CN103752245B - 一种聚合釜换热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚合釜换热系统，包括压力变送系统、DCS控制系统和釜顶内冷管循环水系统，压力变送系统采集聚合釜内顶部的气体压力值，并将气体压力值发送给DCS控制系统，釜顶内冷管循环水系统包括冷盘管以及与冷盘管相连的外部循环水装置，冷盘管安装在聚合釜的釜顶内部，DCS控制系统根据接收的气体压力值控制开启或关闭冷盘管与外部循环水装置的连接。本发明改变了现有的聚合釜仅依靠液相进行换热的方式，进一步提高了聚合釜的换热能力。

Description

一种聚合釜换热系统
技术领域
本发明涉及一种聚合釜换热系统，尤其是一种用于间歇液相本体法聚丙烯生产的聚合釜换热系统。
背景技术
间歇式液相本体法聚丙烯工艺是我国自行研究开发的，是一种成熟可靠的聚丙烯生产技术，具有工艺流程简单、设备少、建设周期短、投资少、见效快、能耗和生产成本低、经济效益好、以及“三废”少等特点。聚合反应是放热反应，换热效率直接决定装置的单釜转化率，而单釜转化率的高低又影响到产品的能耗、物耗以及产品的经济指标，因此有效地对聚合釜进行换热，对于间歇液相本体法聚丙烯生产工艺来说极具意义。现有的间歇液相本体法共聚聚丙烯生产工艺中只采用液相换热，为了提高间歇液相本体法聚丙烯生产的聚合釜的换热能力，需要进一步改进聚合釜的换热系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种聚合釜换热系统，能够改变现有单一的液相换热方式，进一步提高聚合釜的换热能力。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种聚合釜换热系统，包括压力变送系统、DCS控制系统和釜顶内冷管循环水系统，压力变送系统采集聚合釜内顶部的气体压力值，并将气体压力值发送给DCS控制系统，釜顶内冷管循环水系统包括冷盘管以及与冷盘管相连的外部循环水装置，冷盘管安装在聚合釜的釜顶内部，DCS控制系统根据接收的气体压力值控制开启或关闭冷盘管与外部循环水装置的连接。
采用在聚合釜的釜顶内部安装冷盘管，对釜顶的气体进行气相换热，并采用DCS控制系统（Distributed Control System，分散控制系统）对冷盘管与外部循环水装置的通断进行控制，实现对聚合釜进行自动气相换热。
作为本发明的进一步改进方案，还包括一个内冷管循环水系统，内冷管循环水系统包括内冷管以及与内冷管相连的外部循环水装置，内冷管安装在聚合釜的内侧面上，DCS控制系统根据接收的气体压力值控制开启或关闭内冷管与外部循环水装置的连接。采用在聚合釜的内侧面上安装内冷管，对釜内的液体进行液相换热，并采用DCS控制系统对内冷管与外部循环水装置的通断进行控制，实现对聚合釜进行自动液相换热。
作为本发明的进一步改进方案，还包括一个夹套循环水系统，夹套循环水系统包括夹套以及与夹套相连的外部循环水装置，夹套包裹在聚合釜的外侧面上，DCS控制系统根据接收的气体压力值控制开启或关闭夹套与外部循环水装置的连接。采用在聚合釜外侧面上安装夹套，从聚合釜外部对聚合釜进行外部换热，并采用DCS控制系统对夹套与外部循环水装置的通断进行控制，实现对聚合釜进行自动外部换热。
本发明的有益效果在于：（1）采用在聚合釜的釜顶内部安装冷盘管，将外部循环水引入冷盘管，对釜顶的气体进行气相换热；（2）采用DCS控制系统对冷盘管与外部循环水装置的通断进行控制，实现对聚合釜进行自动气相换热。
附图说明
图1为现有聚合釜换热系统结构图；
图2为本发明的聚合釜换热系统结构图。
具体实施方式
下面将结合附图，详细说明本发明的具体实施方式：
如图1所示，现有的间歇液相本体法聚丙烯生产用的聚合釜的容积为12m3，工作压力为0～3.6MPa，工作温度＜80℃，聚合釜搅拌电机的电机功率为55kw，工作电流≤110A，在聚合釜上设有内冷管循环水系统CWS2-CWR2和夹套循环水系统CWS1-CWR1，内冷管循环水系统CWS2-CWR2包括内冷管以及与内冷管相连的外部循环水，内冷管安装在聚合釜的内侧面上，夹套循环水系统CWS1-CWR1包括夹套以及与夹套相连的外部循环水，夹套包裹在聚合釜的外侧面上，采用压力变送系统PIC01采集聚合釜内顶部的气体压力值，并将气体压力值发送给DCS控制系统，再由DCS控制系统根据接收的气体压力值控制开启或关闭内冷管循环水系统CWS2-CWR2和夹套循环水系统CWS1-CWR1，即控制开启或关闭内冷管与外部循环水装置的连接以及夹套与外部循环水装置的连接。
间歇液相本体法聚丙烯生产工艺换热的传统流程为：聚合釜投料结束后，通过夹套热水系统HWS-HWR向夹套送热水升温，到达切换点时，即压力变送系统PIC01的压力值达到第一设定值后，由DCS控制系统控制切换到夹套循环水系统CWS1-CWR1，对聚合釜进行换热，并通过调节循环水流量来控制反应温度、反应压力；当压力变送系统PIC01的压力值达到第二设定值后，由DCS控制系统控制开启内冷管循环水系统CWS2-CWR2，并根据压力变送系统PIC01的压力值自动调整夹套循环水系统CWS1-CWR1的水流量，直到反应结束或达到规定时间。通过现有的仅依靠液相进行换热，聚丙烯的单釜得率约105包，即2625Kg/釜。
如图2所示，在聚合釜上设有釜顶内冷管循环水系统CWS3-CWR3，釜顶内冷管循环水系统CWS3-CWR3包括冷盘管以及与冷盘管相连的外部循环水装置，冷盘管安装在聚合釜的釜顶内部，压力变送系统PIC01采集聚合釜内顶部的气体压力值，并将气体压力值发送给DCS控制系统，DCS控制系统根据接收的气体压力值控制开启或关闭冷盘管与外部循环水装置的连接。
冷盘管的工作压力0～3.6MPa，工作温度＜80℃，管径为Φ89，新增换热面积约为3m2，在聚合釜顶部四周增加支撑，将冷盘管固定在聚合釜的釜顶内部。
本发明的间歇液相本体法聚丙烯生产工艺换热流程为：聚合釜投料结束后，通过夹套热水系统HWS-HWR向夹套送热水升温，到达切换点时，即压力变送系统PIC01的压力值达到第一设定值后，由DCS控制系统控制切换到夹套循环水系统CWS1-CWR1，对聚合釜进行换热，并通过调节循环水流量来控制反应温度、反应压力；当压力变送系统PIC01的压力值达到第二设定值后，由DCS控制系统控制开启内冷管循环水系统CWS2-CWR2；压力变送系统PIC01的压力值达到第三设定值后，由DCS控制系统控制开启釜顶内冷管循环水系统CWS3-CWR3进行气相换热，并根据压力变送系统PIC01的压力值自动调整夹套循环水系统CWS1-CWR1的水流量；当压力变送系统PIC01的压力值达到第四设定值后，说明反应高峰期已过，进入反应后期，此时关闭釜顶内冷管循环水系统CWS3-CWR3，系统根据PIC01的压力值自动调整夹套循环水系统CWS1-CWR1的水流量，直到反应结束或达到规定时间。通过本发明的气相换热工艺，在丙烯投料量相同的情况下，聚丙烯的单釜得率约114包，即2850Kg/釜，较传统撤热工艺相比，单釜产量增加约225Kg/釜。

Claims (3)

1.一种聚合釜换热系统，其特征在于：包括压力变送系统、DCS控制系统、外部循环水装置和釜顶内冷管循环水系统，所述压力变送系统采集聚合釜内顶部的气体压力值，并将气体压力值发送给DCS控制系统，所述釜顶内冷管循环水系统包括冷盘管以及与冷盘管相连的外部循环水装置，所述冷盘管安装在聚合釜的釜顶内部，所述DCS控制系统根据接收的气体压力值控制开启或关闭冷盘管与外部循环水装置的连接。
2.根据权利要求1所述的聚合釜换热系统，其特征在于：还包括一个内冷管循环水系统，所述内冷管循环水系统包括内冷管以及与内冷管相连的外部循环水装置，所述内冷管安装在聚合釜的内侧面上，所述DCS控制系统根据接收的气体压力值控制开启或关闭内冷管与外部循环水装置的连接。
3.根据权利要求1或2所述的聚合釜换热系统，其特征在于：还包括一个夹套循环水系统，所述夹套循环水系统包括夹套以及与夹套相连的外部循环水装置，所述夹套包裹在聚合釜的外侧面上，所述DCS控制系统根据接收的气体压力值控制开启或关闭夹套与外部循环水装置的连接。
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