CN101775087B - 一种双线生产聚丙烯的工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚丙烯生产的工艺方法;丙烯压力为3.5MPa,-5℃进入两个液相反应釜反应;钛体系催化剂、三乙基铝和二苯基二甲氧基硅烷按铝钛比:100~160mol/mol;铝硅比为:10~30mol/mol,温度:69~70℃;压力:3.3~3.5MPa;浆液浓度:130~200g/L;料位:30~70%;后进入气相反应釜,压力2.6~3.0MPa,料位:25~45%;气相反应釜内循环将含有丙烯和丙烷的循环急冷液喷洒至气相反应釜粉料床层;外循环将气相送入洗涤系统除去杂质;方法灵活地调节生产负荷和产品质量,有效利用设备,增加反应时间、催化剂的活性、能耗的调节余地、反应器的安全性。

Description

一种双线生产聚丙烯的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯生产的工艺方法。
背景技术。
目前国内外生产聚丙烯的工艺技术无论是液相本体法还是气相本体法,均采用单线串联方式,即1至4个反应器串联生产,仅能通过调节催化剂、新鲜丙烯的加入量来调节生产负荷和产品质量,必然造成设备资源的浪费和生产的不灵活性。根据查得的文献及综合目前国内外的聚丙烯工艺,现分述如下:
(1)日本专利特开昭58-216735,欧洲化学新闻1983.4.18第4页淤浆聚合环管反应器串联一台或多台流化床反应器生产聚丙烯。
(2)日本专利特开昭58-157807,昭56-139520(三井油化)淤浆聚合反应器串联两台流化床反应器生产聚丙烯。
(3)日本专利昭59-230010(Amoco/Chisso)
两台卧式反应器串联生产聚丙烯。
发明内容
本发明的目的是采取双线生产聚丙烯的方法,不仅可以灵活地调节生产负荷、产品质量、有效地利用设备资源,而且还可以增加反应停留时间、催化剂的活性、能耗的调节余地,最重要的是增加反应器的安全性。
新鲜丙烯首先进入丙烯原料罐,然后由一个丙烯升压泵为两条生产线同时提供丙烯,压力达到3.5MPa,经丙烯冷却器冷凝至-5℃后分别进入两条不同的生产线;在两个并联的预聚釜内,冷冻丙烯与钛体系催化剂、三乙基铝、二苯基二甲氧基硅烷(铝钛比为:100~160(mol/mol);铝硅比为:10~30(mol/mol))在0~5℃接触,并用搅拌器把物料混匀,在此首先生成催化剂的活性中心,然后开始丙烯的预聚,预聚合的停留时间为5~7分钟;
预聚釜内经预聚后具有活性的催化剂和丙烯混合物淤浆分别进入两个并联的液相反应釜内继续反应,反应温度:69~70℃;反应压力:3.3~3.5MPa;停留时间:1~1.6小时;浆液浓度:130~200g/L;料位控制:30~70%,以上反应条件可依据在线浆液浓度测定仪分别控制不同的参数;聚合产生的热量通过汽化-冷凝回流系统排除;反应釜内气相物经冷凝器冷凝后回流至反应釜内,未冷凝的气相物通过循环风机打入反应釜内液相部分进行鼓泡;在循环风机入口加入用于调节反应的氢气;反应釜的压力是通过汽化-冷凝回流系统来控制;由两个液相反应釜内排出的浆料混合后进入气相反应釜,浆料由于压力的突然降低迅速气化,控制压力在2.6~3.0Mpa,吸收一部分聚合反应热,同时进行气相本体聚合,停留时间:1~1.5小时;料位控制:25~45%;该反应釜是一个卧式带搅拌的容器,在正常操作时,反应釜被聚丙烯粉料半充满;搅拌是一种T型交互支撑结构,使粉料床层均匀混合,在氢气的调节下,实现分区反应。反应釜设有用于维持反应温度的夹套水系统;反应釜气相设置有内、外循环系统;内循环系统的作用是撤去大部分聚合反应热,循环气经过冷凝器,含有大量丙烯和丙烷的循环急冷液经丙烯凝液泵升压后,分别从反应釜的不同反应区喷洒至粉料床层,控制反应温度。外循环系统的作用是除去丙烷、氮气等不反应杂质,送入高压丙烯洗涤系统中,由于以上系统的设置,可以保证反应温度可在80~105℃内调节控制,而不会影响反应和产品质量。
未反应的丙烯和反应完全的物料进入后处理系统。
发明的效果。
此项技术在中国石油辽河石化公司应用后,增加了该套装置生产的灵活性和安全性、改善了产品的质量,为辽河石化公司创造了巨大的经济效益;同时该技术为国内外聚丙烯生产工艺提供了新颖的思路,具有较高的社会效益。
附图说明
图1一种双线生产聚丙烯的方法的设备图。
其中:1、丙烯原料罐  2、丙烯升压泵  3、丙烯冷却器  4、预聚釜  5、液相反应釜  6、冷凝器  7、丙烯凝液罐  8、循环风机9、丙烯冷却器  10、预聚釜  11、液相反应釜  12、冷凝器  13、丙烯凝液罐  14、循环风机  15、气相反应釜  16、冷凝器  17、冷凝器18、丙烯凝液泵
具体实施方式
丙烯原料罐1,通过一个丙烯升压泵2(高速泵,型号为:GSB-L1-15/520)分为两条生产线经丙烯冷却器3、9与两个并联的预聚釜4、10(有效容积为0.2m3)连接,预聚釜4、10分别与两个并联的液相反应釜5、11连接(有效容积为12.4m3),液相反应釜5、11顶部出口通过冷凝器6、12与丙烯凝液罐7、13连接,丙烯凝液罐7、13通过循环风机8、14(型号为GSC-L1-70)与液相反应釜5、11连接,液相反应釜5、11底部出口与气相反应釜15的入口连接,气相反应釜设有维持反应温度的夹套水系统,气相循环系统,气相内循环系统是气相反应釜的顶部气相出口通过冷凝器16、17,丙烯凝液泵18,与反应釜的反应区连接;气相外循环系统是气相反应釜直接与高压丙烯洗涤系统连接,气相反应釜的出料口与后处理系统连接。
实施例1
新鲜丙烯首先进入丙烯原料罐,然后由一个丙烯升压泵为两条生产线同时提供丙烯,压力达到3.5MPa,经丙烯冷却器冷凝至-5℃后分别进入两条不同的生产线;在两个并联的预聚釜内,冷冻丙烯与钛体系催化剂、三乙基铝、二苯基二甲氧基硅烷在0℃接触,并用搅拌器把物料混匀,在此首先生成催化剂的活性中心,然后开始丙烯的预聚,预聚合的停留时间为5分钟;钛体系催化剂加入量:54g/h(液相反应釜5)、216g/h(液相反应釜11);三乙基铝催化剂加入量:800L/h(液相反应釜5)、1200L/h(液相反应釜11);二苯基二甲氧基硅烷催化剂加入量:450L/h(液相反应釜5)、600L/h(液相反应釜11)。
预聚釜内经预聚后具有活性的催化剂和丙烯混合物淤浆分别进入两个并联的液相反应釜内继续反应,反应温度:69℃;反应压力:3.4MPa;停留时间:1~1.6小时;浆液浓度:130g/L;料位控制:40%(液相反应釜5)、55%(液相反应釜11);丙烯总量:2.0t/h(液相反应釜5)、6.5t/h(液相反应釜11)。以上反应条件可依据在线浆液浓度测定仪分别控制不同的参数;聚合产生的热量通过汽化-冷凝回流系统排除;反应釜内气相物经冷凝器冷凝后回流至反应釜内,未冷凝的气相物通过循环风机打入反应釜内液相部分进行鼓泡;在循环风机入口加入用于调节反应的氢气,氢气加入量:20L/min(液相反应釜5)、70L/min(液相反应釜11);反应釜的压力是通过汽化-冷凝回流系统来控制。
由两个液相反应釜内排出的浆料混合后进入气相反应釜,浆料由于压力的突然降低迅速气化,控制压力在2.8Mpa,吸收一部分聚合反应热,同时进行气相本体聚合,停留时间:1.5小时;料位控制:30%;该反应釜是一个卧式带搅拌的容器,在正常操作时,反应釜被聚丙烯粉料半充满;搅拌是一种T型交互支撑结构,使粉料床层均匀混合,在氢气的调节下,实现分区反应。反应釜设有用于维持反应温度的夹套水系统;反应釜气相设置有内、外循环系统;内循环系统的作用是撤去大部分聚合反应热,循环气经过冷凝器,含有大量丙烯和丙烷的循环急冷液经丙烯凝液泵升压后,分别从反应釜的不同反应区喷洒至粉料床层,控制反应温度。外循环系统的作用是除去丙烷、氮气等不反应杂质,送入高压丙烯洗涤系统中,由于以上系统的设置,可以保证反应温度可在80~105℃内调节控制,而不会影响反应和产品质量。
未反应的丙烯和反应完全的物料进入后处理系统。
实施例2
新鲜丙烯首先进入丙烯原料罐,然后由一个丙烯升压泵为两条生产线同时提供丙烯,压力达到3.5MPa,经丙烯冷却器冷凝至-5℃后分别进入两条不同的生产线;在两个并联的预聚釜内,冷冻丙烯与钛体系催化剂、三乙基铝、二苯基二甲氧基硅烷在5℃接触,并用搅拌器把物料混匀,在此首先生成催化剂的活性中心,然后开始丙烯的预聚,预聚合的停留时间为7分钟;钛体系催化剂加入量:80g/h(液相反应釜5)、256g/h(液相反应釜11);三乙基铝催化剂加入量:950L/h(液相反应釜5)、1100L/h(液相反应釜11);二苯基二甲氧基硅烷催化剂加入量:300L/h(液相反应釜5)、500L/h(液相反应釜11)。
预聚釜内经预聚后具有活性的催化剂和丙烯混合物淤浆分别进入两个并联的液相反应釜内继续反应,反应温度:70℃;反应压力:3.5MPa;停留时间:1.6小时;浆液浓度:200g/L;料位控制:70%,以上反应条件可依据在线浆液浓度测定仪分别控制不同的参数;聚合产生的热量通过汽化-冷凝回流系统排除;反应釜内气相物经冷凝器冷凝后回流至反应釜内,未冷凝的气相物通过循环风机打入反应釜内液相部分进行鼓泡;在循环风机入口加入用于调节反应的氢气;反应釜的压力是通过汽化-冷凝回流系统来控制;由两个液相反应釜内排出的浆料混合后进入气相反应釜,浆料由于压力的突然降低迅速气化,控制压力在3.0Mpa,吸收一部分聚合反应热,同时进行气相本体聚合,停留时间:1.5小时;料位控制:45%;该反应釜是一个卧式带搅拌的容器,在正常操作时,反应釜被聚丙烯粉料半充满;搅拌是一种T型交互支撑结构,使粉料床层均匀混合,在氢气的调节下,实现分区反应。反应釜设有用于维持反应温度的夹套水系统;反应釜气相设置有内、外循环系统;内循环系统的作用是撤去大部分聚合反应热,循环气经过冷凝器,含有大量丙烯和丙烷的循环急冷液经丙烯凝液泵升压后,分别从反应釜的不同反应区喷洒至粉料床层,控制反应温度。外循环系统的作用是除去丙烷、氮气等不反应杂质,送入高压丙烯洗涤系统中,由于以上系统的设置,可以保证反应温度可在80~105℃内调节控制,而不会影响反应和产品质量。
未反应的丙烯和反应完全的物料进入后处理系统。
实施例3
新鲜丙烯首先进入丙烯原料罐,然后由一个丙烯升压泵为两条生产线同时提供丙烯,压力达到3.5MPa,经丙烯冷却器冷凝至-5℃后分别进入两条不同的生产线;在两个并联的预聚釜内,冷冻丙烯与钛体系催化剂、三乙基铝、二苯基二甲氧基硅烷在3℃接触,并用搅拌器把物料混匀,在此首先生成催化剂的活性中心,然后开始丙烯的预聚,预聚合的停留时间为6分钟;钛体系催化剂加入量:110g/h(液相反应釜5)、110g/h(液相反应釜11);三乙基铝催化剂加入量:800L/h(液相反应釜5)、800L/h(液相反应釜11);二苯基二甲氧基硅烷催化剂加入量:500L/h(液相反应釜5)、500L/h(液相反应釜11)。
预聚釜内经预聚后具有活性的催化剂和丙烯混合物淤浆分别进入两个并联的液相反应釜内继续反应,反应温度:69℃;反应压力:3.3MPa;停留时间:1.2小时;浆液浓度:160g/L;料位控制:30%,以上反应条件可依据在线浆液浓度测定仪分别控制不同的参数;聚合产生的热量通过汽化-冷凝回流系统排除;反应釜内气相物经冷凝器冷凝后回流至反应釜内,未冷凝的气相物通过循环风机打入反应釜内液相部分进行鼓泡;在循环风机入口加入用于调节反应的氢气;反应釜的压力是通过汽化-冷凝回流系统来控制;由两个液相反应釜内排出的浆料混合后进入气相反应釜,浆料由于压力的突然降低迅速气化,控制压力在2.8Mpa,吸收一部分聚合反应热,同时进行气相本体聚合,停留时间:1小时;料位控制:40%;该反应釜是一个卧式带搅拌的容器,在正常操作时,反应釜被聚丙烯粉料半充满;搅拌是一种T型交互支撑结构,使粉料床层均匀混合,在氢气的调节下,实现分区反应。反应釜设有用于维持反应温度的夹套水系统;反应釜气相设置有内、外循环系统;内循环系统的作用是撤去大部分聚合反应热,循环气经过冷凝器,含有大量丙烯和丙烷的循环急冷液经丙烯凝液泵升压后,分别从反应釜的不同反应区喷洒至粉料床层,控制反应温度。外循环系统的作用是除去丙烷、氮气等不反应杂质,送入高压丙烯洗涤系统中,由于以上系统的设置,可以保证反应温度可在80~105℃内调节控制,而不会影响反应和产品质量。
未反应的丙烯和反应完全的物料进入后处理系统。

Claims (1)

1.一种双线生产聚丙烯的工艺方法,其特征在于:新鲜丙烯首先进入丙烯原料罐,然后由一个丙烯升压泵为两条生产线同时提供丙烯,压力达到3.5MPa,经丙烯冷却器冷凝至-5℃后分别进入两条不同的生产线;在两个并联的预聚釜内,冷冻丙烯与钛体系催化剂、三乙基铝和二苯基二甲氧基硅烷按铝钛比:100~160mol/mol;铝硅比为:10~30mol/mol在0~5℃接触,并用搅拌器把物料混匀,在此首先生成催化剂的活性中心,然后开始丙烯的预聚,预聚合的停留时间为5~7分钟;
预聚釜内经预聚后具有活性的催化剂和丙烯混合物淤浆分别进入两个并联的液相反应釜内继续反应,反应温度:69~70℃;反应压力:3.3~3.5MPa;停留时间:1~1.6小时;浆液浓度:130~200g/L;料位控制:30~70%,以上反应条件依据在线浆液浓度测定仪分别控制不同的参数;聚合产生的热量通过汽化-冷凝回流系统排除;液相反应釜内气相物经冷凝器冷凝后回流至液相反应釜内,未冷凝的气相物通过循环风机打入反应釜内液相部分进行鼓泡;在循环风机入口加入用于调节反应的氢气;反应釜的压力是通过汽化-冷凝回流系统来控制;
由两个液相反应釜内排出的浆料混合后进入气相反应釜,浆料由于压力的突然降低迅速气化,控制压力在2.6~3.0MPa,吸收一部分聚合反应热,同时进行气相本体聚合,停留时间:1~1.5小时;料位控制:25~45%;气相反应釜是一个卧式带搅拌的容器,气相反应釜内被聚丙烯粉料半充满;搅拌器是一种T型交互支撑结构,使粉料床层均匀混合,在氢气的调节下,实现分区反应;气相反应釜设有用于维持反应温度的夹套水系统;气相反应釜设置有内、外循环系统;内循环系统是气相经过冷凝器,含有大量丙烯和丙烷的循环急冷液经丙烯凝液泵升压后,分别从气相反应釜的不同反应区喷洒至粉料床层,控制反应温度;外循环系统将气相送入高压丙烯洗涤系统中除去丙烷、氮气不反应杂质,反应温度在80~105℃内调节控制;
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