侯樹文 馬帥

摘 要：公司聚丙烯裝置自2016年4月開車以來，反應(yīng)器靜電檢測(cè)儀檢測(cè)數(shù)據(jù)一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，2018年3月20日在國產(chǎn)主催化劑切換至進(jìn)口主催化劑的過程中反應(yīng)器靜電出現(xiàn)大幅波動(dòng)；針對(duì)此次反應(yīng)器靜電波動(dòng)情況，根據(jù)靜電產(chǎn)生的原理，裝置經(jīng)過對(duì)可能產(chǎn)生靜電的原理進(jìn)行分析通過工藝操作調(diào)整逐步穩(wěn)定靜電；實(shí)踐表明反應(yīng)器流化狀態(tài)、原料純度以及催化劑體系是產(chǎn)生靜電的主要原因。

關(guān)健詞：聚丙烯；流化床；靜電；組分分析；工藝處理

中煤蒙大能源化工有限公司聚丙烯裝置采用的是Unipol聚丙烯工藝，以丙烯為原料，年生產(chǎn)30萬噸聚丙烯樹脂，可生產(chǎn)各類型的均聚物、無規(guī)共聚物、以及抗沖共聚物產(chǎn)品。2018年3月20日反應(yīng)催化劑由國產(chǎn)催化劑切換至進(jìn)口催化劑后反應(yīng)器靜電出現(xiàn)較大幅度波動(dòng)（為正電），靜電波動(dòng)期間反應(yīng)器壁溫及PDS出料正常，未出現(xiàn)影響連續(xù)運(yùn)行問題。靜電波動(dòng)期間，裝置根據(jù)靜電產(chǎn)生原理進(jìn)行相關(guān)分析與操作，于2018年3月27日靜電逐漸由1200V降至±100V以內(nèi)。

1 關(guān)于靜電

1.1 靜電檢測(cè)方法

中煤蒙大能源化工有限公司聚丙烯裝置靜電檢測(cè)采用局部檢測(cè)方法。靜電的局部檢測(cè)是指在流化床特定區(qū)域內(nèi)設(shè)置某種檢測(cè)裝置獲取該局部區(qū)域的靜電特征參數(shù)。

1.2 靜電的危害

在正常生產(chǎn)中微量的靜電對(duì)丙烯聚合反應(yīng)的影響并不十分明顯，但反應(yīng)器靜電累計(jì)較高時(shí)靜電就會(huì)對(duì)反應(yīng)器產(chǎn)生較大影響。較高的靜電會(huì)使反應(yīng)器在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量結(jié)片，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)器分布板堵塞，PDS出料線堵塞，反應(yīng)器爆聚，最終導(dǎo)致聚合反應(yīng)停車。

1.3 靜電控制

對(duì)于正常操作的進(jìn)口催化劑與進(jìn)口給電子體當(dāng)在反應(yīng)器中出現(xiàn)靜電活動(dòng)時(shí)，可以通過在流化床底部增加冷凝量來抑制靜電活動(dòng)。通過降低床層溫度-露點(diǎn)溫度，增加丙烯分壓或者降低床層溫度來實(shí)現(xiàn)，若為雜質(zhì)引發(fā)靜電可通過增加T2進(jìn)料消耗反應(yīng)器中雜質(zhì)。

2 靜電波動(dòng)分析

2.1 儀表檢查

2018年3月20日靜電出現(xiàn)波動(dòng)后，聯(lián)系儀表專業(yè)進(jìn)行檢查，未查出異常；3月30日，儀表人員現(xiàn)場(chǎng)復(fù)查EI-4001-85，現(xiàn)場(chǎng)給定固定值核對(duì)中控顯示，檢查正常，排除儀表原因?yàn)殪o電產(chǎn)生的原因。

2.2 相關(guān)組分分析

①丙烯原料分析：通過對(duì)靜電形成的原理進(jìn)行分析，分析原料丙烯中可能存在醇類等極性雜質(zhì)或者O2、H2O，通過對(duì)精制后丙烯進(jìn)行分析，丙烯中極性雜質(zhì)與O2、H2O含量正常；②循環(huán)氣組分分析：在靜電波動(dòng)期間分析反應(yīng)器內(nèi)可能存在O2或者一些無法分析的極性雜質(zhì)累計(jì)，通過對(duì)反應(yīng)器循環(huán)氣組分分析，各項(xiàng)分析指標(biāo)正常；③尾氣回收丙烯分析：尾氣回收高速泵出口丙烯分析與C-5260塔頂分析正常。

2.3 催化劑體系改變

2018年3月20日上午11：00催化劑由國產(chǎn)催化劑切換至進(jìn)口催化劑，中午13：00靜電出現(xiàn)大幅波動(dòng)且為正電，通過對(duì)篩分分析發(fā)現(xiàn)此次使用的進(jìn)口催化劑篩分情況原來進(jìn)口催化劑篩分情況存在差異，所以可能存在因催化劑體系改變或者催化劑自身性能原因產(chǎn)生靜電。

本次使用的進(jìn)口催化劑篩分情況與2017年使用的進(jìn)口催化劑在篩分上存在差異，本次使用的進(jìn)口進(jìn)口催化劑篩分10目殘留率較高，平均比例接近20%，而2017年使用的進(jìn)口催化劑10目殘留率低于10%。

2.4 換熱器檢查

為排除換熱器泄漏對(duì)靜電的影響，對(duì)工藝介質(zhì)換熱器進(jìn)行可燃?xì)饧癈OD檢查，通過對(duì)換熱器可燃?xì)饧癈OD檢查正常。

2.5 給電子體檢查

3月28日裝置更換另外一個(gè)批次的給電子體并更換給電子體罐靜電波動(dòng)未見明顯改觀。

2.6 原料N2與H2

裝置對(duì)N2與H2進(jìn)行分析，未見異常，聚乙烯裝置使用我裝置高壓N2以及界區(qū)H2裝置未見靜電，排除N2與H2影響。

2.7 反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)氣偏流

聚丙烯裝置在2016年4月開車以來，反應(yīng)器循環(huán)氣一直處于偏流狀態(tài)，同一高度同一平面360°方向溫度檢測(cè)存在差異。

PDS出料系統(tǒng)M閥泄壓時(shí)間差異較大，1#、2#對(duì)應(yīng)M閥泄壓時(shí)間短（7-15S），3#、4#對(duì)應(yīng)M閥泄壓時(shí)間長（20S），說明反應(yīng)器冷凝量分布不均勻。檢修期間對(duì)反應(yīng)器環(huán)形分布器進(jìn)行檢查，環(huán)形分布器0°至270°方向較其他方向高處約5°。所以在0°至270°方向反應(yīng)熱量較大，反應(yīng)較“干”，且靜電檢測(cè)儀在ET-4001-85正位于該處。

2.8 不同催化劑與牌號(hào)的切換

自2017年12月25日，裝置使用兩種國產(chǎn)催化劑及進(jìn)口催化劑生產(chǎn)L5E89、V30G等牌號(hào)產(chǎn)品，裝置頻繁切換催化劑與牌號(hào)，導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)細(xì)粉累計(jì)。

3 工藝操作調(diào)整處理

針對(duì)上述工藝分析，裝置進(jìn)行相對(duì)應(yīng)工藝處理。

3.1 原料中雜質(zhì)排除工藝處理

①C-2008丙烯脫氣塔操作：通過增大FV-2008-9排放，增加輕組分氣體排放，增大塔頂冷卻水閥，增加塔頂分離效果，靜電波動(dòng)未見好轉(zhuǎn)；②切換丙烯干燥床層：3月20日將在用丙烯干燥床層停用，投用再生后丙烯干燥床，靜電波動(dòng)未見好轉(zhuǎn)；③原料N2與H2：切換并再生氮?dú)獯矊樱o電波動(dòng)未見好轉(zhuǎn)，聚乙烯裝置使用我裝置高壓N2以及界區(qū)H2裝置未見靜電。

3.2 尾氣回收系統(tǒng)工藝處理

①打開PV-5229-1排火炬：通過尾氣系統(tǒng)PV-5229-1排火炬，加大對(duì)輕組分氣體排放靜電波動(dòng)未見好轉(zhuǎn)；②加大C-5260塔底排放：FIC-5260-2由300kg/h提高至500kg/h，靜電波動(dòng)未見好轉(zhuǎn)；③隔離尾氣回收系統(tǒng)：減少C-5230去反應(yīng)回收液相，避免雜質(zhì)經(jīng)過尾氣系統(tǒng)返回至反應(yīng)器，靜電未見好轉(zhuǎn)。

3.3 反應(yīng)單元工藝處理

①調(diào)整AL/SI，增加T2進(jìn)料：通過增加T2進(jìn)料來盡量消耗反應(yīng)器內(nèi)O2、H2O與極性雜質(zhì)。靜電未見好轉(zhuǎn)；②調(diào)整AL/SI比：將SCA進(jìn)料降至1.8kg/h，觀察靜電波動(dòng)未見好轉(zhuǎn)；③提高丙烯分壓，增加冷凝量：專利商工藝包解釋反應(yīng)器靜電波動(dòng)可增加增加冷凝量，保證反應(yīng)器處于“濕”的狀態(tài)，可抑制靜電，反應(yīng)器一直保持較高的冷凝量，冷凝量最高可達(dá)13%wt左右靜電整體波動(dòng)未見好轉(zhuǎn)；④調(diào)整氣速：降低氣速，避免因氣速過大造成樹脂間摩擦增加，增加靜電，緩慢將氣速由0.38m/s降至0.37m/s，靜電波動(dòng)未見好轉(zhuǎn)；⑤調(diào)整PDS時(shí)間：縮短PDS排料時(shí)間，增加出料頻次，減少帶電樹脂在反應(yīng)器內(nèi)累計(jì)，調(diào)整后觀察，靜電波動(dòng)未見好轉(zhuǎn)；⑥催化劑體系切換：2018年3月27日靜電持續(xù)波動(dòng)，裝置進(jìn)行催化劑切換，催化劑由進(jìn)口催化劑切換為國產(chǎn)催化劑，效果明顯，靜電逐漸由1200V降至±100V以內(nèi)且處于平穩(wěn)狀態(tài)。

4 結(jié)論

①原料丙烯中存在無法檢測(cè)的雜質(zhì)可引發(fā)靜電；②反應(yīng)器環(huán)形分布器偏，導(dǎo)致循環(huán)氣偏流，在反應(yīng)器內(nèi)形成“冷區(qū)”與“熱區(qū)”，靜電檢測(cè)儀位于反應(yīng)“熱區(qū)”，“熱區(qū)”冷凝量較小，粉料與粉料、粉料與器壁之間的摩擦靜電較“冷區(qū)”大，也是引發(fā)靜電的原因；③此次使用的進(jìn)口催化劑篩分情況與以往使用的進(jìn)口催化劑篩分情況存在差異，且催化劑切換后靜電波動(dòng)出現(xiàn)明顯變化，進(jìn)口催化劑體系性質(zhì)是引發(fā)靜電的主要原因；④催化劑國產(chǎn)化在裝置長周期使用對(duì)反應(yīng)器的影響還需要進(jìn)行驗(yàn)證，催化劑頻繁切換，反應(yīng)器粉料的形態(tài)隨催化劑體系變化而變化，反應(yīng)器流化狀態(tài)發(fā)生改變，也是引發(fā)靜電的原因。

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