神华集团SHENHUA GROUP神华包头煤化工公司聚丙烯装置基础知识培训教材0版SBCCC-180-T-30第1页共60页聚丙烯装置基础知识0版供培训用赵建保等姜兴剑闫国春2008.7.11版次说 明编制人审核人批准人批准日期编制部门烯烃中心发布日期2008.7.18实施日期2008.8.1本文件知识产权属神华包头煤化工公司所有，未经授权许可或批准，不得对公司以外任何组织或个人提供；任何外部组织或个人擅自获取、使用、转让文件的行为均属侵权本文件由文件编制部门负责解释目 录1装置概述32技术分类及特点83装置设计基础84装置生产工艺原理265装置工艺流程说明296装置主要设备简介347装置主要控制回路简介458装置布置简介559装置三废排放简介551 装置概述1.1 装置建设规模、组成及定员1.1.1 建设规模本装置建设规模为年产 30 万吨聚丙烯本色，设计操作弹性70%～110%1.1.2 装置组成和设计分工本装置各单元划分和装置主项见下表：表1.1.2－1 聚丙烯装置各单元划分和装置主项表主项号单元名称备注180-00PP装置界区总体180-10原料供应和净化单元180-20丙烯供应和净化单元180-40第一反应单元180-43第二反应单元180-50树脂脱气和放空气回收单元180-60树脂和添加剂处理单元180-70挤压造粒单元180-80产品掺混和贮存单元180-90核心装置辅助区184PP变电所1.1.3 装置定员和操作班次1）装置的年操作时间为8000 小时，连续生产。
2）生产班次为五班三运转3）本项目定员生产管理和操作人员总定员54 人.1.2 产品、副产品技术规格、产量、去向1.2.1 产品方案产品包括均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物等1.2.2 设计产量――均聚物 214200t/a――无规共聚物 25800t/a――抗冲共聚物 60000t/a总产量 300000 t/a装置的设计小时产率为：――均聚物： 38.25 t/h――无规共聚物： 32.25 ~ 37.5 t/h――抗冲共聚物： 37.5 t/h装置预留有生产三元共聚产品改造用地产品经掺混后送OSBL 包装仓库1.3 原料、催化剂、添加剂规格和耗量1.3.1 原料规格及年用量1） 丙烯丙烯：≥99.6vol %相态：气相压力：2.55MPaG温度：常温年用量：295465 吨2）乙烯乙烯：≥99.95vol %相态：气相压力：2.98MPaG温度：40℃年用量：9870 吨3）氢气氢气：≥99.95vol %相态：气相压力：4.48MPaG温度：30℃年用量：40 吨1.3.2 催化剂、化学品、添加剂规格及用量1）Zg 催化剂外观：固体悬浮液年用量：11 吨2）助催化剂（三乙基铝）外观：液体年用量：33 吨3）Cr 给电子体外观：液体年用量：27 吨4）挤出添加剂外观：固体年用量：560 吨5）过氧化物外观：液态年用量：24 吨6）矿物油外观：液体年用量：6 吨1.4 公用工程规格、来源和消耗1） 公用工程名称――蒸汽――循环冷却水――脱盐水――生产给水――生活给水――高压消防水――氮气――仪表空气――装置空气――冷凝水――热水1.5 生产过程来自界区的丙烯、乙烯、氢气烷等原料在原料供应及净化单元被净化，并被升压至需要的压力后经计量送反应单元。
主催化剂、助催化剂（TEAL、给电子体）经压送和计量后也送入反应单元当生产均聚产品或无规共聚产品时，单体或单体和共聚单体在第一反应器内发生聚合反应，当生产抗冲共聚产品时，在串连的第二反应器内发生聚合反应反应单元生成的树脂粉料经脱气后，送挤压造粒挤压造粒后的粒料产品经掺混，风送至界区外包装仓库的产品料仓树脂输送及树脂脱气排放的放空气经压送冷冻、闪蒸、精馏、膜分离等，回收丙烯返回反应单元，回收富氮气部分用于协助产品输送和接受仓产品输送，部分排放至火炬；部分富丙烷液送界区外上游MTO 装置1.6 自动控制水平本装置生产工艺流程复杂，过程变量控制精度要求高为生产最合适的产品质量、数量和品种，有效地控制物耗和能耗，装置拟采用先进、高性能仪表及控制系统，使装置高效、连续、稳定、长周期运行本装置采用集散控制系统（DCS）、安全仪表系统（SIS）、过程计算机系统（PCS）、先进过程控制（APC）等1.7 装置地理位置PP 装置的用地位于神华煤制烯烃项目生产装置区，西侧为MTO装置，北侧为预留用地，西南侧为烯烃事业部联合中央控制室(CCR)，东侧为聚烯烃包装区，南侧为PE 装置装置区地形较为平坦，地形为方形，共占地为52200 平方米（261 米*200 米）。
1.8 装置主要技术经济指标聚丙烯装置的主要技术经济指标见下表：表1.8－1 聚丙烯装置主要技术经济指标催化剂t / a 11 助催化剂（TEAL） t / a 33 给电子体t / a 27 挤出添加剂（固体）t / a 560 矿物油t / a 6 过氧化物t / a 24 精制床催化剂等m3/ 5a 40 4 公用物料及消耗低压蒸汽(1.0MPaG) t / h 10 蒸汽冷凝液t / h -9 氮气(≥0.6MPaG) Nm3 / h 1800 仪表空气Nm3 / h 980 装置空气Nm3 / h 最大600 脱盐水m3 / h 2.2 循环冷却水m3 / h 3250 生活水m3/ h 0.5 电kW 20250 5 三废废气（高压火炬气）t/h 170 最大废气（低压火炬气）t/h 68 最大废水t/h 26 最大、间断废渣（液）t/a 313 其中300 吨为PP 不合格料，可降级出售6 定员人55 7 占地m2 522000 8 运输量运入干燥剂等m3 / 5a 40 主催化剂、化学品添加剂t / a 661 运出废干燥剂等m3/ 5a 40 聚丙烯产品t / a 300,000 OSBL 考虑9 装置工程费用万元95956 2 技术分类及特点Unipol聚丙烯工艺是联碳公司（UCCP）和壳牌公司于二十世纪八十年代开发的一种气相流化床聚丙烯工艺，是将应用在聚乙烯生产上的流化床工艺移植到到聚丙烯生产中，并获得成功。
该工艺采用高效催化剂体系，主催化剂为高效载体催化剂，助催化剂为三乙基铝、给电子体UNIPOL工艺具有简单、灵活、经济和安全的特点；该工艺只用很少的设备就能生产出包括均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物在内的全范围产品，可在较大操作范围内调节操作条件而使产品性能保持均一因为使用的设备数量少而使维修工作量小，装置的可靠性提高由于流化床反应动力学本身的限制，加上操作压力低使系统中物料的贮量减小，使得该工艺比其它工艺操作安全，不存在事故失控时设备超压的危险此工艺没有液体废料排出，排放到大气的烃类也很少，因此对环境的影响非常小，与其它工艺相比，该工艺更容易达到环保、健康和安全的各种严格规范该工艺的另一显著特点是可以配合超冷凝态操作，即所谓的超冷凝态气相流化床工艺（SCM）由于液体含量多少是流化床稳定、形成聚合物结块的基本因素，因此该技术关键的操作变量是膨胀床的密度及膨胀松密度与沉降松密度的比例由于超冷凝态操作能够最有效地移走反应热，它能使反应器在体积不增加的情况下提高2倍以上的生产能力，对于投资的节省是非常可观的抗冲共聚产品的乙烯含量可高达17%（橡胶含量大于30%）的抗冲共聚产品该工艺的核心设备为气相流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器和挤压造粒机组。
流化床反应器是空心式容器，其顶部带有扩大段，底部带有分布板，第一反应器操作压力为3.5MPaG，温度67℃，第二反应器操作压力为2.1MPaG，温度70℃；循环气压缩机为单级、恒速、离心式压缩机3 装置设计基础3.1 装置生产能力，产品，操作时间本装置设一条年生产30万吨球状聚丙烯树脂的生产线 生产能力是根据每天24小时年8000小时的操作时间计算得出的(大约37.5 吨每小时) ，生产各类型的均聚物、无规共聚物、以及抗冲共聚物产品产品的包装线设置在聚丙烯装置界区外，每天操作16个小时，实行两班倒，一周七天运行 装置在没有影响产品性能前提下，其生产能力设计在额定能力的 60 - 110% 生产线的数量 1条，30万吨的生产能力37.5吨/每小时的生产能力，8000小时/年下表列出了每个系列产品的产率 表3.1－1 聚丙烯装置各系列产品的产率生产率 (t/hr)生产时间 (hr/yr)年产量 (t/yr)均聚物38.255,600214,200无规共聚物32.2580025,800抗冲共聚物37.50160060,000总和300,000设计能力 30 万吨/年挤压机能力 42吨/每小时的挤压线能力是在产品的熔融指数为0.5 g/10 min 到 1.0 g/10min, 48.75 吨/每小时 (130 % 额定能力) 的挤压能力是在产品的熔融指数 1.0 g/10 min 或以上。
年操作时间 8,000 小时最终产品形式 颗粒 聚合催化剂 SHAC-201 or SHAC-320 （均聚物）SHAC-205 （无规共聚物）SHAC-320 or -330 for （抗冲共聚物）向陶氏化学公司购买催化剂生产能力的降低 反应系统可在设计的额定能力的60%生产 ， 个别反应能力可以在 10%左右反应器的紧急排放 经由透平降压原材料明细 UNIPOL 聚丙烯工艺过程是应用由业主所提供的丙烯、乙烯、氢气和氮气来生产 产品类型 依据于业主的要求：70 % 均聚物10 % 无规共聚物20 % 抗冲共聚物产品包装能力 产品的包装线将被设置在聚丙烯装置界区外，每天操作16个小时，实行两班倒。