1、双环管聚丙烯细粉产生的原因与控制摘 要：详细阐述双环管工艺聚丙烯装置生产中细粉产生的原因及其对装置运行造成的危害，同时对如何控制细粉的产生提出了可行性建议，对双环管聚丙烯装置的操作优化及工艺改进具有一定的参考意义。 关键词：双环管 聚丙烯 细粉 原因 危害 控制 中国石油呼和浩特石化公司 15 万吨/年聚丙烯装置采用 SEPHERIPOL二代环管工艺。其生产过程包括催化剂及助催化剂储存与制备、聚合、聚合物脱气、聚合物汽蒸及干燥、原料精制、挤压造粒、成品包装等工序。从国内外同类装置的生产状况分析，聚合物细粉的产生是双环管装置普遍存在的共性问题。不同的装置或同套装置在不同的条件下产生细粉的原因也不
2、尽相同，但是不论什么原因，聚合物细粉都会对装置的长周期稳定运行带来不利的影响。 一、细粉产生的原因 1.催化剂粒径分布不均匀 中国石油呼和浩特石化公司 15 万吨/年聚丙烯装置采用 CS-2B 型球形催化剂，属于第四代高效催化剂，其质量性能指标见表 1。催化剂形态呈比较规整的球形颗粒并有一定的粒径分布。 表 1 催化剂质量性能指标 聚丙烯粉料的形成过程可以认为是催化剂颗粒的复制和放大过程。在聚合反应过程中，催化剂的颗粒形态并没有大的改变，即球形催化剂复制生成球形颗粒产品，粉状催化剂复制生成细粉产品因此。当催化剂本身的细粉含量较多时，其生产出来的聚丙烯粉料中细粉含量也会较多。2.丙烯原料的影响
3、原料丙烯中的杂质如水、砷、一氧化碳等都会使聚丙烯催化剂中毒，当这些杂质含量过高后会导致聚丙烯收率低，产品粒径分布向粒度较小区域偏移，细粉含量增加。 3.工艺控制条件 双环管工艺中催化剂首先与助催化剂在预接触罐相接触后进入预聚合反应器。如果在预接触罐停留时间不稳定，会导致催化剂与助催化剂不能完全接触，部分催化剂不能被活化或部分催化剂过分活化，从而进入预聚合反应器后催化剂活性无法达到最佳。 在预聚合反应器中如果催化剂活性过低预聚合程度不足，催化剂表面聚丙烯薄膜厚度不足则起不到对催化剂的保护作用，当催化剂进入第一环管反应器后容易在高温情况下发生剧烈反应而崩碎产生大量细粉；如果催化剂活性过高预聚合程度
4、过高，催化剂表面包裹的聚丙烯薄膜厚度过大，则会在催化剂进入第一环管反应器后由于聚合反应产生的大量反应热无法及时撤出导致内应力破坏催化剂粒形，产生细粉。 4.大闪线入口未添加失活剂 大闪线入口没有加入失活剂或加入量不足，易造成聚合反应活性中心后移 在环管中未反应完全的活性中心在大闪蒸线中继续反应。由于大闪线内部压力较低，在这种条件下易生成小分子聚合物，再加上大闪蒸线中丙烯闪蒸汽化造成颗粒破碎而生成细粉大环管反应器与闪蒸系统的压差越大，破碎越多，细粉也就越多。 二、细粉的危害 1.细粉对聚合反应系统及丙烯进料系统的影响 系统回收丙烯中会夹带一定量的细粉，这些细粉会粘附在反应系统的换热器 E201、
5、E203、E302 中，导致换热器效率下降。对预聚合反应器的进料丙烯温度及环管系统以及丙烯缓冲罐的压力控制都会造成影响。 2.细粉对丙烯回收系统的影响 细粉进入高压回收洗涤塔 T301 后会在 T301 塔底再沸器 E303 处沉积，虽然小闪线可以拍出一定量的细粉，但是在 E303 列管部分还是有大量细粉粘附，导致 E303 换热效果变差，对 T301 的液位控制造成一定影响。如果细粉量很大，则会在 T301 的塔底下料阀处堆积堵塞，严重的会堵塞小闪线。 细粉进入低压回收系统后，会堵塞低压脱气过滤器 F301，过滤器F302、F303 的滤袋和滤网，如果细粉进入丙烯循环压缩机 PK301 则会
6、对压缩机活塞和缸体造成损坏影响压缩机的运行。 3.细粉对汽蒸干燥系统的影响 如果系统细粉过多，同时汽蒸罐 D501 和干燥罐 D502 的料位控制不稳定，则会导致细粉随蒸汽、氮气进入洗涤塔 T501、T502。随着时间的累积洗涤塔回流泵入口过滤器会有大量细粉堵塞，对机泵运行造成不利影响。同时细粉随干燥氮气流动，会附着在翅片换热器 E503 的翅片上，导致换热器换热能力下降，使聚丙烯粉料干燥效果下降。 4.细粉对风送及挤压造粒系统的影响 细粉进入风送系统中会使粉料风送系统的换热器 E801、E802 的换热效果下降，同时细粉附着在 D801 和 D802 的音叉料位计时会发生误报，影响正常操作，
7、甚至会引发联锁。大量细粉进入造粒系统会对其真空抽吸系统造成不利影响，使抽吸系统的滤袋频繁堵塞，细粉收集处会收集到大量细粉，对正常操作造成不利影响。 三、减少细粉产生的控制方法 1.催化剂的选择 催化剂的粒径分布载体强度及催化活性对丙烯聚合的反应速率产率及产品颗粒的粒径分布都有明显的影响，因此，应选择具有一定机械强度且粒径分布均匀的催化剂，才能减少因催化剂颗粒形态造成聚合产物粒径分布过宽的几率。这样在反应中，催化剂活性可得到均匀释放，有利于防止反应速率的不均衡导致的聚合物颗粒破碎，从而降低细粉含量。2.保证丙烯原料的稳定性 加强对原料丙烯工艺指标的监控，严格保证丙精制单元各塔正常操作和及时再生，
8、有效去除丙烯中的有害杂质，避免引起产品质量波动。 3.优化工艺操作 对预接触罐 D201 和预聚合反应器 R200 的温度控制要保证稳定，不能产生大幅度波动，防止催化剂在反应初期的崩碎。同时稳定环管反应器和高压丙烯回收系统的压力，防止前后系统压差波动过大，使反应活性后移产生大量细粉。 参考文献 1张杰 环管聚丙烯装置生产中细粉产生的原因及对策. 河南化工，1003-3467（2012）01-0051-04. 2刘义、陈旭、吴东等.聚丙烯环管工艺细粉长生原因与控制.石化技术与应用.1009-0045（2012）06-0534-03. 3洪定一.聚丙烯原理、工艺与技术.北京：中国石化出版社，2002：21-45.
