气相聚丙烯装置工艺介绍

气相聚丙烯生产工艺优化

对聚丙烯生产工艺进行研究，以达到化工生产节能降耗的技术要求，生产出合格的聚丙烯产品，满足石油化工市场的需求。对小同的聚丙烯生产工艺进行分析对比，优化设计气相聚丙烯生产工艺，使聚丙烯产品的效率达到最大化，满足化工市场的需求。

1、聚丙烯生产现状分析

经过一定时期的聚丙烯生产，形成了溶剂法、液相法、气相法等工艺技术，大型的聚丙烯生产以气相法为主，形成了规模生产的态势。并实现了气相法生产的多元化发展，Unipol工艺得到广泛的应用，由于其流程简单，操作维护方便，安全稳定性高，得到石化生产现场的认可，具有非常广阔的发展前景。气相聚丙烯生产工艺可以分为气相搅拌工艺和气相流化床工艺两大类。每种气相聚丙烯生产工艺均有自身的特点，通过对气相聚丙烯生产工艺的优化，优选适合化工生产企业特点的气相聚丙烯生产工艺，满足聚丙烯生产的技术要求，搅拌工艺的代表是Novolen和Innovene工艺。 2、气相聚丙烯生产工艺技术优化

通过对各种气相聚丙烯生产工艺进行对比分析，突出气相生产工艺的优越性，分析每种生产工艺技术的特点，合理优化气相聚丙烯生产装置运行参数，确定连续生产的能量消耗指标，优选能耗低，生产效率高的工艺技术，达到石油化工生产节能降耗的技术要求。充分考虑技术的经济性，发挥气相生产工艺的技术优势，降低设备的维修费用，提高设备运行的效率，降低故障的发生率，达到设计的生产能力。并得到需要的共聚物等要求，生产出合格的聚丙烯产品。

2.1Unipol气相聚丙烯工艺

Unipol生产工艺，应用流化床反应器，具有非常突出的特点，是我国市场加工聚丙烯的首选工艺技术。该工艺技术的生产能力高，可以形成规模化生产的模式，满足化工市场的需求。气相聚丙烯生产装置简单，全部生产工艺流程可控性强。能够配合超冷凝态操作，方便移走反应热，实现流化床反应器在容积小增加的情况下，提高生产能力。只用一台流化床反应器就能够得到均聚物和无规共聚物多种产品，通过调整设备的操作条件，形成稳定的产品系列，满足聚丙烯生产的技术要求。由于生产装置的潜力大，成本低，深受聚丙烯生产厂家的青睐，具有推广使用的价值。

有关８４０Ｄ五轴　张艳微　联动加工中心的优化分析　李杨（中捷机黼限公司）　

摘要：五轴联动加工中心是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复　杂曲的机床。五轴联动数控机床系统是解决船用螺旋桨、叶轮、重型发电机转　子、汽轮机转子、叶片、大型柴油机曲轴等；￣０　ｑ－的唯一手段。文章重点针对五　轴联动／ｊＤＴ中心的优化进行了分析和探讨。　关键词：五轴联动加工中心轴承优化　ＴＣｌ＜ｚ一１６Ｓ系列机床是瑞士走心式高速精密数控车床，属于电　脑加工中心类型的机床。该五轴联动加工中心增加了可摆动的动力　刀具组件，因此机床具有可完成零件侧面、正面、斜向钻孔及铣削等　功能，并具有“Ｘ…Ｙ　Ｚ　Ｃ、Ｂ”五轴联动控制加工能力。该系列数控车　床适合加工要求较为复杂的车、铣复合加工的零件的大批量、多品　种、高精度的／ＪｎＴ任务ｏ　１五轴联动加工中心概述　五轴联动加工中心的刀具排布采用两轴控制排式刀架排布的结　构，结构简单、换刀快捷、可靠性极高。加工中心具有超长行程的Ｚ　轴，行程可达２３０ｍｍ。因此机床在加工较长零件时，和同类数控车　床相比，可以明显减少送料次数，提高／Ｊ０Ｔ效率。对于许多长度在　１８０—２３０ｍｍ的零件，可以一次送料完成零件全长度的加工。五轴联　动加工中心配有高速精密同步导套，因此可以完成对钢件、不锈钢件　的大批量精密加工以实现高品位零件的高速切削。数控加工中心配　备三轴钻孔加工功能，可以完成零件轴端的钻孔及攻丝的加工。并且　针对客户的零件，五轴联动加工中心配备安装有各类钻铣动力刀具、　或者旋风刀具的摆动动力刀具模块，因此动力刀具可以在０—９０度　范围内摆动，以完成各种轴件的多方向精密钻、铣加工功能。加工中　心的送料部分可以配备自动送料器，接料部分可安装短件接料器及　长件接料器，以实现一人操作、看护多台机床的“一人多机”加工模　式，为工厂节省人力资源。还可以配备自动排屑器等多种附加设施并　组成柔性加工生产线，以完成自动化加工。此类加工中心床最适合加　工用于航空、航天、军工、汽车、摩托车、通讯、制冷、光学、家电、微特　电子、电子、钟表等行业的各种高精度、多批量、外形复杂的轴类零件　的精密复合加工。　２五轴联动加工中心改造方案　因为ＴＣＫＺ一１６Ｓ系列机床全部属于全进口的设备，故制定了如　下的总体优化方案：对原有机械部分主轴系统的轴承支撑系统进行　了动态优化设计，提出了双排轴承的设计方案，并对选用当前我国市　场上最为常见的ＳＩＥＭＥＮＳ　８４０Ｄ对原有的ＢＯＳＨ　Ｍｉｃｒｏ８数控系　统进行替代；原有的可控硅直流调速的系统采用了配套的　ＳＩＥＭＥＮＳ　６１１Ｄ数字交流伺服系统进行替代；原有直流的电机选　用当前流行的ＳＩＥＭＥＮＳ伺服电机与交流主轴进行替代；利用１ＦＴ６　的全数字交流伺服电机对刀库旋转进行驱动，从而实现了半闭环控　制：选用德国ＨＥＩＤＥＮＨＡＩＮ的ＲＯＮ２８５圆光栅与ＬＢ３８２Ｃ型直线　光栅对所有的轴检测装置进行分别的替换。　３改造中的重点事项　３．１主轴系统的轴承支撑改进设计　采用双排轴承结构后，计算主轴系统的前６阶固有频率如图所　示：　兰　曼　曼　原频率（ＨＺ）　６５．９６２　６６．７５５　２３２．５８　２４６．８１　３８０．５５　４０５．０９　现频率（ＨＺ）　７０．２３９　７１．３３８　２４６．３８　２５７．５８　４０５．９７　４２８．８８　与原结构进行比较，我们可以看出第一阶固有频率提高　６．４８％，第二阶段提高６．８７％，以后的各阶固有频率都有不同程度　的提高。说明采用双轴承结构对提高系统的刚度，特别是提高低阶段　固有频率有明显的作用。　３．２自动换刀动作的ＰＬＣ编程设计　此次改造使用的是西门子公司的Ｓ７—３００　ＰＬＣ模块。在ＰＬＣ　程序设计中，自动换刀编程是重要的外围动作设计任务。该加工中心　的刀具交换装置采用可双向旋转的盘式刀库，通过单臂双爪的机械　手用１６个步骤将刀库中的刀具装到主轴上，每个动作我们都用Ｍ　代码进行设定。为防止某个动作不到位，在编程过程中加入了到位信　号互锁。另外，主轴换档、坐标运动、紧急停止、冷却液开关、转台夹　紧、松开等其它动作的ＰＬＣ编程设计跟一般卧式加工中心的类似，　在此不再介绍。　３．３光栅的安装　光栅是数控系统构成全闭环控制的重要检测反馈元件，其安装　方式的选择必须注意防止切屑、切削液及油液等的溅落影响。光栅在　装配时严禁剧烈震动或敲打，以免造成损环。定尺的安装，将光栅尺　的Ｍ４螺钉旋入安装面孔内，但不要上紧。用千分表测量定尺平面　与机床导轨运动方向的平行度，并调整Ｍ４螺钉位置，使平行度达到　Ｏ．１ｍｍ门０００ｍｍ以内。在安装定尺时，不能只安装两端，还需要在　定尺中部进行支撑。滑尺的安装，其安装方法与定尺相似，调整使滑　尺与定尺平行度在０．１ｍｍ门０００ｍｍ以内，并将滑尺与定尺的间隙　控制在１ｍｍ一１．５ｍｍ之间。圆光栅的安装，圆光栅的输出轴通过弹　性联轴器与转台一起旋转。安装时要保证转台的转轴中心线与圆光　栅输出轴的中心线及弹性联轴器中心线的跳动在Ｏ．１ｍｍ以内。　３．４机床参数的设置　在系统调试初期需要先对轴参数进行设置，而各轴需根据实际　情况进行配置，在此以分别代表直线、旋转、主轴的Ｘ、Ｂ、ＳＰ三类典　型轴为例，介绍部分轴参数的设置情况。以上轴数据设置好以后，还　要对轴的基本配置参数、回参考点参数、报警监控参数、测量系统参　数等进行相应的设置，此处就不再详细说明了。　４改造效果　通过上述的优化改造之后，ＴＣＩ＜Ｚ一１６Ｓ加工中心在原有的基础　上增加了一些新的功能，比如：刚性攻丝、主轴点动、图形模拟、ＤＮＣ、　手轮驱动等，使得操作起来更为便捷和简单。选用了６１１Ｄ伺服系统　和ＳＩＥＭＥＮＳ　８４０Ｄ数控系统，构成了一个全数字式的自动化控制　系统，确保了ＴＣＫＺ一１６Ｓ加工中心的实际控制性能接近了当前国内　一流的技术。改造之前ＴＣＫＺ一１６Ｓ加工中心设备发生故障次数很频　繁，经常都会停机进行长时间的修理，而且整个维修的费用比较大。　经过上述的优化与改造之后，使得大大降低了ＴＣＩ（Ｚ一１６Ｓ加工中心　的电气故障率，其稳定性有了较为显著的提高。　参考文献：　…王鸿博，李海东，王宝平．ＭＣＭ　Ｇ１８０ＬＧ加工中心的数控系统改造　【Ｊ１．机械工程与自动化，２００９（３）：１９２—１９４．　【２ｌ王丽茹．采用西门子８４０Ｄ数控系统改造大型数控卧车【Ｊ】．制造技术　与机床，２００９（７）：１０６—１０８．　【３】于松田，邓卫伟，房纪涛．基于西门子８４０Ｄｉ系统的数控镗铣床改造与　应用【Ｊ】．机械工程与自动化，２００９（５）：１５６—１５７．　（上接第３１１页）　由图可知等规度随温度的提高而提高，这也验证了催化剂的活　性和定向性随着温度的提高而提高，ＮＯＶＯＬＥＮ气相工艺中最佳温　度范围７０℃一７５ｏＣ。　此外，聚丙烯催化剂活性随氢气加入量的增加先增加后降低。氢　气的加入能提高催化剂的活性，从而影响到等规度。　３结论　．　从以上分析中可知，聚丙烯等规度的影响因素是多方面的，如果　不是催化剂的质量问题，主要就是调整生产工艺。适当提高Ｄｏｎｏｒ　用量，应该会好些。但Ｄｏｎｏｒ过多了影响催化剂活性，或者更换其他　外给电子体，如Ｃ—Ｄｏｎｏｒ、Ｄ－Ｄｏｎｏｒ试试。一般来说Ｄ—Ｄｏｎｏｒ能够　得到的等规度最高。　参考文献：　…聚丙烯一原理、工艺与技术，洪定一主编．　【２】聚丙烯生产技术与应用，李正光、黄福堂等主编．　

石化总厂新建气分装置存在问题介绍

总厂新建气分装置于11月16日引进液化气，21日首次开车成功。截止目前经过3个多月的运行，发现装置在低于设计加工量的状态下丙烯塔已达不到设计分离要求，同时也不能达到我厂对丙烯、丙烷质量的要求。

（说明：①文中所有化验结果单位均为v%，即mol%。②由于我厂对丙烯的质量要求为99.2%，因此丙烯塔是按丙烯纯度99.2%以上，丙烷中丙烯含量2.55%以下为要求操作的。）

根据试运情况，装置在加工量19.5t/h时能够保证丙烯、丙烷产品质量平稳合格（丙烯纯度99.2%以上，丙烷中丙烯含量低于2%）。由于19.5t/h后提量速度快，虽然20t/h、20.5t/h、21t/h时产品质量均合格，但在这些加工量下装置运行时间不足1天，因此不能保证装置加工量20t/h及以上能保证丙烯丙烷产品质量持续合格稳定。目前装置加工量21.5t/h，保持丙烯质量合格（丙烯纯度99.3%左右）的前提下丙烷中丙烯含量已达到3%以上。

为了提高丙烯塔顶底分离效果，装置操作曾作出了多种尝试调整，包括提高塔顶回流量、提高塔顶冷后温度、调整塔顶操作压力等。在装置最初提量至19t/h时就出现过丙烯塔顶底产品质量不能同时合格的情况，经过调整后有所改善，装置可保证19.5t/h加工量下稳定生产。3月份起装置加工量达到21.5t/h，车间经多方尝试调整，目前仍不能保证丙烯丙烷产品质量同时合格稳定。

操作过程中出现的问题：

1. 提高回流量导致丙烯塔顶压降大幅增加、顶底分离效果变差。

2014年1月底，在加工量达到19t/h后，丙烯塔顶底分离效果有变差趋势，车间根据设计资料，对比设计与实际操作参数差别后提高操作回流比（丙烯塔设计回流比17.6，根据计算，19t/h装置加工量下丙烯塔对应的顶回流至少应在100t/h以上）：尝试提高丙烯塔顶回流量，由85t/h最高提至95-97t/h，结果发现丙烯塔顶回流量逐渐提高的同时，操作中相应提高塔底重沸器加热量，但是随顶回流量的增加，丙烯塔中间液相量并不相应增加，长时间出现丙烯塔A塔底丙烷产品采出量降低，丙烯塔B塔顶丙烯采出量降低。在这一过程中，因塔顶底采出量少，采样化验一般能合格，但丙烯塔顶底产品出量明显低于进料量，全塔进出物料不平衡。然后逐渐出现丙烯塔B塔顶底压力差增大，由0.10-0.11MPa升至0.14-0.16MPa后基本稳定，此时塔顶底采出量与进料量达到平衡，丙烯塔顶底产品质量也变得很差，常出现顶产品不合格的同时塔底丙烷中的丙烯含量也高的现象。即提高回流比没能增加丙烯塔的顶底分离效果，反而使分离效果变得更差。

国内外聚丙烯生产工艺介绍

一、PP生产工艺简介

聚丙烯的生产工艺按聚合类型分类主要有3种，即本体法工艺、气相法工艺和本体-气相法组合工艺。早期还有溶液法工艺和溶剂浆液法工艺（简称浆液法、也称淤浆法）。

丙烯聚合催化剂性能的提高促进了PP生产工艺的不断进步，PP生产工艺已经从初期的低活性、中等规度的第一代工艺（溶液法、浆液法），以及高活性、可省脱灰工序的第二代工艺（浆液法及本体法），发展到超高活性、无需脱灰及无需脱无规物的第三代工艺（气相法、本体-气相组合工艺）。近年来，传统的浆液法工艺在PP生产中的比例明显下降，新建的PP装置已不再采用传统的浆液法工艺。

当前，世界上先进的PP生产工艺主要是属于第三代PP生产工艺的本体-气相组合工艺和气相法工艺。本体-气相法组合工艺典型的专利技术有：Basell公司的Spheripol本体-气相法组合工艺技术、Prime Polymer公司的Hypol本体-气相法组合工艺技术、Borealis公司的Borstar本体-气相法组合工艺技术和中国石化的ST本体-气相法组合工艺技术。气相法工艺典型的专利技术有:Dow化学公司Unipol气相流化床工艺技术、Lummus公司的Novolen气相法工艺技术、Ineos公司的Innovene气相法工艺技术、Basell公司的Spherizone气相法工艺技术、日本聚丙烯公司（JPP）的气相法工艺技术以及住友公司（Sumitomo）的气相法工艺技术。世界上采用气相法工艺和本体-气相法组合工艺的聚丙烯生产装置的比例逐年增加，目前各国在建和新建的聚丙烯装置基本上多采用气相法工艺和本体-气相法组合工艺。

由于催化剂体系的发展和其活性的大幅度提高，上世纪90年代以后新建大型聚丙烯装置已基本上不使用浆液法。在过去的20年中各种气相法工艺都发展很快，2006年底，气相法工艺的生产能力占到了全球聚丙烯生产能力的34%。2010年底，包括在建装置的产能在内，气相法工艺约占50%。气相法被认为是最有希望的工艺之一，因此，建议我公司采用气相法聚合工艺。