董煒亮

（南京金陵塑膠化工有限公司，江蘇 南京 210047）

間歇法聚丙烯生產(chǎn)的優(yōu)點是：工藝成熟、流程相對較短、投資小、見效快。近年來該行業(yè)發(fā)展迅速，涌現(xiàn)出一大批采用間歇法小本體生產(chǎn)聚丙烯的企業(yè)，使得聚丙烯市場競爭日趨激烈。原料丙烯與聚丙烯產(chǎn)品之間的價差越來越小，企業(yè)要想生存發(fā)展，必須在降低原料消耗上下功夫。

南京金陵塑膠化工有限公司聚丙烯裝置建成于2012 年6月，現(xiàn)有12m3聚合釜共計13臺，15m3聚合釜1臺，10m3閃蒸釜14 臺。在原料供應(yīng)充足的情況下，每天生產(chǎn)8 輪，產(chǎn)能可以達到107kt/a。公司對生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)做了深入研究，對原料損耗的重點環(huán)節(jié)不斷改進創(chuàng)新，在不斷深挖裝置潛力的同時，降低了成本，保證公司在行業(yè)競爭中始終處于較為領(lǐng)先的地位。近幾年來，公司在以下幾個方面取得了較為顯著的成果。

1 閃蒸處理過程中的丙烯回收再利用

1.1 閃蒸處理過程中丙烯的損失量計算

閃蒸釜接料完畢，進行抽負壓操作10分鐘，而后進氮氣充壓置換丙烯氣體，再將釜內(nèi)氣體放空至火炬，閃蒸處理環(huán)節(jié)丙烯損失主要產(chǎn)生于此。

為計算每批次閃蒸放空損失的丙烯量，2018年6月25日對第二套裝置的四臺閃蒸釜做了數(shù)據(jù)檢測如下：

氮氣中丙烯含量（體積百分比）16.3%15.8%14.9%15.7%15.7%設(shè)備位號V201 V202 V203 V204平均值放空前壓力/MPa 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2該批次聚丙烯產(chǎn)量/t 2.675 2.625 2.575 2.65 2.631放空前釜內(nèi)溫度 /℃48 45 42 39 43.5

根據(jù)以上表格，在閃蒸釜充氮氣結(jié)束即將放空前，壓力p=0.2MPa=2×105Pa，由平均每批次產(chǎn)量2.631t 和聚丙烯的表觀密度0.93t/m3，可以算出聚丙烯體積為2.82 m3，閃蒸釜總?cè)莘e10m3，則氣體體積為7.18 m3，丙烯的體積V=1.1 m3。

代入理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT，R=8.31Pa·m3·mol-1·K-1，T=43.5+273=316.5K，經(jīng)計算得出丙烯物質(zhì)的量n=83.65mol，其分子量為42，所以丙烯質(zhì)量m=3.51kg。即每個生產(chǎn)批次損失丙烯3.51kg，按照8 輪次生產(chǎn)，每天共112 批次，一年共損失丙烯143.49t。再按照近一年丙烯均價6800 元/t 計算，一年將損失

97.57萬元。

1.2 通過改變工藝流程挽回閃蒸處理過程中丙烯的損失

將原來至火炬的放空管線改至低壓氣柜，氣柜保持微正壓，當(dāng)高度達到設(shè)定值后，開啟壓縮機，將氣柜中的氮氣與丙烯混合氣體升壓后送至PSA 裝置，此時混合氣體壓力大約1.4Mpa，丙烯被床層吸附滯留，而氮氣不被吸附，穿過床層后被收集至氮氣緩沖罐，以備今后閃蒸處理時繼續(xù)使用。吸附劑接近飽和時，需對其進行抽真空脫附再生，脫附的丙烯經(jīng)回收后存于原料儲罐。由此可見，變壓吸附回收取代火炬放空，不僅減少了原料的消耗，而且將大量氮氣重復(fù)利用，讓整個生產(chǎn)過程中的能耗指標(biāo)顯著降低，達到一舉兩得的效果。

2 聚合崗位操作過程中的丙烯回收再利用

2.1 活化劑加料斗放空過程中的丙烯損失

按照間歇法聚丙烯生產(chǎn)工藝，每批次進料前均需放空活化劑加料斗中的丙烯?；罨瘎┘恿隙啡莘e為4L，放空前壓力為1.2MPa，斗內(nèi)溫度定為30℃，經(jīng)過計算，每批次有0.08kg丙烯損失，按照8輪次生產(chǎn)，每天共112批次，一年共40880批次，總共損失丙烯3.27t，價值2.22萬元。

2.2 催化劑加料斗放空過程中的丙烯損失

催化劑加料斗在每批次生產(chǎn)中有兩次放空泄壓的過程，第一次是在加入二苯基二甲氧基硅烷之前，第二次是在加入四氯化鈦之前，每次放空的丙烯體積為2.5L，壓力1.2MPa，加料斗溫度定為30℃，經(jīng)計算，每次放空損失丙烯0.05kg，則每批次損失0.1kg，同樣按照每天112 批次，一年共40880 批次，總共損失丙烯4.09t，價值2.78萬元。

2.3 將催化劑、活化劑加料斗放空丙烯回收再利用

在原來的工藝流程中，活化劑加料斗放空管線接入全公司放空總管，最終排放至火炬，而催化劑加料斗則采用現(xiàn)場直接放空，這兩種排放方式，不僅造成丙烯原料的浪費，而且后者還存在著較大的安全隱患。公司于2017年進行了技術(shù)改造，變更了放空工藝流程，從而解決了這一問題。

工藝變更后，催化劑、活化劑加料斗放空丙烯全部進入20 m3緩沖罐，然后通往回收氣柜，此氣柜為干式內(nèi)浮頂氣柜，當(dāng)氣柜高度達到DCS 設(shè)定值后，連鎖開啟丙烯壓縮機，將氣柜中收集的丙烯增壓后送至200 m3液相罐，此液相罐中的丙烯可以再次作為原料使用。

2.4 放空丙烯再利用的進一步推廣

催化劑、活化劑加料斗放空丙烯回收再利用工藝改造成功完成后，接下來將進一步研究如何將全公司所有的放空系統(tǒng)均接入回收氣柜，進一步加大丙烯的回收利用量。

3 減少設(shè)備運行過程中的丙烯泄漏量

3.1 聚合釜軸封處泄漏丙烯

公司14臺聚合釜中，有6臺軸封采用了填料密封。與機械密封方式相比，填料密封效果相對差一些，屬于傳統(tǒng)的壓蓋密封方式。填料密封泄漏丙烯，不僅造成原料損失，而且丙烯的爆炸下限只有2%，遇到點火源極易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。因此，必須從多方面采取措施，降低丙烯泄漏量。

3.2 應(yīng)對措施

聚合釜填料密封泄漏的影響因素很多，主要有工藝操作是否平穩(wěn)、撤熱系統(tǒng)工作效率、油路通暢程度、填料本身抗磨損能力等。為了降低泄漏量，主要從以下幾個方面加強管理：

3.2.1 保持平穩(wěn)操作

操作人員在聚合反應(yīng)過程中應(yīng)精心操作，保證各工藝參數(shù)尤其是聚合壓力平穩(wěn)正常，避免壓力頻繁波動對軸封填料造成較大的影響。

3.2.2 軸封冷卻水系統(tǒng)應(yīng)循環(huán)供應(yīng)

軸與填料摩擦產(chǎn)生的熱量應(yīng)及時撤走，否則熱脹冷縮容易造成泄漏，同時也會影響填料使用壽命。日常巡檢時，應(yīng)加強對軸封冷卻水的檢查，既要檢查水流是否正常，又要檢測出水溫度，發(fā)現(xiàn)異常立即處理。

3.2.3 油路要保持通暢

要使填料不因其損壞而導(dǎo)致泄漏，就要保證注油器完好及注油管路暢通。每次巡檢都要檢查油壓、油溫及排放油的狀況，確保其正常運行。

3.2.4 選用質(zhì)量好的填料

填料自身抗磨損能力也是決定其是否泄漏的重要因素，在采購產(chǎn)品時應(yīng)盡量選擇質(zhì)量好，耐磨損的填料。

4 保持投料罐冷凝器的工作效率

4.1 冷凝器工作效率對丙烯回收利用的影響

聚丙烯生產(chǎn)過程中，部分丙烯并沒有參與聚合反應(yīng)，在一輪次生產(chǎn)結(jié)束后，未參與反應(yīng)的丙烯將通過高壓回收系統(tǒng)，經(jīng)過冷凝后回流到投料罐中。理論上，回收后聚合釜的壓力越低越好，冷凝器的冷凝效果決定高壓回收是否徹底。未徹底回收的丙烯將隨著聚丙烯產(chǎn)品噴放至閃蒸釜，最終進入尾氣系統(tǒng)，不能繼續(xù)被利用。因而，提高冷凝器的回收效率顯得十分重要。

4.2 提高冷凝器回收效率的措施

4.2.1 定期打開冷凝器底部排污孔板，清理冷凝器殼層中的雜物，再開啟進水閥，沖排清洗，等水色清澈后關(guān)閉進水閥，蓋上孔板，使冷凝器冷卻效果始終處于正常狀態(tài)。

4.2.2 可串聯(lián)接入多臺冷凝器，增加冷凝系統(tǒng)的工作能力，確保將盡可能多的丙烯回收利用。

5 結(jié)語

近幾年，公司技術(shù)攻關(guān)小組不斷優(yōu)化工藝流程和控制程序，促進了聚丙烯生產(chǎn)的技術(shù)進步，使得生產(chǎn)過程中的原料丙烯損失逐年下降，在同行業(yè)企業(yè)中始終處于領(lǐng)先水平。我們會繼續(xù)完善深化已經(jīng)采取的降耗措施，從節(jié)約每一克原料開始，不喊口號，只重消耗，繼續(xù)在降低原料消耗等各生產(chǎn)成本環(huán)節(jié)上下功夫，以科學(xué)的管理為手段，充分發(fā)揮全體員工的積極性和創(chuàng)造性，進一步做好降耗增效工作，使裝置的各項生產(chǎn)指標(biāo)再上新臺階。