Значения нормального рабочего давления

Значения нормального рабочего давления для емкостей задаются таким образом, чтобы можно было минимизировать влияние возможных ошибок. Давление в емкости катализатора V-21101 поддерживается на уровне 2,7 кг/см² (изб.). Данное давление является наиболее высоким для всех жидкостей, используемых в секции 211/221, чтобы в емкость катализатора не могли случайно попасть и разбавить его какие-либо посторонние вещества. В транспортировочных контейнерах с алкилом поддерживается давление 1,8 кг/см² (изб.). Данное давление является наиболее низким для всех жидкостей, используемых в секции 211/221, поскольку алкил не должен случайно попасть в какую-либо иную емкость (если при вскрытии установки неожиданно обнаружится, что в системе присутствует алкил, возникнет серьезная угроза безопасности). Донор хранится при давлении 2,5 кг/см² (изб.), минеральное масло – при давлении 2,2 кг/см² (изб.). Поскольку давление донора выше давления минерального масла, то при одновременном открывании клапанов в линиях подачи донора и минерального масла, идущих к насосам подачи, в реактор будет поступать только силан, что обеспечит его достаточную дозировку, позволяющую избежать образования клейкого полимерного продукта (см. выше) при использовании донора не только в виде раствора в минеральном масле, но даже в чистом виде.

Режим раздельной подачи катализатора и донора

В нормальном эксплуатационном режиме используется только один насос подачи катализатора (А или В), который выбирается посредством установки селекторного переключателя HS-013 соответственно в положение A или B. Однако система управления устроена таким образом, что позволяет одновременно задействовать оба насоса подачи катализатора; при этом катализатор будет поступать в реактор через две отдельные форсунки. Если требуется обеспечить подобный режим работы, оператор может вручную ввести в блок FF-003 значение, обозначающее ту часть общего количества катализатора, которая подается каждым насосом подачи катализатора; например, 0,6 будет означать, что 60% катализатора подается насосом A, а 40% катализатора - насосом B. Кроме того, селекторный переключатель должен быть переведен в положение, соответствующее параллельной подаче катализатора обоими насосами. В зависимости от положения переключателя HS-013, от расходомера FY-008 будет поступать следующая информация об итоговом расходе суспензии катализатора: в положении (A) будет указываться расход насоса A, в положении (B) – расход насоса B, в положении (A+B) – суммарный расход насосов A и B. Аналогичным образом, в нормальном эксплуатационном режиме используется только один насос подачи донора. Однако для производства некоторых марок ориентированного полипропилена может потребоваться использовать растворы обоих доноров (ДИБДМС и ИБМДМС). Схема управления позволяет использовать один насос для подачи ДИБДМС, а другой - для подачи ИБМДМС. При этом для каждого модификатора используется свое отношение Al/Si; значения вводятся по отдельности в FF-011 A и FF-011 B.

 

Противопожарная защита

Трубопроводы и оборудование для хранения и подачи триэтилалюминия обернуты пластмассовыми трубками, внутри которых находится сжатый воздух. В случае утечки TЭА и возникшего вслед за этим пожара пластмасса трубок плавится, что приводит к падению в них давления воздуха. Сигнал о падении давления воздуха в насосе подаче триэтилалюминия и на участке с контейнерами передается посредством PAL-000X. Такие сигналы используются для активации некоторых из вышеописанных блокировок.

 

СЕКЦИЯ 212/222 – ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Общее представление

Реактор представляет собой горизонтальную емкость, снабженную перемешивающим устройством, в которой производится непрерывная газофазная полимеризация пропилена. Газообразный пропилен и компоненты катализатора вступают во взаимодействие с образованием твердых частиц порошка полипропилена (ПП), которые затем выводятся из реактора в сецию 213/223 деактивации и дегазации порошка полипропилена. Пропилен подается из сепаратора V-21201, который служит уравнительной емкостью для насосов квенча P-21201A/B и сепаратором для компрессоров рециркулирующего газа K-21201A/B. Отходящий газ из реактора направляется в секцию 218 для отделения триэтилалюминия, после чего выводится за границы установки. Отвод газов производится для удаления инертного пропана из системы.

 

Производство гомополимера

Реакторная система

При нормальной эксплуатации реактор примерно наполовину заполнен ПП порошком, что составляет 30-35 тонн. Мешалка реактора AG-21201 снабжена лопастями имеющими Т-образное поперечное сечение, вращается со скоростью 15 об/мин, обеспечивая равномерное перемешивание слоя порошка. Порошок ПП выводится через шаровой клапан цикличного действия, и под давлением подается в секцию 213 (деактивация и дегазация). Компоненты катализатора подаются с неприводной стороны реактора и рассеиваются мешалкой с верхней части реактора на слой порошка. Жидкий пропилен распыляется на слой порошка из верхней части реактора. Испарение пропилена обеспечивает отвод тепла реакции. Рециркуляционный газ подается в нижнюю часть реактора под слой порошка. Расход рециркуляционного газа определяется расходом жидкого пропилена в соответствии с заданным отношением пар/жидкость. В поток рециркуляционного газа добавляется водород, чтобы поддерживать заданное соотношение водород/пропилен в отходящем газе реактора, которое требуется для обеспечения требуемого значения показателя текучести расплава для порошка.

Производительность процесса полимеризации контролируется скоростью подачи катализатора; уровень порошка в реакторе контролируется выгрузкой порошка через шаровые клапаны; температура в реакторе контролируется путем регулировки расхода жидкого пропилена; давление в реакторе контролируется путем регулировки температуры тепловатой воды в контуре с теплообменником E-21206; средняя молекулярная масса полимера, определяемая по показателю текучести расплава, контролируется путем регулировки подачи водорода в рециркуляционный газ.

Охлаждающий контур реактора

Отходящий из реактора газ содержит небольшое количество (~1,0% масс. от общего количества полимерного продукта) мелкодисперсных частиц полимера. Этот материал удаляется, чтобы не допустить засорения теплообменника Е-21206. Отходящий газ выходит через два купола, что поддерживает его скорость на низком уровне для минимизации увлечения мелких частиц полимерного порошка потоком газа. Практически все (99,9%) мелкие частицы из отходящего газа реактора отделяются в циклоне CY-21202 и направляются назад в реактор через эжектор твердых частиц реактора MI-21202. Затем отходящий газ частично конденсируется в E-21206. Важно отметить, что попадание любого количества порошка в этот обменный аппарат вероятнее всего приведет к его засорению и потере теплопередачи, что, конечно, нежелательно. Чтобы минимизировать возможность засорения трубок, теплообменник имеет наклон 3º к горизонту. Это способствует течению жидкости по стенкам трубок, а также вымыванию порошка, попавшего в трубки.

Количество газа, конденсирующегося в Е-21206, варьируется для управления давлением в реакторе. Для минимизации засорения межтрубного пространства поддерживается высокая скорость охлаждающей воды при помощи насоса подачи тепловатой воды P-21203. Насос Р-21203 циркулирует с постоянной скоростью (1200 т/ч) охлаждающую воду через Е-21206, а температура воды в контуре регулируется путем подмешивания свежей охлаждающей воды. Если насос подачи прохладной воды останавливается, то автоматически открывается нормально закрытый клапан 212-XV-072, что обеспечивает циркуляцию потока охлаждающей воды в обход насоса. Это позволяет продолжать эксплуатацию реактора; при этом давление регулируется ограничением расхода охлаждающей воды через теплообменник. Хотя это может привести к (очень) низкому расходу воды, проходящей через теплообменник, тем не менее, это приемлемо до тех пор, пока не будет отремонтирован насос.

Двухфазный поток из Е-21206 самотеком поступает в сепаратор V-21201, где газообразная и жидкая фазы разделяются. Жидкий пропилен из V-21201 подается в реактор одним из двух насосов P-21201 A/B через 16 распылительных форсунок, расположенных в верхней части реактора. Регулируя расход жидкого пропилена, можно управлять температурой слоя порошка за счет отвода тепла реакции полимеризации посредством испарения.

Газ из V-21201 поступает на всас одного из двух компрессоров K-21201 A/B и подается в реактор через форсунки, расположенные в нижней части реактора под слоем порошка. Расход рециркуляционного газа при подаче в реактор определяется по его отношению с расходом жидкого пропилена; типичным значением данного отношения является 0,12 (по массе). Следует обратить внимание, что часть потока газа рециркуляции используется как газ-движитель в эжекторе твердых частиц, а другая часть потока используется для продувки КИПиА и уплотнений мешалки реактора. На выходе из компрессоров в газ рециркуляции добавляется свежий водород, чтобы поддерживать необходимое соотношение водород/пропилен в отходящем газе реактора. Пусковой подогреватель реактора E-21203 используется для дополнительного нагрева газа в процессе пуска, так как рециркуляционный газ используется для прогрева системы.

По мере вступления пропилена в реакцию в реакторной системе накапливается пропан. На линии нагнетания компрессоров K-21201 A/B производится отвод газов в сецию отделения ТЭА для удаления пропана из системы и его утилизации за пределами установки. Расход этого потока контролируется, чтобы ограничить концентрацию пропана в отходящем газе из реактора. Если этот расход снижается, то концентрация пропана увеличивается, а активность катализатора снижается и наоборот. Также эта система используется при марочных переходах для удаления водорода из реактора, чтобы минимизировать производство некондиционной продукции.