聚丙烯催化剂三剂预接触罐D201运行分析*

周浪屿，孙 涛，韩章远

（大庆炼化公司聚丙烯厂，黑龙江大庆163411）

聚丙烯催化剂三剂预接触罐D201运行分析*

周浪屿，孙 涛，韩章远

（大庆炼化公司聚丙烯厂，黑龙江大庆163411）

聚丙烯催化剂预接触罐D201系统生产中常出现溢流线堵塞、在线混合器堵塞、混合器至预聚合反应器R200的进料管线聚堵、D201罐体聚堵及切换失误、拆清时着火伤人等问题和事故。就D201系统常出现的问题进行了原因分析和归纳总结，并就溢流线堵塞提出了主动充压法、被动充压法、反顶差压法3种处理方法，实际运行效果良好。

聚丙烯；催化剂；预接触罐；问题；分析

大庆炼化公司30万t/a聚丙烯装置是2003年引进的意大利Basell公司第二代液相本体双环管Spheripol工艺技术，目前正在引进Basell公司新开发的采用多区循环反应器的气相法“Spherizone”工艺技术，引进的液相本体法双环管Spheripol聚丙烯生产装置自2005年8月1日开工投产以来，已运行到第6个生产周期，装置总体运行状况良好，达到产能要求，各项生产指标优良。

1 催化剂预接触罐的作用及特点

1.1 D201在装置中的作用

聚丙烯装置生产使用的高效催化剂为了便于贮存，是以TiCl4的形态存在的，但在聚合反应中起催化作用的是TiCl3，因此，需将催化剂、给电子体Donor和三乙基铝TEAL注入到预接触罐D201中通过搅拌、掺合、接触，使催化剂的反应中心得以活化。

1.2 D201系统的特点

D201体积小约3 L，系统内流程复杂，管线多，开关阀多，操作失误多，发生事故多，D201系统涉及的介质有多种厂家生产的不同批次的主催化剂、助催化剂Donor和高危险的遇空气着火、遇水爆炸的三乙基铝、易燃易爆的丙烯等介质；系统的压力、温度、流量变化对D201的平稳运行有很大的影响，在投用、切换、拆清、检修时易发生着火、烧伤等人身伤害事故；D201处理不好，导致装置临时停工。

2 D201系统流程及说明

催化剂预接触罐D201系统流程见图1。配制好的主钛催化剂油膏通过PK101系统，经一单独喷嘴从D201的顶部进入D201，助催化剂DONOR和TEAL的进料线先汇合到一条管线，在冷却器Z212冷却后进入D201，目的是实现较好的D201温度控制，三剂搅拌混合后通过溢流线溢流而出，以防止生成气泡，即D201为满罐操作，催化剂经溢流线流入在线混合器Z203，由丙烯携带混合物流入预聚合反应器R200的冷丙烯中[1]。

3 问题分析

生产中出现的问题主要有溢流线堵塞、在线混合器 Z203A/B堵塞、Z203A/B至预聚合反应器R200的进料管线聚堵、D201罐体聚堵及切换失误、拆清时着火伤人等事故。

3.1 D201溢流线堵塞

3.1.1 堵塞原因

D201设置溢流线目的是防夹带气泡，三剂的混合物以溢流形式在溢流线中流出，溢流线是很细的毛细管，微小的颗粒就能造成堵塞，溢流线的堵塞大多发生在生产当中，主要原因是催化剂配制不均匀形成微小的颗粒堵塞溢流线，且常堵在D201溢流线第一道溢流阀上。

3.1.2 处理措施

生产中发生D201压力高报，不要着忙到现场切换溢流线备用线，切换备用线，易失误造成丙烯倒窜装置停工，根据装置多年运行经验总结出三种处理方法供借鉴：

（1）主动充压法：D201压力高报时，继续三剂进料，当D201压力充到6～8 MPa时，高压冲开由微小颗粒导致溢流线的堵塞。

图1 聚丙烯装置催化剂预接触罐D201工艺流程简图Fig.1 Process diagramof polypropylene plantCatalystpre-contactpotD201

（2）被动充压法：当D201压力高报压力停留在5.5 MPa以下时，打开D201溢流线上设有从P107A /B过来的5.5～6.5 MPa的高压冲洗油阀，不须停三剂进料，现场直接关溢流线第二道溢流手阀，当D201压力充到6～8 MPa时,打开溢流线第二道溢流手阀，高压冲开第一道溢流阀上产生的堵塞。

（3）高压差法：当D201压力高报压力停留在5.5 MPa以上时，停D201三剂进料，关现场三剂进料手阀，关溢流线第一、二道溢流手阀，倒空D201使D201压力为零，打开D201溢流线上冲洗油阀和第一道溢流手阀，利用冲洗油和D201的高压差反顶D201，冲开第一道溢流阀上产生的堵塞。

3.2 D201在线混合器Z203堵塞

3.2.1 Z203A/B图示

Z203A/B是在线混合器，其作用是将混合好的三种催化剂和冷丙烯充分混合，利用丙烯将催化剂夹带进反应器，Z203堵塞常发生在开停车和切换备线时，正常生产时很少发生，可拆卸的Z203实际形状如图2所示。

图2 在线混合器Z203实际形状图Fig.2 Actual shape figure of on-line mixerZ203

图2中所示的中间小孔即催化剂通过溢流线流经此小孔后与丙烯混合进入预聚反应器R200，也即所说的内路。

3.2.2 Z203堵塞原因分析

在线混合器Z203堵塞，是环管聚丙烯装置发生频率较高的事故之一，尤其是新建装置开工头几年及开停工期间，发生频率更高，主要原因是对D 201运行系统认识不够，经验不足，方法不对，根据几年来的实际运行总结分析堵塞原因主要有如下几点：

（1）初次开工，D201系统内管线、设备吹扫、油洗等处理不干净不彻底，有杂物颗粒堵塞Z203或检修停车及开工时，没有用白油冲洗整个Z203系统或油洗次数不够不彻底，没有把D201、Z203中残存的催化剂及杂质清除掉，致使装置开工后不久发生堵塞。

（2）D201三剂进料压力波动或开工时D201油洗没排净气体，D201内有气泡产生，导致D201压力波动，丙烯倒窜产生聚堵或进Z203的丙烯温度超高，因为温度高，Z203内聚合反应加剧，容易堵塞Z203，一般丙烯温度控制在10℃，不得超过12℃。

（3）Z203的进料丙烯流量低，不能保证管线内物料流速＞2 m/s，导致丙烯在Z203中停留时间长，发生反应产生堵塞，进料丙烯流量＜900 kg/h时联锁ESD0201会启动，切断D201三剂进料，导致装置临时停工。

（4）Z203的进料丙烯原料中含杂质微粒，当装置原料泵P301A/B出口过滤器F201A/B压差高报时，及时切换备用过滤器，因为过滤器可滤掉＞10 μm的颗粒，另外，装置生产异常时产生大量细粉，回收的丙烯中细粉含量增多，慢慢也会堵塞Z203。

（5）切换Z203时操作失误，致使丙烯倒窜或没有及时排放丙烯，丙烯和残存催化剂发生反应产生聚堵，这是Z203堵塞最常发生的事故。

3.3 Z203A/B切换要点分析

当Z203发生堵塞后，要及时切换拆清，切换Z203备线时要求快、稳、准，慢了影响产量，失误会产生堵塞，装置要临时停工，所以，切换能否一次成功要注意一些关键操作环节，总结分析有如下几个要点：

（1）切换前确认备用Z203溢流线上冲洗油阀是否打开，用高压冲洗油分别确认Z203备线内外路是否畅通，如不畅通做好临时停工准备。切换丙烯进料线时要先全开预聚合反应器R200备线的角阀，同时和主控室确认R200的丙烯进料线是否畅通，然后再关在用线的角阀。

（2）备线的丙烯进料流程打通后，立即关在用线的丙烯进料两个球阀，打开放火炬手阀，把管线内的丙烯及时放掉，否则，管线内有残存的催化剂和丙烯发生反应，会导致整个进小环管线、Z203甚至放火炬线发生聚堵。

（3）进三剂前确认D201压力要低于4.0 MPa，如高于4.0 MPa要从溢流线或从D201去废油回收罐D607管线泄压；打开D201溢流线手阀出料前，要确认D201压力要高于预聚反应器R200的压力和溢流线上冲洗油阀是否打开，否则丙烯易倒流产生聚堵。

3.4 Z203拆清注意要点

据国内环管聚丙烯装置内部交流报道，D201及Z203系统拆清时几乎每家都大大小小出现过着火伤人事故，拆清Z203前要充分油洗，关闭溢流线上的高压冲洗油阀及溢流线第一、二道溢流手阀，否则，在拆清过程中冲洗油会高速喷出发生着火烧伤周围人员事故；拆清完毕更换新的Z203后,要油洗、油密确认螺栓是否上紧、是否有泄漏的地方，确认Z203内外路是否畅通.无误后灌满白油备用。

3.5 Z203备用线的备用状态

平时要注意Z203备用线的检查和确认，如确认Z203备用线的溢流线冲洗油阀是常开状态；溢流线第一道溢流手阀是关闭状态，溢流线第二道溢流手阀是常开状态；预聚反应器R200柱塞阀前的手阀是常开状态，柱塞阀是关闭状态；Z203至R200的管线Z211内是充满白油状态；放火炬手阀是关闭状态等。

4 结束语

目前国内外有近百套意大利Basell公司的液相本体法环管装置在生产，催化剂预接触罐D201是环管聚丙烯装置的关键核心设备，大庆炼化公司正在引进的Basell公司新开发的气相法“Spherizone”工艺技术也设有D201操作系统，D201系统运行的好坏直接影响装置平稳长周期运行，平时注意检查、加强预案学习和演练、加强系统的操作熟练程度和安全意识是运行好催化剂预接触罐D201的关键所在。

[1]意大利BASELL公司.中国石油大庆炼化公司30万吨/年聚丙烯装置工艺设计包B（中文版）[R].大庆：大庆炼化公司，2004.

Operation Analysis of Polypropylene Catalyst Pre-contact Pot D201

ZHOU Lang-yu，SUN Tao，HAN Zhang-yuan
（Daqing Refining&Chemical Company Polypropylene Plant，Heilongjiang Daqing 163411，China）

Polypropylene catalyst pre-contact pot D201 during operation often happens overflow pipeline blockage，on-line mixerblockage and so on accidents.In this paper，accident causes of D201 system were analyzed，corresponding measures were put forward，such as active filling pressure method，passive filling pressure method and high pressure difference method，goodoperationeffectwas gained.

Polypropylene；Catalyst；Pre-contactpot；Problem；Analysis

TQ053

A

1671-0460（2010）04-0455-03

2010-04-08

周浪屿（1968-），男，黑龙江哈尔滨人，工程师，1992年毕业于大庆石油学院石油加工系，从事聚丙烯生产技术管理工作，已公开发表论文1篇。E-mail：zlyu01@126.com。