浅谈Unipol聚丙烯反应器催化剂活性波动的原因及处理方法.docx

2011 年 第 9 期第 38 卷 总第 221 期广东化工/· 241 ·浅谈Unipol 聚丙烯反应器催化剂活性波动的原因及处理方法赵建保(神华包头煤化工分公司 烯烃中心，内蒙古 包头 014010)Discussion about the Method How to Respond to Catalyst Fluctuationin Unipol pp ReactorZhao Jianbao(Shenhua Baotou Coal Chemical Company, Baotou 014010, China)Abstract: The paper described the factors influencing productivity of catalyst, on the basis of practical experience and theoretical analysis, and how to find the reason in time and take correct action to resume the productivity when catalyst was fluctuated.Keywords: catalyst productivity；poison；fluctuation；feedstock；reactionUnipol 聚丙烯工艺采用高效催化剂体系，主催化剂为高效载 体催化剂，经助催化剂三乙基铝活化后，形成活性中心，引发反应。但毒物能占据活性中心，使催化剂失活[1]，另外反应器流化 不好也能引起催化剂活性波动。本文根据实际生产情况，阐述了 催化剂活性波动的原因，及催化剂活性波动后如何通过工艺手段 找出原因进而使催化剂恢复活性。1 催化剂活性波动的原因1.1 毒物为重力而脱落，在撞击下会破碎，包裹在其里面的催化剂在短时间释放出来，会剧烈反应，造成催化剂活性突然升高，表现是床温及壁温突升，反应频繁波动。2 存在的问题笔者所在的装置多次出现活性波动，但都可以归结为毒物影响和反应器流化不好。2.1 毒物问题 根据实际生产情况，当原料中毒物过多时，催化剂会立即失活，毒物的多少直接影响催化剂失活的严重程度，若毒物过多可 导致催化剂完全失活。笔者所在的装置发生过催化剂活性由正常 的 28 t 聚丙烯/kg 催化剂降至 16 t 聚丙烯/kg 催化剂的事故。为保 障生产，紧急的处理方法是加大催化剂进料，来维持负荷稳定， 下图是在故障状态下，装置负荷 35 t/h 时，催化剂活性与催化剂 进料量关系如图 1 所示。因为反应原料中可能携带催化剂毒物：氧气、一氧化碳、二氧化碳等。这些毒物一旦进入反应器就会使催化剂失活[2]。催化剂失活能造成装置负荷下降，细粉含量升高，静电含量上升，造成反应波动。严重时，会使反应器产生片料挂壁料等，造成分布板压差过高、流化密度变大、出料系统(PDS)堵塞，直至装置停车。 因此，Unipol 聚丙烯工艺要求对原料进行精制，精制后的指标要求见表 1。该标准是基于催化剂失活 10 %时所对应的指标， 该指标也是反应器中允许毒物存在的最大指标。18表 1 单体进料精制标准Tab.1 The purified standard for feed161412 组分 正常含量/上限 组分 正常含量/上限 一氧化碳二氧化碳 甲醇 乙醇水 氧 乙炔 丙炔丙二烯 丁烯 丁二烯 乙醛＜0.1/1＜0.1/2＜0.1/0.1＜0.1/0.1＜0.1/0.10.2/10.1/20.1/20.1/20.1/20.1/2＜0.1/0.1甲基叔丁基醚甲基乙基酮 氯化物 丙酮甲基异丁基酮 丁酮硫醇(CH3S)2H2S COS磷氨 醚＜0.1/1＜0.1/1＜0.1/1＜0.1/1＜0.1/1＜0.1/10.1/0.30.1/0.30.1/0.30.1/0.3＜0.1/1＜0.1/0.1＜0.1/0 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28催化剂进料量图 1 催化剂活性与进料量关系Fig.1 The relationship between catalyst activity and fluxes由此可见，催化剂活性下降时会导致催化剂的单耗显著增加。这样短时间尚可维持反应，但若时间过长，就会导致床温波动、流化密度偏离、细粉增多、粉料堆积密度变小、PDS 装填效率下 降、丙烯分压下降、冷凝量增加等波动，进而导致反应器结片料等事故。 因此要尽快的找到毒物的来源，以便有针对性的解决问题。当然，最直接的方法是通过在线色谱分析和便携式分析仪分析各1.2 反应器流化 反应器流化不好主要是由于反应器内有大量的块料或片料。若片料及块料生长在