【摘要】神華寧煤煤基烯烴項(xiàng)目是目前世界上第一套規(guī)模最大的以煤為原料，采用先進(jìn)的煤氣化工藝制取甲醇，用MTP工藝制丙烯，最終產(chǎn)品為聚丙烯的項(xiàng)目，本文主要簡(jiǎn)述聚丙烯的生產(chǎn)工藝流程。
　　【關(guān)鍵詞】精制聚丙烯聚合反應(yīng)擠壓造粒摻混
　　神華寧煤煤基烯烴項(xiàng)目是目前世界上第一套規(guī)模最大的以煤為原料，采用先進(jìn)的煤氣化工藝制取甲醇，用MTP工藝制丙烯，最終產(chǎn)品為聚丙烯的項(xiàng)目。裝置規(guī)模為4+1氣化爐生產(chǎn)520000Nm3/合成氣、甲醇167萬(wàn)噸/年、聚丙烯50萬(wàn)噸/年。全廠主要有九個(gè)生產(chǎn)裝置，而聚丙烯的生產(chǎn)是相當(dāng)重要的一個(gè)裝置，下面簡(jiǎn)述該裝置的主要生產(chǎn)流程：
　　（一）、原料進(jìn)料系統(tǒng)
　　來(lái)自罐區(qū)液相丙烯首先進(jìn)入到丙烯干燥器進(jìn)行干燥，干燥器的再生由一閉路氮?dú)庠偕�循環(huán)系統(tǒng)來(lái)完成。干燥之后的丙烯經(jīng)丙烯過(guò)濾器過(guò)濾后送入各反應(yīng)器中。
　　來(lái)自罐區(qū)的乙烯直接以氣態(tài)進(jìn)入聚丙烯裝置，進(jìn)入乙烯干燥器中進(jìn)行干燥，干燥后的乙烯經(jīng)乙烯過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入各反應(yīng)器。在這一反應(yīng)過(guò)程中，還需要添加氫氣（H2）、氮?dú)猓∟2）、三乙基鋁、硅烷、異丙醇、主催化劑等。各自的作用如下：
　　來(lái)自界區(qū)外變壓吸附（PSA）單元的氫氣滿足專利商規(guī)格要求，在流量控制下進(jìn)入反應(yīng)器中，用來(lái)調(diào)節(jié)樹(shù)脂的熔融指數(shù)和分子量的分布。
　　三乙基鋁盛放在專用容器內(nèi)運(yùn)進(jìn)界區(qū)，用氮?dú)鈱⑷�乙基鋁經(jīng)插底管壓入儲(chǔ)罐。然后，由隔膜式計(jì)量泵將三乙基鋁分別送入反應(yīng)器，作為主催化劑的活化劑和殺毒劑。
　　異丙醇主要用于生產(chǎn)抗沖產(chǎn)品，控制抗沖物中的橡膠含量。通過(guò)異丙醇卸桶泵將異丙醇從桶中送到異丙醇儲(chǔ)罐,再通過(guò)隔膜式計(jì)量泵在流量控制下送往反應(yīng)器和載氣分離塔底部返回MTP液相流中以失活殘存的TEA。
　　硅烷用來(lái)控制催化劑的立構(gòu)定向性，用硅烷卸桶泵將硅烷送到儲(chǔ)罐，再通過(guò)隔膜式計(jì)量泵在流量控制下送入反應(yīng)器。
　　主催化劑以干粉狀桶裝運(yùn)進(jìn)界區(qū)，卸入催化劑裝料罐。在催化劑制備罐中，催化劑與加入的新鮮丙烯制備成催化劑懸浮液。經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢韬螅�催化劑懸浮物在重力作用下流到催化劑�?jì)量罐（計(jì)量罐的操作溫度為環(huán)境溫度，壓力為3.6Mpa）。通過(guò)罐底部的催化劑循環(huán)泵將催化劑一部分循環(huán)回計(jì)量罐均化，另一部分通過(guò)快速回路計(jì)量后隨一股沖洗丙烯送至反應(yīng)器。
　　（二）、聚合反應(yīng)系統(tǒng)
　　聚合反應(yīng)系統(tǒng)共有兩條生產(chǎn)線：
　　（1）、第1條線串聯(lián)生產(chǎn)，可以生產(chǎn)均聚物、無(wú)規(guī)物和抗沖物。
　　生產(chǎn)均聚物時(shí)，第一反應(yīng)器中加入丙烯與催化劑、三乙基鋁、硅烷和氫氣，第二反應(yīng)器中只加入丙烯。聚合反應(yīng)在氣相反應(yīng)器中進(jìn)行，通過(guò)螺帶式攪拌器對(duì)反應(yīng)器床層中的聚合物粉末進(jìn)行攪拌。反應(yīng)溫度控制在80℃左右（第二反應(yīng)器為75℃左右），通過(guò)調(diào)節(jié)新鮮丙烯進(jìn)料將反應(yīng)器壓力控制在3.0Mpa（第二反應(yīng)器為1.5Mpa）。
　　為移除聚合反應(yīng)器中的反應(yīng)熱，氣相丙烯連續(xù)從反應(yīng)器頂部送出進(jìn)入旋風(fēng)分離器分離其中夾帶的聚合物細(xì)粉。旋風(fēng)分離器底部分離出的細(xì)粉被連續(xù)地送回反應(yīng)器。為避免旋風(fēng)分離器頂部出來(lái)的氣相循環(huán)氣夾帶細(xì)粉堵塞循環(huán)氣冷卻系統(tǒng)，旋分分離器的下游安裝了保護(hù)性過(guò)濾器。
　　經(jīng)過(guò)過(guò)濾后，第一反應(yīng)器的循環(huán)氣在循環(huán)氣冷凝器中部分冷凝。冷凝器冷卻水的溫度通過(guò)循環(huán)氣冷凝器水泵來(lái)維持穩(wěn)定。反應(yīng)器的床層溫度通過(guò)丙烯循環(huán)泵向反應(yīng)器中注入的丙烯量來(lái)調(diào)節(jié)，注入的丙烯分為兩股，一股（30％）從反應(yīng)器的底部注入，另一股（70％）從反應(yīng)器的頂部噴灑到床層上以進(jìn)一步冷卻反應(yīng)床。的循環(huán)氣在循環(huán)氣冷卻器中預(yù)冷，通過(guò)循環(huán)氣壓縮機(jī)吸入罐到循環(huán)氣體壓縮單元。在循環(huán)氣冷凝器部分冷凝后，混合相物流被減壓到2.5Mpa(表壓)。因此液相和氣相在循環(huán)氣相分離器分離后都送到反應(yīng)器中。
　　在反應(yīng)器床層料位的控制下，通過(guò)間歇性地開(kāi)關(guān)反應(yīng)器中泄料插底管上的開(kāi)關(guān)閥，聚合物粉料在1.0～1.5Mpa的壓差作用下間歇性地送到第二反應(yīng)器，在第二反應(yīng)器進(jìn)一步反應(yīng)后通過(guò)壓差排放到粉料排放倉(cāng)。
　　生產(chǎn)無(wú)規(guī)共聚物時(shí)還必須向反應(yīng)器內(nèi)加入乙烯，這樣反應(yīng)器操作溫度和壓力略有降低。
　　生產(chǎn)抗沖共聚物（只在第1條線生產(chǎn)）時(shí)需將乙烯連續(xù)注入第二反應(yīng)器，控制反應(yīng)器溫度70℃,操作壓力1.5Mpa。產(chǎn)品中的橡膠含量通過(guò)異丙醇的加入量來(lái)控制。反應(yīng)器中氣相組成通過(guò)在線色譜測(cè)定并將其濃度控制穩(wěn)定以保證生產(chǎn)的橡膠產(chǎn)品組成均一。在反應(yīng)器料位的控制下間歇性的開(kāi)關(guān)反應(yīng)器中插底管上的泄放閥，反應(yīng)器中聚合物粉料被輸送到粉料排放倉(cāng)。
　　（2）、第2條線并聯(lián)操作，可以生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)物，反應(yīng)系統(tǒng)與第一反應(yīng)器基本相同，這里不在敘述，后續(xù)部分有所不同：
　　粉料排放倉(cāng)頂部出來(lái)的單體進(jìn)入旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器底部分離出的細(xì)粉被反應(yīng)器送來(lái)的丙烯循環(huán)氣間歇性地送回粉料排放倉(cāng)，頂部出來(lái)的氣相被送入載氣過(guò)濾器。載氣過(guò)濾器通過(guò)一股來(lái)自循環(huán)氣過(guò)濾器脈沖丙烯氣進(jìn)行間歇性地吹掃清洗。吹下來(lái)的聚丙烯粉末用氮?dú)忾g歇性的送回凈化倉(cāng)。而經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后的載氣被送入載氣壓縮單元，經(jīng)壓縮后進(jìn)載氣分離塔，并在分離塔中被分成輕、重兩部分，其中重組分主要是丙烯和丙烷，輕組分主要是乙烯、乙烷、氮?dú)狻⒈�烯和氫氣等�?br /> 　　排放倉(cāng)底部旋轉(zhuǎn)閥將粉料從排放倉(cāng)送至凈化倉(cāng)。粉料經(jīng)凈化倉(cāng)底部旋轉(zhuǎn)閥通過(guò)氮?dú)廨斔椭练哿蟼}(cāng)。凈化倉(cāng)內(nèi)殘余的單體通過(guò)底部環(huán)形氮?dú)馊Υ祾叱鰜?lái),氮?dú)鈬婎^布置在底部的錐體部分。吹掃的目的是為防止烴類在粉料輸送系統(tǒng)積累。凈化氣(氮?dú)夂捅��?離開(kāi)凈化倉(cāng),經(jīng)凈化倉(cāng)頂部過(guò)濾器過(guò)濾后送入膜回收單元，氮?dú)夂捅�烯被分離。
　　（三）、擠壓造粒及后續(xù)系統(tǒng)
　　從粉料倉(cāng)來(lái)的粉料通過(guò)主粉料計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量加入擠壓機(jī)。從擠壓機(jī)來(lái)的熔融聚合物經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)過(guò)濾后進(jìn)入模頭由水下切粒機(jī)造粒，切粒水箱底部管道連接的切粒水泵,切粒水泵持續(xù)將切粒水注入水下切粒的腔室，將切好的粒料一起送往大塊剔除器，水在預(yù)分級(jí)篩被分離并送回到切粒水箱，切粒水箱如此循環(huán)往復(fù)。切粒水的溫度由切粒水冷卻器，板式冷卻器的溫度控制在大約40-60℃。
　　粒料隨后進(jìn)入離心干燥器去除殘留的水，后經(jīng)分級(jí)篩剔除尺寸不合格的等外品后，合格的粒料流入緩沖料斗，后進(jìn)入12個(gè)粒料摻混料倉(cāng)。每條生產(chǎn)線配有六個(gè)粒料摻混倉(cāng)。摻混系統(tǒng)的設(shè)計(jì)允許同時(shí)進(jìn)行粒料進(jìn)倉(cāng)、粒料摻混和粒料送出。
　　粒料通過(guò)粒料摻混料倉(cāng)摻混達(dá)到均化的目的。摻混料倉(cāng)中配有可以使粒料在料倉(cāng)內(nèi)以不同速度流動(dòng)的內(nèi)件，這樣可以使料倉(cāng)出口的粒料達(dá)到好的混合效果。摻混料倉(cāng)中的循環(huán)需要進(jìn)行1.5-2次。粒料摻混料倉(cāng)的設(shè)計(jì)允許在各個(gè)料倉(cāng)間輸送、倒料。
　　粒料進(jìn)入包裝料倉(cāng)之前經(jīng)淘析器除去其中的粉塵和拉絲料，最后將除去雜質(zhì)的粒料輸送至包裝料倉(cāng)進(jìn)行成品包裝。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]胡棟;李常青;張壽齊;趙玉華;孫珠妹;王永國(guó);李玉同三乙基鋁及添加物的空氣混合物爆炸微觀機(jī)理研究；
　　[2]張茹；陳幕祖硅烷技術(shù)在前處理中的實(shí)際應(yīng)用