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石油化工装置详细设计规定SHSG-053-2003.doc

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15、 4、闪蒸釜接料前必须置换氧含量小于 0.5 %(体积) ,去活前必须置换可燃物小于1.5 %(体积)。5、随着温度升高,丙烯的饱和蒸汽压 上升 ,液相丙烯的密度 降低6、聚合釜内气液共存时,随着温度的升高,气相密度上升 液相密度 下降 。7、离心泵启动前排气的目的是为了防止 气缚。8、氢气与空气混合物的爆炸极限 2.011.1 %。9、聚丙烯树脂的密度是 0.90-0.91g/cm10、丙烯液相本体法聚合反应温度为 751压力 3.5 Mpa 。11、本装置使用主催化剂的载体是 MgCl2。12、催化剂称量误差 0.5 g,活化剂计量误差50 mL,聚丙烯产品称量误差0.05 kg。13、吹

16、扫前,调节阀、孔板、过滤器以及测量元件拆下来用 临时短接或垫片 代替。14、安全阀的前后截断阀应当 常开 并 好用 ,安全阀的定压应高于操作 压力,低于 设计 压力。15、三乙基铝的相对分子量是 114.516、集中分散型控制系统简称集散系统,其英文缩写是 DCS。17、对聚丙烯而言,熔融指数增加意味着相对分子量 减小,流动性 提高,屈服强度 下降。18、聚合釜依靠 压力差 向闪蒸釜喷料。19、在反应过程中,随着各反应釜中氢气浓度的减小,催化剂的活性 降低。20、在本装置助剂中,可以使催化剂活性中心的无规活性中心选择性中毒,提高催化剂体系的定向能力,从而提高产品等规度的是 DDS(二苯基二甲氧

17、基硅烷)。二、问答题1、精制丙烯脱除微量水的基本原理是什么?使用什么干燥剂?有何特点?答:精制的丙烯脱除微量水的基本原理是吸附。使用的干燥剂是3A分子筛和5A分子筛。3A、5A干燥剂的吸附不仅由其微孔直径的大小决定,同时也与被吸附物质的极性有关,因水具有较强极性,3A、5A干燥剂对水有较强的亲合力;因此对微量水能达到较深的干燥度。分子筛的特点是具有均匀的孔径。如:3A、5A型分子筛孔径分别为:3.2-3.3A、4.9-5.5A。分子筛的选择吸附不仅与被吸附物质的分子直径有关,与分子的极性有关,还与被吸附分子的不饱和程度或分子沸点有关。水分子比丙烯分子小具有极性,用3A、5A分子筛时只有水分子能

18、进入分子筛的微孔被吸附而达到分离的效果。2、干燥剂再生的基本原理是什么?答: 再生是一个脱咐过程,干燥剂内的残余水量与再生温度有关,与再生气的湿度、压力有关,温度越高残余水量越少。再生气湿度越低,残余水量亦越少,压力越低残余水量亦越少。我们再生使用的是干热氮气;因此采用加热升温的方法减少干燥剂内的残余水量,从而使干燥剂得到脱咐再生。3、氧化铝与分子筛再生的温度各为多少?为什么要控制?答:氧化铝的再生温度250300,分子筛的再生温度350400,再生时要控制在规定的温度范围内,过低保证不了再生效果,但再生温度也不能超过规定的温度范围,因为氧化铝与分子筛对温度的耐受能力是有限的,温度太高出现半熔

19、融而微孔减少或完全消失,吸附能力大大降低或完全丧失。4、再生前精制系统内的丙烯为什么要用丙烯气相压力退回丙烯罐区而不采取泵送和氮气压?答:我们使用的氮气压力最高只有0.7Mpa,而丙烯的饱和蒸汽压一般在1Mpa以上,因此不能用氮气退料。如用泵送料因为各精制塔的位置较低,阻力大易使泵入口压强低于丙烯的饱和蒸汽压,产生气缚(抽空)现象。所以只能用丙烯气相压力退料。5、精制系统再生时,各物料管线及各塔加盲板的目的是什么?答:防止丙烯泄漏进入电加热炉和热氮系统,发生危险和事故。6、再生结束后,系统为什么要保持正压?答:再生结束后,自然降温的过程中气体压力降低,很容易造成负压吸进空气,既不安全,又会降低

20、精制系统的精制能力,因此必须保持正压。7、什么是高分子化合物?什么是高分子?聚丙烯是不是高分子化合物?答:由高分子组成的物质称为高分子化合物。高分子就是分子量在数千乃至百万以上的化合物,而低分子化合物分子量均在几百以下。聚丙烯分子量很高,加氢后一般控制在20万以上,因此聚丙烯应当是高分子化合物。8、什么是结构单元?什么是单体?答:聚合物分子中重复连接的原子或原子团;如:聚丙烯中CH2CH 为一个结构单元。合成高聚物的低分子物质称为单体。CH3 9、什么是聚合?什么是聚合反应?答:由一种或几种低分子化合物在一定条件下,发生化学变化。生成高分子化合物的反应叫聚合。单体或单体混合物变为聚合物的过程叫

21、聚合反应。10、我装置生产聚丙烯采用什么工艺方法?催化剂、活化剂各是什么?答: 采用的工艺方法是丙烯液相本体间歇聚合法,催化剂是高效催化剂,活化剂是三乙基铝,二苯基二甲基氧硅烷(DDS)。11、原料中各种杂质对聚合反应影响如何?我们控制在什么指标?答:原料丙烯中的O2、CO、 CO2、 H2O、 S、双烯烃、炔烃、乙烷乙烯、碳四烯烃等都对聚合反应有影响,一般认为使得率下降,而可能使等规度下降,使活性下降,而且还有可能影响活性中心的性质易结块,不饱和烃一般可能破坏定向性。同行业现行控制的指标为:纯度 98%,H2O25PPm ,O210PPm ,S5PPm ,CO5PPm ,CO210 PPm

22、,炔烃5 PPm ,双烯烃10PPm 。而生产高效聚丙烯的丙烯原料要求为:纯度98%,H2O10PPm ,O210PPm ,S3PPm ,CO1PPm ,CO210 PPm ,炔烃5 PPm ,双烯烃5PPm 。12、催化剂沉底有何危害?如何避免?答:催化剂沉底,导致釜底反应过于激烈,反应热不能被冷却循环水及时撤走,容易生成聚丙烯塑化结块,严重影响生产正常和产品的质量。要防止沉底,首先是搅拌一定要启动才能投加催化剂,其次就是当中途发生停电,搅拌停止运转时,必须及时处理,处理的方法和步骤按照突然停电的办法解决。13、三乙基铝有什么作用?为什么与催化剂投料顺序不能颠倒?答:三乙基铝有三个作用:(1

23、)破坏原料丙烯中的有害杂质,保护催化剂的活性。(2)将催化剂中的TiCL4还原为TiCL3。(3)与催化剂生成络合物形成活性中心。因此先加活化剂后加催化剂的顺序不能颠倒;其原因由活化剂的第一个作用可以清楚看出。如果不先加活化剂,则有害杂质就消耗催化剂,从而降低催化剂的活性,影响聚合的反应强度,甚至引起不反应或者“清汤”现象。14、活化剂的用量(AI/Ti)对反应有什么影响?答:活化剂对反应活性有影响,光有催化剂不能使丙烯聚合。对于高质量的丙烯,AI/Ti比在8以上活性变化就不明显了,但对于质量较低的丙烯,AI/Ti比要大,一般在10以上。15、聚合反应中有时引发后反应很好,但随着时间的推移,夹

24、套水温记录曲线慢慢向上漂移这是什么原因?答:这种现象的出现是由于催化剂的活性衰减过快所致,有催化剂本身使用寿命的原因,也有原料中杂质方面的原因,还有可能是搅拌轴封油带水不断注入釜内造成的;因此,在聚合反应过程中,必须严格控制以上几个方面。16、活化剂为什么要用精氮压力输送而不可利用粗氮或空气的压力输送?答:因为活化剂性质活泼,一遇空气即会发生燃烧,遇水也会激烈反应,甚至发生爆炸。因此必须利用精氮压力输送,确保输送的安全。17、加氢量对反应有什么影响?答:随着氢气浓度的增加生产得率提高,等规度略有下降,熔融指数上升,对于产品后加工有不同程度的影响,甚至有些厂家无法使用,所以在生产聚丙烯时严格控制

25、氢气的加入量。18、影响氢调准确性的因素有哪些?答:有以下几个方面:(1)投入氢气量的准确性,这方面有压力降读数误差,钢瓶大小不一而造成的体积不等,因此采用DV=常数来计量。更准确点还应按理想气体进行温度校正。(2)管道及釜的泄漏,使氢气跑了或超压回收将氢气排掉了。(3)使用回收丙烯,本身带进部分氢。(4)与聚丙烯在釜内的存量有关,因为存料影响了气相空间的大小。(5)与丙烯量的准确性也有关。(6)与搅拌速度有关,速度越快,氢调越敏感。(7)与催化剂的性质有关。19、聚合釜的投料系数为什么要控制?一般规定投多少?答:聚合釜的投料系数一般为70%,小了则降低聚合釜的生产能力,高了会严重威胁生产的安

26、全。因为投料温度一般为气相温度,而反应温度为75,液相丙烯受热膨胀,料投多了,受热后发生液相满釜,使釜压剧增,易造成设备事故和生产事故,即使不发生设备事故和生产事故,投料太满,也容易堵塞釜体上的管线。另外投料系数不固定也导致熔融指数控制不准,偏差太大,影响产品质量,影响产品的销售力度,减少经济效益。20、聚合温度与反应有什么关系?答:温度上升聚合速度加快,催化效率提高。但在75以上配位催化剂稳定性下降,因而使等规度下降,又由于链转移的速度增加,分子量也下降,温度过高容易产生爆聚和结块,最终导致产品质量降低,影响整个生产秩序的顺利进行。21、什么是临界温度,临界压力?为什么聚合釜的聚合温度不能接

27、近临界温度?答:对于每种气体物质,在高于某一温度值时,无论多大压力,不能将其液化,低于这个温度可以液化,这个温度称为临界温度。这个温度下的压力称为临界压力。再临界状态下,因为没有气相与液相之分,压力很大。以丙烯为例临界温度为91.8 ,压力为4.6Mpa,愈接近临界温度,汽化潜热愈小,越不利于用蒸发潜热撤热,因此聚合温度不能接近此温度。22、聚合釜压力是如何调节的?答:聚合釜压力采用串级分程控制,以聚合釜的压力为主环,以夹套入口循环水水温为副环,当压力低于某一值时,循环水量会根据压力的降低由自动调节阀自动调节,当压力高于某一值时,自动调节阀就开足量的循环水来降低压力的增长态势,保持在一定的压力

28、范围内,使其稳定恒定的反应。23、反应中为什么控制釜压,即可达到控制反应温度的目的?“干锅”迹象出现后是否可以这样控制?为什么?答:因为反应生成物(等规物)是固体,不溶于丙烯,而无规物含量很少,气相压力实际上是丙烯的饱和蒸汽压,物质的饱和蒸汽压与温度存在一一对应的关系,只要压力一定,温度也一定,因此控制压力就等于控制了温度。当“干锅”迹象出现后,则不宜用压力来代替温度。因为当“干锅”迹象出现时,液相已经很少,而无规物在液相丙烯中占的比例变大,明显地使丙烯的饱和蒸汽压降低。如果维持同样的压力则必然将温度升高,蒸汽压力与温度的对应关系就变化了。偏差较大,尤其是当液相消失后,气相的压力与固体中的温度

29、更不对应关系了,由于传热的恶化至使温度升高很多,而压力不升甚至下降,这也是判断“干锅”的主要依据之一。在“干锅”迹象开始出现后,一定要密切注视釜内温度,不能让温度升得太高,否则就会产生聚粒或者聚块的可能。24、判断反应“干锅”的条件?答:(1)温度不变釜压下降。 (2)釜压不升,釜温或夹套水温上升。 (3)搅拌电流明显上升。25、为什么反应快“干锅”时,压力记录曲线会出现一个峰?答:这是因为传热的恶化,固体传热系数较低,液相消失后,釜体上部的冷凝回流消失。自然而然的压力记录就会出现一个峰。 26、反应不好大量回收时,如何判断回收是否完全?答:当大量回收时,因为丙烯汽化带走大量的热,常常产生釜温

30、过低的现象,因此造成回收不完全不彻底。为了回收完全彻底,必须不断的给釜内供热升温,回收速度也不宜太快。判断回收是否完全彻底,只要将夹套水温提高,停止回收,看压力是否上升。如果压力上升较快,那么回收就不完全不彻底。如果压力基本不升,回收已接近完全彻底,大量回收时速度不宜太快,而且必须不断的给釜内加热。27、反应结束回收不彻底有什么危害?答:回收不彻底有以下几个方面: (1)液相丙烯放入闪蒸釜是极其危险的,丙烯在闪蒸釜内气化,会造成超压损坏设备引起危险。 (2)回收不彻底,导致粉料温度低,使闪蒸操作困难也不彻底,闪蒸不彻底去活时就有闪爆的危险。 (3)由于去活时粉料温度低,去活不彻底,使产品发红。

31、 (4)回收不彻底导致丙烯的浪费增加生产成本。28、回收过早过迟有什么坏处?答:回收过早,得率低,在质量方面,钛灰分氯相应增加同时回收量大,容易发生回收不彻底,浪费丙烯,聚丙烯也易粘结成块。如果回收过迟,则因传热差,气相继续聚合时,热撤不出去,有发生塑化结块的可能。29、为什么当釜压超高时,采用回收是最有效的措施?答:因为回收时,釜内的液相丙烯发生气化,气化潜热是很大的,因此只要回收少量的丙烯便可以带走大量的热,使釜温迅速降低,压力随之也迅速下降,也就相应的保证了压力的稳定和恒定。30、影响聚合釜传热的因素有哪些?答:影响聚合釜传热的因素有: (1)釜内结块,尤其是釜底易生成“锅巴”阻碍传热。

32、 (2)搅拌损坏,会严重影响传热。(3)夹套形成水结垢。 (4)热水泵的流量下降。 (5)水温高,特别是气化温高或蒸汽内漏时是如此。 31、不聚合的原因有哪些?如何判断? 答:一般有以下几个方面: (1)中有害杂质含量高,特别是水分容易超高。 (2)催化剂失去活性。 (3)催化剂投入时跑损或未投入釜内。 (4)拌轴封润滑油带水。判断:如果前后各釜正常,一般是催化剂跑损或未冲入造成,如果未冲入则下釜可能反应激烈。如果连续多釜不聚合,则一般有可能是丙烯中杂质含量高和轴封油带水,但轴封油带水时,往往有的釜的水温呈逐步上升的趋势。还可以从精制线的处理量来判断,如允许可切换精制线实验。如果检修后开车,可

33、能是系统中水分未除干净。如果轴封油不带水切换了精制系统仍不能反应,则要怀疑催化剂的活性。 32、聚合釜内结块的原因有哪些?答:原因有: (1) 催化剂沉底(搅拌启动晚或中途停转)。 (2) 钛丙烯比太大,即催化剂用量过多或丙烯量少。(3) 回收晚,气相聚合。(4) 原料中某些杂质的存在如CO、CO2、S和炔烃使无规物增多。(5) 升温速度过快,引起塑化结块。(6) 轴封油入釜过多也有一定的影响。 33、聚合釜超压时应如何处理? 答:聚合釜超压的处理要分清情况,如果是升温阶段压力突然升高超压,而釜温不超过时,是液相满釜,这时必须迅速采取回收措施。反应过程中超压一般不是液相满釜,则可依次采取加大冷

34、却水,回收排入气柜。第一个方法不见效,则用第二个方法还不行,则用第三个方法,之所以按照这样的顺序是为了将损失尽量降低。 34、影响产品等规度的因素有哪些? 答:影响产品等规度的因素有: (1) 丙烯原料的影响,如其它不饱和烃等。 (2) 氢调的影响,高熔融指数等规度有所下降。 (3) 烷基铝成份的影响如铝成份不纯,有可能影响等规度。 35、影响聚丙烯灰分的因素是哪些? 答:聚丙烯中的灰分有以下几个来源:(1) 丙烯经过氧化铝和分子筛时冲刷下来的吸附剂粉末。(2) 设备和管道内的铁锈等机械杂质。 (3) 投入的催化剂和活化剂,引起灰分量变化的主要因素是第三条和第一条。当精制塔刚再生或用的时间很长

35、时,灰分有可能略高,如果投入的催化剂和活化剂多,则产品灰分增加。 36、聚丙烯颗粒的形态与什么因素有关? 答:聚丙烯颗粒形态,首先取决于催化剂颗粒的形态。聚丙烯与催化剂颗粒形态相似,具有复现性。粒子的大小反应条件亦有一定的关系,如果反应条件剧烈反应速度过快,催化剂颗粒外部来不及生成一层聚合物,催化剂孔隙内部的聚合将催化剂颗粒胀碎,致使聚丙烯颗粒变细。 37、丙烯冷凝器冷凝效果变差的原因有哪些? 答:冷凝效果变差的原因有: (1) 冷凝器降温系统结垢,使热阻增大。 (2) 丙烯入口被聚丙烯等物堵塞。 (3) 冷却水量小,水压不够或管线不畅通。 (4) 冷凝器内存有较多的不冷凝性气体,不冷凝性气体的存在对冷凝传热的影响很大,少量不冷凝气体会使传热系数下降很多。(实验证明蒸汽中有1%的空气时,给热系数下降60%)。 38、等规

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