16 2.2.3 物料特性
预聚合区和聚合区有大量危险的化学品。
三乙基铝会引起火灾,会立即和空气中的氧气发生反应冒烟着火,与水发生强烈反应而产生爆炸,因此必须强调指出,处理TEAL必须在惰性气体的保护下、在无水系统中进行。催化剂和给电子体都会和水反应,水不能用于灭由催化剂和给电子体引起的火灾。
该区域内大量使用的高压液态丙烯极易挥发,液体丙烯蒸发时会冻伤皮肤,在常压条件下,丙烯是具有窒息性和高度可燃性气体。氢气以气态用于预聚合区和聚合区,它也是高度易燃性气体。因此,丙烯和氢气不能直接排入大气,排气时气体因磨擦会产生静电,造成爆炸着火的危险。取丙烯样时应采取适当的安全措施,不要将取样瓶装满液体,由于液体受热会膨胀,致使取样瓶破碎或爆炸,气体泄漏。 2.3 300单元流程 2.3.1 高压闪蒸及丙烯回收 2.3.1.1 高压闪蒸和脱气
第二环管反应器排出的聚合物浆液进入闪蒸罐D301,丙烯单体与聚合物在此分离,经回收后重新参与反应。
闪蒸操作是从环管反应器排料阀出口处开始进行的,聚合物浆料自R202经闪蒸管线流到D301,其压力由3.4 MPaG降到1.8MPaG,使丙烯汽化。为了确保丙烯完全汽化和过热,在R202和D301之间设置了闪蒸线,在闪蒸线外部设蒸汽夹套,通过作用在脱气阶段末端气体上的温度控制器串级设定通入夹套的蒸汽压力。这种方法能根据装置负荷调节闪蒸能力,保持壁温尽可能低。并且闪蒸线直径逐渐增大,以适应丙烯体积膨胀并限制其流速。
从R202出料阀LV231排出的浆料流经闪蒸线进入D301中,如果D301出现故障,R202排出的物料可通过D301前的三通阀HV301切送至排放系统
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17 而不进D301。同旋风分离器一样,聚合物和汽化丙烯沿切线方向进入D301,聚合物落到D301底部,并在料位控制下送至袋滤器F301,气相丙烯则从D301顶部送至T301,控制排出D301气体的温度和流量。流量控制器﹙FIC244﹚作用于闪蒸管起始处的冲洗丙烯入口阀,使固体输送保持最小速度而不受浆液出料影响。在D301顶部有一个特殊设计的动力分离器A301,它能将气相丙烯中夹带的聚合物粉末进一步分离回D301,而丙烯气则去丙烯洗涤塔T301中予以回收。 2.3.1.2 丙烯洗涤
丙烯洗涤塔T301为折流板式塔,共装有23层塔盘。由D301来的气相丙烯由T301第一层塔盘下进入,向上的丙烯气流与回流的液相丙烯在各层塔盘上逆向接触,这个过程中,丙烯气中所夹带的聚丙烯粉末被洗涤下来,并且分离出较重组分,这部分聚丙烯粉末在流量控制下(FIC326)随丙烯从塔底排出,经一段带有蒸汽夹套的管线汽化后送至F301。洗涤过的丙烯气上升到塔顶,其中一小部分作为反吹气送到F301中,绝大部分丙烯气进入丙烯冷凝器E301,用压力控制器﹙PIC323﹚调节E301的淹没高度,在E301中气相丙烯被冷凝为液相。.
被E301冷凝下来的丙烯,一部分通过P302A/B回流到T301顶部,维持8000kg/h连续回流(根据装置负荷可调整),作为洗涤气相丙烯的洗涤介质,剩余部分则在T301压力控制下(PIC323),被送到丙烯进料罐D302加以回收。在E301顶部定量(由FIC323控制)采出一部分经冷却后的丙烯及不凝气排向界区,以控制回收丙烯中惰性组分(不参加聚合反应的组分)的含量。FIC323的排放量也可以根据返回D302的回收丙烯的气相色谱分析结果进行调节。
高压闪蒸与丙烯回收系统在中等压力(1.8MPaG)下操作。
T301回流泵P302A/B出口设有液相丙烯取样点,样品采集在配有减压阀的特制取样罐中。在取样的时候,这些样品均应先向火炬泄压,此时极
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18 易发生丙烯泄漏,所以必须严格依照取样程序进行,绝不能减少程序中规定的吹扫次数。丙烯具有特殊的大蒜臭味,极易汽化成白色烟雾状,汽化时,由于制冷效应,极易在泄漏点的背面结霜,因此如发生丙烯泄漏可以觉察到。为防止丙烯泄漏,在聚合物闪蒸及丙烯回收区装有安全系统。 2.3.1.3 反应器进料系统
E301中冷凝下来的循环丙烯送到丙烯进料罐D302,新鲜丙烯在液位控制下也加到这个罐。循环丙烯(85%wt丙烯)和新鲜进料混合后用丙烯进料泵P301A/B送进反应器。
P30lA/B出口在任何时候都需要一个稳定的流量,以便保持恒定的输出压力,因而将一定量的丙烯在流量控制下(FIC331),经E305冷却后返回D302,同时这一股丙烯还可以起到降低D302操作温度的作用。为了保证D302压力稳定,通过改变经过丙烯蒸发器E302的丙烯量来控制D302的压力。
反应器供料系统有大量的易燃丙烯,因而操作者必须精心操作,防止丙烯泄漏,如密封部位和法兰泄漏必须及时排除。排放到大气中的丙烯液体能引起急冷,使皮肤和眼睛受到伤害,因此对丙烯进行取样时应穿戴好个人防护用品(如手套和面罩),另外,在采样时,钢瓶不要完全充满液体丙烯,因为丙烯受热膨胀,可使取样钢瓶破裂,引起泄漏和爆炸。
D302设有液位报警,当液位偏高或偏低时,将会发出报警信号,丙烯气体与空气混合可形成爆炸性混合气体,且丙烯气比空气重,极易滞留在靠近地面的区域并在低洼处聚集,因此丙烯溢出是极其危险的。为使装置安全运行,在装置内设置了检测仪表。 2.3.2 聚合物低压脱气及单体压缩 2.3.2.1 低压脱气
来自D301含有少量丙烯单体的聚合物进入袋式过滤器F301, 在F301中聚合物和单体进一步分离,聚合物在料位控制下(LIC311),从F301进入汽蒸罐D501,而丙烯气体从袋式过滤器顶部排出,经安全过滤器F302A或
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19 B,然后进入低压丙烯洗涤塔T302。F302A/B防止前面过滤器袋子破裂时大量的粉末进入压缩机。F301用来自T301顶部经适当减压后的丙烯气反吹而自动清洗。液体分离器D303,作为反吹气罐,防止液体丙烯进入袋滤器。 2.3.2.2 丙烯洗涤和压缩
T302为折流板式塔,洗涤介质为凡士林油和Atmer163混合液体(体积比为2:1),洗涤液从塔上部沿塔板流下,丙烯气从下部进入T302向上流动与洗涤液逆向接触,以除去气体中夹带的细粉及里面的TEAL,Atmer163与TEAL反应,生成稳定的液态油溶性络合物,每两个月或当油中的铝含量超过5%(wt)时更换新的白油。
洗涤后的丙烯气经T302顶部冷却器E304冷却到40~50℃后进入雾沫分离器D304,在D304中丙烯气与油分离,丙烯气进入丙烯气循环压缩机PK301,经PK301压缩至1.8MPaG以上送入T301。压缩机吸入压力通过循环一部分排出气回入口(E304上游),由PIC341来控制。
在F301,T302及相关设备中,由于要处理极易燃的烃类(丙烯、丙烷混合物)和TEAL,因此整个系统要在微正压下进行,以防止空气或氧气进入系统,形成爆炸性混合物。当F301超压时,可通过压力控制器(PIC311)调节PV311向火炬泄放。
循环气压缩机(PK301)故障时,过滤器排出的全部气体可以在PIC311压力控制下排向火炬系统。
如果进入过滤器的流量超过压缩机的吸入能力或火炬的排放能力(只有当PK301或D301下料阀误操作时),高压停车系统会截断所有向过滤器的排放。
当袋滤器底部排料困难或袋子破裂时,聚合物的进料会通过HV311与排放系统相连,按正常停车操作。故障排除后,HV311再转向F301方向。 为防止水从下游汽蒸罐进入过滤器,F301的压力必须一直比汽蒸罐D501的压力高,当两者的差压降至很小或反过来时,F301-D501差压计切
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20 断袋滤器出料。
袋滤器底部的低温停车系统防止任何液体丙烯(袋滤器中的除外)流入汽蒸罐。
袋滤器底部的最小料位停车防止大量的丙烯气排入汽蒸罐。 袋滤器通过与火炬总管相连的安全阀防止超压。F301和PK301之间的所有设备经F302A/B的安全阀保护以防止超压。当外部发生火灾时,设备压力泄到火炬系统。
丙烯、丙烷虽是无毒的,但当其取代空气中的氧气时,则起到了窒息剂的作用,并且丙烯、丙烷与空气能形成爆炸性混合气,所以在其可能发生积聚的地方都应有通风管,十分重要的是应防止这些气体在管沟,下水道或死角大量积累,避免达到危险程度。 2.4 500单元流程 2.4.1 汽蒸部分 2.4.1.1 汽蒸
从袋式过滤器底部排出的聚合物,除含有1~1.5%wt的通过袋滤器出料阀的气体外,仍吸附有1%wt的单体(主要是丙烯+丙烷),聚合物依靠重力流到带有低速搅拌的汽蒸罐D501中。这是个立式筒形容器,带有慢速搅拌器,保证聚合物以柱塞流通过容器。低压蒸汽从汽蒸罐底部进入,分解催化剂和给电子体剩余物,并更彻底分离出聚合物中残留的丙烯和丙烷。催化剂分解后能产生氯化氢,氯化氢遇水即变成腐蚀性极强的盐酸。因此,汽蒸罐外部设有低压蒸汽夹套,以防止蒸汽冷凝。
经汽蒸后的聚合物在料位控制下,从汽蒸罐底部靠重力作用流入干燥器D502中。
离开汽蒸罐的气体,通过一台旋风分离器S501除去夹带的聚合物粉末,借助蒸汽喷射器C503的作用,被分离出的聚合物粉末由旋风分离器底部排出返回至D501中。
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