乙烯聚合反應(yīng)熱撤除的優(yōu)化思路

乙烯聚合反應(yīng)熱撤除的優(yōu)化思路如第.一章所述，對(duì)聚己烯生產(chǎn)「藝啟宿二己稀聚臺(tái)政應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)'偵盅產(chǎn)生的熱量白箱壞氣憐卻器移除，從其中的熱星平衡式：G-Cf-△7才=H汗?涔可以fii",，產(chǎn)率直接受限于反應(yīng)熱移除的速率。通過增大循環(huán)氣的流量GJ以提高反應(yīng)熱的移除、山此?方法一方I『要考慮使用更大功率的循環(huán)氣壓縮機(jī)■勢曬要增加投資；/一方ini’流化床的操作要求一定量的氣化流速，太低無法流化，但太高則更容易造成"J*器I頁部粉末的夾帶、離開.板應(yīng)器『在樸個(gè)下游設(shè)備中沉積，導(dǎo)致設(shè)備效率下降或損壞設(shè)備的問題。因此，循環(huán)氣的流量限制在工藝設(shè)計(jì)規(guī)定的上限內(nèi)口本裝置從開車后一股在生產(chǎn)中保持口,8T,85nV$的氣速.根據(jù)生產(chǎn)爽提升空間仃限-循環(huán)氣離升反應(yīng)暑的溫度Tout由反應(yīng)溫度決定。反應(yīng)溫度直接影響聚合產(chǎn)品的性康n外.山卜聚乙烯的粉點(diǎn)較低，太高的偵應(yīng)溫度j能導(dǎo)致部分聚乙烯、催化劑在偵應(yīng)器內(nèi)懈融或皓塊.這些情況很可能導(dǎo)跋聚乙烯在反通器內(nèi)垠成嬉融狀塊料，進(jìn)而導(dǎo)致非計(jì)劃性序車。本聚乙烯裝置的反應(yīng)溫度一般控制在110-114之間，循環(huán)氣在反應(yīng)器進(jìn)】I的溫度匚血白循環(huán)氣憐卻器控制’但對(duì)本氣相法1：之來說’此溫度仍須高于循環(huán)氣的露點(diǎn)一一股來說高于其露點(diǎn)2-3T左右以避兔循環(huán)氣冷凝謎料。因此，T也受制于氣相進(jìn)料下第循環(huán)氣露點(diǎn)-對(duì)本裝時(shí)而言"如果采用冷凝志操作、1：1.「處；"藝專利商授權(quán).的限期內(nèi)、不能改變其氣相撻操作實(shí)質(zhì).否則捋立討—筆昂貴的皆用。因此.尋求提高循環(huán)氣的比熱Cp的方法成為突破點(diǎn).臥減少循環(huán)氣中戡低比熟的組分的組成,增加高比熱的組分的組成‘氣循環(huán)氣中的乙烯含魚是配方的重要紐成部分.不能的意改變n」烯作為共墨單悻，用于調(diào)節(jié)最繆聚己最的密度，根據(jù)生產(chǎn)的產(chǎn)品牌號(hào)規(guī)格而寸不同的配比，不能改變；.11其本身在循環(huán)氣中含量楫低，調(diào)整空間非常?仃限=對(duì)乙烯flL烯任一者在混合循環(huán)氣的比例調(diào)整.都必鳥影響推應(yīng)及聚合物的密度等性質(zhì)。FI■二循環(huán)氣中含有一定量的2烷,血一其凝點(diǎn)相對(duì)探高，因此降低循環(huán)氣中門烷的含量變得也要為一個(gè)方法L但是-己說作為溶劑，J以幫助減少.區(qū)盛器頂部離開的循環(huán)氣中粉：的比例FI滯電水土因此、己烷含量的降岷空間何限-在循環(huán)氣中含17高出度的氮?dú)狻捌浔葻彷^低又不參勺頃尚..循環(huán)氣5還含仃少量的乙烷氣體.主要是田乙烯精制單元產(chǎn)生的D乙烯籽制的加氫反要中覲氣的精入量設(shè)定值為化學(xué)計(jì)量比的1.5悟，因此不可避免地有極少部份的乙烯或乙煤雜頃被如氯生成乙烷；I"：時(shí).從界*外供應(yīng)的乙烯就含17少量的乙烷。在反應(yīng)系統(tǒng)中.乙烷不參加.頃應(yīng)不斷票枳、在循環(huán)飛中是—宜存在的、但含魚低。因此，以乙烷1U代反應(yīng)系統(tǒng)■部份恕氣就成為一種提高混合循環(huán)氣比熱、對(duì)凝點(diǎn)影響段小的一種手段..I、表體現(xiàn)了在其他循環(huán)氣級(jí)牛*度不變的條件卜’迎過降低甄氣比例，相應(yīng)提高乙烷濃度的方法對(duì)循環(huán)y比熱川凝點(diǎn)的第響?！鰇3-1循環(huán)氣中乙烷與氮?dú)鉂舛葘?duì)比熱的影響疑氣%mol乙烷%mol輒氣與.乙烷總fl%mol踞點(diǎn)T比熱kJ伽4S.74S1.9347.6858.5331.60643.7483.9347.6858.5991.62941.74S5.9347.6858.6611.6533P.74S7.9347.685S.7211.67637.74S9.9347.6858.7781.700在本改造中-提高循環(huán)氣中乙烷的含宣方法是在乙烯精制奶中加入適最的氧氣將部價(jià)乙烯加氫生成乙烷。3SAspenPlus建模模擬在攜行測試及實(shí)際改造前，用ASPENPLUS將主要工藝流程建模，用于預(yù)源達(dá)到II標(biāo)產(chǎn)量所需偵應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)氣組崗要求、所需潮外加入屈于?制乙烷的翅氣量、乙烯精制單兀作換熱器及循環(huán)氣泠卻器的能力衡算-回收氣床縮機(jī)及述激草兀的能力衡算。?ASPENPLUS模型LK-PLOCK為熱力學(xué)方法口由于聚乙烯并非ASPENPLUS的常規(guī)物料，定義C2CH40為聚乙烯。反應(yīng)器選用RSTOIC模型，反應(yīng)式定義如下式，反應(yīng)其規(guī)定為3BS7kJ/kE聚乙烯。1000r3j￥++壯T1叩.3心乩流程圖如圖3-1所不-

P6I3-]ASPEKPLUSWVFhwKkeel但將此ASPENPLUS模掣投入實(shí)際使fUiNL將其運(yùn)行結(jié)果與裝咒設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、實(shí)際'I產(chǎn)情出進(jìn)行了全方位的對(duì)比，以駛證模型的準(zhǔn)癰性和可靠性。結(jié)果見表3-?表3-2ASPENPLUS模型校駛設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果單位設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模擬結(jié)果偏＞.小時(shí)產(chǎn)量kg/h25,00024,96040循環(huán)氣組崩甄氣%mol34.3034.35-0.05乙烯%mol55.1055.030.07乙烷%mol7.607.61-0.01己烯%mol0.J30.33O，.湛%mol2.672.68-0.01比熱Id/Ckg-T)'11.6021.610-0.01氣速iiVs0.7000.7030.003反應(yīng)塔講口溫度°C57.5157.510循環(huán)氣露點(diǎn)°C4S.204S.47-0.27A7°C9.319.040.27?3-2說明,此ASPENPLUS模型預(yù)測的結(jié)果與裝置原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)響合性良好。模擬結(jié)果顯示，當(dāng)循環(huán)組成與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)相差均低于0.1%mol（氣速相差0.003mJs時(shí).循環(huán)氣在反應(yīng)器進(jìn)U的溫度與-露點(diǎn)間的溫「的偏謎懼為卜2TC,蠢3-3.3-4顯示，盡管ASPENPLUS模型模擬的結(jié)果與裝置原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)相當(dāng)哪含.但模型模拘的結(jié)果'」實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)相比，則兩者的循環(huán)氣在顯崗器進(jìn)口溫度相匯3~5定..經(jīng)分析，認(rèn)為.E要原因是裝置原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)與ASPENPLUS模型均為計(jì)算教據(jù)；而實(shí)陳生產(chǎn)數(shù)據(jù)中循環(huán)氣組成為在線分析仗表測量埴?而氣速則為孔板流星計(jì)刪量您-均無法驗(yàn)證其淮確性。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中控制循環(huán)氣在反應(yīng)卷進(jìn)/出口的溫度差〉為3'C,而在此后的ASPENPLUS模擬計(jì)芽|f'阮.促持至:小為5'C,以免出現(xiàn)液相進(jìn)料。

a3-3ASPENPLUS模型校監(jiān)牛產(chǎn)數(shù)據(jù)結(jié)果-牌號(hào)A電位生產(chǎn)數(shù)抿模擬靖果偏差-1、時(shí)產(chǎn)星kg/h2(5,01025,0055循環(huán)氣組成1甄氣%mol45.S045.7S0.02%mol49.9649.95□乙烷%mol0.360.3d□己烯%mol0.0040.00S0.01，.成%mol3.903.90□比熱Wg-°C)-1-1.518-氣速比店0.8500.85S-0.01反應(yīng)器進(jìn)口溫度°C59.8462.73-2.89循環(huán)氣本點(diǎn)°C56.S156.460.35A7°C3.036.27-3.24表3-4ASPENPLUS模型核監(jiān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)結(jié)果-，牌號(hào)B輯位生產(chǎn)數(shù)據(jù)模擬結(jié)果偏寶.小時(shí)產(chǎn)童kg/h25,08025,00179循環(huán)氣組成短氣%mol47.1447.110.03乙烯%mol48.364S.4?■0.13乙烷%mol0.7S0.96-0.1S己蝴%mol0.040.040己烷%mol3.403.400比熟Id/tkg-^cy1-1.504-氣速m/sO.S300.S2S0.002反應(yīng)器進(jìn)口溫度°C514861.98-5.50循環(huán)氣露點(diǎn)°C51.9352.82-0.S9A7°C4.5S3.16■4拓1ASPENPLUS模擬蜻果顯示,需要將循環(huán)氣中乙烷含量提,高到*%才能實(shí)現(xiàn)將產(chǎn)艇

從？5t/h提高到3Dt由侗目標(biāo)。模擬結(jié)果見:表3-5所示。表3-5ASPENPLUS模型模技結(jié)果單位II標(biāo)1目標(biāo)2小時(shí)產(chǎn)量kg/h30,00033,0C0循g組成敏氣%mol22.17