随着社会、经济以及科技深化发展,工业生产有了全新的变化,体现在生产技术、生产材料、生产装置等方面,也有着更高的生产要求、质量标准等。Hypol工艺聚丙烯装置具有一定的优势特点,其工艺流程和液相反应器、气相流化床反应器深度联系,第四反应器便是其中的流化床反应器[1]。由于受到多层面因素影响,Hypol工艺聚丙烯装置运行中出现瓶颈问题,需要全面、深入剖析装置第四反应器各方面运行情况,联系工业生产实际的同时从不同层面入手优化其运行,提升第四反应器的整体性能以及生产能力,实现现代工业生产的经济与效益目标。
1.Hypol工艺聚丙烯装置的瓶颈问题
在作业环境、人员操作等因素作用下,工业生产中出现停车情况,发生的原因体现在多个方面,比如,第三反应器以及第四反应器的下料系统运行中频繁发生故障问题,浆液管线频繁堵塞。在原因分析过程中,发现浆液的浓度太高是浆液管线运行中频繁出现堵塞情况的关键性原因,而浆液浓度变化又和液相反应器的聚合量、循环量有着直接关系,在注入等量的催化剂之后,反应器的料位、循环量都发生了明显的变化,浆液浓度受到较大的影响。针对这种情况,从浆液管线运行中的堵塞问题入手,对反应器的料位、循环量进行针对性调整,合理调整生产物料在各类反应器装置中的停留时间。在生产负荷相同的情况下,让液相系统运行中的反应量有所降低,在一定程度上提升气相系统运行中的反应量,避免液相反应系统运行中浆液的浓度过高或者过低,有效解决浆液管线运行中堵塞问题的同时优化整个工艺流程,防止下料系统运行中频繁发生故障问题。此外,还需要在全方位、系统化、多层次优化运行过程中促使第四反应器生产能力得到最大化提升,在装置高效运转过程中确保工业生产各环节有序进行。
2.Hypol工艺聚丙烯装置第四反应器优化运行分析
(1)优化之前第四反应器运行情况
在信息化背景下,现代技术发展速度不断加快,在工业生产中的应用范围持续扩大,Hypol工艺聚丙烯装置运行中呈现的瓶颈问题基本上被解决,生产能力也有了明显的提升。由于现代工业生产的质量标准、技术要求等日渐提升,需要在解决瓶颈问题的基础上深层次挖掘装置的潜力,第四反应器在整个装置运行中起到重要作用,优化第四反应器运行是一大关键点。在解决装置呈现的瓶颈问题过程中,液相系统的循环量明显提升,生产物料在其中的停留时间明显缩短,但第四反应器中的活性催化剂比较多,仍然有着比较大的撤热余量,运行效能没有得到最大化发挥。与此同时,运行优化之前,第四反应器运行中的温度为70℃、压力为1MPa,料位大约为35%。在装置运行过程中,第四反应器中的丙烯量并不多,即600kg/h[2],被其消耗的丙烯量自然也不会太多,换句话说,第四反应器运行中聚合量并不高。自动控制料位的能力也不高,因此表明在第四反应器运行过程中,催化剂停留的时间缩短,生产物料也得不到充分反应,会直接影响聚合量。在巧用等离子发射光谱技术的基础上全面、深入剖析各类反应器运行中聚合物Ti的含量,进一步了解装置运行中各类反应器聚合量的分配情况。在总聚合量中,第四反应器聚合量只有7.5%,生成的聚丙烯也不多。和第三反应器等聚合情况相比,第四反应器聚合量相对较低,聚合能力有待提升,要在优化第四反应器运行过程中深入挖掘其聚合潜力,促使Hypol工艺聚丙烯装置运行中的负荷、效率、效益得以提升。
(2)第四反应器的优化措施
下面从反应温度、反应压力、料位、下料能力几个层面入手,优化第四反应器运行的同时深入挖掘其潜力,促使聚合量、产能得到最大化提高,满足Hypol工艺聚丙烯装置运行要求。
①提升第四反应器的反应温度
从某种层面来说,丙烯聚合反应属于二级反应[3],反应速率方程为-dCA/dt=kCACB,k、CA、CB、dCA/dt依次表示反应速率常数、反应器中的丙烯浓度、活性种浓度、反应速率,在分析反应速率方程过程中,可以知道反应速率和k、CA、CB有着直接关系。通过范特霍规则,可以知道关于k、温度t的近似式,即kt+10℃/kt=2～4,在温度为t时,速率常数用kt表示,在温度t加10℃时,速率常数用kt+10℃表示。也就是说,温度每升高10℃,反应速率常数变化明显,大约是之前的2到4倍,第四反应器运行中的反应温度可以提高到80℃,反应速度可以增加2到4倍[4],产能也会大幅度提升。与此同时,在各方面条件相同的情况下,温度和催化剂活性有着较大联系,在第四反应器运行温度达到80℃的时候,催化剂的等规度、活性都是最高的。在综合分析反应速率方程、近似式过程中,巧用多种可行的方法、手段,让第四反应器中的各类催化剂得到最大化利用,使其在运行过程中反应温度得到最大化提高,在催化剂量保持不变的条件下,聚丙烯的产量大幅度增加。
②提升第四反应器的反应压力
在反应速率方程作用下,可以知道反应速率、丙烯浓度二者属于正比例关系,浓度又和压力紧密联系。根据PV=RT这一气体方程,可以得到CA=P/RT,CA、P、T、R依次表示丙烯浓度、第四反应器的压力、第四反应器的温度、气体常数。在第四反应器运行过程中,压力由1MPa增加到1.2MPa[5],丙烯的浓度也会发生明显的变化,是之前的1.2倍,表示反应速度也是之前的1.2倍。与此同时,在各方面条件一样的情况下,压力对催化剂活性有着较大的影响,二者几乎属于正比例关系,催化剂等规度和压力变化无关,可以巧用可行的方法,让催化剂活性得到最大化发挥,促使第四反应器运行中的反应压力有效提升。
③提升第四反应器的料位
在液相反应系统循环量提高之后,反应后移明显的同时第四反应器中有着更多的活性催化剂,可以在把握温度、停留时间、转化率等基础上针对性优化第四反应器运行,通过有效提高料位,尽可能在第四反应器中各类催化剂停留的时间,在充分反应基础上转化率得到最大化提高。
④提升第四反应器的下料能力
第四反应器下料系统的构成部分多样化,比如,程控阀、风机、旋转阀[6],下料系统运行中各类故障问题发生和这些构成部分有着直接关系,进而,影响生产有序进行。在运行优化过程中,巧用多种现代化技术,对Hypol工艺聚丙烯装置、第四反应器及其下料系统进行有效改造、升级,增大下料罐的面积,增加每批的下料量,确保在装置负荷不变的情况下,下料系统程控阀的动作频率明显降低,促使运行中的第四反应器有着更高的下料能力,满足现代高负荷生产的客观需求。
(3)优化之后第四反应器运行情况
运行优化之后,第四反应器相关的运行参数发生了明显变化,比如,温度:80℃,压力:1.2MPa,料位:大约为45%。在优化第四反应器的温度、料位、下料能力等之后,聚合量、产能等大幅度提升。第四反应器的聚合量已达到20%,每小时大约生成聚丙烯3吨,Hypol工艺聚丙烯装置的负荷明显增加,即2t/h,第四反应器中各类催化剂作用得到充分发挥,和运行优化之前相比,催化效率提升了9%[7],装置运行中各类反应器负荷的分配也更加合理,生产中的经济效益大幅度提高。
3.结语
总而言之,Hypol工艺聚丙烯装置第四反应器运行优化在现代工业生产中有着重要的现实意义,在工业生产实践中深化把握第四反应器运行情况,深化探索新思路、新方法、新途径的同时优化第四反应器运行全过程,对比、分析优化前后第四反应器运行效果,进一步优化运行参数的同时对其进行有效技术改造,在产能、催化效率等提高过程中促使Hypol工艺聚丙烯装置运行更加高效,满足现代工业生产要求的同时达到提质增效的目的,在经济以及社会效益协调统一过程中全面推动我国工业以及社会经济发展进程。
摘要：Hypol工艺聚丙烯装置高效运转直接关系到工业生产效率以及效益,第四反应器属于流化床反应器,其优势特点体现在床层温度、流化床层颗粒流动、生产操作等层面,在Hypol工艺聚丙烯装置整个运行中起到关键性作用,第四反应器高效运转至关重要。因此,本文从不同角度入手客观探讨了Hypol工艺聚丙烯装置第四反应器优化运行,在解决问题基础上加以优化、完善,在发挥优势作用过程中改进工艺流程的同时全面提升Hypol工艺聚丙烯装置的运行效果以及工业生产的综合效益。
关键词：Hypol工艺聚丙烯装置,第四反应器,优化运行,探讨
参考文献
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