环管反应器的吊装
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1131 前言延安石油化工厂采用国产化第二代环管聚丙烯液相本体工艺技术,设计年产本色聚丙烯粒料20万吨,可以生产25个产品牌号,本装置设计有两个串联的环管反应器,可生产聚丙烯均聚产品,包括具有双峰分布特性的新产品。
2 温度对聚丙烯装置的影响温度对丙烯聚合反应的影响较大,催化剂活性随着反应温度的升高而增加,同时反应温度对产品等规度也有相似的影响,即在一定范围内随着反应温度升高产品等规度也提高。
生产上控制较高的反应温度有利于提高催化剂得率,但反应温度过高不利于反应的控制,同时为了确保液相本体聚合,反应温度提高时系统压力必然随之提高,单纯提高温度有一定的局限性[1],所以工艺上聚合反应温度必须严格控制在一定的范围内。
因此,保正稳定合适的温度对于聚合反应显得尤为重要。
3 温度的控制第一环管反应器(R201)中浆料的温度通过TIC241与夹套水温度TIC242串级控制。
第一环管R201内的浆料温度TIC241,TIC241的正常控制值为70℃,通过TIC241设定值串级控制R201夹套水温度TIC242;TIC242调节TV242A/B的开度,可控制进入R201夹套水冷却器(E208)与冷却水换热的夹套水量,得到合适的夹套水温度与环管内浆料换热。
4 影响温度波动的原因环管中丙烯聚合生产聚丙烯是一个放热反应过程。
当反应剧烈时,环管释放出来的热量相对较多,此时需要换热器撤走的热量就相应变多,否则相反,而热量多少最直观地表现在温度上[2]。
因此,环管反应的波动首先反映在温度的波动上。
环管温度的波动与反应的变化息息相关。
引起环管反应波动的原因如下。
4.1 主催化剂注入量主催化剂注入器(D108A/B)活塞把催化剂从注入器底部压入聚合工段,催化剂的流量是由液压油计量泵(P108)的冲程来控制。
催化剂储存盒计量系统都有夹套且有冷冻水循环保持温度恒定。
液压油罐(D107)罐体有蒸汽伴热(夏季蒸汽伴热停用),但罐内介质无温度显示仪表,温度无法检测。
Spheripol工艺由巴塞尔(Basell)聚烯烃公司开发成功。
该技术自1982年首次工业化以来,是迄今为止最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。
Spheripol工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺,工艺采用高效催化剂,生成的PP粉料粒度其催化剂生产的粉料呈园球形,颗粒大而均匀,分布可以调节,既可宽又可窄。
可以生产全范围、多用途的各种产品。
其均聚和无规共聚产品的特点是净度高,光学性能好,无异味。
Spheripol工艺采用的液相环管反应器具有以下优点:(a)有很高的反应器时-空产率(可达400kgPP/h.m3),反应器的容积较小,投资少;(b)反应器结构简单,材质要求低,可用低温碳{TodayHot}钢,设计制造简单,由于管径小(DN500或DN600),即使压力较高,管壁也较薄;(c)带夹套的反应器直腿部分可作为反应器框架的支柱,这种结构设计降低了投资;(d)由于反应器容积小,停留时间短,产品切换快,过渡料少;(e)聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中,聚合物与丙烯之间有很好的热传递。
采用冷却夹套撤出反应热单位体积的传热面积大,传热系数大,环管反应器的总体传热系数高达1600W/(m2.℃);(f)环管反应器内的浆液用轴流泵高速循环,流体流速高达7m/s,因此可以使聚合物淤浆搅拌均匀,催化剂体系分布均匀,聚合反应条件容易控制而且可以控制得很精确,产品质量均一,不容易产生热点,不容易粘壁,轴流泵的能耗也较低;(g)反应器内聚合物浆液浓度高(质量分数大于50%),反应器的单程转化率高,均聚的丙烯单程转化率为50%-60%。
以上这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物和无规共聚物。
Spheripol工艺一开始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化剂,催化剂活性达到40kgPP/gcat,产品等规度为90%-99%,可不脱灰、不脱无规物。
目前该技术已经发展到第二代。
与采用单环管反应器的第一代技术相比,第二代技术使用双环管反应器,操作压力和温度都明显提高,可生产双峰聚丙烯。
《石油化工安装工程概算指标》2019版章节说明中国石化建[2019]366发布,2020年1月1日施行。
共有:安装费指标5063 条,主材费指标3923 条;详见制作说明。
目录目录目录 (1)总说明(安装) (5)编制单位(安装) (7)1 设备安装工程(安装说明) (8)1.1 塔、器安装(安装说明) (9)1.2 机械设备安装(安装说明) (12)1.3 蒸汽锅炉安装(安装说明) (15)1.4 设备填充(安装说明) (15)1.5 金属结构制作安装(安装说明) (16)1.6 火炬、排气筒制作安装(安装说明) (17)1.7 料斗、料仓制作安装(安装说明) (18)1.8 设备专用衬里及龟甲网安装(安装说明) (19)1.9 煤气化专用设备安装(安装说明) (19)2 工艺管道安装工程(安装说明) (23)2.1 化工工艺管道安装(安装说明) (23)2.2 炼油工艺管道安装(安装说明) (26)2.3 煤气化工艺管道安装(安装说明) (28)2.4 液化天然气(LNG)接收站工艺管道安装(安装说明) (29)2.5 阀门安装(安装说明) (30)2.6 波纹补偿器安装(安装说明) (31)2.7 弹簧支吊架安装(安装说明) (31)3 金属储罐、球形储罐、气柜制作安装工程(安装说明) (32)3.3 气柜制作安装(安装说明) (35)4 电气安装工程(安装说明) (36)4.1 变配电设备安装(安装说明) (36)4.2 线路敷设及其他(安装说明) (39)4.3 电动机检查试运及系统调试(安装说明) (40)4.4 照明及防雷接地(安装说明) (41)5 自控仪表安装工程(安装说明) (42)5.1 过程检测仪表安装(安装说明) (43)5.2 显示调节仪表安装(安装说明) (44)5.3 执行仪表安装(安装说明) (45)5.4 机械量仪表安装(安装说明) (46)5.5 分析及监测仪表安装(安装说明) (46)5.6 集中监视及控制仪表安装(安装说明) (47)5.7 工业计算机安装(安装说明) (48)5.8 仪表盘、箱、柜安装(安装说明) (49)5.9 自控主要材料安装(安装说明) (50)6 工业炉安装工程(安装说明) (51)6.1 炼油工业炉金属结构制作安装和炉管安装(安装说明) (51)6.2 化工工业炉金属结构制作安装和炉管安装(安装说明) (52)6.3 配件安装(安装说明) (53)6.4 炉窑砌筑(安装说明) (54)6.5 衬里、隔热(安装说明) (55)6.6 工业炉模块安装(安装说明) (56)7 给排水安装工程(安装说明) (57)7.1 厂区生产设施管道安装(安装说明) (58)7.2 厂区办公和生活福利设施管道安装(安装说明) (59)7.3 冷却塔安装(安装说明) (59)7.4 给排水专用机械安装(安装说明) (60)7.5 阀门安装(安装说明) (60)8 采暖、通风、空调安装工程(安装说明) (62)8.1 采暖安装(安装说明) (63)8.2 通风、空调安装(安装说明) (64)9 隔热、防腐工程(安装说明) (64)9.1 隔热(安装说明) (64)9.2 除锈(安装说明) (66)9.3 防腐(安装说明) (67)9.4 管道清洗、脱脂(安装说明) (68)10 电信安装工程(安装说明) (69)10.1 电信线路敷设(安装说明) (69)10.2 扩音对讲系统(安装说明) (70)10.3 工业电视监控系统(安装说明) (71)10.4 火灾自动报警系统(安装说明) (72)10.5 安全防范系统(安装说明) (72)10.6 工厂通信设备安装(安装说明) (73)《石油化工安装工程概算指标》2019版主材总说明(主材) (74)编制单位(主材) (75)1. 设备安装(主材说明) (76)1.5 金属结构制作安装(主材说明) (76)1.6 火炬、排气筒制作安装(主材说明) (77)1.7 料斗、料仓制作安装(主材说明) (77)1.8 设备专用衬里及龟甲网安装(主材说明) (77)2. 工艺管道安装(主材说明) (78)2.1 化工工艺管道安装(主材说明) (78)2.2 炼油工艺管道安装(主材说明) (80)2.3 煤气化工艺管道安装(主材说明) (82)2.4 液化天然气(LNG)接收站工艺管道安装(主材说明) (83)3. 金属储罐、球型储罐、气柜制作安装(主材说明) (84)3.1 金属储罐制作安装(主材说明) (84)4.1 变配电设备安装(主材说明) (85)4.2 线路敷设及其他(主材说明) (85)4.4 照明及防雷接地(主材说明) (86)5. 自控仪表安装(主材说明) (87)5.9 自控主要材料安装(主材说明) (87)6. 工业炉安装(主材说明) (88)6.1 炼油工业炉金属结构制作安装和炉管安装(主材说明) (88)6.2 化工工业炉金属结构制作安装和炉管安装(主材说明) (88)6.3 配件安装(主材说明) (89)6.4 炉窑砌筑(主材说明) (89)6.5 衬里、隔热(主材说明) (90)7. 给排水安装(主材说明) (90)7.1 厂区生产设施管道安装(主材说明) (90)7.2 厂区办公和生活福利设施管道安装(主材说明) (91)7.7 消防设施安装(主材说明) (91)8. 采暖、通风、空调安装(主材说明) (92)8.1 采暖安装(主材说明) (92)8.2 通风、空调安装(主材说明) (92)9. 隔热、防腐(主材说明) (93)9.1 隔热(主材说明) (93)9.3 防腐(主材说明) (94)10. 电信安装(主材说明) (94)10.1 电信线路敷设(主材说明) (94)10.2 扩音对讲系统(主材说明) (95)10.3 工业电视监控系统(主材说明) (95)10.4 火灾自动报警系统(主材说明) (96)10.5 安全防范系统(主材说明) (96)10.6 工厂通信设备安装(主材说明) (96)总说明(安装)—、《石油化工安装工程概算指标》共包括十章第一章设备安装工程第二章工艺管道安装工程第三章金属储罐、球形储罐、气柜制作安装工程第四章电气安装工程第五章自控仪表安装工程第六章工业炉安装工程第七章给排水安装工程第八章采暖、通风、空调安装工程第九章隔热、防腐工程第十章电信安装工程二、本指标适用于能源化工新建、改扩建安装工程,包括炼油、石油化工、煤化工、天然气化工等项目。
聚丙烯装置操作工(高级)必看考点四1、问答题给电子体的流量是如何控制的?正确答案:给电子体的流量和环管反应器的进料丙烯流量投串级控制,通过调节给电子体流量和进料丙烯的比率值,根据生产牌号控制三乙基铝流(江南博哥)量和给电子体流量的比率值在要求范围内。
进料丙烯流量改变则给电子体流量随之改变。
2、问答题请简述给电子体的配置步骤。
正确答案:确认给电子体配制罐的液位,氮封,连接好管线,确认流程正确,按照顺序先加入一桶油,在加入一桶给电子体,再加入一桶油,确认给电子体配制罐搅拌器运行正常,检查给电子体配制罐液位、氮封。
3、问答题氢气进料中断如何处理?正确答案:尽快联系恢复进料,若供料不能恢复,向环管反应器注入CO,以终止反应,切断三剂进料,油冲洗预接触罐D201和催化剂在线混合器Z203A/B,环管反应器及其下游设备继续保持运行.4、问答题生产中聚丙烯的等规度是如何控制的?正确答案:等规度根据生产牌号确定TEAL/DONOR的比值,将进料丙烯与给电子体流量投串级,根据化验室分析作适当调整.5、问答题环管反应器的进料丙烯是如何控制的?正确答案:环管反应器的进料丙烯和环管反应器的密度控制投串级,环管反应器密度控制回路的输出值作为丙烯进料控制回路的输入值,如需提高环管密度,则降低丙烯进料量,如需降低环管密度,则提高丙烯进料量。
6、问答题请简述压力表在什么情况下应停止使用并更换。
正确答案:①有限止钉的压力表,在无压力时指针不能回到限止钉处;无限止钉的压力表,在无压力时指针距零点数值超过压力表的允许误差;②表盘封面玻璃破裂或表盘刻毒模糊不清;③封印损坏或超过校验有效期限;④表内弹簧管泄漏或压力表指针松动;⑤指针断裂或外壳腐蚀严重;⑥其他影响压力表准确指示的缺陷;7、问答题设备结构的特殊表达方式包括哪些?正确答案:①以拆卸代替剖视②拆卸画法;③假想画法;④夸大画法;⑤单独表达零件⑥简化画法⑦展开画法8、问答题请简述三乙基铝贮罐出现泄漏事故的处理方法。
Spheripol工艺介绍Spheripol工艺过程:Spheripol包括原料精制、催化剂制备、预聚合及液相本体反应系统、气相反应系统、聚合物脱气及单体回收、聚合物汽蒸干燥、挤压造粒等工序。
对于老的Spheripol工艺,能力小于100kt/a的装置可以涉及成单环管反应器系统。
但新一代Spheripol工艺则设计成两个环管反应器,以利于双峰聚合物来拓宽分子量分布。
如图为两个环管反应器加一个抗冲共聚反应器工艺流程示意图。
与其他工艺相同,由于催化剂对某些杂质极为敏感,一般都要设计原料精制系统以除去这些杂质。
化学级丙烯除去催化剂的毒物后也可以直接用于聚合,但装置的丙烷排放量加大。
桶装的固体催化剂在使用时,用烃油和脂配制成混合均匀的催化剂膏,然后通过催化剂计量泵用液压的注射器将催化剂加入反应器系统。
助催化剂和给电子体分别用计量泵加入预聚合反应器,3种催化剂在进入预聚合反应器之前先在预接触罐混合活化,使不同的催化剂颗粒和单个催化剂颗粒内部具有相同的催化活性,然后用较低温丙烯将催化剂混合物带入预聚合反应器。
预聚合反应器是一个小的环管反应器,在较低温度下,催化剂被生成的少量聚丙烯包裹,以提高催化剂颗粒的机械强度,避免在主反应阶段因高速度聚合反应而使催化剂颗粒破碎。
预聚合也能显著的提高催化剂活性。
均聚物、乙烯-丙烯无规共聚、乙烯-丙烯-丁烯无规三元共聚物的聚合反应是在两组串联的环管反应器中进行。
每组反应器由4或6(取决于装置的生产能力)跟管组成2或3个环,反应器底部配有一台轴流循环泵以保证浆液高速循环。
预聚合后的催化剂淤浆进入第一环管反应器,在此加入单体丙烯和调节分子量的氢气。
一部分丙烯进行了聚合,余下的丙烯仍为液态而作为聚合物的淤浆稀释剂。
循环泵使淤浆高速循环并混合均匀,以防止聚合物沉积和提高传热效率。
聚合物浆液连续从第一反应器底部排至第二环管反应器,第二环管反应器中也加入液态丙烯和氢气。
两组环管反应器内的淤浆浓度均保持在55%(质量分数)左右。
聚丙烯装置操作工(初级)试卷1、单选在联锁正常投用的情况下,预聚合反应器的小轴流泵停会导致()。
A、打开进预聚合反应器的丙烯控制阀B、打开预聚合反应器轴流泵的冲洗丙烯控制阀C、关闭进(江南博哥)预聚合反应器的丙烯控制阀D、关闭进预聚合反应器夹套冷冻水的控制阀正确答案:C2、单选添加剂配制罐下料线用氮气的作用是()。
A、氮封和吹扫B、输送C、加压D、保压正确答案:A3、单选挤压机换网器冷却采用的冷却介质为()。
A、循环水B、脱盐水C、新鲜水D、冷冻水正确答案:B4、单选环管工艺装置中干燥粉料的介质是()。
A、氮气B、空气C、热氮气D、热空气正确答案:C5、单选无规共聚物中乙丙橡胶含量增加,则冲击强度()。
A、提高B、降低C、不变D、成线性降低正确答案:A6、单选已知流体的真空度为0.6atm,则流体的绝对压力为()atm。
A、-0.6B、0.4C、1.6D、1.4正确答案:B7、单选环管反应器的夹套水补水采用的是()。
A、脱盐水或蒸气冷凝液B、循环水C、新水D、工艺水正确答案:A8、单选下列选项中,()不是环管工艺装置的组成部分。
A、环管反应器B、预聚合反应器C、催化剂在线混合器D、卧式搅拌床反应器正确答案:D9、单选装置区内火警报警站一旦出现火情,报警方式为()可在控制室火灾报警盘面上报警。
A、火警报警站自动报警B、打碎玻璃盘后按下按钮或直接按按钮C、报警站有闪光灯D、报警站控制灭火系统正确答案:B10、单选给电子体系统停车时先关闭()后,才能停泵。
A、给电子体进预接触罐管线上的手阀B、泵的入口阀C、泵的出口阀D、流量计的前后手阀正确答案:A11、单选环管工艺装置的预聚合反应器反应温度应控制在()。
A、10℃~25℃B、25℃~30℃C、30℃~35℃D、35℃~40℃正确答案:A12、单选聚丙烯粉料输送系统动力源采用的是()。
A、轴流风机B、罗茨风机C、离心风机D、不需要动力源正确答案:B13、单选环管工艺装置的闪蒸管线逐渐增大的目的是()。
1 装置简介1.1 概述本装置采用意大利HIMONT公司的SPHERIPOL工艺,该工艺采用的聚合反应器为液相环管反应器,用于聚丙烯均聚物的生产。
工艺名称:SPHERIPOL液相本体法承包商:北京石化工程公司(BPEC)装置占地面积:公顷设备总台数:354台管道总长约:40km装置年生产能力:7×104t/a PP均聚物本色颗粒装置年操作时间:7200h装置h生产能力:吨装置产品牌号:25种牌号装置生产线:1条装置包装线:2条1.2 装置组成本装置由下列工艺操作单元组成100单元:主催化剂、三乙基铝、给电子体和防结垢剂的配制和计量200单元:催化剂预接触、丙烯预聚合和丙烯聚合300单元:聚合物的闪蒸脱气和丙烯单体回收500单元:聚合物的汽蒸和干燥600单元:排放系统、废油处理和工艺辅助设施700单元:丙烯精制800单元:聚合物添加剂的加入和挤出造粒900单元:聚合物颗粒的掺混、储存、包装和码垛另外装置还包括丙烯的预精制和消防系统1.3 工艺简述从界区来经过预精制的丙烯经丙烯精制单元脱除杂质后进入丙烯储罐,再经丙烯进料泵分别进入预聚合和聚合反应器,氢气由氢压机送入丙烯总管与丙烯混合。
配制后的主催化剂、活化剂和给电子体经计量连续加入预聚反应器,少量聚合的聚丙烯包裹着催化剂颗粒随大部分丙烯连续地从预聚反应器进入聚合反应器,反应器内的物料在轴流泵的作用下强制高速循环,进行较均匀的液相本体聚合,聚合热由反应器夹套冷却水带走。
流出反应器的淤浆经一蒸汽套管加热后依次进入高低压闪蒸罐,未反应的气态丙烯与聚合物分离后经压缩、冷凝后循环使用。
闪蒸后的聚丙烯经过汽蒸脱活和氮气干燥后,加入一定量添加剂,经挤压造粒,产品颗粒掺混后送去包装、码垛和贮存。
1.4 技术特点海蒙特Spheripol工艺是无脱灰、无脱无规物、无溶剂工艺聚合采用FT4S 和GF--2A 两种高立体定向能力催化剂(属第三代高效催化剂),催化剂活性高(70~100×104gpp/gTi ),聚合物等规度高(典型值>97%保证值93~97%),用FT4S 催化剂生产的聚丙烯为较大颗粒;用GF---2A 催化剂生产的聚丙烯为细小颗粒,FT4S 的活性略高于GF2A ,但GF2A 生产的聚丙烯等规度略高于FT4S 。
64丙烷脱氢(PDH)装置安装工艺作为中建安装集团有限公司的石化专业的关键技术,Oleflex工艺脱氢反应器内件的安装工艺是对其有效的技术支撑,同时在后续同类装置的施工中具备指导性作用。
1 工艺原理Oleflex反应器的目的是为了让丙烷和催化剂以一种有序、受控的方式在有效的条件下进行接触反应。
反应器内件是一种改装过的径向流系统。
反应物料通过从内筛网流向外筛网,穿过在内筛网和外筛网中间流动的催化剂床层来达到反应效果。
2 施工工艺流程及要点本文以浙江华泓新材料有限公司45万t/PDH项目为例进行说明。
2.1 施工工艺流程施工准备→反应器安装→反应器上封头拆除→反应器检测→外筛网安装→入口膨胀节安装→内筛网安装→中心管安装→环形空间测量→外封盖板安装→上封头恢复→催化剂输送管内件和吹扫清洗管安装→反应器入口弯头恢复→交工。
2.1.1 反应器安装(1)安装前应清除设备支座底部、基础面的油垢、泥土等杂物,设置相应的垫铁组;(2)反应器安装就位后,铅垂度测量应以反应器顶端法兰端面为测量基准,作铅垂线,测量反应器上部缓冲段互为90°的2个方位数值即可。
2.1.2 反应器主体检测(1)反应器主体水平测量1)用水准仪检查反应器体法兰的水平度(16处均布点),偏差不得超过2mm,超差后调节反应器裙式支座,以保证主体水平度符合内件安装要求;2)如图1检查外筛网主体支撑法兰的水平度(16处均布点);偏差不得超过2mm。
(2)反应器壳体检测1)进入反应器壳体内部,检测外筛网支撑环,容器内壁和底封头的是否满足安装要求;2)检查外网主支撑法兰下部螺母定位与点焊固定质量,避免外网安装完螺栓紧固出现螺母松动,造成返工现象。
(3)反应器临时垫片安装。
安装外筛网支撑环临时垫片。
临时垫片的厚度应与正式垫片厚度一致。
图1 外筛网主体支撑法兰的水平度检测2.1.3 外筛网安装(1)外筛网的安装1)采用2台起重吊车两点抬升法起吊外筛网;OLEFLEX脱氢反应器中心管及网篮安装技术夏杨华 王从岭 王丹 琚琳琳 张星欣 中建安装集团有限公司 江苏 南京 210046摘要:随着国内丙烯需求量的日益增加,新建的丙烷脱氢装置也越来越多,UOP Oleflex工艺作为目前国际上丙烷脱氢(PDH)制丙烯的主流工艺之一,被国内多家公司采用。
English Answer:The production process of loop reactor polypropylene (PP) typically involves several key steps:1.Feed Preparation:This involves the preparation of the catalyst and the monomer(propylene) feed. The catalyst, usually a combination of titanium trichloride and an organoaluminum cocatalyst, is activated and mixed with the propylene.2.Polymerization:In the loop reactor, the activated catalyst is injected into thepropylene feed under controlled temperature and pressure conditions. The polymerization reaction occurs, resulting in the formation of polypropylene chains.3.Product Withdrawal and Recovery:The polymerized polypropylene is withdrawnfrom the reactor and cooled. Any unreacted monomers are recovered and recycled back to the reactor.4.Particle Formation and Drying:The polymer is further processed to form granulesor pellets, which are then dried to remove residual moisture.5.Packaging and Storage:The dried polypropylene pellets are packaged and storedfor further processing or shipment.Chinese Answer:环管聚丙烯生产工艺流程主要包括以下几个步骤:1.原料准备:此步骤涉及催化剂和单体(丙烯)原料的准备。
环管式反应器中的丙烯聚合过程的介观尺度模拟研究背景:工业上,通常可以采用搅拌釜、流化床或环管反应器(工艺)来生产聚丙烯(PP)产品。
其中,环管工艺具有结构简单、操作成本低和良好的散热效果的优点,目前已成为聚丙烯生产的主要工艺之一。
在我国,采用环管工艺的生产装置有十几套,约占聚丙烯总生产能力的35%。
然而,国内外对环管聚丙烯工艺的研究并不是很多,尤其在介观(颗粒)尺度上的模型研究就更少。
在环管反应器聚丙烯生产过程中,聚丙烯颗粒内部的丙烯浓度和温度分布直接影响聚丙烯的分子量分布和聚合反应速率,并影响反应器内的颗粒粒径分布;而聚丙烯颗粒粒径分布影响着反应器的气力输送、后处理工序生产成本和最终的聚丙烯物性,特别是对于环管反应器后连有流化床反应器的工艺有重要影响。
因此,有必要从介观(颗粒)尺度上对环管反应器进行研究,分析反应器内的聚丙烯颗粒内部的丙烯浓度、温度分布和颗粒增长情况,并对颗粒群的粒径分布情况进行研究,分析各种因素对颗粒粒径分布的影响。
国内聚丙烯工艺进展:中国陆续引进了先进的聚丙烯生产技术,而且还通过自身的努力来吸收和转化发展国内的聚丙烯生产技术和工艺。
上世纪80年代,中国石化上海公司聚丙烯工艺在综合国内和国外聚丙烯工艺优缺点深入研究,发展提出“丙烯液相本体聚合+卧式釜气象聚合”(SPG)这一创新的局和工艺路线。
辽河石化公司,又继承了中国石化上海工程有限公司工艺,经过多年的研究和发展,首次建成2×104t/a聚丙烯装置,经过三年的发展,改善,并成功的实现了连续化生产,弥补了我国在聚丙烯连续聚合工艺方面的空白。
在聚丙烯技术逐步国产化生产具有里程碑式意义。
Spheripol工艺是目前主要的聚丙烯生产工艺,在我国应用广泛。
该工艺的核心部分位环管反应器。
环管反应器一般由4根或6根带冷却水夹套的直筒和多段180°弯头闭环连接而成,安装在反应器内的轴流泵推动浆液作高速定向循环流动。
在正常操作状态下,反应器内的浆液的循环比(浆液的循环流量与出口流量之比)约为130,流速可达7~8m/s。
高分子合成工艺学课程设计题目:年产10万吨聚丙烯(环管法)运行方案的设计学院名称:化学化工学院指导教师:班级:高材 091 学号:学生姓名:2012年5月20日目录设计内容及要求 (2)1、聚丙烯合成工艺 (3)1.1绪论 (3)1.2多釜串联气液组合生产聚丙烯的仿真实验 (6)1.3环管法气液组合聚合工艺的介绍 (7)1.4多釜串联与环管法两种工艺的评价 (8)2、环管法生产聚丙烯运行方案的设计 (9)2.1密度控制范围 (9)2.2原料进料量 (11)2.3实验装置图 (12)2.4聚丙烯生产开车方案 (13)2.5装置正常操作 (15)2.6装置正常停工过程 (15)3、参考文献 (15)设计内容及要求:一、设计目的让学生所学的聚丙烯合成工艺理论与聚丙烯的生产实际相联系,使学生得到动手操作能力、故障处理能力、工艺协调及工艺管理能力的综合训练。
二、设计任务1、设计项目:聚丙烯生产运行方案的设计;2、设计工艺:环管法液相本体聚合工艺;3、设计产能:年产10万吨;4、设计范围:生产工艺的正常开车,正常运行,正常停车。
三、设计工艺条件进料比R200:R201=1:10预聚釜R200:T=18℃,P=3.5MPa环管高H=9m,体积V=0.46m3,物料流速=4m/s,停留时间=4min。
聚合釜R201:T=70℃,P=3.2MPa环管高H=30m,体积V=45m3,物料流速=78m/s,停留时间=1.5h,终点用密度控制射线检测,转化率55%-65%。
四、设计内容1、聚丙烯的合成工艺1.1概述;1.2多釜串联气液组合生产聚丙烯的仿真实验;1.3环管法气液组合聚合工艺的介绍;1.4多釜串联与环管法两种工艺的评价。
2、环管法生产聚丙烯运行方案的设计2.1设计重点密度控制范围;2.2设计原料的进料量;2.3设计聚丙烯生产开车、停车方案;2.4设计聚丙烯生产运行方案。
五、设计要求1、给出聚合工艺的历史、现状及发展史;2、给出多釜串联与环管法聚合工艺的差异及优缺点;3、给出环管法聚合工艺流程及终点控制、原料流量等工艺参数;4、给出完整的开机方案、运行方案及停机方案。
论环管工艺生产聚丙烯过程细粉产生的原因分析与研究摘要:液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合环管工艺在我国聚丙烯生产过程中占有重要地位,其具有较高的工艺转化率以及较大的生产能力等诸多优势特点;但是,当前我国大部分的环管装置在实际生产过程中都会有细粉现象的发生,这不仅对产品的质量造成了影响,同时,还阻碍了产品正常的生产。
本文主要对有关工艺产生细粉的原因进行了一番分析与研究,并制定了一套改进对策。
关键词:环管工艺聚丙烯细粉破碎一、引言在国产化Spheripol的液相本体法聚丙烯环管工艺实际生产时,由于使用的是我国自行生产的催化剂,以及伴随着生产强度的进一步提高,使得聚丙烯粉料颗粒粒径的分布出现了异常情况,造成细粉与超细粉的现象发生,致使聚合环管反应器与后续工艺流程中的粉末过滤系统出现了严重的堵塞。
同时,由于颗粒粒径的分布出现了异常,因此,对脱气时丙烯回收率、抗氧化添加剂的混合效果以及聚丙烯颗粒的气送等都造成了一定的影响。
此外,生产过程中所产生的细粉会随着洗涤水而释放出来,在对环境造成极大污染的同时,也对产品的单耗造成了影响。
本文主要对产生细粉的具体原因进行一番分析与研究。
二、生产工艺1.环管反应器笔者从相关资料中了解到,液相本体法丙烯聚合过程中所使用的环管反应器通常会在相应的循环比条件下对管内部的物料进行整体混流操作。
所以,通过预聚合这一环节进入到聚合环管反应器中的催化剂颗粒会在管内部相应的停留一段时间的分布,一般情况下,有三个因素会对聚丙烯颗粒粒径大小进行控制,具体是催化剂颗粒在管内部停留时间分布、催化剂的活性、催化剂的活性丧失的速度这三种因素,所以,这样一来就导致在全混流操作前提下的聚合反应在一定程度上会发生一个催化剂颗粒收率的差异现象,最终使得相应颗粒粒径分布的聚丙烯颗粒、细粉以及超细粉的形成,尤其当在反应器操作过程中控制的不够合理时,会导致诸多的催化剂不同程度出现短路现象,具有较短的停留时间,进而造成聚丙烯细粉与超细粉情况的发生。
环管反应器的吊装作为聚丙烯装置的核心设备,环管反应器不同于一般的釜式反应器,它具有独特的环管结构型式,体积庞大、结构复杂、设计和制造难度大,因此它的就位显得尤为重要。
环管反应器的就位,通常有两种方法:整体吊装和分片吊装。
这两种安装方法分别为预组装成整体和预制成单片,利用两台吊机主吊和溜尾的方法达到目的,各有利弊,适用于不同的情况,对于管数为 4 管的环管反应器来说,采用整体吊装较省力,对于 6 管或更多管的环管反应器,大多采用单片吊装。
下面以海南20万t/a 聚丙烯的环管反应器吊装为例来阐述两种安装方法。
1整体吊装就拿由 4 根环管(管径 609mm ,长 39m )组成的海南20万吨聚丙烯的聚合反应器来说,其体积庞大,一般散装到货,在现场组对胎具上成框卧置组装(每四根为一框)。
然后用 500T 和160T 吊机整体吊装就位。
然后再拆除吊耳安装弯头。
1.1组装原则流程图1.2组装工艺原理图将环管反应器的4根直管标号为 Rl 、R2 、 R3 、 R4 等。
如图2所示。
1.3地基处理由于海南项目现场临海,并且现场大部分为回填土.为保证吊装工作顺利进行,对地基做如下处理:对于吊机行走的非正式路面部分:需从相对地面开始下挖400mm后压实地基,先铺350mm厚块石,大面朝下,打掉尖角,再铺10Omm 厚道渣,并压实。
500T吊机站位处支腿下地基:需从相对地面开始下挖1200mm 后夯实地基,先铺350mm厚块石,大面朝下,打掉尖角,上层850mm砂石混填并压实。
上铺钢板和路基箱以进一步增强地耐力。
16OT吊机站位处支腿下地基:从相对地面开始下挖800mm 后夯实地基,先铺350mm厚块石,大面朝下,打掉尖角,再铺45Omm厚道渣并压实。
上铺钢板或路基箱以进一步增强地耐力。
1.4吊耳设计及校核为了保证环管反应器吊装时不变形,吊耳设置在环管反应器上法兰口上,即加工与法兰相同的盲板法兰,在盲板上设置板式吊耳,在板式吊耳板的加强板上用型钢加固连接,以保证反应器环管吊装时不变形。
吊耳设计如图3所示:耳板焊缝强度计算:由轴向力和弯矩引起的应力:τx = (N/Ff) + ( M/Wf )≤[τht ][τht ]― 焊缝允许应力= 66.67MPaFf ― 焊缝面积m ²h - 焊缝腰高,取 h=30mmL ― 焊缝长度,取 L = 750 +(750-60 ) =1440mmL1- 耳板长度(吊耳立板孔洞距水平板长度)M- 弯矩 kN .mWf - 焊缝截面计算模量N = Px = Py/ tg60 = ( 145.6 / 2 ) / l.732 – 42.03TFf =2×0.7hL-2×0.7×0.03×144 = 0.0605m ²M=Px ×L1=42.03×9.8×0.8=74.14kN.mWf=2×L/6×0.7×hL ²=2×1.44/6×0.7×0.03×1.44²=0.0209m ²则,τx=36.100209.014.740605.08.903.42Wf M Ff N =+⨯=+MPa 由剪力引起的应力:8MPa .1100605.02/)8.96.145(Ff Py y =⨯==τ 焊缝受力危险处合成应力为:7MPa .158.118.1136.1036.10y y x x =⨯+⨯=⨯+⨯=τττττ<[τht ]=66 .67MPa吊耳孔强度核算:σ=Qj(4R ²+d ²)/d δ(4R ²-d ²)=78.1×9.8(4×0.12²+0.08²)/0.08×0.06(4×0.12²-0.08²)=199.32MPa <[σ]=245MPa因此吊耳安全可用。
1.5 环管反应器的吊装环管反应器是聚丙烯装置的关键性设备之一,为了保证环管反应器安全、优质的安装到位,并尽可能节省费用、工时、减少高空作业量等,采用整体(外形尺寸为:4800mm ×4800mm ×39000mm ;设备吊装总高度为 41332mm )组装,提升设备选用一台 500T 级吊机和一台 16OT 级吊机尾部配合,一次吊装到位。
由于设备是整体吊装,膨胀节等柔性连接处整体做了加固,这里不再赘述。
螺栓及钢丝绳等的校核省略(吊装过程同分片吊装过程)。
具体吊装工艺设计见表 l :2单片吊装环管反应器现场预制两管成一片,单片吊装,膨胀节处紧固螺栓要紧固,每个膨胀节焊接 4 块弓形板加以保护,如图 4 所示系 4 根缆风绳于上部第一根横梁处以便环管反应器就位后的临时缆风固定,主吊吊点采用吊点保护套,如图5 所示保护筒体,保护套用木块围成圈保护钢丝绳,两单片间固定横梁及平台待环管反应器安装后再安装。
以海南20万t/a聚丙烯为例:2.1设备重心及吊点受力计算设备净重 G :分两片吊装,单片设备重量为69t(不包括底部弯头和单片间横梁):设备长 L : 41.332m设备重心标高 Hl :考虑环管对称分布,且细长,所以简化为简支梁进行计算,如下:H1=∑Hi×Gi/G=32.242×19.5+2.32×40.17+15.315×1.978+26.95×31.592+18.443×0.478/69=23.37(m)主吊吊点受力点 P1 :P1( F1)=69×( 23.37-2.425)/[41.332 -(2.425+4.807)] =43T溜尾吊点受力点 P2:P2( F2) = G-P1( F1) = 69-43 = 26T2.2吊装索具选用1)主吊钢丝绳扣:平衡梁以上部分按标准( SH / T3515-2003 )选用Φ96mm 压制钢丝绳套,最小破断力 418T ,每米重量 25Kg ,单根绳扣长度10m ,共 2 根;平衡梁以下部分按标准( SH / T3515-2003 )选用Φ77.5mm 压制钢丝绳套,最小破断力 328.5T ,每米重量 21 .17Kg ,单根绳扣长度为20m ,共 2 根;卸扣: 55t 载荷卸扣 2 个,2)溜尾钢丝绳扣:溜尾钢丝绳扣按标准( SH / T3515 -2003 )选用Φ52mm 无接头钢丝绳套,最小破断力170 . 5t ,每米重量9 .43Kg ;钢丝绳绳扣长度为12m,共2圈绳扣;卸扣:27t载荷卸扣2个。
3)吊装索具重量参数:主吊钢丝绳扣总重量 G1 :G1=(25×10×2+21.17×20×2)/1000=1.4t溜尾钢丝绳扣总重量 G2 :G2 = 9.43×12×2/1000=0.3t平衡梁重 G3 : G3 = 4t主吊卸扣 G4 : G4 = 0 .2t溜尾卸扣总重 GS : GS =0. lt2.3吊机载荷计算:400T 吊钩重( 5OOT 吊机) G6 : G6 = 5.3T150T 吊钩重( 280T 吊机) G7 : G7 = 4T主吊机载荷 G8: G8= G + G1 + G3 + G4 + G6 = 69 +1.4 + 4 + 0.2 + 5.3= 79.9T溜尾吊载荷G9: G9 = P2 + G2 + G5 + G7 = 26 + 0.3 + 0.l + 4 = 30.4T 2.4吊装索具及吊机校核吊装索具校核:主吊钢丝绳最大受力 F3 :F3 = G + G1 + G3 + G4=69 + 1.4 + 4 + 0.2 = 74 .6T动载系数 K : K=1.1平衡梁以上钢丝绳安全系数 n1 :nl=P破×2×sin60º=418×2×sin60º/74.6×1.1=8.82>[n]=5结论:安全平衡梁以下钢丝绳安全系数 n2 :n2=P破×4×0.82×0.75/74.6×1.1=9.85>[n]=5结论:安全溜尾钢丝绳扣溜尾钢丝绳最大受力 F4 :F4 = P2 + G2 + G5 = 26 + 0.3 + 0.1 = 26.4T动载系数 K2: K2 = l. 1溜尾钢丝绳安全系数 n3 :N3=P破×2×0.75×0.82/F4×K2=170.5×2×0.82×0.75/26.4×1.1=7.22>[n]=6结论:安全2.5吊点吊点选择:主吊点标高: + 40.3m (顶部第一个横梁处)溜尾吊点标高: + 6.2m (底部地脚螺栓固定处)采用钢丝绳捆绑(捆绑处设有保护套)吊装。
2.6吊机校核2.7地基处理吊机行走的非正式路面和500T 吊机站位处支腿下地基处理同上。
28OT 履带吊吊重行走的路面铺板下地基:需从相对地面开始下挖 800mm后夯实地基,先铺 350mm 厚块石,大面朝下,打掉尖角,再铺 450mm厚道渣并压实。
2.8吊装过程环管反应器现场组对(单片)完后,吊点安装上保护套,用方木块捆紧,捆绑 4 根缆风绳于设备顶部第一横梁处,锚点核实位置准确。
在主吊点下方 1 . 5m 处捆绑一个带围栏的小平台,平台下方连接一个钢制爬梯(焊接于环管反应器中部支撑横梁上),便于吊装结束后的摘钩。
先吊 R3-R4 片,吊装完后再接上 Rl-R2片,单片吊装完后必须用缆风绳连接手拉葫芦加以固定方可松钩。
50OT 主吊机按要求组机,挂好钢丝绳、平衡梁;280 T 吊机移位至聚丙烯装置北边环管反应器溜尾位置准备吊装。
5O0t 吊机缓慢起升,保持起吊作业半径 20m不变, 280t 吊机回钩至设备底部离地面 2OOmm 左右,缓慢向 500T 吊机方向行走,直至设备竖直, 280t 吊钩脱钩,在这个过程中要设专人观察两台吊机吊钩的垂直度和路基情况,并及时向吊装指挥报告, 280T 吊钩脱钩后 500T 吊机逆时针旋转,至设备基础上方回钩,单机将设备就位,由安装工负责核对安装位置并准确回落至基础上,设备就位找正地脚螺栓把紧,缆风绳受力后 500T 吊机脱钩,吊装结束。
吊装时使用溜绳控制设备的搬动。