CN102627709B - 一种气相流化床生产聚烯烃工艺用抑制剂注入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气相流化床生产聚烯烃工艺用抑制剂注入装置，该装置包括流化床反应器、文丘里管、循环气压缩机、循环冷却器、催化剂计量注入装置、排料装置，所述的流化床反应器通过循环气体管线依次连接文丘里管、循环气压缩机、循环冷却器后返回流化床反应器，流化床反应器连接催化剂计量注入装置和排料装置，流化床反应器内设有分布板，所述的文丘里管与循环气压缩机之间设有乙烯注入口，所述的装置还包括抑制剂注入设备，该抑制剂注入设备连接在循环气压缩机上游、下游或其本身上。与现有技术相比，本发明具有防止反应循环回路结垢、堵塞，延长运行周期等优点。

Description

一种气相流化床生产聚烯烃工艺用抑制剂注入装置
技术领域
本发明涉及一种聚烯烃的生产装置，尤其是涉及一种气相流化床生产聚烯烃工艺用抑制剂注入装置。
背景技术
目前在世界范围内广泛大量采用的气相流化床聚烯烃生产工艺中，如何确保系统不结垢、不堵塞，实现长周期运行是所有生产在追求的基本目标。尤其是对近年来生产装置越来越大型化，这个目标更突出。聚合催化剂大量采用浆液态催化剂(催化剂颗粒浸泡分散在白油中)及深度冷凝操作技术广泛被应用，但这种大型化及新型催化剂和操作技术运用带来的负面作用是：①由于流化气体中多了白油、冷凝剂等，且催化剂颗粒也比传统的载体型催化剂粒子变小、密度变低，从而更容易被循环气体从流化床夹带到回路中，在管道、压缩机叶轮前后蜗壳、及循环气冷却器中沉积或停留。②循环气体无论组成、温度、压力等都具备与这些催化剂颗粒或细粉树脂进一步聚合的条件，加重了结垢的程度。③尤其是压缩机入口需要大量的纯烯烃(如乙烯)吹扫叶轮眼及作为干气密封气使用，使压缩机蜗壳中乙烯浓度是全系统回路最高的场所，压缩机叶轮片后侧又是气体流动滞流区，是最容易发生聚合并结垢的位置。④粘附在循环气管道内壁的结垢(聚合物)在高温下，被含有能使之溶胀的冷凝剂的气体冲刷表面，易脱落，从而造成下游的冷却器管口堵塞和分布板孔堵塞，更易造成有活性的细粉树脂沉积形成聚合→变厚→脱落→下游堵塞的恶性循环，造成气相流化床聚烯烃装置运行困难，周期缩短，效率低，损失巨大。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种防止反应循环回路结垢、堵塞，延长运行周期的气相流化床生产聚烯烃工艺用抑制剂注入装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种气相流化床生产聚烯烃工艺用抑制剂注入装置，该装置包括流化床反应器、文丘里管、循环气压缩机、循环冷却器、催化剂计量注入装置、排料装置，所述的流化床反应器通过循环气体管线依次连接文丘里管、循环气压缩机、循环冷却器后返回流化床反应器，流化床反应器连接催化剂计量注入装置和排料装置，流化床反应器内设有分布板，所述的文丘里管与循环气压缩机之间设有乙烯注入口，其特征在于，所述的装置还包括抑制剂注入设备，该抑制剂注入设备连接在循环气压缩机上游、下游或其本身上。
所述的抑制剂注入设备包括抑制剂钢瓶、减压阀和流量控制器，抑制剂钢瓶依次通过减压阀和流量控制器连接至循环气压缩机，或者连接至循环气压缩机与循环冷却器之间的循环气体管线上，或者连接至文丘里管与循环气压缩机之间的循环气体管线上。
所述的循环气压缩机包括设置在入口处的导向叶片，设置在内部并连接电机的比轮，比轮上设置的密封件，循环压缩机上设有循环气出口。
所述的抑制剂注入设备连接循环压缩机本身时，抑制剂注入点至少设有2个，设置在循环压缩机本体的吹扫烯烃气体管线上以及干气密封气管道上。
所述的抑制剂注入设备中的抑制剂选用能在30℃～125℃、0～20MPa、烯烃浓度1～100％mol下，0.1～5秒内能降低或终止聚合催化剂的活性的物质。
所述的抑制剂的加入量为在循环气体中含抑制剂1ppb～3000ppb，所述的抑制剂通过惰性气体稀释后注入装置。
所述的抑制剂为一氧化碳、二氧化碳、氧气、硫化氢气体中的一种或几种的混合气体。
与现有技术相比，本发明在已有的气相流化床聚烯烃工艺的反应循环回路上(由含分布板的流化床反应器，循环气管道及流量测量，调节，循环气压缩机及密封气补充，冷却器)，在循环气压缩机上游或下游或其本身的干气密封系统上，安装连接安装防结垢、堵塞、延长运行周期的抑制剂注入装置。本发明提供了3种能阻止或抑制被流化气体从气相流化床反应器中夹带出来的细粉树脂在循环回路(循环气管道、循环压缩机壳内、冷却器及分布板入口)中继续聚合反应，从而造成循环气管道内，循环气压缩机蜗壳内结垢，继而堵塞冷却器及分布板的抑制剂选用、配比确定、位置选择及注入量调控的装置。
附图说明
图1为本发明气相流化床生产聚烯烃装置；
图2为本发明抑制剂注入设备；
图3为循环气压缩机部分的结构示意图。
图中：1-流化床反应器、2-循环气体管线a、3-循环气压缩机、4-循环气体管线b、5-循环气冷却器、6-循环气体管线c、7-分布板、8-文丘里管、9-催化剂计量注入装置、10-排料装置、11-电机、12-抑制剂钢瓶a、13-抑制剂钢瓶b、14-流量控制器、15-抑制剂在循环气体压缩机上的注入位置、16-抑制剂在循环气体管线b上的注入位置，17-抑制剂在循环气体管线c上的注入位置，18-导向叶片、19-循环气出口、20-循环气入口、21-比轮、22-密封件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1-3所示，一种气相流化床生产聚烯烃工艺用抑制剂注入装置，该装置包括流化床反应器1、文丘里管8、循环气压缩机3、循环冷却器5、催化剂计量注入装置9、排料装置10，所述的流化床反应器1通过循环气体管线a2连接文丘里管8，文丘里管8通过循环气体管线b4循环气压缩机3，循环气压缩机3通过循环气体管线c6连接循环冷却器5，然后返回流化床反应器1，流化床反应器1连接催化剂计量注入装置9和排料装置10，流化床反应器1内设有分布板7，所述的文丘里管8与循环气压缩机3之间设有乙烯注入口，所述的装置还包括抑制剂注入设备，该抑制剂注入设备连接在循环气压缩机上游、下游或其本身上。
所述的抑制剂注入设备包括串联连接抑制剂钢瓶a12和抑制剂钢瓶b13、减压阀和流量控制器14，抑制剂注入设备连接在循环气压缩机上游时，抑制剂钢瓶a12和抑制剂钢瓶b13依次通过减压阀和流量控制器连接至文丘里管8与循环气压缩机3之间的循环气体管线a4上，抑制剂与乙烯气体或利用已有的氧气反加(O2 addback)系统进入；抑制剂注入设备连接在循环气压缩机下游时，抑制剂钢瓶a12和抑制剂钢瓶b13依次通过减压阀和流量控制器连接至循环气压缩机3与循环冷却器5之间的循环气体管线c6上；抑制剂注入设备连接在循环气压缩机本身时，抑制剂注入点至少设有2个，设置在循环压缩机本体的吹扫烯烃气体管线上以及干气密封气管道上，抑制剂与吹扫乙烯及干气密封气一起进入压缩机本体。在气相流化床聚烯烃供聚合循环回路上的注入位置上述三个位置效果好，这3处的共同特点是：温度、压力接近反应器的条件；气体组成接近反应器条件，甚至乙烯浓度更高；具有小粒子(仍然具有一定活性的、从反应器夹带的含催化剂细粉)沉降或死角的潜在可能；距离循环气体冷却器、反应器分布板有一定长度，给前述细粉的继续反应留有时间，也使抑制剂与残留活性的细粉有较为充分的接触时间。2处注入位置中，以在循环气体压缩机机体的注入位置为优选位置。
抑制剂钢瓶a12和抑制剂钢瓶b13内的抑制剂的选用抑制剂的配比，在气相流化床聚烯烃供聚合循环回路上的注入位置的选择，注入量的控制调节在于：①选用的抑制剂能在30℃～125℃、0～20MPa、烯烃浓度1～100％mol下，快速(0.1～5秒)降低或终止聚合催化剂的活性。②当循环气体从入口经分布板返回流化床反应器中后，注入抑制剂对正常的烯烃聚合反应没有负作用或不足以产生负作用影响。③抑制剂的注入位置选择在能确保在循环管道中分散均匀，尤其是对回路中常产生聚合的场所，如乙烯浓度高的压缩机叶轮背面，压力高、浓度高，而且循环气体流动不畅的位置。④注入量是微量的且可控，确保循环气体中抑制剂气体含量为：1ppb～3000ppb(按不同种类抑制剂)；⑤抑制剂选用含有一定比例羰基基团的化合物如一氧化碳或二氧化碳与氮气的混合气体。
所述的循环气压缩机包括设置在入口处的导向叶片18，设置在内部并连接电机的比轮21，比轮21上设置的密封件22，循环压缩机上设有循环气出口19和循环气入口20。
所述注入气的抑制剂，为了计量控制方便，可用惰性气体稀释后的混合气体；所述的抑制剂量对聚合催化剂活性的有抑制作用的一氧化碳、二氧化碳、氧气、硫化氢气体，及其混合气体。抑制剂注入量可直接测量，而其抑制剂在循环气体中的浓度是通过计算而得的。

Claims (3)

1.一种气相流化床生产聚烯烃工艺用抑制剂注入装置，该装置包括流化床反应器、文丘里管、循环气压缩机、循环冷却器、催化剂计量注入装置、排料装置，所述的流化床反应器通过循环气体管线依次连接文丘里管、循环气压缩机、循环冷却器后返回流化床反应器，流化床反应器连接催化剂计量注入装置和排料装置，流化床反应器内设有分布板，所述的文丘里管与循环气压缩机之间设有乙烯注入口，其特征在于，所述的装置还包括抑制剂注入设备，该抑制剂注入设备连接在循环气压缩机上游、下游或其本身上；
所述的抑制剂注入设备包括抑制剂钢瓶、减压阀和流量控制器，抑制剂钢瓶依次通过减压阀和流量控制器连接至循环气压缩机；
所述的循环气压缩机包括设置在入口处的导向叶片，设置在内部并连接电机的比轮，比轮上设置的密封件，循环压缩机上设有循环气出口；
所述的抑制剂注入设备连接循环压缩机本身时，抑制剂注入点至少设有2个，设置在循环压缩机本体的吹扫烯烃气体管线上以及干气密封气管道上；
所述的抑制剂注入设备中的抑制剂选用能在30℃～125℃、0～20MPa、烯烃浓度1～100％mol下，0.1～5秒内能降低或终止聚合催化剂的活性的物质。
2.根据权利要求1所述的一种气相流化床生产聚烯烃工艺用抑制剂注入装置，其特征在于，所述的抑制剂的加入量为在循环气体中含抑制剂1ppb～3000ppb，所述的抑制剂通过惰性气体稀释后注入装置。
3.根据权利要求1所述的一种气相流化床生产聚烯烃工艺用抑制剂注入装置，其特征在于，所述的抑制剂为一氧化碳、二氧化碳、氧气、硫化氢气体中的一种或几种的混合气体。
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