聚丙烯過(guò)程控制方案

2.2 連續(xù)法本體聚丙烯生產(chǎn)過(guò)程控制策略

連續(xù)法本體聚合工藝按采用的聚合反應(yīng)器的不同，分為釜式聚合工藝和管式聚合工藝。這種工藝的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有單位體積傳熱面積、總傳熱系數(shù)高、單程轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)品牌號(hào)切換時(shí)間短的特點(diǎn)。在全世界以及在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)聚丙烯的裝置中，采用環(huán)管法工藝是最多。整個(gè)工藝生產(chǎn)過(guò)程對(duì)測(cè)量及控制系統(tǒng)要求較高的是反應(yīng)系統(tǒng)及相關(guān)流程。它包括預(yù)接觸罐、預(yù)聚合反應(yīng)器及環(huán)管反應(yīng)器3個(gè)部分。整個(gè)反應(yīng)過(guò)程對(duì)于溫度、壓力、丙烯進(jìn)料、氫加入量、環(huán)管反應(yīng)器的緩沖罐液位、聚合物含量的檢測(cè)控制要求較嚴(yán)格，各參數(shù)的控制相互關(guān)聯(lián)。

1. 催化劑和助劑配置單元

特色控制策略：

◆ 采用了與丙烯進(jìn)料量進(jìn)行比值調(diào)節(jié)的方法，自動(dòng)調(diào)節(jié)三乙基鋁的進(jìn)料量。而給電子體的流量與三乙基鋁的流量進(jìn)行比值控制；

◆ 在構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，主催化劑分散罐的溫度控制可完全滿(mǎn)足工藝的設(shè)計(jì)要求。

2. 液相聚合單元

特色控制策略：

◆ 丙烯流量控制采用與反應(yīng)器內(nèi)漿料密度串級(jí)的辦法，漿料密度作為串級(jí)回路的主環(huán)，丙烯流量做作為串級(jí)回路的副環(huán)。如此實(shí)現(xiàn)了環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)的進(jìn)料調(diào)節(jié)，控制了反應(yīng)器內(nèi)的漿料密度，使生產(chǎn)處于平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)。

◆ 環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)的壓力由進(jìn)入丙烯蒸發(fā)器的液態(tài)丙烯流量來(lái)控制，同時(shí)又壓力超高報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)。

◆ 采用了以環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)漿料溫度為主環(huán)，夾套水上水溫度為副環(huán)的串級(jí)控制方式。

◆ 為保證環(huán)管反應(yīng)器中的漿液密度相對(duì)穩(wěn)定，環(huán)管反應(yīng)器的排料是采用控制反應(yīng)器緩沖罐的液位進(jìn)行連續(xù)排料控制的，為保證排料的連續(xù)性，同時(shí)設(shè)定了一個(gè)排料手操控制器。

◆ 氫氣的流量控制采用由氣相色譜測(cè)定的丙烯氣流中的氫氣濃度為主環(huán)，流量調(diào)節(jié)為副環(huán)的串級(jí)回路進(jìn)行控制。

◆ 聯(lián)鎖控制分為三種情況：

1） 系統(tǒng)邏輯判斷，當(dāng)需要快速終止反應(yīng)時(shí)，程序自動(dòng)氮?dú)夂鸵谎趸嫉幕旌蠚庾⑷朊總€(gè)反應(yīng)器腿的底部。

2） 當(dāng)漿液循環(huán)泵故障和阻聚無(wú)效時(shí)，沉下的固體通過(guò)打開(kāi)反應(yīng)器下的壓力開(kāi)關(guān)排到高壓排放罐。

3） 聯(lián)鎖打開(kāi)反應(yīng)器上部的安全閥。

2.3 氣相法聚丙烯裝置控制策略

氣相法技術(shù)是建立在不脫灰、不脫無(wú)規(guī)物技術(shù)上的，采用高效催化劑的氣相流化聚合工藝。該法采用的聚合反應(yīng)器通常有流化床、立式攪拌床和臥式攪拌床。它具有一般高效本體法工藝的特點(diǎn)，但與本體法相比具有一些特別的優(yōu)勢(shì)。

1. 進(jìn)料系統(tǒng)控制

特色控制策略

◆ 構(gòu)建了在線(xiàn)計(jì)算反應(yīng)器負(fù)荷的算法。生產(chǎn)的負(fù)荷可由操作員在線(xiàn)設(shè)定。

◆ 采用以控制主催化劑的加入量來(lái)控制反應(yīng)器的負(fù)荷。以反應(yīng)器的負(fù)荷控制作為主環(huán)，主催化劑的流量控制作為副環(huán)進(jìn)行串級(jí)調(diào)節(jié)。

◆ 助催化劑和改性劑的流量采用與主催化進(jìn)行比值調(diào)節(jié)。

2. 反應(yīng)系統(tǒng)控制

特色控制策略：

◆ 在反應(yīng)器內(nèi)四個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)分別有三個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，通過(guò)三個(gè)急冷液流量調(diào)節(jié)閥來(lái)控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度。

◆ 控制反應(yīng)器內(nèi)氣/液比控制，主要是為了控制循環(huán)氣量，采用與進(jìn)反應(yīng)器的急冷液總流量進(jìn)行比值控制。

◆ 反應(yīng)器內(nèi)料位控制方式有兩種：射線(xiàn)方式或電機(jī)功率方式。液位通過(guò)反應(yīng)器出口閥門(mén)的打開(kāi)時(shí)間和打開(kāi)間隔時(shí)間來(lái)控制。閥門(mén)的循環(huán)打開(kāi)時(shí)間和間隔時(shí)間由控制邏輯給定。

◆ 氫氣/丙烯比率控制是通過(guò)和氫氣流量進(jìn)行串級(jí)控制的。氫氣的流量控制采用分成調(diào)節(jié)：當(dāng)流量偏差大的時(shí)候采用大的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)流量偏差小的時(shí)候采用小的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使氫氣流量保持平穩(wěn)的狀態(tài)。

◆ 乙烯/丙烯比值的控制，也是采用串級(jí)控制。以乙烯流量控制為內(nèi)環(huán)，乙烯/丙烯的比值為外環(huán)。

◆ 頂部分離器液位和新鮮丙烯加料流量采用串級(jí)控制。