天津石化分公司烯烃部聚丙烯车间 天津市 300000
摘要：通过分析预接触罐温度对聚合反应的影响，制定优化措施，从而提高了聚合反应系统的操作平稳性，降低了催化剂消耗，节约了生产成本。其中影响最为严重的是D201的温度。
关键词：聚丙烯 温度 转速 催化剂
一、前言：
首先我们来认识一下D201预接触罐系统。D201系统是环管反应器生产聚丙烯时主催化剂（Ti）和助催化剂（TEAL、DONOR）首先进行接触形成稳定催化剂络合物，并根据工艺需要激活催化剂活性的系统。
在聚丙烯的生产过程中，主催化剂的活性主要取决于它本身的性质，其次受三乙基铝和给电子体的影响。主催化剂中起催化作用的是钛(Ti)组分。在催化剂制造、运输和储存过程中，为了保证其性质稳定，催化剂中的Ti是以Ti4+的形式出现的，但在实际生产中具有活性的是Ti3+，因此，在主催化剂进入反应器之前需要用三乙基铝将Ti4+还原为Ti3+。其次，三乙基铝还能与丙烯中的某些催化剂毒物(如水、氧气等)发生反应，起到保护主催化剂的作用。加入给电子体的目的是为了提高聚丙烯的等规度。等规度是聚丙烯生产中需要严格控制的一个指标。如果没有给电子体，聚合反应会产生大量的无规物，它非常粘，可造成反应器出料管线和阀门的堵塞，严重影响正常生产，而且对聚丙烯产品质量和后续加工也有不良影响。但是，由于产品中少量的无规物可以减少脆性和提高抗冲击性能，因此，聚丙烯的等规度大于96%即可。若过量地加入给电子体会降低主催化剂的活性。所有起催化的物质都将在D201罐中进行预接触反应，生成一种具有活化丙烯进行阴离子配位聚合的活性络合物，并最终在Z203在线混合器中与丙烯会合进入预聚合反应器R200内形成活性聚合中心。
对丙烯聚合反应来说，反应过程中的各操作参数(如温度、压力、浆液密度、反应器进料丙烯流量)越稳定，则聚丙烯产品的平均分子量、密度、等规度以及熔融指数等参数波动都会相应的减小，或者说波动范围也会很好的稳定在一个固定的控制范围之内，而主导因素是反应温度。由于反应温度的波动，会引起密度、压力以及出料的波动，影响后续聚合反应的稳定性，因此，应按设定温度进行控制。而第一个需要进行稳定生产的温度控制点就是D201系统。
二、D201系统：
主催化剂、给电子体和三乙基铝由各自的计量泵送入预接触罐，给电子体和三乙基铝的供料管线汇合为一根总管插底送到预接触罐的底部。催化剂浆料通过另一根插底管进入预接触罐底部，三种物质在预接触罐中进行反应，形成的催化剂混合物溢流出预接触罐，通过Z203注入到预聚反应器的冷丙烯流中。D201系统的温度控制是由冰机系统输送过来的冷冻水，通过P203泵进入D201夹套冷却循环系统，并且冷冻水由TC212与TI211串级进行温度调节控制，维持D201的温度控制参数10-11摄氏度。
三、D201系统温度的影响因素：
根据D201系统温度控制流程可以得出一下几点：
1、冷冻水的影响：
冷冻水由PK601系统输送，PK601赋予的冷冻水温度是影响D201系统最主要的因素。
2、环境温度的影响：
根据装置的设计，D201系统处于200#单元之中，处于在暴露的环境中，环境温度的高低，以及风速因素等直接影响D201系统的温度控制。
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3、P203泵的影响：
P203泵为D201罐体夹套水循环系统能否正常循环撤热的重要设备。
4、催化剂温度的影响：
催化剂包括两种，一个为主催化剂（Ti），一个为助催化剂（TEAL、DONOR），其中由于主催化剂输送系统由冷冻水夹套包裹，所以到达D201系统时处于相对的低温状态对D201系统的温度影响不大，但是助催化剂直接处于环境之中，所以温度相应较高，进入D201系统后带有相对的高温，并与主催化剂活化形成络合聚合中心的过程中生成一定的反应热，这是D201系统温度升温而需要撤热的最主要因素。
5、A201的影响：
A201为D201磁力搅拌系统，乳状主催化剂和液态TEAL、DONOR进入D201后需要很好的混合形成一种乳液状物质，如果没有A201的搅拌，主催化剂将会沉入D201系统底部沉降下来，不但不能是反应催化剂活化，同时由于没有了搅拌，温度不能很好的通过搅拌均匀的分布在D201罐中，也就不能很好的被夹套水所吸收造成局部飞温，而间接阻碍D201的温度控制。
四、D201系统温度的控制：
根据以上的温度影响因素的剖析可以总结出一个系统的对D201系统温度控制的操作方案。
1、冷冻水问题
PK601系统由于机械故障，现在已经不能通过自动控制进行操作，所以作为一线生产人员首先需要解决的就是对PK601所输送的冷冻水需要进行稳定性控制，根据工艺需要控制一个稳定的温度值，在这里班组在控制过程中要根据当日的各种因素的需要控制一个值，只有保证冷冻水的温度的值固定住，才能保证通过TC212控制阀控制D201的温度。
2、环境温度以及环境因素如何掌握
环境温度可以说是一个决定整个装置稳定生产的一个重要因素，所有的反应控制都需要了解这个因素的存在，一个内操人员要熟悉每个设备的具体位置。D201系统处于装置的东侧，并且没有遮拦，所以整个系统完全暴露在环境之中，所以在操作过程中要根据环境的温度与风速进行调节。当内操处于控制室内时是感受不到外面的温度的，所以一个环境温度的控制点可以很好的掌握环境温度的变化，根据环境温度的变化，进行超前调节，这里环境温度的升高还是降低在DCS系统中我们都能看到一个详细的变化趋势，根据趋势的同时根据实际情况通过TC212的调节控制D201夹套水的温度，提前做好预知判断：
（1）例如：当环境温度升高时要相应的给予TC212开度，赋予夹套水的温度伴随环境温度的升高而降低，这种变化往往是一种经验，但是这种经验是可以提前判断的，一般情况下环境温度的升高趋势应该与夹套水温度降低的趋势接近，同步调节。环境温度降低反之。
（2）当环境湿度过大时应根据以往的环境温度升高时的控制参数，适当调高TC212开度，原理很简单，湿度的存在主要就是水分的存在，水是一种很好的保温气体，如同二氧化碳一样，在没有风的影响下，很快就会附着在反应设备上，由于D201的低温，很快凝结在上面并给D201系统带了很多热量，间接造成D201温度升高。
（3）风影响的原理很简单，就是由于风是空气流动的结果，所以一个内操要控制D201系统的时候也要从分考虑风将会把D201系统冷冻水伴冷的冷气带走，提高了夹套水的温度，使D201升温。
3、P203泵的检查
对于一个夹套水系统能否维持一个稳定的温度，夹套水循环泵的正常工作是保证D201系统的重要因素，原理很简单这里不做过多阐述。这里需要注意的是外操人员在对D201的夹套水系统进行巡检时要时刻观察P203出口压力的变化，做好提前对泵损坏前的征兆进行超前判断。及早发现问题及早解决，以免因P203发生问题时造成事故的发生。
4、催化剂的问题
根据工艺要求要对装置进行调整时，我们都知道要进行对催化剂冲程进行调整，这里很直观的可以看出一旦催化剂冲程调整，所有的控制参数都要发生变化，首先主催化剂变化冷介质减少，助催化剂减少，携带的热量减少，反应热也就相应的减少。若催化剂冲程提高，与减少时反之，所以相应的夹套水所需要撤出的热量也要相应的减少，这时内操要对TC212进行动作，若催化剂冲程降低，要减少冷冻水进入量，冲程升高，反之操作。
5、A201的问题
A201工作不正常造成的结果原理也很简单这里也不做过多阐述。这里同时需要外操注意的是，当外操人员进行巡检时要时刻观察A201的声音变化，做好提前对其损坏前的征兆进行判断。保证A201的平稳高效的工作。同事内操人员要注重对A201转速的观察，往往A201出现问题的时候，转速的降低是最直观的现象。
D201由于其处于一个关键的位置，关乎整个装置后续生产的稳定行所以需要更加深入的了解与探讨，并且由于该设备处于特殊的地理位置影响因素颇多，所以对于一个操作人员来说，更多的是一种经验性控制，要想控制好D201就要进行经验的积累，这里需要进行说明的就是D201系统要想控制好，超前调节很重要。
参考文献
《天津石化公司聚丙烯车间操作规程》 内部资料
《聚丙烯装置工艺基础知识》 内部资料
论文作者:郝诚
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/28
标签：催化剂论文; 系统论文; 温度论文; 聚丙烯论文; 环境温度论文; 的是论文; 因素论文; 《防护工程》2018年第29期论文;