【摘要】神華寧煤煤基烯烴項目是目前世界上第一套規(guī)模最大的以煤為原料，采用先進的煤氣化工藝制取甲醇，用MTP工藝制丙烯，最終產(chǎn)品為聚丙烯的項目，本文主要簡述聚丙烯的生產(chǎn)工藝流程。
　　【關鍵詞】精制聚丙烯聚合反應擠壓造粒摻混
　　神華寧煤煤基烯烴項目是目前世界上第一套規(guī)模最大的以煤為原料，采用先進的煤氣化工藝制取甲醇，用MTP工藝制丙烯，最終產(chǎn)品為聚丙烯的項目。裝置規(guī)模為4+1氣化爐生產(chǎn)520000Nm3/合成氣、甲醇167萬噸/年、聚丙烯50萬噸/年。全廠主要有九個生產(chǎn)裝置，而聚丙烯的生產(chǎn)是相當重要的一個裝置，下面簡述該裝置的主要生產(chǎn)流程：
　　（一）、原料進料系統(tǒng)
　　來自罐區(qū)液相丙烯首先進入到丙烯干燥器進行干燥，干燥器的再生由一閉路氮氣再生循環(huán)系統(tǒng)來完成。干燥之后的丙烯經(jīng)丙烯過濾器過濾后送入各反應器中。
　　來自罐區(qū)的乙烯直接以氣態(tài)進入聚丙烯裝置，進入乙烯干燥器中進行干燥，干燥后的乙烯經(jīng)乙烯過濾器過濾后進入各反應器。在這一反應過程中，還需要添加氫氣（H2）、氮氣（N2）、三乙基鋁、硅烷、異丙醇、主催化劑等。各自的作用如下：
　　來自界區(qū)外變壓吸附（PSA）單元的氫氣滿足專利商規(guī)格要求，在流量控制下進入反應器中，用來調(diào)節(jié)樹脂的熔融指數(shù)和分子量的分布。
　　三乙基鋁盛放在專用容器內(nèi)運進界區(qū)，用氮氣將三乙基鋁經(jīng)插底管壓入儲罐。然后，由隔膜式計量泵將三乙基鋁分別送入反應器，作為主催化劑的活化劑和殺毒劑。
　　異丙醇主要用于生產(chǎn)抗沖產(chǎn)品，控制抗沖物中的橡膠含量。通過異丙醇卸桶泵將異丙醇從桶中送到異丙醇儲罐,再通過隔膜式計量泵在流量控制下送往反應器和載氣分離塔底部返回MTP液相流中以失活殘存的TEA。
　　硅烷用來控制催化劑的立構定向性，用硅烷卸桶泵將硅烷送到儲罐，再通過隔膜式計量泵在流量控制下送入反應器。
　　主催化劑以干粉狀桶裝運進界區(qū)，卸入催化劑裝料罐。在催化劑制備罐中，催化劑與加入的新鮮丙烯制備成催化劑懸浮液。經(jīng)過充分攪拌后，催化劑懸浮物在重力作用下流到催化劑計量罐（計量罐的操作溫度為環(huán)境溫度，壓力為3.6Mpa）。通過罐底部的催化劑循環(huán)泵將催化劑一部分循環(huán)回計量罐均化，另一部分通過快速回路計量后隨一股沖洗丙烯送至反應器。
　　（二）、聚合反應系統(tǒng)
　　聚合反應系統(tǒng)共有兩條生產(chǎn)線：
　　（1）、第1條線串聯(lián)生產(chǎn)，可以生產(chǎn)均聚物、無規(guī)物和抗沖物。
　　生產(chǎn)均聚物時，第一反應器中加入丙烯與催化劑、三乙基鋁、硅烷和氫氣，第二反應器中只加入丙烯。聚合反應在氣相反應器中進行，通過螺帶式攪拌器對反應器床層中的聚合物粉末進行攪拌。反應溫度控制在80℃左右（第二反應器為75℃左右），通過調(diào)節(jié)新鮮丙烯進料將反應器壓力控制在3.0Mpa（第二反應器為1.5Mpa）。
　　為移除聚合反應器中的反應熱，氣相丙烯連續(xù)從反應器頂部送出進入旋風分離器分離其中夾帶的聚合物細粉。旋風分離器底部分離出的細粉被連續(xù)地送回反應器。為避免旋風分離器頂部出來的氣相循環(huán)氣夾帶細粉堵塞循環(huán)氣冷卻系統(tǒng)，旋分分離器的下游安裝了保護性過濾器。
　　經(jīng)過過濾后，第一反應器的循環(huán)氣在循環(huán)氣冷凝器中部分冷凝。冷凝器冷卻水的溫度通過循環(huán)氣冷凝器水泵來維持穩(wěn)定。反應器的床層溫度通過丙烯循環(huán)泵向反應器中注入的丙烯量來調(diào)節(jié)，注入的丙烯分為兩股，一股（30％）從反應器的底部注入，另一股（70％）從反應器的頂部噴灑到床層上以進一步冷卻反應床。的循環(huán)氣在循環(huán)氣冷卻器中預冷，通過循環(huán)氣壓縮機吸入罐到循環(huán)氣體壓縮單元。在循環(huán)氣冷凝器部分冷凝后，混合相物流被減壓到2.5Mpa(表壓)。因此液相和氣相在循環(huán)氣相分離器分離后都送到反應器中。
　　在反應器床層料位的控制下，通過間歇性地開關反應器中泄料插底管上的開關閥，聚合物粉料在1.0～1.5Mpa的壓差作用下間歇性地送到第二反應器，在第二反應器進一步反應后通過壓差排放到粉料排放倉。
　　生產(chǎn)無規(guī)共聚物時還必須向反應器內(nèi)加入乙烯，這樣反應器操作溫度和壓力略有降低。
　　生產(chǎn)抗沖共聚物（只在第1條線生產(chǎn)）時需將乙烯連續(xù)注入第二反應器，控制反應器溫度70℃,操作壓力1.5Mpa。產(chǎn)品中的橡膠含量通過異丙醇的加入量來控制。反應器中氣相組成通過在線色譜測定并將其濃度控制穩(wěn)定以保證生產(chǎn)的橡膠產(chǎn)品組成均一。在反應器料位的控制下間歇性的開關反應器中插底管上的泄放閥，反應器中聚合物粉料被輸送到粉料排放倉。
　　（2）、第2條線并聯(lián)操作，可以生產(chǎn)均聚物和無規(guī)物，反應系統(tǒng)與第一反應器基本相同，這里不在敘述，后續(xù)部分有所不同：
　　粉料排放倉頂部出來的單體進入旋風分離器，旋風分離器底部分離出的細粉被反應器送來的丙烯循環(huán)氣間歇性地送回粉料排放倉，頂部出來的氣相被送入載氣過濾器。載氣過濾器通過一股來自循環(huán)氣過濾器脈沖丙烯氣進行間歇性地吹掃清洗。吹下來的聚丙烯粉末用氮氣間歇性的送回凈化倉。而經(jīng)過濾器過濾后的載氣被送入載氣壓縮單元，經(jīng)壓縮后進載氣分離塔，并在分離塔中被分成輕、重兩部分，其中重組分主要是丙烯和丙烷，輕組分主要是乙烯、乙烷、氮氣、丙烯和氫氣等。
　　排放倉底部旋轉閥將粉料從排放倉送至凈化倉。粉料經(jīng)凈化倉底部旋轉閥通過氮氣輸送至粉料倉。凈化倉內(nèi)殘余的單體通過底部環(huán)形氮氣圈吹掃出來,氮氣噴頭布置在底部的錐體部分。吹掃的目的是為防止烴類在粉料輸送系統(tǒng)積累。凈化氣(氮氣和丙烯)離開凈化倉,經(jīng)凈化倉頂部過濾器過濾后送入膜回收單元，氮氣和丙烯被分離。
　　（三）、擠壓造粒及后續(xù)系統(tǒng)
　　從粉料倉來的粉料通過主粉料計量系統(tǒng)計量加入擠壓機。從擠壓機來的熔融聚合物經(jīng)過篩網(wǎng)過濾后進入模頭由水下切粒機造粒，切粒水箱底部管道連接的切粒水泵,切粒水泵持續(xù)將切粒水注入水下切粒的腔室，將切好的粒料一起送往大塊剔除器，水在預分級篩被分離并送回到切粒水箱，切粒水箱如此循環(huán)往復。切粒水的溫度由切粒水冷卻器，板式冷卻器的溫度控制在大約40-60℃。
　　粒料隨后進入離心干燥器去除殘留的水，后經(jīng)分級篩剔除尺寸不合格的等外品后，合格的粒料流入緩沖料斗，后進入12個粒料摻混料倉。每條生產(chǎn)線配有六個粒料摻混倉。摻混系統(tǒng)的設計允許同時進行粒料進倉、粒料摻混和粒料送出。
　　粒料通過粒料摻混料倉摻混達到均化的目的。摻混料倉中配有可以使粒料在料倉內(nèi)以不同速度流動的內(nèi)件，這樣可以使料倉出口的粒料達到好的混合效果。摻混料倉中的循環(huán)需要進行1.5-2次。粒料摻混料倉的設計允許在各個料倉間輸送、倒料。
　　粒料進入包裝料倉之前經(jīng)淘析器除去其中的粉塵和拉絲料，最后將除去雜質的粒料輸送至包裝料倉進行成品包裝。
　　參考文獻
　　[1]胡棟;李常青;張壽齊;趙玉華;孫珠妹;王永國;李玉同三乙基鋁及添加物的空氣混合物爆炸微觀機理研究；
　　[2]張茹；陳幕祖硅烷技術在前處理中的實際應用