CN1137906C - 一种聚丙烯生产中丙烯的循环回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种聚丙烯生产中丙烯的循环回收方法，涉及聚丙烯生产工艺技术。该方法减少了丙烯单体循环回收工艺单元中丙烯单体的处理量，从而解决了现有工艺中设备投资大、能耗高的问题。本发明的方法对环管反应器本体聚合聚丙烯工艺进行了局部改进，将聚丙烯脱气、丙烯循环回收工段中的高压丙烯洗涤塔10塔底带有洗下聚丙烯粉末的物料冷却后由浆料泵16升压，直接送入聚合反应工段进行聚合。从而减少了脱气、洗涤、压缩和闪蒸等循环过程中的丙烯量，达到降低能耗，节约成本的目的。本方法适用于聚丙烯生产线的新建和改造。

Description

一种聚丙烯生产中丙烯的循环回收方法

技术领域

本发明涉及聚丙烯生产工艺技术，进一步地说，是涉及环管反应器本体聚合聚丙烯生产工艺技术中，有关聚合物脱气、丙烯循环回收的一种方法。背景技术

应用环管反应器本体聚合工艺技术的聚丙烯装置主要包括催化剂制备、聚合反应、聚合物脱气和丙烯循环回收、汽蒸和干燥、挤压和造粒等工艺单元。聚合物脱气和丙烯循环回收的工艺单元中，包括闪蒸罐、高压丙烯洗涤塔、袋滤器、低压内烯洗涤塔、循环丙烯压缩机等设备。从聚合工段排出的大量聚丙烯和液态丙烯单体进入闪蒸罐使丙烯闪蒸汽化，并在此将聚丙烯与气态丙烯单体分离。从闪蒸罐中分离出的聚丙烯进入袋滤器再进行气固分离，固相流入下游汽蒸干燥处理，分离出的气态丙烯经过低压丙烯洗涤塔洗涤、循环丙烯压缩机压缩后与闪蒸罐分离出的气态丙烯一并送入高压丙烯洗涤塔洗涤，再经冷凝后，一部分回流，一部分经丙烯进料罐由丙烯进料泵送入聚合工段进行聚合，从而实现聚丙烯生产工艺中的丙烯单体的循环回收。在此之中，为防止高压丙烯洗涤塔底部物料堆积，现有的工艺是将塔底物料(含有少量洗下的聚丙烯粉末的丙烯)经过一条小闪蒸线汽化后，连续返送到袋滤器再进行气固分离，分离出的丙烯气再经过低压丙烯洗涤塔、高压丙烯洗涤塔进行循环洗涤。这种在高压洗涤塔、袋滤器、低压丙烯洗涤塔及循环丙烯压缩机之间的内烯单体的循环，使得设备的处理量大，设备投资及能耗大。

我国目前拥有聚丙烯装置近100套，规模在10万吨级以上的装置总共10套，其中有4套规模在20万吨以上，其余装置规模大都在7万吨/年。2002年前后还有几套利用炼厂丙烯为原料生产聚丙烯的装置投产。其生产工艺以环管反应器本体聚合工艺技术居多。随着经济的发展，规模小于10万吨的聚丙烯装置面临着扩能改造。在进行扩能的同时往往也因为在现有的聚合物脱气和丙烯循环回收工艺过程中，从高压洗涤塔、袋滤器至循环丙烯压缩机的丙烯气量的增加，而造成压缩、洗涤等设备能力不足，相应的改造将会增加一大块投资，并延长施工周期，以致影响经济效益。发明内容

本发明的技术提供了一种聚丙烯生产中丙烯的循环回收方法。该方法减少了丙烯单体循环回收工艺单元中丙烯单体的处理量，从而解决了现有工艺中设备投资大、能耗高的问题。

本发明是根据发明人改造环管反应器本体聚合工艺技术的聚丙烯装置和多年在聚丙烯技术领域积累的经验而提出来的。本发明主要是针对环管反应器本体聚合聚丙烯生产工艺中，聚合物脱气和丙烯循环、回收工艺单元的改进。该工艺单元包括闪蒸罐、高压丙烯洗涤塔、袋滤器、低压丙烯洗涤塔、循环丙烯压缩机等设备。从聚合工段排出的大量聚丙烯和液态丙烯单体进入闪蒸罐使丙烯闪蒸汽化，并在此将聚丙烯与气态丙烯单体分离。从闪蒸罐中分离出的聚丙烯进入袋滤器再进行气固分离，分离出的气态丙烯经过低压丙烯洗涤塔洗涤、循环丙烯压缩机压缩后与闪蒸罐分离出的气态丙烯一并送入高压丙烯洗涤塔洗涤，再经冷凝后，一部分回流，一部分经丙烯进料罐由丙烯进料泵送入聚合工段进行聚合，从而实现聚丙烯生产工艺中的丙烯单体的循环回收。本发明的特征在于在丙烯循环回收工艺中采用将高压丙烯洗涤塔塔底物料，即含有少量洗下的聚丙烯粉末的丙烯经升压后与进反应器前的原料丙烯及循环回收的丙烯一起作为聚合反应进料直接送往反应器，进行聚合反应。而不是将塔底物料再闪蒸汽化、分离、循环压缩、洗涤。因此减少了在本工段脱气、洗涤、压缩和闪蒸等循环过程中的丙烯处理量，降低丙烯循环回收过程中一系列设备的运行负荷及其相变带来的能源消耗。

以上所述的本发明的丙烯循环回收方法中，将高压丙烯洗涤塔塔底物料，由浆料泵增压，与进反应器前的原料丙烯及循环回收得到的丙烯一起送至反应器，使高压丙烯洗涤塔塔底排出的含少量聚丙烯粉末的丙烯与原料丙烯及循环回收得到的丙烯共同作为聚合反应进料。为了使反应器进料量稳定，可在该过程中进行相应的流量控制。

以上所增设的浆料泵进口端和出口端之间设置回流调节，以保证出料稳定。浆料泵可设置为两台，一台运行，一台备用。两台浆料泵之间设置联锁自启动，以实现两台浆料泵间的自动切换，并参与反应器的紧急停车联锁。若浆料泵停止运行，联锁系统会自动关闭回流调节阀，以防止物料从回流管线窜入反应器。

高压丙烯洗涤塔塔底物料中的丙烯为饱和状态，当其进入浆料泵时容易发生气液相变，会给浆料泵带来损害。为了避免这个问题，需要将高压丙烯洗涤塔架高，或对进入浆料泵前的塔底物料冷却。一般选择对塔底物料冷却的方法，冷却方式可采用化工领域中常用的方法，如夹套管、换热器等

此外，与高压洗涤塔连接的原有的小闪蒸线仍可保留作为备用。

本项技术的积极效果是：对于目前我国聚丙烯装置能力普遍偏低，亟待扩能改造，采用上述改进流程，可使聚丙烯装置扩建时丙烯脱气、洗涤、压缩工段的主要设备保持不变，节约投资，降低能耗，缩短施工周期，并保持产品质量优良。对于新建装置亦可采用上述流程，可不设小闪蒸线，并可加大高压洗涤塔塔底至反应器的物流量，以减少塔底再沸器和塔顶冷凝器的负荷，减少循环丙烯气量和丙烯的相变量，使洗涤、压缩过程的主要设备处理量减少，从而降低投资和能耗。附图说明

附图1为聚丙烯脱气和丙烯循环回收工艺流程示意图。本技术发明主要是对聚合物脱气和丙烯循环、回收工艺单元的改进，其工艺流程详述如下：

从聚合工段环管反应器排出大量聚丙烯和液态单体，经带有蒸汽夹套的闪蒸管线1加热使液态丙烯汽化，进入闪蒸罐2中，在此降压使丙烯进一步闪蒸汽化，并使聚丙烯与气态丙烯单体分离，在料位控制下，固体从罐底部排出，进入袋滤器4。气体从闪蒸罐2顶部排出，安装在闪蒸罐2上部的动力分离器3，可防止出口气流中夹带大量固体。排出气体进入高压丙烯洗涤塔10，在该塔内洗涤分离出气相中夹带的微小聚丙烯粉末。塔底再沸器11用于维持塔内的操作温度。塔顶气流分两股，一股进入反吹气罐8，用于反吹袋滤器4；另一股经循环丙烯冷却器9冷凝后，由丙烯循环泵14把冷凝液一部分作为回流液返回塔内，另一部分送到丙烯进料罐13中。丙烯进料罐13中的丙烯再通过丙烯进料泵12送入聚合工段。

从闪蒸罐2底部排出的聚丙烯粉料进入袋式过滤器4中，在此使聚丙烯粉料中夹带的丙烯在低压下进一步分离。底部聚丙烯粉料在料位控制下，连续排出，并加入的抗氧剂送至下一工段的汽蒸罐中。

从袋滤器4顶部排出的气态丙烯经丙烯保护过滤器5过滤后进入低压丙烯洗涤塔6中，用油洗涤气体所携带的微量粉末。顶部气体经塔顶冷却器7后进入循环丙烯压缩机17，经压缩后与闪蒸罐2排出丙烯气一起送入高压循环丙烯洗涤塔10循环回收。低压丙烯洗涤塔6中的塔底物料由回流泵19回流与塔内物料不断混合。低压丙烯洗涤塔6塔底排出的部分废油由废油泵18送往下游工段的废油处理罐。

在上述聚合物脱气和丙烯循环、回收工艺单元中，为防止高压丙烯洗涤塔底部聚丙烯物料沉积，原工艺是将塔底物料经一条小闪蒸线15汽化后，连续返送到袋式过滤器3进料管线中，如附图中以虚线表示的线路所示。本项技术对上述聚合物脱气和丙烯循环、回收工艺的改进为将高压丙烯洗涤塔10塔底带有洗下的聚丙烯粉末的丙烯，经冷却后，由浆料泵16增压，与进反应器前的原料丙烯以及循环回收得到的丙烯一起送至反应器，使该丙烯物料和原料丙烯及循环回收丙烯共同作为聚合反应进料。为了使反应器进料量稳定，可在该过程中进行相应的流量控制。增设的丙烯浆料泵16带有联锁自启动。同时可设置一备用浆料泵。浆料泵16可设置为两台，一开一备。两台浆料泵之间设置联锁自启动，以实现两台浆料泵间的自动切换，并参与反应器的紧急停车联锁。若浆料泵停止运行，联锁系统会自动关闭浆料泵16进口端和出口端之间回流线路上的回流调节阀。以防止物料从回流官线窜入反应器。

此外，原有的小闪蒸线仍可保留作为备用。

本发明的丙烯循环回收方法中，省去了将高压丙烯洗涤塔塔底物料的重新闪蒸汽化，减少了由袋滤器4顶部至低压丙烯洗涤塔6，再从塔顶排入循环丙烯压缩机17，压缩后送至高压丙烯洗涤塔10然后再至低压丙烯洗涤塔6等一系列循环过程中的丙烯处理量，使上述过程的设备负荷均可下降。其所涉及的设备有：高压丙烯洗涤塔10(包括塔底再沸器11、塔顶冷凝器9)、丙烯进料泵12、袋滤器4、低压丙烯洗涤塔6(包括塔顶冷凝器7、回流泵19)、循环丙烯压缩机17等。

具体实施方式

以年产7万吨的聚丙烯装置为例，若采用此项改进技术，丙烯循环压缩机负荷下降约40％、低压丙烯洗涤塔、袋滤器、丙烯保护过滤器气相负荷均下降约40％，高压丙烯洗涤塔负荷下降约10％，丙烯进料泵负荷下降约5％，本工段除闪蒸罐外，其它设备负荷也略有下降。

Claims (4)

1.一种聚丙烯生产中丙烯的循环回收方法，包括将从聚合工段排出的大量聚丙烯和液态单体送入闪蒸罐[2]使丙烯闪蒸汽化，并在此将聚丙烯与气态丙烯单体分离，分离出的聚丙烯进入袋滤器[4]再进行气固分离，分离出的气态丙烯经过低压丙烯洗涤塔[6]洗涤、循环丙烯压缩机[17]压缩后与闪蒸罐[2]分离出的气态丙烯一并送入高压丙烯洗涤塔[10]洗涤，洗涤后的丙烯单体再送入聚合工段进行聚合，实现丙烯单体的循环回收，其特征在于将高压丙烯洗涤塔[10]塔底物料，即含有洗下聚丙烯粉末的丙烯，经升压后与进反应器前的原料丙烯及循环回收的丙烯一起作为聚合反应进料直接送至反应器。

2.根据权利要求1所述的一种聚丙烯生产中丙烯的循环回收方法，其特征在于将高压丙烯洗涤塔[10]塔底物料由浆料泵[16]升压后送至反应器。

3.根据权利要求2所述的一种聚丙烯生产中丙烯的循环回收方法，其特征在于设置一开一备两台浆料泵[16]，两台泵之间设置联锁自启动，用以实现两台浆料泵自动切换，并参与反应器的紧急停车联锁，若浆料泵停止运行，联锁系统会自动关闭浆料泵[16]进口端和出口端之间回流线路上的回流调节阀。

4.根据权利要求1～3之一所述的一种聚丙烯生产中丙烯的循环回收方法，其特征在于将高压丙烯洗涤塔[10]塔底物料，先冷却、再升压后送至反应器。