聚丙烯装置工艺讲义.ppt

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1、PP 装 置 工 艺 讲 解,第一讲,目录,一、主要产品简介二、产品性能指标三、工艺流程简介1、一线聚合（7310、7320）2.粉料卸料及净化（7330）3、膜回收单元（7340）4、粉料输送和料仓（7350）5、挤出单元（7360）6、切粒水分离（7370）7、解析（仅用于饮用水管牌号7380）8、真空脱气、废液（7390）9、载气压缩（7600）10、载气分离塔（7610）11、冷冻单元（7620）,粒料输送（7700）一线粒料掺混仓（7710）二 线粒料掺混仓（7720）包装储存（7750）包装码垛及仓库（7800）蒸汽凝液系统(7910)废水收集系统（7920）火炬系统（7930）、

2、冷却水系统（7940）工业水、脱盐水、饮用水系统（7950）氮气分配（7960）工厂风和仪表风（7970）消防水系统（7980）,主要产品及生产,一、产品方案均聚物：50%（X万吨/年）无规共聚物：20%（X万吨/年）抗冲共聚物：30%（X万吨/年）1线：抗冲共聚物（X万吨/年）和均聚物（X万吨/年）2线：均聚物（X万吨/年）和无规共聚物（X万吨/年）二、各类产品的生产均聚物：一种单体聚合，即丙烯聚合（单台反应器）抗冲共聚物；两种单体聚合（乙烯，丙烯）形成含有橡胶 弹性体的高立体规整性的共聚物（两台串联反应器）无规共聚物：两种单体聚合（乙烯，丙烯）立体规整性较低,产品性能指标,1、等规度:等规

3、聚丙烯在整个聚合物中的含量，是聚丙烯分子结构规整性的的指标。等规度高，结晶度高，树脂拉伸屈服强度高，硬度大，冲击强度尤其是低温冲击强度低。等规度低，产品法粘，流动性差，包装储存时易结块。等规度过低会影响正常生产和操作一般情况下等规度高一些好。,2、熔体速率：即熔融指数，指热塑性树脂在熔体流动速率测定仪上，在一定温度和负荷下熔体10min通过标准口模的重量，以g/min表示。用途不同，要求不同的熔融速率。挤出，注塑：0.5-2；扁丝：1.0-6.0；丙纶纤维：10-20,3、分子量：一般所述分子量为统计的平均分子量，分为，数均分子量，重均分子量，Z均分子量，粘均分子量；用粘度法测得的分子量为粘均

4、分子量，一般来说只测粘均分子量。聚丙烯分子量大小直接影响它的熔体流动速率。4、分子量分布：表示高分子化和物中分子量的分散程度。是重均分子量和数均分子量的比值。5、拉伸力学性能；屈服强度，断裂强度。6、冲击强度：规定尺寸式样在冲击实验机上受到冲击力而使其破坏的最大冲击负荷。7、密度和表观密度：8、硬度：布氏，洛氏，肖氏硬度。,9、热性能指标;a,热变形温度；b,维卡软化点；c,脆化温度。10、其他指标;灰分，钛，氯离子。,第1条线的两台聚合反应器A 和 B(R-310和R-320)是串联操作方式,生产均聚和抗冲产品。生产无规和均聚产品在反应器的停留时间是1-1.5小时，生产抗冲产品时的停留时间是

5、2小时。来自丙烯过滤器F-71101A/B的新鲜丙烯和所需的催化剂、助催化剂、氢气和硅烷一起进料到聚合反应器R-73101中，通过流量来控制进料速率。,1线聚合单元:7310+7320,主要产品及生产,一、产品方案二、各类产品的生产均聚物：一种单体聚合，即丙烯聚合（单台反应器）抗冲共聚物；两种单体聚合（乙烯，丙烯）形成含有橡胶 弹性体的高立体规整性的共聚物（两台串联反应器）无规共聚物：两种单体聚合（乙烯，丙烯）立体规整性较低,主要产品及生产,一、产品方案二、各类产品的生产均聚物：一种单体聚合，即丙烯聚合（单台反应器）抗冲共聚物；两种单体聚合（乙烯，丙烯）形成含有橡胶 弹性体的高立体规整性的共聚

6、物（两台串联反应器）无规共聚物：两种单体聚合（乙烯，丙烯）立体规整性较低,聚合反应热由液态丙烯的蒸发撤走，丙烯的转化率大约是新鲜进料的75%85%，也会随着聚合物形态发生变化。反应器中气相物料通过顶部不断撤走，带走反应热，经过旋风分离器和过滤器后，过滤下来的粉料颗粒又回到反应器，循环气通过冷却，压缩后，冷凝下来的液相由丙烯循环泵循环回反应器，不凝气由循环气压缩机加压送入反应器.粉料通过插底管间歇进入第二反应器第二反应器中仍然有丙烯，乙烯，和氢气进料，异丙醇也从底部加入到循环气中来控制乙烯的转化率和产生的橡胶量。此台反应器不加入催化剂、助催化剂和立体规整剂。,作为串联的聚合反应器B R-320

7、的操作压力大约比第一台聚合反应器 A R-310要低1.0MPa，温度控制在65C85C之间。反应器的冷却气从反应器顶部离开，被循环气过滤器F-320A/B过滤后送到冷却回路首先，循环气在循环气冷却器E-73211中预冷，通过循环气压缩机吸入罐D-321到循环气体压缩单元PU-320。在循环气冷凝器E-73221部分冷凝后，混合相物流被减压到2.5 MPa(表压)。因此液相和气相在循环气分离器D-320分离后都送到反应器中。如果需要保持循环气中的乙烯含量，可将一部分液相驰放至液体排放缓冲罐D-611中。循环气分离器D-320的液位控制在一定液位，也使随后到反应器的循环气体成分保持稳定。反应器的

8、温度通过冷凝的循环气速率来控制。粉料和载气间歇性地从第二台反应器中送到排放仓D-73301。,1线粉料泻放净化单元(7330),粉料从聚合反应器B R-320泄放到排放仓D-73301，在这里粉料与载气分离。随着系统压力的降低吸附在粉料中的丙烯被释放出来。释放气被送到粉料排放仓旋风分离器F-73301中。粉料间歇地送到排放仓。系统的进口阀是关闭的，含有粉料的管线被来自聚合反应器A(R-310)和B(R-320)的循环气加压后送到排放仓。来自旋风分离器的载气经袋式脉冲载气过滤器F-73302过滤后进入到载气冷却器E-76001中。来自过滤器的脉冲式粉料，通过一个类似于进入排放仓旋风分离器的卸料系

9、统送到净化仓D-73311：系统进口阀间歇性地关闭，含有粉料的管线被氮气加压后送到净化仓中。对于特殊的高等级产品的粉料还要送到D-73302中（当等外品卖或焚烧）,来自排放仓D-73301的粉料通过排放仓的料位控制，经排放仓的旋转阀XR-73301AB到净化仓D-73311。在粉料净化仓内，用回收系统回收的氮气使粉料中的丙烯浓度降到很低。仓内有一个低速的搅拌器帮助脱除气体。来自净化仓的废气回到膜回收单元使单体和氮气得到回收。净化后的粉料通过氮气输送系统输送到粉料仓D-73511。输送通过净化仓的料位和旋转阀XR-73311的速率来控制。粉料泻放仓操作压力0.12MPA,净化仓0.05MPA,操

10、作温度60到70度,膜分离单元（7340）,来自于，线的净化仓过滤器的来自第1、2条线的净化仓过滤器F-73311、F-74311AB的废气被送到膜回收单元回收氮气和单体。回收的氮气通过粉料风送系统PU-73501循环回第1、2条线的净化仓D-73311、D-74311AB中。回收的单体被送到载气回收系统的载气分离器D-76101中。,膜分离单元的作用是将吹扫罐顶部出来的气相中的丙烯和氮气进行分离后分别回收。其中的丙烯回收单元PU-73401主要由压缩机、冷却器、冷凝器、气液分离罐、膜分离部分等设备组成。从粉末净化仓D-73311或D-74311AB来的吹扫气首先经过压缩机压缩，并与来自冷剂压

11、缩机C-76201A/B的冷丙烯进行换热冷却后进入气液分离罐进行气液分离，分离出的单体丙烯送到C3分离塔进行单体回收。分离罐顶部的气相经过一个凝聚过滤器之后进入膜系统将其中的液相丙烯从氮气中分离出来。在膜系统中，烃类对膜的渗透性要大于氮气对其渗透性，因此，通过膜系统可以将气流分离成纯氮气和富含丙烯的两部分。分离出的富丙烯气流循环回压缩机入口，分离出的纯氮气送至粉料气力输送系统PU-73501PU-74501，一小部分分离出的含烃气流送至火炬燃烧。整个膜单元可使得对回收丙烯的纯度达到98，回收率90；氮气的纯度达到99.5，回收率60。,线粉料风送和粉料仓（7350）,粉料仓是聚合段和挤出工艺段

12、之间的缓冲仓。第1条线有一个粉料仓D-73511，装有一个粉料循环线。来自净化仓旋转阀XR-73311的粉料进入到粉料仓D-73511。粉料通过粉料仓旋转阀XR-73511送到称重单元XW-73601，再到挤出机。挤出机进料速率取决于粉料仓旋转阀XR-73511的速率。输送用氮气在返回到循环气过滤器F-73501之前，被料仓顶部的脉冲袋式过滤器F-73511过滤。聚合物颗粒回到料仓内。另外，粉料仓含有一个防止粉料“搭桥”的辅助结构。,线挤出单元(7360),在挤出单元，通过粉料仓旋转阀XR-73511进入的聚丙烯粉料在混入添加剂后被熔融挤出再进行脱气和造粒，以达到最终产品的预期性质 挤出机的进

13、料速率是通过粉料称重单元XW-73601来测量的。固体添加剂粉末，滑石粉和粒状添加剂，他们使产品的稳定性和包装性增强，它们的进料都与粉料进料呈一定比例。软化水不断进到挤出机喉部来分解催化剂和助催化剂。如果需要，过氧化物也可以从这点加入。两者进料都与挤出机粉料速率呈一定比例。在第一节机筒中吹入氮气防止空气进入到挤出机。吹入的氮气和在挤出机进料端粉料加压中释放的氮气通过过滤器F-73611排放到大气中。,对挤出机K-73601的初始加热可以通过对机筒的电加热来完成。在正常操作下，挤出机的第一节机筒用冷却水冷却来防止半熔粘性材料的生成。在脱气段下游，这些机筒被雾状的软化水冷却。在挤出机脱气工段，通过

14、深度真空脱除低聚物和氮气。尾气排到挤出机排气口液体分离器D-73611中。液体被收集到挤出机排放气分液罐D-73612中，定期用氮气压送到到相分离器D-73911。如果需要液体添加剂，将在脱气筒下游加入，通过挤出机的进料来控制 融熔态聚丙烯粉料的造粒是在水下造粒机上进行的，热油用来加热挤出机下游工段的模板(螺杆的尾部)。为了控制粒料的流变性能，在挤出机末段安装了一个在线分析仪。粒料与切料水送到预分级筛F-73711。,线粒料水分离（7370）,来自水下切割造粒机Z-73601的粒料在进入到粒料/水分离单元之前被冷却到65C(如果随后要到解吸器，则冷却到105115C)。首先一个滤网将物料与大块

15、料分离。其次，粒料预分离单元的离心干燥器D-73721分离出大部分的水。然后由装有排气风机C-73721的离心干燥机通过吸入空气脱去残存的水分，这样粒料表面的水含量可以降到500ppm。粒料在分级筛F-73731过滤除去过小或者过大的粒料，然后在大约65C风送到掺混仓D-77101A-F。因为聚丙烯产品需要额外的解吸处理，粒料也可以通过解吸器给料旋风分离器F-73801到解吸器中去。这样的话，就要利用平行安置的卸料管道的长度将粒料温度调整到105115C。,开车阶段，当离心干燥器还没有在线操作时，来自水下造粒机的粒料/水通过简单分离后直接回到切粒水箱。原始开车时水箱可以用低压蒸汽来加热。离心干

16、燥器来的水返回到切粒水箱TK-73701。从这儿，水通过板式冷却器E-73701回到水下造粒机Z-73601。通过加入软化水来补偿水的损失。,解吸器（7380）,在解吸器里，粒料要用蒸汽或者氮气来汽提，大概停留三个小时来除去挥发分。然后经颗粒冷却装置PU-73811降温到大约65 C。来自离心干燥器旋转阀XR-73701的粒料在解吸器旋风分离器F-73801中与载气得到了分离。通过两个气锁旋转阀（XR-73801A/B），粒料进到解吸器D-73801，而载气直接排放到大气中。在粒料汽提中使用低压蒸汽。蒸汽在低温过滤器F-73821过滤后，被来自解吸器低压蒸汽减温器Z-73801降温。低温避免了

17、粒料变粘，所以在蒸汽中加入氮气来保持操作温度在蒸汽的露点之上。通过解吸器加热套防止蒸汽在器壁上的冷凝。在容器底部，通过料位控制出口的旋转阀XR-73811，将粒料排至粒料冷却器E-73811。粒料通过旋转阀XR-73821风送至掺混仓D-77101A-F。,解吸器中的气体排到了解吸器脱气系统的解吸器尾气冷却器E-73821。解吸器真空单元PU-73851为解吸器D-73801提供了真空。必需的真空是由水环真空泵C-73851提供的。解吸器中大部分水蒸汽是在压缩机上游的解吸器尾气冷却器E-73821中冷凝后脱除的。冷凝后的蒸汽，主要是水和一些汽提得到的碳氢化合物经重力流到相分离器D-73911。

18、残留的水蒸汽被水环真空泵除去。在D-73851中分离的水经重力流到相分离器D-73911。在背压控制下气体被排入火炬 解吸器单元只在生产饮用水牌号产品时使用(1线),真空脱气，液体废弃物（7390）,为第1、2条线挤出机要配备一个公用的脱气单元，真空由水环真空泵C-73921提供 大部分来自D-73611 和D-74611的尾气中的水蒸汽在挤出机尾气冷却器E-73901中被冷凝下来。冷凝液在重力作用下流到相分离器D-73911。残留的水蒸汽被水环真空泵除去。在罐D-73921中水分从压缩气中释放，在重力作用下流到相分离器中去。尾气在背压阀控制下排入火炬。来自相分离器不含油类的水分通过液位控制进

19、入到废水池Z-79201。油类和低聚物间歇性地送出处理。,载气压缩单元（7600）,第1条线和第2条线分别配有三级载气压缩机C-76001和C-76051。来自载气过滤器F-73302的载气首先在载气冷却器E-76001中冷却，然后经载气压缩单元PU-76001加压后送到载气分离塔T-76101回收丙烯 来自载气过滤器F-74302的载气首先在载气冷却器E-76001中冷却，然后在吸入侧过滤器F-76051中过滤，最后经载气压缩单元PU-76051加压后送到循环气冷凝器E-74101和E-74201。,载气分离（7610）,在载气分离单元，乙烷、乙烯和氢气都从丙烯/丙烷组分中分离出来 来自第1

20、条线压缩单元的载气在载气冷凝器E-76111冷凝后，和来自膜回收单元PU-73401的单体一起到载气分离罐D-76101。从聚合反应器C 和D(R-74101,R-74201)以及D-73201流出的液体一起进料到液体排放缓冲罐D-76111，来自D-76111和 D-76101的液体与D-76101的气体在压力作用下到达载气分离塔T-76101。T-76101是一个装有丙烯分馏塔冷凝器E-76131的低压蒸汽再沸塔。塔内的蒸汽被安装在塔顶的分馏塔冷凝器E-76131部分冷凝，剩余的气体被送往界区外。塔底的产品(丙烯、丙烷和重冷凝物)的一部分被地送往界区外，另外一部分送回到循环气冷却器E-73

21、101,E-74101 和 E-74201的上游。,冷冻单元（7620）,用丙烯作制冷剂的闭合制冷系统为分馏塔冷凝器E-76131和膜回收单元PU-73401.提供冷媒。制冷回路中的物流是通过二级制冷压缩机C-76201来维持的。冷剂冷凝器E-76201将气相丙烯用冷却水冷凝下来。冷凝物被集中到冷剂累积器D-76201。冷剂在压力作用下送到用户端。返回的冷剂通过冷剂K.O罐D-76211，在这里蒸汽将液体加热蒸发,粒料风送（7700）,第1、2条线公用的压缩单元PU-77001为掺混和风送系统提供压缩空气。压缩系统包括五条压缩线，其中两条压缩线包含两台空气压缩机C-77001A/B,C-770

22、51A/B,两条压缩线包含三台空气压缩机C-77011AB/C,C-77061AB/C和单独的吸入侧过滤器F-77001A/B,F-77011A/B,F-77051A/B,F-77061A/B。来自粒料输送/掺混气冷却器E-77001,E-77011AB,E-77051 and E-77061AB的冷凝水经分离器F-77002,F-77012AB,F-77052,F-77062AB和输送气排放过滤器F-77003A/B,F-77013A/BC/D,F-77053A/B and F-77063A/BC/D过滤后，送到各个需要输送/掺混的用户。,掺混仓：XR-77101A-F,XR-77201A-

23、F粒料/水分离：:XR-73701,XR-73821,XR-74701解吸器：XR-73821此外，另外一条压缩线上压缩机C-77021和其独立的过滤器F-77021A/B为粒料/水分离XR-73701提供风送气体。来自粒料输送气冷却器E-77021的水分在分离器F-77022和排出过滤器F-77023A/B脱水后，粒料就会通过解吸器旁路转移到掺混料仓。每一个风送系统都有自己的气体控制单元。,1线粒料风送（7710）,来自粒料/水分离XR-73701或者解吸单元XR-73821的粒料通过风送系统送到掺混仓。六个掺混仓D-77101A-F每个储存量都是750 m3，粒料都被送到淘析器F-7750

24、1AB 和F-77502AB中。同时进行进料、掺混或放料是允许的，但是只同时进行掺混和放料是不允许的。粒料通过掺混仓的再循环使其均化。料仓是按照中部粒料允许流动量和排放点的不同的流速制作的。掺混仓储存料都可以通过料仓循环旋转阀XR-77101A-F送到粒料包装系统风送系统和掺混系统的排放气直接排入大气。如果粒料在料仓内滞留时间较长，一小股气体可用来防止释放出的碳氢化合物聚集。,2线粒料风送（7720）,同1线相同,粒料包装（7750）,来自第1、2条线掺混料仓的粒料风送到包装系统。析器的气体经淘析器旋风分离器F-77503AB处理后排到大气中首先，粒料风送到淘析器F-77501AB 和 F-7

25、7502AB。淘析器所用气体来自装有过滤器F-77511 和 F-77512.淘析器风机C-77501 和C-77502，接着，粒料在重力作用下通过给料器XR-77501AB 和 XR-77502 AB到粒料包装仓D-77501ABCD和随后的六条包装线。,蒸汽/凝液（7910）,界区外来的蒸汽用于公用工程，通过低压蒸汽减温器Z-79101 和 Z-79102减压减温成两个压力等级，(0.25Mpa,0.55Mpa)再分配到各个用户蒸汽主要用户：解吸器D-73801粒料水箱TK-73701粒料水箱TK-74701分离塔再沸器E-76101来自用户的冷凝液收集到凝液罐D-79101。冷凝物在出口

26、冷凝器E-79101中部分冷凝下来，水通过冷凝液泵P-79101A/B液位控制送到界区外。,火炬系统（7930）,许多设备都与向干/湿K.O罐D-79301/D-79302倾斜的干/湿火炬头相连，这两个罐都用低压蒸汽加热，与火炬相连。,其他公用工程,废水收集（7920）：从相分离器D-73911来的废水和雨水都被收集到地下废水池Z-79201中。分离出的废油送往界区外。流出物由废水液下泵P-79201A/B送出界区外。冷却水分配（7940）冷却水供给和返回分配单元包括一个供水总管和回水的总管，还有许多支管到用户端或从用户端返回。软化水、生活水和工业用水（7950）：软化水、生活水和工业用水都通过各自的管路送到用户端。高低压氮气分配（7960）：高压氮气和低压氮气都通过管路配送到用户端。部分低压氮气在氮气过滤器F-79601中被过滤。工厂风和仪表风的分配（7970）：工厂风和仪表风都通过管路配送到用户端。另有PP包装码垛仓库（7800）和消防水系统（7980）,