novolen工藝聚丙烯装置操作要点阐述.doc

Novolen工艺聚丙烯装置操作要点阐述 伍 杰 陶 龙 （中国神华煤制油化工有限公司榆林化工分公司，陕西 榆林） 摘要：在聚丙烯生产工艺中，气相法生产工艺在过去的10年中发展迅速。截止2012年底，包括在建装置的产能在内，全球聚丙烯生产能力中气相法工艺已占到一半以上。Novolen气相法聚丙烯工艺是世界首套气相法聚丙烯工艺，于1967年建成中试装置，1969年首次实现工业化生产。从2008年开始，Novolen聚丙烯工艺进入中国，目前已经建成投产四套装置。这四套装置的首次开车都不是很顺利，在丙烯精制、催化剂制备、聚合反应控制、挤压机操作等环节出现了不同程度的问题。本文通过对这些问题原因的分析和判断，明确了Novolen聚丙烯工艺在以上关键环节的操作要点，对Novolen聚丙烯装置平稳操作具有一定的借鉴意义。 关键字：聚丙烯；气相法聚丙烯；立式搅拌床反应器；挤压机；故障 Abstract: BASF是最早开发气相法聚丙烯生产工艺的公司，1962年就完成了Novolen气相搅拌床技术的开发，1967年在Ludwigshafen建成中试装置，1969年在德国Wesseling建成首套2.5万吨/年的工业化Novolen聚丙烯装置。但是，Novolen工艺在20世纪90年代以前长期使用第二代催化剂，导致其发展缓慢。1990年以后，BASF公司才引进高效催化剂，提高了反应器的生产能力。目前，Novolen聚丙烯工艺主要使用两个系列的催化剂：LYNX系列催化剂来生产均聚物，PTK系列催化剂生产共聚物。 气相法聚丙烯工艺与本体法工艺相比具有投资少，流程短，产品范围宽，适宜生产抗冲共聚物，安全性好，开停车方便，蒸汽消耗低等特点。与其它气相法聚丙烯工艺相比，Novolen工艺除了具备以上气相法工艺的优点之外，还具有自身独特的优势。Novolen提出了多功能反应装置的理念，两个反应器可设计成“并联”或者是“串联”模式。在“并联”模式下可进行均聚和无规共聚产品的生产，在“串联”模式下进行均聚和抗冲共聚产品的生产。我国四套Novolen装置的投产时间和反应器配置情况如表一所示： 表一：国内Novolen工艺聚丙烯装置投产时间及反应器配置表 公司名称 投产时间 反应器 装置产能 备注 宁波台塑 2008年4月 3个 45万吨/年 其中两个反应器串联生产，产能28万吨/年 福建联化 2009年8月 3个 40万吨/年 其中两个反应器串联生产，产能25万吨/年 锦西石化 2009年7月 1个 15万吨/年 单反应器生产，产能15万吨/年 宁煤烯烃 2011年4月 4个 50万吨/年 其中两个反应器串联生产，产能20万吨/年，另两个反应器并联生产，产能30万吨/年 Novolen聚丙烯工艺采用独特的反应器，使用一个共聚反应器就可以生产出与其他工艺两个共聚反应器串联生产乙丙橡胶含量相似的产品。例如：有些抗冲共聚产品乙烯含量高达30％（质量分数），同时这种产品中橡胶相含量可达到50％，无填料的抗冲共聚产品的拉伸模量可从300MPa到2400MPa，产品刚性高柔性好。 1 　典型流程介绍 1.1 丙烯精制系统 丙烯精制技术的工艺设计，取决于原料丙烯的质量。因为各装置的丙烯来源不同，所以其精制工艺的设计也不同。Novolen聚丙烯工艺中常见催化剂毒物对反应活性的影响如表二所示： 表二：常见催化剂毒物对反应活性的影响一览表 催化剂毒物名称 H2O PH3 CO2 CO COS AsH3 催化剂活性下降50％时，丙烯中毒物的含量，ppm wt 25 0.12 12 0.09 0.25 0.12 通常H2O用3A分子筛进行物理吸附；CO使用汽提塔蒸馏除去；COS和CO2用孔径5A的分子筛物理吸附；PH3、AsH3、COS使用铜催化剂进行化学吸附，反应如下所示： 3CuO + 2AsH3 ＝ Cu3As + As + 3H2O 3CuO + 2AsH3 ＝ 3Cu + 2As + 3H2O CuO + COS ＝ CuS + CO2 3CuO + 2PH3 ＝ Cu3P + P + 3H2O 1.2 催化剂制备及注入系统 Novolen聚丙烯工艺使用干粉催化剂，其催化剂技术有两个来源：一种是BASF的LYNX系列催化剂（LYNX是BASF的注册商标）；另一种是Novolen的PTK系列催化剂（PTK和Novolen是Lummus的注册商标）。PTK系列催化剂采用SiO2做载体，LYNX催化剂采用MgCl2做载体，两种催化剂的对比见表三。 表三：PTK催化剂和LYNX催化剂的比较表 催化剂 粒径分布 氯含量 活性 价格 PTK催化剂 聚合物粒径分布宽 30～35％ 活性较低 价格较低 LYNX催化剂 聚合物粒径分布窄 约70％ 活性