流化床反應仿真操作單元

1、反應過程與技術(shù)仿真操作指導書周波遼寧石化職業(yè)技術(shù)學院石油化工系流化床反應仿真操作單元一. 工藝流程說明：該流化床反應器取材于HIMON工藝本體聚合裝置，用于生產(chǎn)高抗沖擊共聚物。具有剩余 活性的干均聚物（聚丙烯），在壓差作用下自閃蒸罐D(zhuǎn)-301流到該氣相共聚反應器R-401。在氣體分析儀的控制下，氫氣被加到乙烯進料管道中，以改進聚合物的本征粘度，滿足聚合物從頂部進入流化床反應器，落在流化床的床層上。流化氣體（反應單體）通過一 個特殊設(shè)計的柵板進入反應器。由反應器底部出口管路上的控制閥來維持聚合物的料位。聚 合物料位決定了停留時間，從而決定了聚合反應的程度，為了避免過度聚合的鱗片狀產(chǎn)物堆 積在反應

2、器壁上，反應器內(nèi)配置一轉(zhuǎn)速較慢的刮刀，以使反應器壁保持干凈。柵板下部夾帶的聚合物細末，用一臺小型旋風分離器S401除去，并送到下游的袋式過濾 器中。所有末反應的單體循環(huán)返回到流化壓縮機的吸入口。來自乙烯汽提塔頂部的回收氣相與氣相反應器出口的循環(huán)單體匯合， 而補充的氫氣， 乙 烯和丙烯加入到壓縮機排出口。循環(huán)氣體用工業(yè)色譜儀進行分析，調(diào)節(jié)氫氣和丙烯的補充量。 然后調(diào)節(jié)補充的丙烯進料量以保證反應器的進料氣體滿足工藝要求的組成。 用脫鹽水作為冷卻介質(zhì)， 用一臺立式列管式換熱器將聚合反應熱撤出。 該熱交換器位于 循環(huán)氣體壓縮機之前。共聚物的反應壓力約為1.4Mpa（表）,70C,注意，該系統(tǒng)壓力位于閃

3、蒸罐壓力和袋式過 濾器壓力之間，從而在整個聚合物管路中形成一定壓力梯度，以避免容器間物料的返混并使 聚合物向前流動。反應機理 :乙烯，丙烯以及反應混合氣在一定的溫度 70度，一定的壓力1.35Mpa下，通過具有 剩余活性的干均聚物（聚丙烯）的引發(fā)，在流化床反應器里進行反應，同時加入氫氣以改善 共聚物的本征粘度，生成高抗沖擊共聚物。主要原料：乙烯，丙烯，具有剩余活性的干均聚物（聚丙烯），氫氣。主產(chǎn)物：高抗沖擊共聚物（具有乙烯和丙烯單體的共聚物）副產(chǎn)物：無。反應方程式：n C2H4 + n C 3F6 C2HCHn該單元主要包括以下設(shè)備：A401:R401的刮刀C401:R401循環(huán)壓縮機E401

4、:R401氣體冷卻器E409:夾套水加熱器P401:開車加熱泵R401:共聚反應器S401:R401旋風分離器參數(shù)說明：AI40111:反應產(chǎn)物中H2的含量AI40121:反應產(chǎn)物中C2H4勺含量AI40131:反應產(chǎn)物中C2H6勺含量AI40141:反應產(chǎn)物中C3H6勺含量AI40151:反應產(chǎn)物中C3H8勺含量二、裝置勺操作規(guī)程:1 、冷態(tài)開車規(guī)程:（一） 開 車準備:準備工作包括:系統(tǒng)中用氮氣充壓，循環(huán)加熱氮氣，隨后用乙烯對系統(tǒng)進行置換（按照 實際正常勺操作，用乙烯置換系統(tǒng)要進行兩次，考慮到時間關(guān)系，只進行一次）。這一過程 完成之后，系統(tǒng)將準備開始單體開車。（ 1 ）系統(tǒng)氮氣充壓加熱:A

5、 充氮：打開充氮閥，用氮氣給反應器系統(tǒng)充壓，當系統(tǒng)壓力達0.7Mpa（表）時，關(guān)閉充氮閥。B 當?shù)鋲褐?.1Mpa（表）時，按照正確的操作規(guī)程，啟動C401共聚循環(huán)氣體壓縮機，將 導流葉片（HIC402）定在40%C 環(huán)管充液：啟動壓縮機后，開進水閥 V4030,給水罐充液，開氮封閥V4031。D 當水罐液位大于10%寸，開泵P401 入口閥V4032,啟動泵P401，調(diào)節(jié)泵出口閥V4034至 60%開度。E 手動開低壓蒸汽閥HC451啟動換熱器E-409，加熱循環(huán)氮氣。F 打開循環(huán)水閥V4035oG當循環(huán)氮氣溫度達到70C時,TC451投自動，調(diào)節(jié)其設(shè)定值，維持氮氣溫度TC401在70C

6、左右。（2）氮氣循環(huán)：A 當反應系統(tǒng)壓力達0.7Mpa時，關(guān)充氮閥。B 在不停壓縮機的情況下，用PIC402和排放閥給反應系統(tǒng)泄壓至0.0Mpa （表）。C 在充氮泄壓操作中，不斷調(diào)節(jié)TC45設(shè)定值，維持TC401溫度在70 C左右。（ 3）乙烯充壓：A 當系統(tǒng)壓力降至0.0Mpa （表）時，關(guān)閉排放閥。B 由FC40升始乙烯進料，乙烯進料量設(shè)定在 567.0kg/hr時投自動調(diào)節(jié)，乙烯使系統(tǒng)壓 力充至0.25Mpa （表）。（二）干態(tài)運行開車： 本規(guī)程旨在聚合物進入之前，共聚集反應系統(tǒng)具備合適的單體濃度，另外通過該步驟也 可以在實際工藝條件下，預先對儀表進行操作和調(diào)節(jié)。（1）反應進料：A 當

7、乙烯充壓至0.25Mpa（表）時，啟動氫氣的進料閥FC402氫氣進料設(shè)定在0.102kg/hr， FC402投自動控制。B 當系統(tǒng)壓力升至0.5Mpa （表）時，啟動丙烯進料閥FC404丙烯進料設(shè)定在400kg/hr， FC404S自動控制。C 打開自乙烯汽提塔來的進料閥V4010。D 當系統(tǒng)壓力升至0.8Mpa （表）時，打開旋風分離器S-401底部閥HC40至20%f度，維 持系統(tǒng)壓力緩慢上升。（ 2）準備接收 D301 來的均聚物：A 當AC40和AC40平穩(wěn)后，調(diào)節(jié)HC40開度至25%B 啟動共聚反應器的刮刀，準備接收從閃蒸罐（D-301）來的均聚物。（三）共聚反應物的開車：A. 確認

8、系統(tǒng)溫度TC451維持在70度左右B. 當系統(tǒng)壓力升至1.2Mpa （表）時，開大HC40開度在40%LV401在 10-15%,以維持流 態(tài)化。C. 打開來自D-301的聚合物進料閥。 （三）穩(wěn)定狀態(tài)的過渡：（ 1 ）反應器的液位：A 隨著R401料位的增加，系統(tǒng)溫度將升高，及時降低 TC45的設(shè)定值，不斷取走反應熱， 維持TC401溫度在70 T左右。B 調(diào)節(jié)反應系統(tǒng)壓力在1.35Mpa （表）時，PC4021動控制。C 當液位達到60%寸，將LC401設(shè)置投自動。D 隨系統(tǒng)壓力的增加，料位將緩慢下降，PC40調(diào)節(jié)閥自動開大，為了維持系統(tǒng)壓力在1.35Mpa,緩慢提高PC402勺設(shè)定值至1

9、.40Mpa（表）。E 當LC401在60%自動控制后，調(diào)節(jié)TC451的設(shè)定值，待TC401穩(wěn)定在70C左右時，TC401 與TC451串級控制。（ 2）反應器壓力和氣相組成控制：A 壓力和組成趨于穩(wěn)定時，將LC401和PC40投串級。B FC404和AC40串級聯(lián)結(jié)。C- FC40卻AC40串級聯(lián)結(jié)。2、正常操作規(guī)程：正常工況下的工藝參數(shù)：FC402:調(diào)節(jié)氫氣進料量（與AC40串級）正常值： 0.35kg/hrFC403:單回路調(diào)節(jié)乙烯進料量正常值： 567.0kg/hrFC404:調(diào)節(jié)丙烯進料量（與AC40串級）正常值： 400.0kg/hrPC402:單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)壓力PC403主回路調(diào)

10、節(jié)系統(tǒng)壓力LC401:反應器料位（與PC403串級）TC401主回路調(diào)節(jié)循環(huán)氣體溫度正常值：1.4Mpa正常值： 1.35Mpa正常值： 60%正常值：70 ETC451:分程調(diào)節(jié)取走反應熱量（與TC401串級）正常值：50 TAC402:主回路調(diào)節(jié)反應產(chǎn)物中H2/C2之比正常值：0.18AC403:主回路調(diào)節(jié)反應產(chǎn)物中C2/C3&C之比正常值：0.383、停車操作規(guī)程：3.1 正常停車：（一）降反應器料位：（ 1 ）關(guān)閉催化劑來料閥 TMP20。（2）手動緩慢調(diào)節(jié)反應器料位。（二）關(guān)閉乙烯進料，保壓：（1 ）當反應器料位降至 10%，關(guān)乙烯進料。（2）當反應器料位降至 0%，關(guān)反應器出口閥。

11、（3）關(guān)旋風分離器 S-401 上的出口閥。（三）關(guān)丙烯及氫氣進料：（ 1 ）手動切斷丙烯進料閥。（ 2）手動切斷氫氣進料閥。（ 3）排放導壓至火炬。（ 4）停反應器刮刀 A401。（四）氮氣吹掃：（1 ）將氮氣加入該系統(tǒng)。（2）當壓力達0.35Mpa時放火炬。（ 3）停壓縮機 C-401 。3.2 緊急停車： 緊急停車操作規(guī)程同正常停車操作規(guī)程三、事故設(shè)置一覽表：1. 泵 P401停原因：運行泵P401停.現(xiàn)象：溫度調(diào)節(jié)器TC45億劇上升，然后TC401隨之升高處理：（1）調(diào)節(jié)丙烯進料閥FV404,增加丙烯進料量（2）調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)器PC402維持系統(tǒng)壓力（3）調(diào)節(jié)乙烯進料閥FV403維持C2

12、/C3比2. 壓縮機C-401停原因：壓縮機C-401停.現(xiàn)象：系統(tǒng)壓力急劇上升 . 處理：( 1 )關(guān)閉催化劑來料閥 TMP20(2) 手動調(diào)節(jié)PC402維持系統(tǒng)壓力(3) 手動調(diào)節(jié)LC401,維持反應器料位3. 丙烯進料停： 原因：丙烯進料閥卡 現(xiàn)象：丙烯進料量為 0.0 處理：(1)手動關(guān)小乙烯進料量，維持C2/C3比 ( 2)關(guān)催化劑來料閥 TMP20(3) 手動關(guān)小PV402維持壓力(4) 手動關(guān)小LC401，維持料位4. 乙烯進料停：原因：乙烯進料閥卡 現(xiàn)象：乙烯進料量為 0.0 處理：(1)手動關(guān)丙烯進料，維持C2/C3比(2)手動關(guān)小氫氣進料，維持H2/C2比5. 催化劑停：原因：催化劑閥關(guān) 現(xiàn)象：催化劑閥顯示關(guān)閉狀態(tài) 處理： ( 1 )手動關(guān)閉 LV401( 2)手動關(guān)小丙烯進料( 3)手動關(guān)小乙烯進料( 4)手動調(diào)節(jié)壓力思考題：1. 在開車及運行過程中，為什么一直要保持氮封？2熔融指數(shù)(MFR)表示什么？氫氣在共