催化剂停止注入反应器后反应器温度控制方法简介

李尚东

摘要：催化剂在UNIPOL气相流化床聚乙烯生产工艺中启到聚合反应物的作用。只有存在物料反应，整个反应器才会存在放热现象。如催化剂停止注入反应器后，反应器内放热反应逐渐减弱，反应器温度将不易维持，这就要求通过调温水系统温度调节来保持反应器温度的正常。催化剂停止注入反应器约25分钟，需将与反应器温度TICA4001-26串联的调温水温度TICA4002-2变为自动控制，以在无催化剂注入的情况下将反应器温度控制在正常范围，不造成停车。

关键词：催化剂;反应器温度;调温水温度

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司聚烯烃LLDPE装置采用美国Univation公司的UNIPOL气相流化床聚乙烯生产工艺，装置年生产能力为30万吨。2016年7月至8月，由于反应器内存在块料，催化剂注射管频繁被砸弯，这就要求频繁更换，在更换注射管期间需中断催化剂，中断时间不等约25至40分钟。在催化剂中断期间，维持反应器温度至关重要。通过经验与总结，现将催化剂中断后反应器温度控制方法介绍如下。

1淤浆催化剂简介

UCAT-J催化剂是钛-镁系催化剂改性后的催化剂，用于流化床生产聚乙烯。相比于其它催化剂，UCAT-J催化剂提高了活性，降低了助催化剂的消耗，提高了H2结合能力，催化剂残余较低，改进了反应的稳定性和可操作性。该催化剂不易中毒，用于乙烯和辅烃的共聚，生成的薄膜有突出的机械性能和较好的光学性能[1]。

1.1 原浆催化剂的组成

催化剂活性高，未经处理的催化剂叫原浆。原浆是四氢呋喃（THF），氯化镁（MgCl2）和三氯化钛（TiCl3）的混合物。Ti是聚合反应的活性中心，它影响催化剂进料率，反应器中热量产生和催化剂产率。氯化镁可提高催化剂活性，并能稳定催化剂使分子量分布变窄。UCAT-J催化剂原浆有俩种颗粒尺寸，14微米的颗粒用于生产低密度树脂，25微米用于生产高密度树脂。

1.2在线还原系统

原浆作为催化剂送入反应器前必须还原，在还原过程中变为活性聚合活性催化剂，还原步骤需要加入T3（三正己基铝）、DC（一氯二乙基铝）。T3控制树脂性能，己烷萃取率，堆密度与熔流比;DC控制催化剂活性，H2响应与共聚单体响应。在线还原有一个很大的有点是通过改变还原比来调节进料速度，以达到适合的反应活性及生产不同的聚乙烯树脂产品。

2淤浆催化剂中断（超过25分钟）对反应器的影响

2.1淤浆催化剂中断对反应器温度的影响

催化剂中断后，聚合反应减弱，反应器放热减少，反应器温度快速降低，如不加以控制，反应器温度波动过大，存在停车风险。

2.2淤漿催化剂中断对反应负荷的影响

催化剂活中断后，反应器内残存催化剂快速被消耗，反应负荷将受到较大影响，成为造成反应器温度波动的因素。同时，PDS系统与排放气回收系统也将受到影响。

2.3淤浆催化剂中断对乙烯分压的影响

催化剂活中断后，乙烯分压将快速升高。由620KPa升至700KPa以上，波动较大。正常控制范围为设计值偏差不超过10KPa。

2.4淤浆催化剂中断对产品质量的影响

催化剂活中断后，反应器各个组分波动较大，特别是乙烯、丁烯进料量，要求及时调节各组分进料量，保证产品质量。

3造成催化剂中断原因分析

3.1反应器存在块料，流化效果不好

因特殊原因，反应器内存在较大块料，且无法被PDS正常抽出，在反应器内循环，此原因会造成反应器的催化剂注射管被频繁砸弯，更换催化剂注射管而使催化剂中断。

3.2催化剂泵出口压力突增，联锁中断催化剂注入

催化剂为含油78%的混合浆液，冬季，由于温度较低，造成油流动性差，日积月累造成催化剂管线逐渐堵塞，从而造成催化剂泵出口压力突增，联锁停止催化剂注入。

3.3催化剂载气量降低，即HPPN出现问题

HPPN为催化剂的载气，当氮压机出现问题且高压精制氮气缓冲罐C-1117压力降低，催化剂载气量降低后，催化剂无法注入到反应器。

4催化剂中断反应器温度控制方法

催化剂中断超过25分钟后，TICA4002-2与TIC4001-26投串级已无法维持反应器温度。需将TICA4002-2由串级打至自动位，手动给出TICA4002-2的设定值，来控制反应器温度。

调节的主要步骤：

（1）TICA4002-2由串级打至自动位;

（2）将反应器温度TIC4001-26趋势图放至明显处，便于观察温度变化趋势;

（3）根据反应器温度趋势，逐渐调节调温水TICA4002-2的设定值;

（4）如反应器温度下降较快，呈现直线下降趋势，需快速提升TICA4001-2的设定值，0.5-1℃的幅度增加设定值。直至看到反应器温度下降趋势减慢且存在折返现象，这时应逐渐降低TICA4001-2的设定值，防止温度升至过高。

（5）如反应器温度下降，呈现曲线式下降，需缓慢提升TICA4002-2的设定值，0.2-0.3℃的幅度增加设定值。直到看到反应器温度存在折返现象，这时应逐渐降低TICA4002-2的设定值，以减缓温度波动幅度。

（6）反应器温度在一般情况下会偏离设定值3-4℃的波动幅度，正常设定值85℃，调节期间可能在82-88℃期间波动。

（7）在调节期间专人负责将反应器温度设定值TIC4001-26同步于TIC4001-26的实际值，防止触发联锁。

（8）催化剂重新注入，且反应器温度波动控制到正常范围时，需重新将TICA4002-2与TIC4001-26投为串级状态。在催化剂重新注入反应器期间注意反应器温度不要出现突增现象。

（9）逐渐恢复催化剂进料，逐渐将乙烯分压降低，反应负荷恢复。

（10）恢复PDS出料频率，后续系统的控制。

5结语

严格控制反应参数在正常范围内，防止反应器内产生片料与块料;严格监控催化剂泵出口压力变化趋势，控制伴热温度;加强催化剂中断反应器温度控制方法的培训工作。

参考文献：

[1]刘辉、曹占芳、钟宏等，以学科竞赛为载体的化工原理实验教学改革与实践[J].化工高等教育，2020（1）：123-127.