Unipol工艺聚丙烯装置清洁生产技术探讨及实践

第 47 卷 第 8 期2018 年 8 月Vol.47 No.8Aug. 2018化工技术与开发Technology & Development of Chemical Industry

Unipol工艺聚丙烯装置清洁生产技术探讨及实践

陈兴锋，牟　达，孙　凯，张巍松，杨中国

(中国石油广西石化公司，广西 钦州 535008)

摘　要：分析了中国石油广西石化公司UNIPOL工艺聚丙烯装置在整个生产过程中的主要污染源，介绍了针对装

置的共性问题采取的主要清洁生产措施，并提出了相应的改进方向。

关键词：聚丙烯；清洁生产；粉尘；VOC治理；废水回收

中图分类号：TQ 325.1+4 文献标识码：B 文章编号：1671-9905(2018)08-0058-04

收稿日期：2018-06-15中国石油广西石化公司聚丙烯装置是国内第一

家使用Unipol气相法工艺生产聚丙烯的装置。随着

国家环保法律法规和新的污染物排放标准的颁布实

施，石油化工企业如何实现清洁生产，已成为制约其

生产和发展的重要因素。本文对广西石化公司聚丙

烯装置的实际生产过程进行研究，提出了广西石化

公司Unipol聚丙烯工艺装置目前在清洁生产中遇到

的共性问题，对聚丙烯装置粉尘、挤压造粒系统废水

回收、掺混料仓VOC及噪声治理、脱气系统的丙烷管

线改造、废三乙基铝的回收利用等方面进行研究，提

出了解决问题的方案或相应的改进方向和建议。

1　添加剂系统粉尘和油污染治理

1.1　固体添加剂系统的工艺流程

如图1所示，主抗氧剂、辅助抗氧剂和除酸剂等添加剂根据不同的生产牌号，按一定比例从Y6260

加入，然后进入D6227，与E6252过来的聚丙烯粉料

按1∶1的重量比进入S-6250中进行搅拌，搅拌均

匀后进入失重称S-6251/3，通过失重称设定流量后

进入挤压机料斗。

1.2　固、液添加剂在加剂过程中产生的粉尘和

油污染

聚丙烯添加剂分为固体和液体添加剂，其中固

体添加剂主要有主抗氧剂、辅助抗氧剂和除酸剂等，

都是细粉状的。整个固体添加剂系统存在氮封，里

面保持微正压。从Y6260向D6627加剂时，大量的

添加剂粉末会被氮气携带出来，使整个加剂操作间

弥漫大量的粉尘，一方面会危害到加剂人员的身体

健康，另一方面会有粉尘爆炸的危险。

液体添加剂通过泵直接打到挤压机料斗，每次

投用前，需要用工业白油进行清洗，操作繁琐，地面

还需铺上吸油毡，仍然很难避免油污的产生。

1.3　采取的对应措施

针对粉尘，目前装置采取的办法是在Y6262顶

部加上抽风机，将产生的粉尘抽放到外部空间进行

排放，大约能减少80%左右的粉尘，虽然在一定程

度上除去了大部分的粉尘，但其弊端也很明显。首

先它不能完全除去操作间内的粉尘，而且抽风机会

将大量的有效添加剂粉末带走，造成添加剂大量浪

费的同时，也造成了外部空间环境的污染；其次是在

排放过程中，抽风机排放管线会积累大量的粉尘，易

造成管线堵塞，

须定期清理。液体添加剂每次投用图1　固体添加剂系统的工艺流程59第 8 期

前都需要用工业白油进行清洗，容易产生油污。

为此，将液体添加剂和粉状的固体添加剂改为

颗粒状的复配抗氧剂，则完全避免了上述问题。颗

粒复配抗氧剂从源头上解决了添加剂带来的各类粉

尘问题，提高了添加剂的混合均匀性和产品改性质

量，屏蔽了液体过氧化物带来的危险和污染。

2　挤压造粒系统的粉尘治理和颗粒水

回收

2.1　挤压造粒系统流程

树脂粉料、添加剂母料通过挤压机进料料斗

Y-6211进入双螺杆挤压造粒机(Y-7001)。在挤压

机(Y-7001)中，这些物料被混炼、熔融后，熔融的聚

合物进入熔融泵(Y-7004)进一步挤压。熔融态的

树脂经过分流阀(Y-7002)和筛网(Y-7005)，经过一

个多孔模板Y-7006进入水下造粒机(Y-7007)。在

水下切粒室内，贴在模板上的刀片将熔融物切成颗

粒。切成的颗粒由切粒水冷却并和切粒水一起被输

送到大块分离器(Y-7009)和颗粒干燥器(Y-7010)。

其中水返回到颗粒水储槽(D-7008)，干燥的产品颗

粒进入颗粒振动筛(Y-7013)，尺寸偏大和偏小的颗

粒被筛选出来，送至地面料斗。合格产品颗粒由颗

粒输送系统输送到产品缓冲料斗(D-8001)。颗粒水

系统由颗粒水箱D-7008、颗粒水泵G-7012/7022和一个颗粒水冷却器E-7020组成。去火炬

C-7015/X117Y-6211YR-7001

YR-7004Y-7003Y-7009Y-7011Y-7016

Y-7013

至D8001YM-7010K-7010AY-7010

Y-7004Y-7001Y-7007Y-7006Y-7005Y-7002Y-7014YM-7001

YM-7004YM-7007

K-7021G-7022G-7012D-7008CWSCWR

E-7020大块仓

低压蒸汽颗粒水排大气

图2　挤压造粒流程

2.2　挤压造粒系统产生的粉尘和废水污染

熔融状态的聚丙烯树脂经过切粒机模板，被水

下切粒机(Y-7007)切成粒状的聚丙烯颗粒。这个

过程中，由于模板和切粒刀存在磨损、变形以及切刀

和模板贴合存在偏差等一系列原因，总会有聚丙烯细粉料产生。这些细粉料通过切粒水的运输经大块

分离器(Y-7009)和颗粒干燥器(Y-7010)，最终到颗

粒水储槽(D-7008)中进行物理沉降，由水箱上部的

溢流口流出，然后集中到下面的细粉收集箱，通过人

工进行打捞。采用这种方式清理颗粒水槽中的聚丙

烯粉末，存在的问题是：聚丙烯粉末在水槽(D-7008)

的上层聚集，流动性较差，水槽上部设计的角钢将聚

丙烯粉料分割成区域堆积，进一步降低了其流动性，

最终导致大量的聚丙烯细粉料在切粒水槽上层堆

积，需要在上部开设的人工打捞口定期打捞。但这

只能打捞开设口附近的聚丙烯粉料，而且在打捞的

过程中会产生大量的聚丙烯粉尘。同样，水箱溢流

口下面的聚丙烯粉末收集箱也会产生大量的聚丙烯

粉尘，而且溢流出来的切粒水是直接排放到聚丙烯

废水池的。

2.3　改进方案和建议

建议将D7008的上层角钢移动位置，避免其

阻碍上层细粉的流动，并将水箱的液位控制在溢流

口挡板以上位置，便于细粉的溢流。溢流管线的出

口套上可过滤式编织袋（吨袋）进行过滤，细粉料

留在袋中，过滤的切粒水则进入下面的水槽收集，

通过泵打回到D7008上部细粉堆积层上，并在细粉堆积层的四周设置液体喷射器，通过水流的作用

将上层粉末赶到溢流口进行溢流。编织袋内的细

粉收集满时，用叉车叉走，换上新的编织袋。整个

过程是封闭式操作，减少了人工打捞，避免了扬尘

的产生，改善了造粒厂房的环境，同时回收了切粒

水，减少了装置的废水排放。另外模板和熔融泵的

除盐水冷却水也可以通过这个系统进行回收，从而

减少整个造粒系统的废水排放量。具体改造方案

如图3所示。

图3　挤压造粒系统改造方案陈兴锋等：Unipol工艺聚丙烯装置清洁生产技术探讨及实践60化工技术与开发 第 47 卷

3　料仓掺混系统的粉尘、可燃气及

噪声治理

3.1　掺混系统工艺流程

产品缓冲料斗(D-8001)中的聚丙烯颗粒经过

安装在送料料斗底部的旋转送料器S-8002，进入气

流输送系统，此输送系统的风机K-8003/8004输出

的压缩空气，经过出口的冷却器E-8005冷却后，与

颗粒混合成两相流，将颗粒送入6个掺混料仓（D-

8007/8008/8009/8010/8011/8012）。产品输送系统包

括两条独立的气流输送管线，两线可以同时进行工

作。其中一条进行掺混、倒仓，另一条可以把颗粒送

往包装料仓D-8024/8025。粒料在进入包装前，先

经过淘析器Y-8023除去其中的粉尘和拉丝料。掺

混料仓底部还设有一条旁路吹扫线系统，包括掺混

料仓吹扫风机K-8050/8051以及风机出口冷却器E-8048。呼吸阀呼吸阀

D-8007D-8001S-8002

S-8015S-8016S-8017S-8018S-8019S-8020S-8082

S-8031K-8030K-8023Y-8084Y-8085Y-8086

Y-8087Y-8088

Y-8089Y-8094Y-8093E-8005

E-8014

E-8043E-8048K-8003K-8004

K-8040K-8041K-8042K-8050K-8051D-8008D-8009D-8010D-8011D-8012

Y-8092

Y-8052Y-8053D-8024D-8025Y-8027

图4　掺混系统工艺流程

3.2　掺混系统产生的粉尘和可燃气

掺混料仓吹扫风机K-8050/8051产生的吹扫气

里包含大量的聚丙烯粉料和可燃气，通过顶部的排

放口直接排入大气，同时料仓处在进料和掺混两种

状态时，顶部的呼吸阀达到预定压力会自动打开，也

会携带出大量的聚丙烯粉末和可燃气体，同时产生

巨大的噪音。

3.3　改进方案和建议

建议将料仓顶部的呼吸阀门和排放口通过管线

连接在一起，然后进入旋风分离器进行分离，并从吹

扫风机K-8050/8051引入副线，调节排放气中的可

燃气含量，使其达到相应的国家排放标准。同时，在

排放口安装消音器以降低气流产生的噪音。从料仓

的水冲洗系统（包括掺混料仓冲洗水罐D-8090和掺混料仓冲洗水泵G-8091）引入冲洗管线，定期冲

洗旋风分离器罐里的粉料，不仅可以减少聚丙烯粉

尘，也可以调节可燃气的排放浓度。具体改造方案

见图5。

S-8016S-8015S-8017S-8018S-8019S-8020E-1D-8012

D-8090

E-8048K-8050Y-8094Y-8093G-8091旋风分离器D-8011D-8010D-8009D-8008D-8007

图5　掺混系统改造方案

4　脱气回收系统改造

4.1　脱气回收系统工艺流程

如图6所示，回收气经压缩机压缩、冷凝后进入

回收塔分气罐C5257中减压，分离出液流中的轻组

分。轻组分与回收气塔的塔顶气混合送回压缩机

入口，液相则送至回收气塔C-5260。通过回收塔底

部的再沸器（E-5268）与回收塔顶部的冷凝器（E-

5261）的共同作用，塔顶产品去回收气压缩机，回收

的丙烯则通过丙烯回收泵（G-5269/5270）送回反应

器。回收塔C-5260底部的丙烷与喷射水泵(G-5275)

过来的除盐水混合，中和其中的三乙基铝助催化剂

后，排放到上游气分装置。

丙烯回反应器

丙烷去界外过滤器SPI5275B-/C

除盐水去火炬

G-5270G-5269C-5260E-5261TCPC

FC

E-5268G-5259CWSCWR

进料由C-5257来蒸汽

凝液FC

FFC

G-5275LC

图6　脱气回收系统工艺流程

4.2　目前存在的问题

回收气塔C-5260底部的回收丙烷去气分装