茂名20萬噸年氣相法聚丙烯裝置典型設(shè)備介紹(2014.11)

茂名20萬噸/年氣相法聚丙烯裝置典型設(shè)備介紹2014年11月周建文1主要設(shè)備介紹20萬噸/年氣相法聚丙烯裝置主要的設(shè)備有：反應(yīng)器R201/R251、反應(yīng)器循環(huán)壓縮機C201/C251、沉降器壓縮機C241、循環(huán)尾氣壓縮機C301、急冷液泵G201/G251、進料丙烯高速泵G651A/B、主催化劑泵G101A/B、三乙基鋁泵G102A/B、改性劑泵G103A/B、溫水泵G203/G253、丙烯回收單元PK351、擠壓機PK401等。21、反應(yīng)器

20萬噸/年聚丙烯裝置第一、二反應(yīng)器R201/R251為臥式攪拌容器，在該反應(yīng)器中丙烯進行連續(xù)的氣相聚合，由比利時固科（COEK）公司制造。

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反應(yīng)器全長15965mm，攪拌軸長為15638.45mm，筒體內(nèi)徑為2743mm。攪拌軸的轉(zhuǎn)速均為15.56rpm，軸的驅(qū)動側(cè)密封采用機械密封，浮動端采用唇封+迷宮密封。4反應(yīng)器驅(qū)動系統(tǒng)5反應(yīng)器驅(qū)動系統(tǒng)圖6驅(qū)動端機械密封7機械密封剖面圖88浮動端9浮動端剖面圖

10浮動端吹掃管線

11唇封12迷宮密封13R201攪拌器---T型

碳鋼，450KW，15.56rpm，恒速攪拌器，平葉片型。

14R251攪拌器---門型軸材料：電解拋光316L不銹鋼涂層的碳鋼門材料：電解拋光的316L不銹鋼功率：450KW，15.56rpm，恒定速度驅(qū)動

15R251檢修圖（打開封頭后塑化料）16反應(yīng)器的噴嘴類型圖17催化劑噴嘴18催化劑噴嘴19催化劑噴嘴20反應(yīng)器底部噴嘴21反應(yīng)器底部噴嘴22急冷液噴頭23故障案例燕化三聚發(fā)生過R201/R251攪拌器浮動端支撐半軸斷裂事故：1）R-251攪拌器浮動端支撐半軸斷裂2008年7月R-251攪拌器支撐半軸浮動端近根部處完全斷裂，自投用至發(fā)生斷裂時已使用10年，而設(shè)備設(shè)計使用壽命為5年。經(jīng)故障診斷分析后認為發(fā)生斷裂的原因是疲勞失效。對該支撐半軸進行更換處理。24▼斷軸后的主軸照片▼斷軸后軸承座照片▼未斷前的主軸照片25反應(yīng)器攪拌軸組成

反應(yīng)器攪拌軸由三部分組成，驅(qū)動端和浮動端各有一支撐半軸（與軸承接觸的部位），中間為空心軸，三部分靠螺栓連接。262）R-201攪拌器浮動端支撐半軸斷裂在2009年R-201攪拌器浮動端支撐半軸發(fā)生斷裂，原因與2008年R-251支撐半軸斷裂事故類似。對該支撐半軸進行更換處理。273）反應(yīng)器攪拌器槳葉彎曲

反應(yīng)器內(nèi)粉料結(jié)塊，攪拌器槳葉在與這些大塊粉料的碰撞過程中逐漸發(fā)生彎曲，影響到設(shè)備的使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量。通過檢修對反應(yīng)器內(nèi)的大塊料進行清理，同時將攪拌軸抽出送到機械廠進行加熱矯直。284）催化劑噴嘴/急冷液噴嘴堵催化劑噴嘴和急冷液噴嘴等在正常生產(chǎn)過程中存在被粉料堵塞的可能，燕化利用檢修的機會對噴嘴進行清理，遇到無法清理的情況則對噴嘴進行更換處理。292、壓縮機Ⅰ）反應(yīng)器循環(huán)氣壓縮機C-201A/B，C-251A/B為單級立式離心壓縮機，由美國勝達因（Sundyne）公司制造，用來把第一、二反應(yīng)器頂部來的氣體壓送至R-201/R-251的底部。30壓縮機結(jié)構(gòu)圖（LMC-343型）

31機械密封圖（共3道機封）

齒輪箱采用串聯(lián)機械密封，用N2作為緩沖氣，丙烯作為沖洗氣。

32密封沖洗說明

第一級（主密封）密封承擔(dān)全部或大部分負荷，而另外一級作為備用密封不承受或承受小部分壓力降，通過主密封泄漏出的工藝氣體被排向火炬。剩余極少量的未被燃燒的工藝氣通過二級密封漏出，引入安全地帶排放。當(dāng)主密封失效時，第二級密封可以起到輔助安全密封的作用，可保證工藝介質(zhì)不大量向大氣泄漏。33干氣密封簡介

干氣密封是一種氣膜潤滑的流體動、靜壓結(jié)合型非接觸式機械密封。和其他機械密封相比，其主要區(qū)別是在旋轉(zhuǎn)環(huán)或靜止環(huán)端面上(或者同時在這兩個端面上)刻有淺槽，當(dāng)密封運轉(zhuǎn)時，在密封端面形成氣膜，使之脫離接觸，因而端面幾乎無磨損。其可靠性高，使用壽命長，密封氣泄漏量小，功耗極低，工藝回路無油污染，工藝氣也不污染潤滑油系統(tǒng)。34故障案例燕化三聚G251B機封泄漏2013.7.16G251第一道機封泄漏，關(guān)第一道密封排放閥，壓力升高明顯，達到2.0MPa左右，判斷為機封失效。于時檢修解體機封，更換所有機封（三道），重新回裝試車，關(guān)第一道密封排放閥，壓力無明顯升高，便正常投用。35檢修圖36檢修圖（葉輪）37檢修圖38檢修圖39Ⅱ往復(fù)活塞式壓縮機本裝置共有往復(fù)活塞式壓縮機2臺，其中C-241/C-301瑞士布卡哈德（Burckhardt）公司成套供貨，C-241為一級三缸立式迷宮活塞式壓縮機，C-301為三級四缸立式迷宮活塞式壓縮機。40沉降器壓縮機C241

C-241是三個活塞一級壓縮，共作用是把從裝置中沉降器（S-241A/B）分離出來的未反應(yīng)單體，經(jīng)過沉降器壓縮機C-241的一級壓縮，送到第一反應(yīng)器R-201頂部冷凝器E-206入口，循環(huán)回到第一反應(yīng)器R-201。41C-241技術(shù)參數(shù)型號：3K160-1B功率：485KW流量：5137.9m3/h轉(zhuǎn)速：585rpm6個入口閥，6個出口閥負荷分為0、50﹪、67﹪、83﹪、100﹪。42氣缸43工作原理當(dāng)電動機驅(qū)動時，通過聯(lián)軸節(jié)帶動曲軸旋轉(zhuǎn)（曲軸上裝有飛輪，以增加曲軸的慣性），再通過連桿、十字頭和活塞桿把曲軸的旋轉(zhuǎn)運動變?yōu)榛钊耐鶑?fù)運動。當(dāng)活塞在氣缸內(nèi)多作一次往復(fù)運動時，氣腔容積由小到大，由大到小的變化，完成膨脹—吸氣—壓縮—排氣的工作循環(huán)，把氣體從低壓區(qū)送到高壓區(qū)。當(dāng)活塞作連續(xù)往復(fù)運動時，壓縮機重復(fù)上述工作循環(huán)，不斷排出壓縮氣體。44進氣閥結(jié)構(gòu)圖45進氣閥46進口氣閥帶卸荷裝置

工作原理：通氣，壓力銷松開，氣閥自由動作，正常工作；斷氣，壓力銷壓緊氣閥，氣閥常開，不做功。

47排氣閥結(jié)構(gòu)圖48中間體吹掃丙烯的作用：

吹掃氣是平衡氣缸泄漏氣，收集后返回一段入口。49活塞桿填料50刮油環(huán)、導(dǎo)向軸承51循環(huán)尾氣壓縮機C-301是三段四缸立式迷宮活塞壓縮機。5252C-301技術(shù)參數(shù)型號：4D250B-3R-1功率：940KW流量：3684m3/h轉(zhuǎn)速：495rpm14個入口閥，14個出口閥負荷分為0、50﹪、75﹪、100﹪。53C301結(jié)構(gòu)圖54Ⅲ螺桿式壓縮機

螺桿式壓縮機C-302A/B、C501B/C為單級螺桿式壓縮機（C501A為羅茨風(fēng)機）。由主電機、聯(lián)軸節(jié)、殼體、螺桿、齒輪箱、入口空氣過濾器、止回閥、軸向補償管、安全泄放閥、潤滑油系統(tǒng)隔音罩、消音器等組成，潤滑油系統(tǒng)由油泵、油冷卻器、油槽組成。55二級螺桿式壓縮機本裝置PK351丙烯回收單元(PropyleneRecoveryUnit)為膜分離單元，其壓縮機C351為二級螺桿壓縮機，整個PRU系統(tǒng)由美國MTR公司供貨。56C351結(jié)構(gòu)原理

螺桿壓縮機是通過陰陽螺桿在“∞”子形缸體內(nèi)互相嚙合，由軸端的同步齒輪帶動回轉(zhuǎn)。陰陽轉(zhuǎn)子間有微小間隙，互相不接觸。吸入口吸進的氣體被封閉在陰陽螺桿的嚙齒之間，隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)殼程逐漸減小使壓力上升，陰陽轉(zhuǎn)子和缸體之間的空間排氣口連通，氣體從排氣口送出。57C351主要技術(shù)參數(shù)功率：435KW；流量：1970m3/h；轉(zhuǎn)速：950rpm入口壓力：13.1KPa；出口壓力：2.422MPa。C351是兩級螺桿壓縮機(4根螺桿）58膜59PK351流程示意圖60工藝流程說明膜工藝單元由兩級膜組成。膜單元將物流分離成富含高壓氮氣的產(chǎn)品流和富含烴類的低壓滲透物流?；厥盏獨獾膲毫Ρ唤档偷揭蟮呐欧艍毫?.74MPag。一級膜的滲透物流以接近大氣壓的壓力循環(huán)到壓縮機吸入口。二級膜對含有其他不凝氣（主要為氫氣、甲烷、乙烷和乙烯）的氮氣進一步凈化。613、羅茨風(fēng)機本裝置風(fēng)送系統(tǒng)有多臺羅茨式鼓風(fēng)機，位號為C-403A/B、C-501A、C-502。62設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

主要由機殼、軸、傳動齒輪、同步齒輪以及一對“∞”字形轉(zhuǎn)子組成，它的兩個轉(zhuǎn)子分別由主動軸和從動軸支承在兩端的滾動軸承和止推軸承上。63工作原理羅茨風(fēng)機是一種容積式鼓風(fēng)機。通過一對轉(zhuǎn)子的“嚙合”（轉(zhuǎn)子之間有間隙，又不相互接觸）使進氣口隔開，轉(zhuǎn)子由一對同步齒輪傳動，做反方向運動，將吸入的氣體無內(nèi)壓縮的從吸氣口推至排氣口。氣體到達排氣口的瞬間，因排氣側(cè)高壓氣體的回流而被加壓，從而完成氣體輸送。644、泵類Ⅰ離心泵本裝置具有離心泵有多臺，如急冷液泵G-201A/B、G-251A/B；水泵G-203、G-253、G-407A/B、G-652、G-911A/B、G-932A/B、G-933A/B。65急冷液泵G201/G25166G201/G251結(jié)構(gòu)圖67機械密封圖串聯(lián)式機械密封:68G201/G251密封油系統(tǒng)流程圖機械密封沖洗方案：32+54(+61)69常用的密封沖洗方案1）PLAN11：出口經(jīng)孔板到密封腔▼2）PLAN13：密封腔經(jīng)孔板到入口▼70常用的密封沖洗方案3）PLAN21：出口經(jīng)孔板和冷卻器到密封腔▼4）PLAN32：外部沖洗液到密封腔▼71常用的密封沖洗方案5）PLAN52：常壓容器到密封腔循環(huán)▼6）PLAN53：帶壓容器到密封腔循環(huán)▼72★其中又分為PLAN53a、b、c三種沖洗方案

7374757）PLAN54：帶壓沖洗系統(tǒng)到密封腔循環(huán)▼76常用的密封沖洗方案8）PLAN61：用戶備選密封▼（G201/G251）77常用干氣密封方案9）PLAN7278溫水泵G203/G25379G203/G253主要技術(shù)參數(shù)臥式、單級、雙吸、中開式離心泵機械密封；沖洗方案21額定流量：G203：1300m3/h；G253：692m3/h。80廢水池泵G9101A/B、G9102A/B1、G9101A/B用于正常廢水池排外抽水，流量30m3/h。2、G9102A/B用于下大雨時外排水，流量250m3/h。單級單吸臥式離心泵，型式為強自吸泵。不需要灌泵，泵啟動后吸真空裝置開始工作，20秒時水泵正常上水。葉輪為半開式。填料密封。81強自吸泵結(jié)構(gòu)圖82故障案例1、燕化三聚急冷液泵曾出現(xiàn)機械密封頻繁泄漏的情況：2005年以前急冷液泵采用雙端面機械密封，使用密封油對機封進行沖洗，在使用過程中機封經(jīng)常發(fā)生泄漏，檢修頻率高。機組振動大，密封注入管線的穩(wěn)壓閥容易被振松，致使封油注入壓力不穩(wěn)定，丙烯反竄泄漏到密封油罐，導(dǎo)致停車檢修。2005年將急冷液泵密封系統(tǒng)改為串聯(lián)式干氣密封后(API682Plan72方案)，干氣密封運行穩(wěn)定，故障率低。83干氣密封結(jié)構(gòu)示意圖

干氣密封與接觸式機械密封串聯(lián)使用，機械密封為主密封，干氣密封為次密封。84密封原理主密封為機械密封，能完全承受介質(zhì)壓力，單獨可起到密封的作用，附密封為干氣密封，是一種非接觸密封。介質(zhì)通過主密封微量泄漏到干氣密封形成的密封腔，經(jīng)過收集，被加壓的氮氣帶往到火炬燃燒，介質(zhì)一點不往環(huán)境排放；另氮氣可以在干氣密封形成的密封腔里加壓（0.5Mpa,遠低于密封腔介質(zhì)壓力），提高主密封的背壓，增大介質(zhì)在主密封面的液膜面積，減少介質(zhì)汽化，從而提高主密封使用壽命85干氣密封控制系統(tǒng)示意圖86Ⅱ高速泵本裝置高速泵有G-651A/B，是精制單元丙烯送料泵。由北京航天石化技術(shù)裝備工程公司（北京航天11所）制造。87G651結(jié)構(gòu)圖

G651是單級立式高速離心泵，主要由泵殼、齒輪增速箱（包括高低速齒輪軸和軸承等）、泵端結(jié)構(gòu)（包括葉輪、誘導(dǎo)輪等）和密封體組成。88操作注意事項高速泵啟動前微開出口閥：

啟泵前關(guān)閉離心泵出口閥的目的是降低電機的電流，保護電機不過載。對高速泵而言，啟動前微開出口閥門，可以降低動能對泵內(nèi)部件的沖擊，防止啟動時的出口壓力過高。尤其是現(xiàn)在的高速泵，轉(zhuǎn)速在一萬轉(zhuǎn)/分鐘左右，出廠時明確要求在啟泵前要微開出口閥門。因此，在電機功率足夠大的前提下，啟泵前微開出口閥門，有利于泵的長周期運行。89Ⅲ齒輪泵

本裝置共有齒輪泵G106、G409、G410等。90Ⅳ隔膜泵本裝置共有四臺隔膜泵G102A/B、G103A/B，均采用雙隔膜型式，用于輸送烷基鋁和改性劑，它的特點流量小，且可調(diào)節(jié)計量。G102▼G103▼91工作原理隔膜泵是容積泵中較特殊的一個型式，它是靠隔膜片來回鼓動而吸入和排出液體的。它由傳動部分和隔膜缸頭兩大部分組成。傳動部分是帶動隔膜片來回鼓動的驅(qū)動機構(gòu)，其原理如圖所示。92隔膜泵結(jié)構(gòu)圖93Ⅴ螺桿泵螺桿泵有單螺桿泵、雙螺桿泵和三螺桿泵。本裝置G-101A/B為單螺桿泵，用來輸送淤漿催化劑。

94結(jié)構(gòu)原理螺桿泵是容積式轉(zhuǎn)子泵的一種，它是利用泵殼內(nèi)一根或數(shù)根螺桿互相嚙合使室內(nèi)容積變化來輸送液體，螺桿泵的效率高，流量均勻，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)。螺桿泵G-101A/B為單螺桿泵，由電機、齒輪箱、聯(lián)軸節(jié)、機械密封及密封潤滑油系統(tǒng)、螺桿、泵體等幾部分組成。95雙螺桿泵

本裝置主減速器潤滑油泵M-410-G1A/B是雙螺桿泵。通過轉(zhuǎn)向相反的兩根單頭螺紋的螺桿來擠壓輸送介質(zhì)的。一根是主動的，令一根是從動的，它通過齒輪聯(lián)軸器驅(qū)動。螺桿用泵殼密封，相互嚙合時僅有微小的齒面間隙。由于轉(zhuǎn)速不變，螺桿輸送腔內(nèi)的液體限定在螺紋槽內(nèi)均勻的延軸向向前移動，提供的是一種均勻的體積流量。965、旋轉(zhuǎn)閥

本裝置有旋轉(zhuǎn)閥Q301、Q304、Q311、Q412、Q403、Q409、Q410A/B/C/D、Q511A/B/C/D/E/F、Q510A/B、Q509、Q516等。旋轉(zhuǎn)閥的作用有兩個：（1）均勻卸料；（2）防止物料返竄。其中Q301/Q304特點：變頻調(diào)速，殼體帶切刀，可正反轉(zhuǎn)。97燕化Q301轉(zhuǎn)子帶切刀98燕化三聚Q304轉(zhuǎn)子前增加格柵網(wǎng)996、擠壓造粒機組

20萬噸/年P(guān)P擠壓造粒機組PK401為單支撐同向雙螺桿擠壓造粒機組，規(guī)格型號為SJSHL-Z320x24B，帶熔體齒輪泵。由大連橡膠塑料機械股份有限公司制造。100擠壓機型號說明101擠壓機主要參數(shù)本機組結(jié)構(gòu)型式:單支撐同向雙螺桿擠出機，帶熔體齒輪泵規(guī)格型號：SJSHL-Z320x24B主電機功率：8000KW螺桿直徑：?320螺桿長徑比：24輸入軸轉(zhuǎn)速：1485rpm輸出軸轉(zhuǎn)速：224rpm/185rpm（雙速）輸出軸最大扭矩：2×200000N.m機組保證生產(chǎn)能力：33t/h*機組長周期運行最低產(chǎn)量不能低于19.5t/h102擠壓造粒系統(tǒng)機組主要構(gòu)成混煉擠壓造粒機組包括：驅(qū)動系統(tǒng)、混煉擠壓系統(tǒng)、擠出造粒系統(tǒng)、粒子處理系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。103主減速器主減速器采用強制潤滑。配置一開一備潤滑油泵。輸入電機功率：8000kW輸入轉(zhuǎn)速：1485r/min輸出轉(zhuǎn)速：224/185r/min輸出軸中心距：261輸出扭矩：2x170000N.m設(shè)計最大扭矩：2x200000N.m軸承壽命：徑向軸承≥40000h止推軸承≥100000h潤滑方式：強制潤滑潤滑油泵：螺桿泵潤滑油泵電機功率：55kWx2油泵排量：1100L/min冷卻器換熱能力：350kW冷卻器形式：管式濾油器形式：雙聯(lián)筒式濾油精度：25μm104104主減速器傳動結(jié)構(gòu)示意圖105扭矩限制離合器又叫氣動摩擦離合器作用：①主電機與主減速器連接；②保護電機（在過載扭矩下及時打滑聯(lián)鎖停車）最大傳遞扭矩：97500N.m需要的最大儀表風(fēng)壓：0.6MPa報警轉(zhuǎn)速差：4r/2min制造商：德國DESCH106盤車裝置盤車裝置主要由盤車電機、鼓形齒聯(lián)軸器、減速器、手動復(fù)位離合器、底座等組成。當(dāng)開車時，不直接啟動主電機，首先啟動盤車裝置。螺桿在盤車裝置的驅(qū)動下低速運轉(zhuǎn)，物料在螺桿低速運轉(zhuǎn)下進入機筒，將螺桿浮起，對螺桿起到保護作用，當(dāng)主電機啟動時，手動復(fù)位離合器會自動脫開，盤車裝置停止。107107主減速器與螺桿連接減速器輸出軸與雙螺桿的連接是花鍵套連接。108螺桿

（包括螺桿芯軸和螺桿元件）結(jié)構(gòu)形式：同向旋轉(zhuǎn)積木組合式雙螺桿螺桿直徑：?320mm長徑比L/D：24螺桿全長：8550mm螺桿中心距：261mm螺桿轉(zhuǎn)速：224rpm/185rpm（雙速）與主減速器連接方式：花鍵套聯(lián)接螺桿尾部密封（粉料密封）形式：HALF形式的機械密封，同時通有氮氣。109螺桿根據(jù)各段功能的不同，螺桿大體可以分為三段：加料段（固體輸送段）、混煉段（熔融段、壓縮段）和出料段（均化段、計量段）。加料段的螺齒及螺槽形狀一般為等深不等距近似圓柱形斷面結(jié)構(gòu)，主要作用是有利于粉料加入，并部分熔融；混煉段一般為橢圓形嚙合盤，主要作用是強制物料剪切變形、混合、熔融；出料段一般為等深、等距形斷面結(jié)構(gòu)，主要作用是使物料壓實，向模頭輸送。110螺桿111輸送段混煉段均化計量段111螺桿為組合積木式結(jié)構(gòu)112機筒筒體共9段：進料段筒體：數(shù)量：1段筒體冷卻方法：水冷卻混煉及出