CN207175838U - 一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备，包括丙烯精制系统、聚合系统、闪蒸系统以及丙烯回收装置，所述丙烯精制系统包括精丙烯储罐；所述闪蒸系统包括闪蒸釜，所述聚合系统包括通过精丙烯加入管道与所述精丙烯储罐出料口相连通的聚合釜，所述聚合釜的外壁设置有夹套，所述夹套上设置有冷水入口和热水出口，所述聚合釜的顶壁设置有催化剂加入管道，活化剂加入管道，氢气加入管道，所述精丙烯加入管道分别与所述催化剂加入管道和所述活化剂加入管道相连通，所述精丙烯加入管道上依次设置有丙烯泵、丙烯高压加热罐和丙烯流量计；所述聚合釜的底部设置有聚合釜出料管道等特征。本实用新型能够缩短聚合釜反应过程中的降温所需时间。

Description

一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备

技术领域

本实用新型属于聚丙烯生产设备，具体的涉及一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备。

背景技术

间歇液相本体法聚丙烯生产工艺通常是将精制好的丙烯、催化剂、活化剂和氢气一次性依次通入聚合釜中后，然后打开蒸汽阀门，通过热水泵用热水给聚合釜升温；当聚合釜内反应比较激烈、放热量比较大时，关闭蒸汽并打开冷水，开始给聚合釜撤热，反应过程中通过调节冷水量使聚合釜的温度控制在一定范围内；反应一定时间后，当聚合釜内出现“干锅”的迹象后，将物料喷入闪蒸釜中去活，并进行丙烯的回收。

虽然该工艺由于对原料丙烯质量要求不是很高，流程简单，投资省、收效快，被广泛推广使用，但是，仍旧存在有很大的问题，比如：目前该工艺所采用的聚合釜通常通过夹套控温，前期先向夹套内通入热水对聚合釜进行升温，以促进聚合釜内物料发生反应，当聚合釜内反应比较激烈时，需要将夹套内的热水替换为冷水对聚合釜进行降温，以确保产品质量以及生产过程中的安全问题；而采用通常的夹套控温，聚合釜加热缓慢，反应过程中的降温更加缓慢，而采用先夹套升温、再夹套降温的操作方式，进一步加大了降温的难度，延长了降温所需时间，因此，当聚合釜无法及时降温时，只能通过抽走聚合釜内气体丙烯和氢气的方法，来防止反应过于激烈引发的安全问题，从而导致聚丙烯产量降低，甚至质量不合格，无法实现快速的升温降温过程，从而影响了聚丙烯的质量。

因此，需要研发一种适合于间歇液相本体法生产聚丙烯的设备，来加快聚丙烯合成过程中的降温速度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备，其能够缩短聚合釜反应过程中的降温所需时间。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备，包括丙烯精制系统、聚合系统、闪蒸系统以及丙烯回收装置，所述丙烯精制系统包括与丙烯罐区出料口相连通的丙烯净化装置，以及与所述丙烯净化装置出料口相连通的精丙烯储罐；所述闪蒸系统包括与所述聚合系统出料管道相连通的闪蒸釜，所述闪蒸釜的底部设置有闪蒸釜出料管道，所述闪蒸釜的顶部设置有闪蒸釜进料口、氮气通入管道、闪蒸釜放空管道以及与所述丙烯净化装置进料口相连通的闪蒸釜丙烯回收管道，所述闪蒸釜丙烯回收管道上设置有丙烯回收装置；所述丙烯回收装置上设置有尾气排放口；

所述聚合系统包括通过精丙烯加入管道与所述精丙烯储罐出料口相连通的聚合釜，所述聚合釜内设置有搅拌装置，所述聚合釜的外壁设置有夹套，所述夹套的下部设置有与所述夹套相连通的冷水入口，所述夹套的上部设置有与所述夹套相连通的热水出口，所述热水出口与所述冷水进口通过循环水管道相连通，所述循环水管道上设置有循环泵和热水冷却装置；所述聚合釜的顶壁设置有与催化剂储罐相连通的催化剂加入管道，与活化剂储罐相连通的活化剂加入管道，与氢气储罐相连通的氢气加入管道，以及聚合釜丙烯回收管道和聚合釜放空管道，所述聚合釜丙烯回收管道的另一端与所述丙烯净化装置的进料口相连通，聚合釜丙烯回收管道上设置有冷凝器，所述精丙烯加入管道的出料端设置有两个分支管道，两个分支管道分别与所述催化剂加入管道和所述活化剂加入管道相连通，所述精丙烯加入管道上依次设置有丙烯泵、丙烯高压加热罐和丙烯流量计；所述聚合釜的底部设置有与所述闪蒸釜进料口相连通的聚合釜出料管道。

进一步的，所述聚丙烯高压加热罐包括罐体，所述罐体的外壁上设置有保温夹套，所述保温夹套的下部设置有与所述保温夹套相连通的热水进入口，所述保温夹套的上部设置有与所述保温夹套相连通的冷水排出口；所述罐体内设置有加热装置，所述加热装置包括固定设置于罐体内的中心直管，和固定设置于所述中心直管上的若干加热托盘，所述加热托盘的侧壁上设置有丙烯流出口，相邻加热托盘上的丙烯流出口相对设置；所述中心直管的底端穿出所述罐体的底壁后设置热水进液口，所述中心直管的顶端延伸出所述罐体的顶壁后设置冷水出液口，若干所述加热托盘从上到下依次加大，所述加热托盘底壁的内部中空从而形成托盘加热腔，所述中心直管与若干托盘加热腔相连通形成单向加热液体通道，所述中心直管内与所述托盘加热腔相对应的地方设置有隔板，所述中心直管的管壁上开设有连通所述中心直管和所述托盘加热腔的托盘加热腔进液口和托盘加热腔出液口，所述托盘加热腔进液口设置于相对应隔板的下方，所述托盘加热腔出液口设置于相对应隔板的上方；所述罐体的顶部设置有精丙烯进口，所述精丙烯进口设置于最上层加热托盘的正上方；所述精丙烯的底部设置有与所述聚合釜相连通的精丙烯出口。

进一步的，所述精丙烯高压加热罐的顶壁上还设置有丙烯回存入口。

更进一步的，所述聚合釜的顶壁上还设置有与所述丙烯高压加热罐的丙烯回存入口相连通的丙烯回存管道，所述丙烯回存管道上设置有丙烯回流支路，所述丙烯回流支路上设置有回流泵。

进一步的，所述丙烯净化装置包括依次连通的固碱塔、水解塔、脱硫塔、氧化铝塔、脱氧塔、分子筛塔和脱砷塔。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在精丙烯加入管道上设置丙烯高压加热罐，在丙烯进入聚合釜之前对其进行加热，当热丙烯和其他物料均进入聚合釜后，不需要再对聚合釜进行升温即可立即进行反应，而对聚合釜的温控仅仅是冷却撤热一步温控操作，降低了聚合釜的温控难度，其较先前的先加热后降温的操作方式，降温更快速，所需时间更短；本实用新型在丙烯高压加热罐上还设置有丙烯回存入口，在聚合釜上设置与所述丙烯高压加热罐的丙烯回存入口相连通的丙烯回存管道，并在丙烯回存管道上设置有丙烯回流支路，在丙烯回流支路上设置有回流泵，一旦反应过于激烈，聚合釜的降温速度就无法跟上时，可以先通过丙烯回存管道将聚合釜内的气体丙烯和氢气送入丙烯高压加热罐内，暂时储存，当聚合釜温度达标后再打开丙烯回流支路，通过回流泵将丙烯高压加热罐内暂存的丙烯气体和氢气泵入聚合釜内，避免了传统工艺中因乙烯和氢气的排出造成的聚丙烯产量降低及质量不合格等问题，也避免了物料的浪费；本实用新型丙烯高压加热罐在罐体外壁设置罐体保温夹套，避免了罐体内物料的散热降温，本实用新型加热装置包括中心直管和从小到大依次设置于中心直管上的加热托盘，所述加热托盘底壁的内部中空从而形成托盘加热腔，所述中心直管与若干托盘加热腔相连通形成单向加热液体通道，热的液体从中心直管的底部进入，从顶部流出对加热托盘进行加热，而精丙烯则从精丙烯进口进入到罐体内，先落至最上层的加热托盘内，进行第一层的加热，然后从最上层加热托盘的丙烯流出口流出到下一层的加热托盘上，进行第二层加热，以此类推，最终到达罐体的底部，完成加热后从精丙烯出口流出，采用该种加热方式对丙烯进行加热，不仅加热效果好，且较普通的换热器来说，耐高压效果也更好，高压下损坏率低。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型丙烯高压加热罐的结构示意图；

图3为图2的A处放大图；

图中，1、丙烯净化装置，2、精丙烯储罐；3、闪蒸釜，4、闪蒸釜出料管道，6、氮气通入管道，7、闪蒸釜放空管道，8、闪蒸釜丙烯回收管道，9、丙烯回收装置；10、尾气排放口；11、精丙烯加入管道，12、聚合釜，13、搅拌装置，14、夹套，15、冷水入口，16、热水出口，17、循环水管道，18、循环泵，19、热水冷却装置；20、催化剂加入管道，21、活化剂加入管道，22、氢气加入管道，23、聚合釜丙烯回收管道，24、聚合釜放空管道，25、冷凝器，26、分支管道，27、丙烯泵，28、丙烯高压加热罐，29、丙烯流量计，30、聚合釜出料管道，31、罐体，32、保温夹套，33、热水进入口，34、冷水排出口，35、中心直管，36、加热托盘，37、丙烯流出口，38、热水进液口，39、冷水出液口，40、托盘加热腔，41、隔板，42、托盘加热腔进液口，43、托盘加热腔出液口，44、丙烯回存管道，45、丙烯回流支路，46、回流泵，47、固碱塔，48、水解塔、49、脱硫塔，50、氧化铝塔，51、脱氧塔，52、分子筛塔，53、脱砷塔，54、精丙烯出口，55、精丙烯进口，56、丙烯回存入口。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，通过具体实施方式对本实用新型进行进一步说明。

如附图1～3所示的一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备，包括丙烯精制系统、聚合系统、闪蒸系统以及丙烯回收装置9，所述丙烯精制系统包括与丙烯罐区出料口相连通的丙烯净化装置1，以及与所述丙烯净化装置1出料口相连通的精丙烯储罐2；所述闪蒸系统包括与所述聚合系统出料管道相连通的闪蒸釜3，所述闪蒸釜3的底部设置有闪蒸釜出料管道4，所述闪蒸釜3的顶部设置有闪蒸釜进料口、氮气通入管道6、闪蒸釜放空管道7以及与所述丙烯净化装置1进料口相连通的闪蒸釜丙烯回收管道8，所述闪蒸釜丙烯回收管道8上设置有丙烯回收装置9；丙烯回收装置9上设置有尾气排放口10；

所述聚合系统包括通过精丙烯加入管道11与所述精丙烯储罐2出料口相连通的聚合釜12，所述聚合釜12内设置有搅拌装置13，所述聚合釜12的外壁设置有夹套14，所述夹套14的下部设置有与所述夹套14相连通的冷水入口15，所述夹套14的上部设置有与所述夹套14相连通的热水出口16，所述热水出口16与所述冷水进口通过循环水管道17相连通，所述循环水管道17上设置有循环泵18和热水冷却装置19；所述聚合釜12的顶壁设置有与催化剂储罐相连通的催化剂加入管道20，与活化剂储罐相连通的活化剂加入管道21，与氢气储罐相连通的氢气加入管道22，以及聚合釜丙烯回收管道23和聚合釜放空管道24，所述聚合釜丙烯回收管道23的另一端与所述丙烯净化装置1的进料口相连通，聚合釜丙烯回收管道23上设置有冷凝器25，所述精丙烯加入管道11的出料端设置有两个分支管道26，两个分支管道26分别与所述催化剂加入管道20和所述活化剂加入管道相连通，所述精丙烯加入管道11上依次设置有丙烯泵27、丙烯高压加热罐28和丙烯流量计29；所述聚合釜12的底部设置有与所述闪蒸釜3进料口相连通的聚合釜出料管道30。进一步的，所述丙烯高压加热罐28设置于所述聚合釜的上方。进一步的，所述精丙烯加入管道11、分支管道26、催化剂加入管道20、活化剂加入管道21、氢气加入管道22、循环水管道17、聚合釜丙烯回收管道23、聚合釜放空管道24、丙烯回存管道44、丙烯回流支路45、聚合釜出料管道30、氮气通入管道6、闪蒸釜放空管道7、闪蒸釜丙烯回收管道8、尾气排放口10、闪蒸釜出料管道4上均设置有阀门。

本实用新型在精丙烯加入管道11上设置丙烯高压加热罐28，在丙烯进入聚合釜12之前对其进行加热，当热丙烯和其他物料均进入聚合釜12后，不需要再对聚合釜12进行升温即可立即进行反应，而对聚合釜12的温控仅仅是冷却撤热一步温控操作，降低了聚合釜12的温控难度，其较先前的先加热后降温的操作方式，降温更快速，所需时间更短。

进一步的，所述聚丙烯高压加热罐28包括罐体31，所述罐体31的外壁上设置有保温夹套32，所述保温夹套32的下部设置有与所述保温夹套32相连通的热水进入口33，所述保温夹套32的上部设置有与所述保温夹套32相连通的冷水排出口34；所述罐体31内设置有加热装置，所述加热装置包括固定设置于罐体31内的中心直管35，和固定设置于所述中心直管35上的若干加热托盘36，所述加热托盘36的侧壁上设置有丙烯流出口37，相邻加热托盘36上的丙烯流出口37相对设置；所述中心直管35的底端穿出所述罐体31的底壁后设置热水进液口38，所述中心直管35的顶端延伸出所述罐体31的顶壁后设置冷水出液口39，若干所述加热托盘36从上到下依次加大，所述加热托盘36底壁的内部中空从而形成托盘加热腔40，所述中心直管35与若干托盘加热腔40相连通形成单向迂回的加热液体通道，所述中心直管35内与所述托盘加热腔40相对应的地方设置有隔板41，所述中心直管35的管壁上开设有连通所述中心直管35和所述托盘加热腔40的托盘加热腔进液口42和托盘加热腔出液口43，所述托盘加热腔进液口42设置于相对应隔板41的下方，所述托盘加热腔出液口43设置于相对应隔板41的上方；所述罐体31的顶部设置有精丙烯进口55，所述精丙烯进口55设置于最上层加热托盘36的正上方；所述精丙烯的底部设置有与所述聚合釜12相连通的精丙烯出口54。本实用新型丙烯高压加热罐28在罐体31外壁设置罐体31保温夹套32，避免了罐体31内物料的散热降温，本实用新型加热装置包括中心直管35和从小到大依次设置于中心直管35上的加热托盘36，所述加热托盘36底壁的内部中空从而形成托盘加热腔40，所述中心直管35与若干托盘加热腔40相连通形成单向加热液体通道，热的液体从中心直管35的底部进入，从顶部流出对加热托盘36进行加热，而精丙烯则从精丙烯进口55进入到罐体31内，先落至最上层的加热托盘36内，进行第一层的加热，然后从最上层加热托盘36的丙烯流出口37流出到下一层的加热托盘36上，进行第二层加热，以此类推，最终到达罐体31的底部，完成加热后从精丙烯出口54流出，采用该种加热方式对丙烯进行加热，不仅加热效果好，且较普通的换热器来说，耐高压效果也更好，高压下损坏率低。

进一步的，所述精丙烯高压加热罐28的顶壁上还设置有丙烯回存入口56。

更进一步的，所述聚合釜12的顶壁上还设置有与所述丙烯高压加热罐28的丙烯回存入口56相连通的丙烯回存管道44，所述丙烯回存管道44上设置有丙烯回流支路45，所述丙烯回流支路45上设置有回流泵46。本实用新型在丙烯高压加热罐28上还设置有丙烯回存入口56，在聚合釜12上设置与所述丙烯高压加热罐28的丙烯回存入口56相连通的丙烯回存管道44，并在丙烯回存管道44上设置有丙烯回流支路45，在丙烯回流支路45上设置有回流泵46，一旦反应过于激烈，聚合釜12的降温速度就无法跟上时，可以先通过丙烯回存管道44将聚合釜12内的气体丙烯和氢气送入丙烯高压加热罐28内，暂时储存，当聚合釜12温度达标后再打开丙烯回流支路45，通过回流泵46将丙烯高压加热罐28内暂存的丙烯气体和氢气泵入聚合釜12内，避免了传统工艺中因乙烯和氢气的排出造成的聚丙烯产量降低及质量不合格等问题，也避免了物料的浪费。

进一步的，所述丙烯净化装置1包括依次连通的固碱塔47、水解塔48、脱硫塔49、氧化铝塔50、脱氧塔51、分子筛塔52和脱砷塔53。

本实用新型的工艺流程为：

先将罐区送来的丙烯依次通过固碱塔47、水解塔48、脱硫塔49、氧化铝塔50、脱氧塔51、分子筛塔52和脱砷塔53进行净化制得精丙烯，然后将净化好的精丙烯进行加热后分成两个管路，分别与催化剂和活化剂混合后进入聚合釜12，然后通入氢气至聚合釜12中后则立即发生聚合反应，此时即可往夹套14内输入冷水给聚合釜12降温，反应过程中通过调节冷水量使聚合釜12的温度控制在一定范围内；反应一定时间后，当聚合釜12内出现“干锅”的迹象后，将物料喷入闪蒸釜3中去活，并进行丙烯的回收，即可。

Claims (5)

1.一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备，包括丙烯精制系统、聚合系统、闪蒸系统以及丙烯回收装置(9)，所述丙烯精制系统包括与丙烯罐区出料口相连通的丙烯净化装置(1)，以及与所述丙烯净化装置(1)出料口相连通的精丙烯储罐(2)；所述闪蒸系统包括与所述聚合系统出料管道相连通的闪蒸釜(3)，所述闪蒸釜(3)的底部设置有闪蒸釜出料管道(4)，所述闪蒸釜(3)的顶部设置有闪蒸釜进料口、氮气通入管道(6)、闪蒸釜放空管道(7)以及与所述丙烯净化装置(1)进料口相连通的闪蒸釜丙烯回收管道(8)，所述闪蒸釜丙烯回收管道(8)上设置有丙烯回收装置(9)；所述丙烯回收装置(9)上设置有尾气排放口(10)；其特征在于，

所述聚合系统包括通过精丙烯加入管道(11)与所述精丙烯储罐(2)出料口相连通的聚合釜(12)，所述聚合釜(12)内设置有搅拌装置(13)，所述聚合釜(12)的外壁设置有夹套(14)，所述夹套(14)的下部设置有与所述夹套(14)相连通的冷水入口(15)，所述夹套(14)的上部设置有与所述夹套(14)相连通的热水出口(16)，所述热水出口(16)与所述冷水进口通过循环水管道(17)相连通，所述循环水管道(17)上设置有循环泵(18)和热水冷却装置(19)；所述聚合釜(12)的顶壁设置有与催化剂储罐相连通的催化剂加入管道(20)，与活化剂储罐相连通的活化剂加入管道(21)，与氢气储罐相连通的氢气加入管道(22)，以及聚合釜丙烯回收管道(23)和聚合釜放空管道(24)，所述聚合釜丙烯回收管道(23)的另一端与所述丙烯净化装置(1)的进料口相连通，聚合釜丙烯回收管道(23)上设置有冷凝器(25)，所述精丙烯加入管道(11)的出料端设置有两个分支管道(26)，两个分支管道(26)分别与所述催化剂加入管道(20)和所述活化剂加入管道(21)相连通，所述精丙烯加入管道(11)上依次设置有丙烯泵(27)、丙烯高压加热罐(28)和丙烯流量计(29)；所述聚合釜(12)的底部设置有与所述闪蒸釜(3)进料口相连通的聚合釜出料管道(30)。

2.根据权利要求1所述的一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备，其特征在于，所述聚丙烯高压加热罐(28)包括罐体(31)，所述罐体(31)的外壁上设置有保温夹套(32)，所述保温夹套(32)的下部设置有与所述保温夹套(32)相连通的热水进入口(33)，所述保温夹套(32)的上部设置有与所述保温夹套(32)相连通的冷水排出口(34)；所述罐体(31)内设置有加热装置，所述加热装置包括固定设置于罐体(31)内的中心直管(35)，和固定设置于所述中心直管(35)上的若干加热托盘(36)，所述加热托盘(36)的侧壁上设置有丙烯流出口(37)，相邻加热托盘(36)上的丙烯流出口(37)相对设置；所述中心直管(35)的底端穿出所述罐体(31)的底壁后设置热水进液口(38)，所述中心直管(35)的顶端延伸出所述罐体(31)的顶壁后设置冷水出液口(39)，若干所述加热托盘(36)从上到下依次加大，所述加热托盘(36)底壁的内部中空从而形成托盘加热腔(40)，所述中心直管(35)与若干托盘加热腔(40)相连通形成单向加热液体通道，所述中心直管(35)内与所述托盘加热腔(40)相对应的地方设置有隔板(41)，所述中心直管(35)的管壁上开设有连通所述中心直管(35)和所述托盘加热腔(40)的托盘加热腔进液口(42)和托盘加热腔出液口(43)，所述托盘加热腔进液口(42)设置于相对应隔板(41)的下方，所述托盘加热腔出液口(43)设置于相对应隔板(41)的上方；所述罐体(31)的顶部设置有精丙烯进口(55)，所述精丙烯进口(55)设置于最上层加热托盘(36)的正上方；所述精丙烯的底部设置有与所述聚合釜(12)相连通的精丙烯出口(54)。

3.根据权利要求1所述的一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备，其特征在于，所述精丙烯高压加热罐(28)的顶壁上还设置有丙烯回存入口(56)。

4.根据权利要求3所述的一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备，其特征在于，所述聚合釜(12)的顶壁上还设置有与所述丙烯高压加热罐(28)的丙烯回存入口(56)相连通的丙烯回存管道(44)，所述丙烯回存管道(44)上设置有丙烯回流支路(45)，所述丙烯回流支路(45)上设置有回流泵(46)。

5.根据权利要求1所述的一种间歇液相本体法生产聚丙烯的设备，其特征在于，所述丙烯净化装置(1)包括依次连通的固碱塔(47)、水解塔(48)、脱硫塔(49)、氧化铝塔(50)、脱氧塔(51)、分子筛塔(52)和脱砷塔(53)。