CN111217945B - 一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置，包括种子床处理罐，所述种子床处理罐外侧安装有夹套控温装置，且种子床处理罐底部连通有输出管，所述种子床处理罐顶部两端分别连通有种子床添加管和放空线管，所述种子床处理罐内安装有聚乙烯粉料搅拌的混合装置，且输出管上安装有用于氮气充入的氮气添加组件，本发明在使用时，只需将脱水装置内的输出管安装至反应器种子床加入管上，既可以实现对输入反应器内的种子床中杂质的快速脱除，同时不需要启动循环气压缩机和吹扫气压缩机，可实现延长设备使用寿命及缩短停车时间和减少氮气消耗。

Description

一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置及方法

技术领域

本发明涉及聚乙烯粉料脱水置换技术领域，具体为一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置及方法。

背景技术

Unipol气相法全密度聚乙烯工艺在世界气相法聚乙烯工艺中占据主导地位，目前在我国已建的 Unipol聚乙烯装置有 40余套，是我国各类聚乙烯工艺中套数最多、生产能力最大的一种。

Unipol气相法全密度聚乙烯装置在开车之前，需要预先向反应器中装入一定高度的聚乙烯粉料，称之为种子床。由于设计上的原因，在已建装置中有20余套装置的种子床向反应器的输送是用空气鼓风机来完成的，导致种子床不可避免地与空气中的氧气及水分接触，这些物质都是聚乙烯催化剂的毒物，必须将其脱除才能保证顺利开车。这些杂质的脱除用精制氮气进行，O2、CO2等气态杂质较容易脱除，而种子床粉料吸附的水分则较难脱除，需在一定的温度条件下进行，现有的种子床脱水的常规置换方法是维持反应器温度在：80～90℃，压力0.5～0.6MPa，并保持循环气压缩机连续运转的情况下，以尽可能大的氮气流量进行种子床的动态流动置换。但该法占用时间长、氮气耗量大，导致Unipol气相法全密度聚乙烯装置开车前置换合格时间较长，因此有效地进行种子床脱水置换是缩短停车时间、减少氮气消耗的关键环节，为此，我们提出一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够缩短停车时间、减少氮气消耗的聚乙烯粉料脱水置换装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置，包括种子床处理罐，所述种子床处理罐外侧安装有夹套控温装置，且种子床处理罐底部连通有输出管，所述种子床处理罐顶部两端分别连通有种子床添加管和放空线管，所述种子床处理罐内安装有用于用于聚乙烯粉料搅拌的混合装置，且输出管上安装有用于氮气充入的氮气添加组件。

优选的，所述混合装置包括驱动电机，所述驱动电机外侧固定有安装板，且安装板两端均固定有电动推杆，所述电动推杆输出端与种子床处理罐顶部固定，所述驱动电机输出端通过联轴器固定有转动杆，且转动杆一端滑动贯穿种子床处理罐，并固定有多个搅拌杆，通过混合装置实现对种子床处理罐内聚乙烯粉料的搅拌处理，使得与氮气接触更加充分。

优选的，所述氮气添加组件包括L型氮气输入管和通气管，所述通气管底端固定有支撑板，且通过支撑板固定在输出管内，所述通气管外侧固定有螺旋叶，且通气管外侧开有多个通气孔，所述L型氮气输入管固定在输出管上，且L型氮气输入管顶部通过轴承与通气管底部转动连接，通过氮气添加组件实现对氮气的添加。

优选的，所述种子床处理罐内安装有用于支撑转动杆转动的支撑部件，所述支撑部件包括支撑套，所述支撑套滑动套在转动杆外侧，且支撑套外侧等角度固定有多个连接腿，并通过连接腿与种子床处理罐内壁固定，所述支撑套底部固定有多个连接杆，且连接杆底部固定有固定块，多个所述固定块内侧固定有转动套，且转动套滑动套在通气管顶部外侧，通过支撑部件实现对转动杆和通气管的支撑。

优选的，所述转动杆底部外侧开有多个限位槽，且转动杆外侧滑动套有螺纹套，所述螺纹套内固定有多个对应限位槽位置的限位条，且限位条与限位槽滑动连接，所述通气管顶部固定有连接套，且连接套内对应螺纹套位置开有螺纹槽，通过螺纹套与螺纹槽的连接，从而实现对转动杆的转动带动通气管的转动。

优选的，所述输出管、种子床添加管、放空线管和L型氮气输入管外侧分别对应安装有第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门，且种子床添加管顶部固定有方便加料用的漏斗，通过多个阀门实现对多个管道的控制，便于控制进出量。

优选的，所述输出管底部固定有便于安装的安装套，方便与反应器种子床加入管之间的连接。

优选的，一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换方法，应用于权利要求书1所述的一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置，在聚乙烯粉料通过种子床添加管进入种子床处理罐后，闭合第二阀门，然后通过混合装置搅拌，并通过夹套控温装置将种子床处理罐内部温度在80～90℃，通过L型氮气输入管13通入精制氮气，直至种子床处理罐内升至0.5～0.7MPa 压力后再打开第三阀门进行压力置换，如此重复10次以上，种子床的水氧杂质含量小于10×10-6ppm ；然后打开第一阀门，并在种子床处理罐中的聚乙烯粉料依靠自身的重力作用及通气管外侧的螺旋叶转动，使得聚乙烯粉料输送至反应器中，实现种子床填装。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在使用时，只需将脱水装置内的输出管安装至反应器种子床加入管上，就可以实现对输入反应器内的种子床中杂质的快速脱除，又不需要启动循环气压缩机和吹扫气压缩机，可实现延长设备使用寿命及缩短停车时间和减少氮气消耗。

附图说明

图1为本发明整体外观结构示意图；

图2为本发明整体外观局部剖视内部结构示意图；

图3为本发明支撑部件结构示意图；

图4为本发明螺纹套与转动杆及连接套之间的连接示意图；

图5为图2中A处放大图；

图6为图3中B处放大图。

图中：1-种子床处理罐；2-夹套控温装置；3-输出管；4-种子床添加管；5-放空线管；6-混合装置；7-氮气添加组件；8-驱动电机；9-安装板；10-电动推杆；11-转动杆；12-搅拌杆；13-L型氮气输入管；14-通气管；15-支撑板；16-螺旋叶；17-通气孔；18-支撑部件；19-支撑套；20-连接腿；21-连接杆；22-固定块；23-转动套；24-限位槽；25-螺纹套；26-限位条；27-连接套；28-第一阀门；29-第二阀门；30-第三阀门；31-第四阀门；32-漏斗；33-安装套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，图示中的一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置，包括种子床处理罐1，所述种子床处理罐1外侧安装有夹套控温装置2，夹套控温装置2主要用于对种子床处理罐1内温度的控制，且种子床处理罐1底部连通有输出管3，所述种子床处理罐1顶部两端分别连通有种子床添加管4和放空线管5，所述种子床处理罐1内安装有用于用于聚乙烯粉料搅拌的混合装置6，且输出管3上安装有用于氮气充入的氮气添加组件7。

其中，混合装置6包括驱动电机8，所述驱动电机8外侧固定有安装板9，且安装板9两端均固定有电动推杆10，所述电动推杆10输出端与种子床处理罐1顶部固定，所述驱动电机8输出端通过联轴器固定有转动杆11，且转动杆11一端滑动贯穿种子床处理罐1，并固定有多个搅拌杆12，通过驱动电机8转动，带动转动杆11转动，从而配合搅拌杆12实现对种子床处理罐1内聚乙烯粉料的均匀搅拌。

另外，氮气添加组件7包括L型氮气输入管13和通气管14，所述通气管14底端固定有支撑板15，且通过支撑板15固定在输出管3内，所述通气管14外侧固定有螺旋叶16，且通气管14外侧开有多个通气孔17，所述L型氮气输入管13固定在输出管3上，且L型氮气输入管13顶部通过轴承与通气管14底部转动连接，通过外接充氮装置实现对氮气的充入，并通过L型氮气输入管13将氮气输入至种子床处理罐1。

种子床处理罐1内安装有用于支撑转动杆11转动的支撑部件18，所述支撑部件18包括支撑套19，所述支撑套19滑动套在转动杆11外侧，且支撑套19外侧等角度固定有多个连接腿20，并通过连接腿20与种子床处理罐1内壁固定，所述支撑套19底部固定有多个连接杆21，且连接杆21底部固定有固定块22，多个所述固定块22内侧固定有转动套23，且转动套23滑动套在通气管14顶部外侧，通过支撑部件18内的支撑套19和转动套23的配合作用，实现对转动杆11和通气管14的支撑。

转动杆11底部外侧开有多个限位槽24，且转动杆11外侧滑动套有螺纹套25，所述螺纹套25内固定有多个对应限位槽24位置的限位条26，且限位条26与限位槽24滑动连接，所述通气管14顶部固定有连接套27，且连接套27内对应螺纹套25位置开有螺纹槽，通过电动推杆10升降，实现对转动杆11 的升降，从而使得螺纹套25伸入连接套27内，并通过转动杆11的转动，使得螺纹套25与连接套27内螺纹槽转动拧紧，并最终通过转动杆11带动通气管14的转动，从而使得螺旋叶16转动，加速聚乙烯粉料的流通。

输出管3、种子床添加管4、放空线管5和L型氮气输入管13外侧分别对应安装有第一阀门28、第二阀门29、第三阀门30和第四阀门31，且种子床添加管4顶部固定有方便加料用的漏斗32。

本方案中，主要运用聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置来实现对上述种子床脱水的；

S1，先将备用的种子床粉料通过种子床添加管4及第二阀门29用空气输送到种子床处理罐 1中，然后再通过驱动电机8转动，带动转动杆11转动从而使得搅拌杆12转动，实现对种子床处理罐1内聚乙烯粉料的混合搅拌，并通过夹套控温装置2将种子床处理罐1内温度提升至80～90℃，通过L型氮气输入管13通入精制氮气，直至种子床处理罐1内升至0.5～0.7MPa，然后再后打开放空线管5 及第三阀门30进行压力置换 10次以上，通氮气流动置换进行预处理；

S2，种子床预处理的同时，进行系统置换，同时将种子床处理罐1内的输出管3安装在原反应器的种子床加入口上；

S3，在搅拌一段时间后，通过电动推杆10伸缩，使得驱动电机8下降，并带动转动杆11下降，使得其顶端的螺纹套25插入连接套27内，并随着转动拧紧后，带动通气管14的转动，并配合螺旋叶16实现加速对种子床处理罐1内聚乙烯粉料的排出；

S4，装床完毕后，开车操作中，只需建立床层中的三乙基铝浓度。

本发明在使用时，只需将脱水装置内的输出管安装至反应器种子床加入管上，就可以实现对输入反应器内的种子床中杂质的快速脱除，不需要启动循环气压缩机和吹扫气压缩机，可实现延长设备使用寿命及缩短停车时间和减少氮气消耗，整个开停车过程仅需要16小时，与原工艺的96小时相比，节约80小时。

本方案中，驱动电机8优选Y80M2-2型号，电动推杆10优选ANT-26型号，电机运行电路为常规电机正反转控制程序，电路运行为现有常规电路，本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置，包括种子床处理罐（1），所述种子床处理罐（1）外侧安装有夹套控温装置（2），且种子床处理罐（1）底部连通有输出管（3），所述种子床处理罐（1）顶部两端分别连通有种子床添加管（4）和放空线管（5），其特征在于：所述种子床处理罐（1）内安装有用于聚乙烯粉料搅拌的混合装置（6），且输出管（3）上安装有用于氮气充入的氮气添加组件（7），所述混合装置（6）包括驱动电机（8），所述驱动电机（8）外侧固定有安装板（9），且安装板（9）两端均固定有电动推杆（10），所述电动推杆（10）输出端与种子床处理罐（1）顶部固定，所述驱动电机（8）输出端通过联轴器固定有转动杆（11），且转动杆（11）一端滑动贯穿种子床处理罐（1），并固定有多个搅拌杆（12），所述转动杆（11）底部外侧开有多个限位槽（24），且转动杆（11）外侧滑动套有螺纹套（25），所述螺纹套（25）内固定有多个对应限位槽（24）位置的限位条（26），且限位条（26）与限位槽（24）滑动连接，所述通气管（14）顶部固定有连接套（27），且连接套（27）内对应螺纹套（25）位置开有螺纹槽，所述氮气添加组件（7）包括L型氮气输入管（13）和通气管（14），所述通气管（14）底端固定有支撑板（15），且通过支撑板（15）固定在输出管（3）内，所述通气管（14）外侧固定有螺旋叶（16），且通气管（14）外侧开有多个通气孔（17），所述L型氮气输入管（13）固定在输出管（3）上，且L型氮气输入管（13）顶部通过轴承与通气管（14）底部转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置，其特征在于：所述种子床处理罐（1）内安装有用于支撑转动杆（11）转动的支撑部件（18），所述支撑部件（18）包括支撑套（19），所述支撑套（19）滑动套在转动杆（11）外侧，且支撑套（19）外侧等角度固定有多个连接腿（20），并通过连接腿（20）与种子床处理罐（1）内壁固定，所述支撑套（19）底部固定有多个连接杆（21），且连接杆（21）底部固定有固定块（22），多个所述固定块（22）内侧固定有转动套（23），且转动套（23）滑动套在通气管（14）顶部外侧。

3.根据权利要求2所述的一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置，其特征在于：所述输出管（3）、种子床添加管（4）、放空线管（5）和L型氮气输入管（13）外侧分别对应安装有第一阀门（28）、第二阀门（29）、第三阀门（30）和第四阀门（31），且种子床添加管（4）顶部固定有方便加料用的漏斗（32）。

4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置，其特征在于：所述输出管（3）底部固定有便于安装的安装套（33）。

5.一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换方法，其特征在于：应用于权利要求1所述的一种聚乙烯装置反应器种子床脱水置换装置，在聚乙烯粉料通过种子床添加管（4）进入种子床处理罐（1）后，闭合第二阀门（29），然后通过混合装置（6）搅拌，并通过夹套控温装置（2）将种子床处理罐（1）内部温度在80～90℃，通过L型氮气输入管（13）通入精制氮气，直至种子床处理罐（1）内升至 0.5～0.7MPa 压力后再打开第三阀门（30）进行压力置换，如此重复10次以上，种子床的水氧杂质含量小于10×10-6ppm ；然后打开第一阀门（28），并在种子床处理罐（1）中的聚乙烯粉料依靠自身的重力作用及通气管（14）外侧的螺旋叶（16）转动，使得聚乙烯粉料输送至反应器中，实现种子床填装。

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