán)次數(shù)。閥門由PDS控制系統(tǒng)控制競爭也愈來愈激烈生產(chǎn)裝置的長周期運(yùn)行不僅能降低生產(chǎn)成每年動(dòng)作次數(shù)約50萬次,頻繁的動(dòng)作對閥門及所有附件需要極本和提高企業(yè)的市場競爭能力更能保證裝置的安全和穩(wěn)定的高的可靠性生產(chǎn)運(yùn)行。聚丙烯和聚乙烯等聚烯烴裝置在大型匚烯石化企業(yè)2)大量聚合產(chǎn)品顆粒,對閥門密封面的極度磨損。反應(yīng)生中屬于主體裝置,由于其工藝由氣相原料反應(yīng)生產(chǎn)固體聚合物成的粉狀顆粒產(chǎn)品在催化劑的活性下顆粒的硬度大且容易自的過程,要實(shí)現(xiàn)連續(xù)長周期生產(chǎn)的難度也更大,其中影響裝置聚高頻次的動(dòng)作對閥的密封而帶來極度磨損。帶有白聚特性長周期運(yùn)行的主要因素之就是產(chǎn)品排料系統(tǒng)的排料閥是否可的聚乙烯顆粒,停留在閥內(nèi)縫隙內(nèi)會自聚越來越大,影響閥門靠動(dòng)作而最終可能抱死閥門,同時(shí)對氣動(dòng)執(zhí)行器也帶米損害。因國內(nèi)外大量釆用 UNIVATION工藝的聚烯烴裝置,該工藝此,要求閥門在結(jié)構(gòu)上具有自清潔功能,避免卡澀,同時(shí)對顆粒將氣相聚乙烯(或聚丙烯)在流化床反應(yīng)器中,在催化劑作用下工況能酎,確保長周期運(yùn)行下的高性能。反應(yīng)生成粉狀的聚乙烯(或聚丙烯),當(dāng)粉狀的產(chǎn)品在反應(yīng)器床3)苛刻的密封等級。工藝要求閥丫的密封等級越高越好,層堆積一定量時(shí),自動(dòng)控制產(chǎn)品排料系統(tǒng)( Products Discharge特別是硬密封的閥門也要求V級密封。System)即PDS系統(tǒng)排料,所以產(chǎn)品排料閥也稱PDS閥,一般4)高壓差,沖刷嚴(yán)重。PDS閥在排料時(shí),高壓差下帶顆粒反應(yīng)系統(tǒng)配帶二套PDS系統(tǒng),見下圖產(chǎn)品對閥門的沖刷相當(dāng)嚴(yán)重。5適應(yīng)聚合反應(yīng)的溫差變化。特別是生產(chǎn)聚丙烯的裝置在緊急事故情況下,丙烯在高壓時(shí)會形成低溫,要求閥適應(yīng)低溫到-45度。6)閥門開關(guān)時(shí)快速動(dòng)作。要求6”口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,開關(guān)時(shí)間在2.5秒內(nèi)。這樣可以在排料時(shí)減少對流化床反應(yīng)的影響。3、 ARGUS的PDS閥門的技術(shù)特點(diǎn)德國 ARGUS是一個(gè)專業(yè)從事特種耐磨球閥生產(chǎn)的企業(yè)它在1980年開始與 UNIVATION工藝開發(fā)PDS球閥,目前該L藝上絕大多數(shù)裝置均采用它的PDs閥門,其卓越的性能和優(yōu)異的品質(zhì),贏得市場和廣大用廣的認(rèn)同。其主要的技術(shù)特點(diǎn)如下1)特殊球面設(shè)計(jì)AA和GG閥。AA閥和GG閥盡管是手動(dòng)閥,只有在PDS系統(tǒng)需要停車檢修時(shí)才關(guān)斷它們。在閥關(guān)閉時(shí),閥球面與反應(yīng)器的內(nèi)壁面完全配合,不存在任何空隙,這樣可以避免聚合物自聚賭塞或抱死閥門。當(dāng)然,它們的密封等級是零泄漏,避免在線檢修PDS系統(tǒng)時(shí)安全隱患2)全部采用鍛造工藝,使閥在高頻次動(dòng)作下有更好的強(qiáng)度。閥體的材料選用LF2,能夠使用在極端工況下-45度的工藝要求1#PDS系統(tǒng)和2#PDS系統(tǒng)是對稱配置的分別帶有3)采用固定球設(shè)計(jì)。閥球上設(shè)計(jì)軸耳與軸瓦的精密配合,AA、GG、A、B、CD、E.G、H、J、L、M,P(含P1,P,P3)等使閥門在色頻冰動(dòng)作下右好的穩(wěn)定性,特殊閥桿設(shè)計(jì)保證PDS閥,其中PDS閥X和W是兩條PDS系統(tǒng)公用的平衡閥。其中桿高中國煤化工保持長期均勻性特殊AA閥和GG閥為手動(dòng)操作閥,其它閥全部是白動(dòng)控制的氣動(dòng)的閥村CNMHGA-LL標(biāo)球閥。新版的 UNIVATION工藝包強(qiáng)制要求A閥、B閥、D閥、X兒土工藝確保閥內(nèi)腔不留閥和W閥為金屬密封閥,其它PDS閥門可以使用軟密封閥。任何死區(qū)從而導(dǎo)致聚合產(chǎn)品的白聚位于中央控制室的DCs控制系統(tǒng)或獨(dú)立的PLC系統(tǒng)控制5)閥座采用特有專利設(shè)計(jì)的燕尾型刮刀式設(shè)計(jì)使閥在《科技與企業(yè)》雜志2011年第7期1科學(xué)技術(shù)開關(guān)時(shí)將大量聚合物顆粒清除在外而不帶入到密封面內(nèi),從而條線生產(chǎn)低密度聚乙烯,一條線生產(chǎn)高密度聚乙烯,二條生產(chǎn)達(dá)到自清潔的功能線都采用比德國 ARGUS便宜40%的其它品牌的PDS閥。投產(chǎn)不6)軟閥座采用專利技術(shù)的 LY TON材料,它是一種改性的到二個(gè)月,高密度裝置的PDS閥先后出現(xiàn)問題,主要是閥門卡死PEEK材料,具有接近普通金屬的硬度,并且耐磨性好,具有自和泄漏,賭塞PDS系統(tǒng)罐和AA,GG閥管道,每次需要裝置停車潤滑性能,使用壽命長清理。平均每個(gè)月裝置停車二次,運(yùn)行一年以來高密度裝置的7)金屬閥座和閥球的表面硬化處理,采用專利的平均負(fù)荷率僅40%,導(dǎo)致裝置能耗特別高。為了滿足全廠乙烯ARGULOG硬化處理技術(shù),即高溫等離子噴涂和熱熔處理平衡的需要,生產(chǎn)低密度聚乙烯的生產(chǎn)線兒乎不切換牌號,擔(dān)技術(shù),使閥座的表面硬度達(dá)到68HRC,閥球的表面硬度達(dá)到心切換牌號造成PDS閥不適應(yīng)而影響全廠的乙烯平衡。該P(yáng)DS63HRC,硬化層厚度達(dá)到500mm以上,并且硬化層與基材通閥門的國外廠家,先后多次派專家現(xiàn)場修改結(jié)構(gòu),包括采用閥過形成的過渡層并有機(jī)結(jié)合成一體,避免長周期運(yùn)行中的硬化門加N2反吹(增加裝置能耗和成本)和修改閥門結(jié)構(gòu),依然沒層脫層,精密的加工與研磨技術(shù),確保嚴(yán)格的金屬密封等級在有解決問題VI級以上。8)采用扇型氣缸。扇型的氣缸具有輸出扭矩大只有一個(gè)8長周期運(yùn)行的對策移動(dòng)部件、組裝方便、結(jié)構(gòu)緊湊、工作壽命長等優(yōu)點(diǎn),其動(dòng)作次隨著裝置的生產(chǎn)規(guī)模增大,且需要頻繁切換牌號以適應(yīng)市數(shù)能確保四百萬次以上,滿足長周期運(yùn)行的需要。場競爭的需要,因此,對PDS閥門的要求越來越高,新建裝置在PDS閥門的選擇時(shí)需要慎重并做好調(diào)研,選用可靠的品牌。4、PDs闊門的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性如果是早期的工藝裝置,PDS閥門采用的是軟密封和齒條PDS閥門的可靠性對裝置的生產(chǎn)非常重要,不僅關(guān)系到裝齒桿拮構(gòu)的氣缸,由于裝置擴(kuò)能或采用淤漿催化劑或裝置切換置的穩(wěn)定運(yùn)行,還直接關(guān)系到裝置的經(jīng)濟(jì)效益。牌號頻繁,建議將PDS閥門升級為金屬密封,并將氣缸升級為以年產(chǎn)30萬噸的裝置為例,按年運(yùn)行8000小時(shí)計(jì)算,平均扇形氣缸,以適應(yīng)長周期生產(chǎn)的需要。產(chǎn)量37.5噸小時(shí),一般一個(gè)反應(yīng)器配置兩套PDS系統(tǒng),任何一充足的備件。由于PDS閥門的重要性,又屬千特種閥門條PDS系統(tǒng)的閥門泄漏或故障時(shí)需要停該P(yáng)DS系統(tǒng)檢修,此時(shí)般供貨周期長,在日常生產(chǎn)中,一定要有充足的備件。為了減少裝置需要先降負(fù)荷,一般操作降量在40%左右,直接造成裝置減庫存又能滿足生產(chǎn)需要,建議每種尺寸的閥體備用一臺,每種產(chǎn)量為:375噸/小時(shí)*40%,即15噸/小時(shí),同時(shí)閥門的檢修及類型的氣缸備用一個(gè),備用單條PDS線的全部閥門的維修包各PDS產(chǎn)品罐清掃檢修平均按24小時(shí)計(jì)算,產(chǎn)品價(jià)格按1萬元/噸一套。生產(chǎn)中某個(gè)PDS閥門故障,可以先將備用的閥體更換上計(jì)算,因某個(gè)PDS閥門轍障造成裝置直接經(jīng)濟(jì)損失:15噸/小時(shí)盡快恢復(fù)生產(chǎn),將下線的故障閥用備用的維修包將其維修好并24小時(shí)*萬元/噸,約360萬元,這還未包括裝置的能耗損失處于備用狀態(tài),同時(shí)補(bǔ)充消耗的備件。及閥門備件費(fèi)和檢修費(fèi)用。把好維修質(zhì)量關(guān)。在PDS閥門的解體維修時(shí),一定要嚴(yán)格要是二條PDS系統(tǒng)中同時(shí)各出現(xiàn)一個(gè)PDS閥門故障,此時(shí)按照廠家的要求維修,提高維修質(zhì)量。特別注意的是,在閥體與裝置需要注入終止劑,裝置停產(chǎn)的損失更大,對裝置的生產(chǎn)安氣缸的裝配時(shí),一定要將上閥蓋上的對中孔與氣缸支架上的對全的威脅也更大中孔嚴(yán)格對中好,這樣可大幅提高閥門的性能和壽命。根據(jù)上面技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性來評估PDS閥門的價(jià)值;PDS閥每做好維修記錄。每次PDS閥門的檢修,做好記錄,保括維修次故障的直接經(jīng)濟(jì)損失,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過閥門的自身價(jià)值,同時(shí)下線日期,維修內(nèi)容,閥門的狀況。對每臺PDS閥門的運(yùn)行狀況對裝置安穩(wěn)生產(chǎn)帶來重大的影響。做到心中有數(shù)。定期現(xiàn)場巡檢。定期現(xiàn)場巡檢,發(fā)現(xiàn)PDS閥門動(dòng)作時(shí)間明5、國內(nèi)PDs閥門的使用狀況顯延緩,或動(dòng)作出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象,即提前切換出來更換維修國內(nèi)早期引進(jìn)的聚丙烯裝置以環(huán)管反應(yīng)工藝為多,該工藝易損附件定期更換。對于易損的附件,如過濾減壓器,氣控的PDS閥由于動(dòng)作頻次相對不是太高,一般采用相對便宜的先導(dǎo)閥,電磁閥及閥位開關(guān)等,每個(gè)大修周期定期更換。要注柱塞閥。早期引進(jìn)的聚乙烯裝置以 UNIVATION流化床工藝為意的是附件更換最好用回原來的型號,因?yàn)樵陂y設(shè)計(jì)時(shí),氣路多,特別最近幾年,也引進(jìn)了大型聚丙烯 UNIVATION流化床工各附件的CV值都經(jīng)過嚴(yán)格的計(jì)算。藝裝置這些引進(jìn)工藝裝置上基本都采用德國 ARGUS的PDS閥7,PDS閥門的發(fā)展趨勢門,都能滿足連續(xù)運(yùn)行的需要,早期的PDS閥門全部采用的近年市場推出新的聚丙烯和各種聚乙烯工藝技術(shù),其特點(diǎn)LYTON的軟閥座氣動(dòng)執(zhí)行器采用齒條齒桿結(jié)構(gòu)的氣缸。后期反應(yīng)的壓力高,裝置的生產(chǎn)能力越來越大,PDS閥門的動(dòng)作頻引進(jìn)的UNIⅤ ATION:流化床工藝及國內(nèi)開發(fā)的流化床工藝裝次越來越高。國內(nèi)某套 LUMMUS工藝聚丙烯裝置,采用德國置,裝置的規(guī)模也越來越大,產(chǎn)品的牌號也越來越多,如聚乙 ARGUS的PDS閥門每年動(dòng)作的頻次達(dá)到160萬次,由于超高烯裝置產(chǎn)品的密度范圍從低密度到高密度全系列,特別在采用頻*的高速動(dòng)作,其要求遠(yuǎn)高于 UNIVATION工藝技術(shù)的PDS淤漿催化劑時(shí),催化劑活性更大,反應(yīng)生成的聚合物顆粒更容閥,特別是閥蓋及閥桿的密封圈,都要采用特種耐磨的材料,易產(chǎn)生自聚,即白聚能力更強(qiáng),顆粒硬度更大,同時(shí)由于裝置的以避免高速動(dòng)作對閥蓋及桿的磨損,而影響閥門的使用壽命產(chǎn)能大而PDS閥門動(dòng)作吏頻繁,因此對PDS閥門的要求更加苛對于此類PDS閥門強(qiáng)烈建議在裝置大檢修期將PDS閥門的軟刻。新建的裝置大多采用德國 ARGUS的PDS閥門,全部采用金密封進(jìn)行中國煤化工屬密封,同時(shí)氣動(dòng)執(zhí)行器采用扇形氣缸,提高配置以滿足更長隨周期運(yùn)行的需要。滿足工CNMHG跟融發(fā)展以適應(yīng)和1的日常維護(hù)和維修隨著市場的競爭,PDS閥門的市場競爭越來越激烈,在國及管理也要適應(yīng)新的技術(shù)需要從而為裝置安全長周期運(yùn)行提內(nèi)某大型石化企業(yè)引進(jìn)了二條 UNIVATION工藝的生產(chǎn)線,一供保駕護(hù)航。2《科技與企業(yè)》雜志2011年第7期