浅析聚合釜结块的原因及优化措施

发表时间：2020-05-08T03:06:18.984Z 来源：《中国科技人才》2020年第2期 作者： 于思扬

[导读] 本文对HDPE装置聚合釜结块原因进行分析，并对结块原因提出了处理措施，以优化操作技术，确保HDPE装置长周期平稳运行。中国石油辽阳石化分公司 111003

摘要：对高密度聚乙烯（HDPE）装置中聚合釜结块原因进行分析，聚合釜结块的主要原因是釜内催化剂浓度大、进釜乙烯温度低、仪表失灵、釜内浆液浓度高等因素造成的。并对结块原因提出了预防措施，优化后，从而能保证系统实现长周期平稳运行。 关键词：聚合釜；乙烯温度；浆液浓度；结块

中国石油辽阳石化分公司高密度聚乙烯（HDPE）装置采用德国赫斯特工艺，生产能力3.5万t/aHDPE树脂（粉末或颗粒），设计运转时间为8000h/a，装置以裂解所产生的乙烯为主要原料，以丙烯为共聚单体，采用沸程125-170度的链烷烃作为溶剂，用载体化的齐格勒催化剂体系进行淤浆聚合，用氢气调节产品熔融指数，用丙烯调节产品密度。高密度聚乙烯具有优良的绝缘性能、耐化学腐蚀、耐低温性能、有良好的绝热性能，质轻、易于成型加工成为各种形状的塑料制品。共聚产品的特点是由于高结晶度的HDPE大分子链上引入了丙烯，使其主链上增加了甲基支链或者乙基支链，从而破坏了其规整性，降低了结晶度，使其物理性能发生了变化，具有了与HDPE均聚产品不同的许多特点。淤浆法聚合工艺的操作温度70-85度，压力0.5-1.0Mpa，在生产过程中易产生结皮、管壁粘连、粉末结块等现象，均可能会在淤浆处理过程中造成堵塞，影响装置的稳定长期运行，严重时甚至造成停车。本文对HDPE装置聚合釜结块原因进行分析，并对结块原因提出了处理措施，以优化操作技术，确保HDPE装置长周期平稳运行。 1.聚合釜简介

釜底各物料经调节加入釜内，EE上有H2专线。NM管线作用是当11302有故障停车时，打开后向釜内通过13barNM鼓泡，起搅拌作用，防止物料沉积，此处也可以做N2置换时用，CT管线有排放阀，当停车时（302没停）由退料管线退料。

2 结块原因分析

2.1釜内催化剂浓度高引起的结块

聚合釜内催化剂浓度的高低直接影响反应速率，由于配置的催化剂浓度高，开车时催化剂加料时间长或催化剂泵计量不准等因数均能造成催化剂浓度偏高，聚合反应加快，产生的热量增加，使釜内浆液温度升高，树脂熔融，引起结块。 2.2乙烯温度低引起的结块

工艺要求聚合釜的乙烯温度为35度左右，在实际生产中，尤其在冬季，时常出现乙烯温度偏低的情况，温度过低导致进釜乙烯为液态，这样聚合釜中乙烯浓度增大，使得聚合反应加剧，放出大量的热量，使树脂熔融，产生结块。 2.3仪表失灵引起的结块

聚合釜的正常操作条件为：温度70-85度，压力0.5-1.0Mpa，如果分析仪表失灵，使得加入釜中的氢气量增加，釜内压力升高，撤热阻力增大，造成釜内浆液温度升高，使树脂熔融，引起结块。 2.4釜内浆液浓度高引起的结块

有时由于釜内操作压力高或母液计量表堵塞等原因，造成进釜母液少，釜内浆液浓度较高，使得釜内浆液温度升高，树脂熔融，引起结块。

2.5聚合釜撤热能力差

聚合产生大量的热，聚合釜内冷撤热能力差，不能及时撤热，导致聚合反应局部温度过高进而引起结块。 3 预防结块措施

3.1适当降低催化剂加入量

催化剂加入量过高，反应可控性差，易发生爆聚，且产品灰分含量高，残余氯含量高，对下游产品加工造成影响，通过优化催化剂综合性能，提高催化剂活性，在保证系统反应正常的情况下，降低釜内催化剂加入量。 3.2提高乙烯温度

加强巡检，尤其是冬季发现乙烯温度低时及时通知公用，提高乙烯温度，以防止进入聚合釜的乙烯气体中夹带液体。 3.3保持装置聚合参数稳定控制

保证聚合釜压力、温度、乙烯浓度、催化剂加入量稳定，保持工艺参数，在较小范围内波动，可减少细分含量，聚合釜工艺稳定是确保后续系统运行正常的前提保障。 3.4适当提高相比

相比为溶剂的进料量和乙烯进料量的比值，适当提高反应釜相比，可使浆液固含量适当，减缓粉末间的摩擦力及粘连效应。 3.5对聚合釜进行抛光处理

利用装置大检修的机会，对聚合釜进行抛光处理，提高聚合釜内表面洁度，从而降低聚合物粘连。 3.6对聚合釜进行改造

针对聚合釜结块现象，聚合釜于2018年换了4个新的内冷，撤热速度快，从而避免了聚合釜反应剧烈，局部温度过高产生结块现象。 结束语：

1引起聚合釜结块的原因是多方面的，其中原料乙烯温度低是主要原因，所以控制进入聚合釜的乙烯温度是防止聚合结块的关键。 2控制聚合釜浓度，防止因浆液浓度高，撤热困难，造成釜内温度升高，使树脂熔融结块。 3严格控制催化剂浓度，防止釜内催化剂浓度高，聚合反应速率加快，放出大量的热量，引起结块。

参考文献：

[1]曲振辉. 高密度聚乙烯淤浆处理系统堵塞原因分析[J]. 工业技术，2016，45（9）：1123-1127. [2]高嵩，马宏伟. 聚乙烯装置操作规程[z]. 辽阳石化烯烃厂，2016.

[3]岳文达. 聚合釜结块现象的控制措施析[J]. 维纶通讯，2010，45（2）：45-46.