乙烯化工产品（共8篇）
乙烯化工产品 篇1
20万t高压聚乙烯装置是大庆石化分公司聚乙烯树脂改造主体工程,由意大利TECNIMONT公司承包,采用德国Basell公司的专利技术[1],设计能力为每年生产20万t聚乙烯树脂,年操作时间为8 000 h,共引进16个牌号。装置采用德国Basell公司的LUPO TECHTR管式法反应器技术,以乙烯为主要原料,醋酸乙烯(VA)为共聚单体,以过氧化物为引发剂,丙烯和丙醛为分子量调节剂,该技术采用乙烯单点进料,过氧化物由四点注入脉冲式反应器,反应转化率可以达到35%。装置反应压力达到300MPa,反应温度最高可以达到320℃,产品密度范围在0.920～0.927 g/cm3,熔融指数范围在0.15～50 g/10min。它可以生产中密度的产品,以及含量在10%以下的EVA共聚物。产品牌号16个,其中通用树脂3个、专用均聚树脂9个、EVA树脂4个。
但是本装置生产过程中影响产品质量的因素很多,从大庆石化公司8万t高压聚乙烯装置生产线,以及BASELL在法国马赛的AUBBET生产线的来看,产品质量出现问题的事件时有发生,加上本装置在建成投产后的操作水平和经验比较欠缺,因此在投产以后发生产品质量问题几率较高。因此,我们很有必要对控制产品质量进行探讨,采取具体的控制措施,避免不合格产品的出现,影响经济效益,保证装置安全平稳长周期的运行。
1 装置的生产工艺
来自界区的原料乙烯进入一次压缩机,一次压缩机将其升压到26.0 MPa,低压循环气、新鲜乙烯以及调整剂混合进入二次压缩机,然后被压缩到28.0 MPa后进入反应器,反应的引发剂过氧化物分为四点注入,引发聚合反应,根据不同的牌号和不同的注入点,过氧化物的配方也是不同的,反应器内反应所产生的热量被夹套内的热水换热走,副产蒸汽。聚合物经过脉冲阀进入高压分离器,在这里进行气体和聚合物的分离,从高压分离器顶部出来的气体进入高循系统,进行冷却、脱蜡,然后返回二次机入口。
高压分离器底部的聚合物进入到低压分离器,在低分内进一步分离,乙烯经过低压循环系统返回排放气压缩机,进行循环再利用。从低压分离器出来的熔融聚合物进入挤压机,经过造粒,被颗粒水输送到干燥器,振动筛,然后经过风机输送到脱气仓、储存仓,最后包装出厂。流程工艺简图如图1所示。
2 管式高压聚乙烯装置的反应机理
乙烯在高压下的聚合反应是自由基引发的加聚反应。乙烯按照自由基反应机理[2]进行的聚合反应主要经历链引发、链增长、链终止和链转移四个过程。
(1)链引发
引发剂分解,形成初级自由基,是吸热反应,活化能高105～150 k J/mol:
ROOR→RO·+·OR(初级自由基)
初级自由基与单体加成,形成单体自由基,放热,20～34 k J/mol:RO·+C2H4→RO-CH2-CH2·(单体自由基)
(2)链增长
(3)链转移向单体转移:
向大分子转移:
分子内部转移:
向杂质转移:
(4)链终止
链终止活化能只有8～21 k J/mol:
R1-CH2-CH2·+I(杂质)→R1-CH2-CH2I(惰性物质)
链增长和链终止是一对竞争反应,从活化能来看终止速率远大于增长速率,但从整个体系宏观来看,反应速率还与物质浓度成正比,而单体浓度远大于自由基浓度,结果是增长速率比终止速率大得多。游离基反应特点::游离基聚合寿命很短,所以要在高压条件下进行,使游离基碰撞距离变短,碰撞几率变大。
在聚合过程中,引发速率最慢,是控制聚合速率的关键。聚合速度非常快,一般几秒钟,延长聚合时间,对分子量影响较小,主要是提高转化率。高压聚乙烯是一种高分子化合物,在生产过程中,由于操作条件的波动或变化,相应地要改变产品的分子结构和分子量的分布,这样产品的使用性能受到影响。
3 影响聚合反应的因素
3.1 压力对反应速率的影响
压力对聚合和共聚合反应的影响,表现在反应剂浓度、介质黏度、各单元反应速度常数等方面。当乙烯在高压下聚合或共聚合时,随着压力的增加,反应速度和所得产物的分子量也增高。因为乙烯是气态单体,所以在聚合反应中,压力是提高其浓度的必要条件。反应速度常数k与压力P的关系可用下列方程式表示:
式中:△V———活化体积差
R———气体常数
反应速度常数随着压力的增长而增大。
3.2 压力对MFI[3]和密度的影响
聚合过程中压力提高,产品的熔融流动指数降低,而密度增加,在超高压条件下,乙烯被压缩为气密相状态,乙烯分子之间的距离大大缩短。实际上压力上升即相应地增加了乙烯的浓度,增加了游离基与乙烯分子或活性增长链与乙烯分子的碰撞机会,促进了链增长反应,而链终止反应不受影响,因此平均分子量增加,而熔融流动指数降低。
同时提高压力,相应地增加了活性增长链与乙烯单体碰撞机会,因而得到较少支链的长主链;支化度减少,结晶度高,所以密度增加。
3.3 温度对聚合反应的影响
聚合过程中的温度升高,产品的熔融流动指数增加,而密度降低,反应温度升高后,链增长速率和链传递速率都相应增加,但由于链增长反应的活化能为16.72 k J/g·mol,链传递反应的活化能为62.7 k J/g·mol,因此温度升高后,链传递反应速度较链增长反应增长的快,所以产品平均分子量降低,熔融流动指数增加。
同时温度升高后,链传递速率加快,造成大分子带有较多的短支链和长支链,因而支化度增加,相应结晶度低,产品密度减少。
压力和温度这两个参数,对熔融流动指数和密度的影响起着相互抵消的作用,实际生产中,当引发剂加入量过大,温度很快达到聚合温度,而由于压力调整慢,二者往往差距较大,即低压下聚合,使产品分子量低,熔融流动指数高。生产中引发剂量加入过小,则温度升的慢,低于正常聚合温度,而压力升的快,但还没有达到正常操作压力,此时聚乙烯分子大,熔融流动指数低,产品不合格。必须采取措施,做相应调整,使温度和压力比较协调地升到聚合要求条件,才能满足产品质量的要求。操作条件对产品性能影响是很大的,必须通过生产实践,很好掌握变化规律,达到保质保量消耗低的目的。
3.4 调整剂对聚合反应的影响
在聚合反应中通过调节剂[4]控制熔融指数。但是有很大的区别在所谓的强调节剂与调节剂之间,例如丙烷与丙烯。
强浓度对调节剂(如乙醛)的键增长活性只有很小的影响。产品的熔融指数几乎只决定于反应混合物中的调节剂的浓度,指数的提高每小时流入反应器的调节剂的总量有关。
用弱调节剂如烃的转化率有很大的不同和强的相比。弱调节剂促使链增长的能力主要依靠反应温度,改变用量只对MFI有很小的影响,即在使用弱调整剂时如要改变MFI,则必须改变反应温度,但改变温度会改变密度,为了做出相同的密度就又不得调整压力,峰值温度及调整剂流量,控制转化率。
3.5 杂质对聚合反应的影响
原料乙烯、引发剂、调节剂、循环气组分等达不到纯度要求,其中含的杂质影响产品质量。这些杂质分为惰性杂质和参与反应的杂质两种。
惰性杂质[5]包括甲烷、乙烷、氮气、二氧化碳和醚等,它们不直接参加聚合反应,而积存在整个反应系统中,使乙烯浓度和分压降低,为了保持乙烯浓度和乙烯分压,必须从系统中排放出一些循环气体以减少惰性杂质的含量,以此来保证聚合的正常进行。
参与反应的杂质,包括乙炔、一氧化碳、乙醛酸等。一氧化碳和乙醛酸等在聚乙烯分子中引入极性基团,影响产品的抗氧化能力和介电性能。
乙烯属不饱合烃与乙烯聚合,在分子中引入双链和支链,则影响产品的热稳定性和结晶度,使薄膜的混浊度增加,环境应力开裂和介电性能增加。
4 正常生产时对产品质量的控制
4.1 调节反应压力控制产品质量
4.1.1 控制反应压力平稳
根据生产的不同牌号,调节反应的不同压力设定,由脉冲阀自动调节反应压力的平稳控制,操作中要不断观察脉冲阀的动作情况,防止脉冲阀出现故障,反应压力失控,出现不合格产品。
4.1.2 控制二次机打气量,防止反应压力波动
二次机入口压力来源于一次机和高循返回气,操作中要严格控制二次机打气量,即通过观察高分压力,来调节一次机旁路返回,控制二次机入口压力、打气量平稳,来防止反应压力波动,影响产品质量。
4.2 控制反应温度平稳
反应器的温度漂移会使产品中形成过多的长支链,从而增加LDPE薄膜的雾度。
在日常操作中,要密切注意反应温度的变化,尤其是每一个反应段的温峰值。随反应情况进行调节,尽量维持反应温度恒定,使聚合平稳进行。
聚合反应的温峰由过氧化物注入量来调节,引发剂的注入量过大时,会导致聚合反应放出的热量增加,是温峰超过控制温度,因此要尽量避免这种现象发生。
引发剂注入量过多有以下几个原因:
(1)反应温峰的控制点信号故障;
(2)引发剂注入管嘴堵塞;
(3)过氧化物泵出现故障。
针对上述原因,在日常操作中,要密切注意反应温度的变化,尤其是每一个反应段的温峰值,防止由于反应温峰的控制点信号故障使控制系统失灵。在每次开车前、停车后进行过氧化物注入管嘴的异十二烷冲洗,防止注入管嘴堵塞,防止管嘴在顶通后,过氧化物的瞬时流量过大,造成反应温度过高。过氧化物泵的日常检查很有必要,泵入口压力、出口压力变化、泵的工作状态需要操作人员密切注意。
4.3 最大限度的减少系统杂质的含量
4.3.1 防止氧气的存在
在氧气存在时,乙烯会发生分解反应,放出热量。因此要严格控制系统内氧气的含量。反应器中氧气的含量要控制在尽可能低,原料乙烯的氧含量要进行定期化验分析。
为了防止系统内氧气含量超标,对于装置内各个系统的置换必须彻底,由其是压缩机系统、反应器系统、高低循系统。
开车过程中,必须密切注意在线分析仪的指示,一旦发现氧气含量持续大于5×10-6,必须停止二次压缩机,通过泄压,置换合格后,重新开车。
4.3.2 避免聚乙二醇降解产物存在
聚乙二醇为二次压缩机的润滑油,润滑油注入后大多数都进入系统,而其降解的产物具有较好的氧化效果,这样会引发分解反应。
再有氧气的情况下,聚乙二醇会加速氧化反应,因此在储存时,必须进行氮封,同时还应在聚乙二醇中加入抗氧化剂。
4.3.3 避免颗粒杂质
金属颗粒杂质对于分解反应起到催化的作用,因此要防止金属颗粒进入反应器中。系统在开车前及检修后,必须对反应器进行氮气吹扫工作。大检修后,对于二次机入口应加过滤器,防止反应器进入杂质。
4.4 防止反应分解产物影响产品质量
当装置发生分解反应以后,重新开车前,必须对反应器进行彻底的置换,通过打开反应器放空阀重复放空,将分解的残余产物带走。重新开车过程中,如果某一反应区温峰的过氧化物注入量超出正常操作的范围很多,必须立即停止过氧化物注入,整个系统排放进行置换。
4.5 控制各种添加剂的加入量
不同生产牌号的产品需要添加不同种类的添加剂,高压聚乙烯装置主要有滑剂、开口剂、抗氧剂,日常操作时要根据牌号的不同,产量的高低来调节添加剂的种类、加入量,以确保产品质量合格。
5 结论
(1)由于高压聚乙烯反应控制难度大,产品影响因素多,不合格产品的出现很难避免。
(2)影响高压聚乙烯产品质量的因素有反应压力、温度、调节剂种类及数量、杂质等。
(3)日常生产操作中,可通过严格控制反应压力、温度、减少系统中杂质等多种方法来控制产品质量,减少不合格品的出现。
(4)装置一旦由于分解造成不合格品出现时,一定要通过多次放空将系统中黑料、灰料泄放干净,避免污染整个系统。
摘要：高压聚乙烯是一种高分子化合物,生产过程中,由于操作条件的波动或变化相应地要改变产品的分子结构及分子量分布,产品的使用性能受到影响。大庆石化公司20万t高压聚乙烯装置开工以来,经过装置工程技术人员的经验摸索,总结了产品质量的影响因素,针对产品质量控制作出了工艺操作调整方案,大大减少了不合格产品的出现。
关键词：影响因素,控制,产品质量
参考文献
[1]周原,王天普,于洪涛,等.聚乙烯装置操作工[M].北京:中国石化出版社2,008:15-16.
[2]于红军.高分子化学和工艺学[M].北京:化学工业出版社,1995:20-21.
[3]刘彦波.高密度聚乙烯中的熔融指数控制及DCS实现[J].炼油化工自动化,1996(03):37-41.
[4]金斌,崔芙蓉,黄崧.分子量调节剂改善共聚聚丙烯熔体的流动性[J].沈阳化工,1998(04):12-14.
[5]许耀庭.大型合成氨厂排放气的综合利用[J].化学世界,1984(04):15-18.
乙烯化工产品 篇2
在卷烟产品制造过程中，毕节卷烟厂始终把加强生产过程质量控制作为卷烟制造上水平的关键。今年以来，该厂持续加强产品质量过程管控，推进产品质量提升。今年以来，楚雄卷烟厂围绕加强全员、全方位、全过程质量管控课题，探索质量改进方法、创新质量管理模式，不断强化全员质量意识，为产品品质稳步提升夯实了基础。加强产品灌装过程的质量管控，提升产品质量，这是打造强势品牌的基础，是企业持续发展，永续经营的前提。近年来，江口醇集团公司成品车间在产品的灌装过程中，不断强化生产关键环节的质量控制，建立健全质量管控机制，不断完善产品质量管理制度并狠抓落实，不断提高员工质量意识，使大家都重视质量，自觉成为质量管理的监督员。具体表现在：
一、进一步健全完善成品灌装工艺、管理制度，做好岗前各项技能培训。首先健全完善科学、合理的成品灌装工艺、生产操作规程（细化到每个工序、每个生产环节），让员工明确工作的目标，每一次操作应达到的工艺要求。做到了酒瓶的清洗，洁净、明亮、无污垢；灌装后的酒体，清澈、透明、无悬浮物、无沉淀；商标及防伪标的粘贴，方位合理、整齐、美观、牢固；压盖和封口，严密、美观、不漏酒；成品打包，平整、美观、不开胶；箱内酒瓶（盒）数与标示相符等。对于新进员工，注重岗前培训，使其明白所从事的工作应做到什么程度，并根据生产经验，告知他们在生产中容易出现的问题，并由操作熟练的老员工带岗，以确保新工每一次操作都能达到工艺要求。
二、狠抓成品灌装各项管理制度的落实。成品车间不断加强对人员、卫生管理、质量考核等制度的落实，如实记录制度的落实情况，并对记录定期整理、归纳总结，不断修改和完善，以监督、督促各项制度的落实，真正做到有制度可依、有制度必依。
三、加强质量教育，提高员工的质量意识，抓好“三检”工作。成品车间结合管理中的具体情况，有计划、有针对性地对员工经常进行质量意识教育，使大家真正认识到产品的质量就在自己手中，自己的每一次小小操作都与成品酒的质量息息相关。同时，在生产中特别注重产品“三检”（自检、互检、总检）制度的落实，使产品质量更趋稳定。实践证明，大家质量意识的普遍提高，严格的“三检”，使公司产品质量得到了极大提升。
乙烯化工产品 篇3
水质、水量的确定:
根据现已建成的实际生产装置,提出了工业园总体的水质及水量(见下表)。
根据以上主要废水的水质及水量,根据国家的相关环保要求及氯碱行业现已运行的成功经验,我们对各种水质进行了分类收集和相应的处理,以尽可能多的使各类污水经处理后回用,减少工业园区的工业污水外排量,使污水能够循环使用。
2 工业园废水处理原则
为工业园建成循环经济示范园,提高水的资源利用率,达到节能减排、降低单位产品的新水耗用量和污水排放量。在实际的实施过程中对园区内新水利用、废水收集、污水回用设施与治理工艺进行了统一考虑,对清净下水、生活废水和工艺废水分别治理,重复利用,从而降低污水事故性排放的风险。针对工业园废水处理的原则是废水治理从源头抓起,清污分流,分别处理,最大回用,减少排放。
3 处理工艺及工艺分析
3.1 各种废水的收集
对不同性质、不同种类的废水能够更好的区分和收集是对后续针对性处理的良好开端。
我公司根据化工园区内各种不同性质的废水,在进行建设时分别建设了清净下水管线、生活废水管线、聚氯乙烯废水管线、氯碱废水管线、含汞废水管线、聚氯乙烯离心母液水管线、聚氯乙烯气提废水管线等,尽可能细化各种不同类型废水的分类收集。
3.2 各种分类收集后废水的处理工艺
3.2.1 清净下水处理工程。
此清净下水主要为各个循环水装置的排污废水,由于此废水CODcr含量较低,仅水中SS和含盐量相对较高,我公司利用清净下水管网收集全厂清净下水到收集池,在夏季将此废水全部用于工业园园区内及周边绿地及林带的绿化用水,基本可将此水全部使用完,由于冬季及春秋季绿化用水量减少,我公司规划使用膜法处理,回收约70%的产水用于循环水系统,产水达到循环水补充水标准,浓水可用二次反渗透继续处理,浓水部分回收率70%,总回收率可达到90%。剩下小部分浓水外排或回用于冲渣、脱硫、浓缩池、厕所冲洗水等,若顺利实施,基本可实现不排放清净下水。
3.2.2 氯碱界区废水处理。
氯碱界区在进行工艺设计时,根据氯碱界区主要污水为含盐的酸碱性废水的特性,在工艺设计时,充分考虑了将此废水在界区内重复利用,螯合树脂塔再生酸碱废水,这样,以后氯碱车间所有生产废水全部回收利用,无外排废水。
3.2.3 聚氯乙烯界区废水处理工程。
聚氯乙烯界区的废水主要分为乙炔界区的次氯酸钠清净废水、氯乙烯界区的含汞废水、聚合界区的离心母液水和气提废水。
乙炔次氯酸钠清净工序的清净废水主要含有大量的乙炔气及大量的硫酸盐及磷酸盐,此废水在界区内基本没有办法处理回用,因此此废水排入厂区综合废水处理站进行统一处理。
氯乙烯工序主要产生的废水为含汞废水,按照国家相关规定,在氯乙烯工序内需将此水处理合格,达到排放标准后方可排入综合废水处理站,我公司将此股废水处理合格后在界区内进行重复使用。为使此股含有重金属的废水能够处理达标,我公司将此股废水经过二次处理,水中的汞含量基本可以达到国家相应的标准。
我公司结合国内已成功的同行业处理方法,最终确定了将此部分废水全部采用生化处理方法进行处理,现此方法已取得了成功,基本可将所产生的母液水以最经济、合理的方法处理后全部回用于循环水工序,作为循环水的补充水使用。
聚合工序产生的另一个高污染的废水为气提废水,我公司通过前期的考察发现,将此股废水全部打入乙炔浓缩池,此废水基本无外排现象。
3.2.4 综合污水处理站。
各工序建有一条生产污水排放管线,此管线收集各工序排放的事故污水及正常排放的零星污水,管线与乙炔清净废水一同进入厂区综合废水处理站进行处理,综合废水处理站采用的是物化法进行处理,由于各工序的排水中含有大量的盐,因此,此方法处理后的废水只能达到《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》(GB15581-95)中的二级标准后外排。
4 结语
整个工业园建成后,全厂的废水经有效的收集和处理,工业园内的废水基本得到了有效的处理,并最大可能的减少了排放,但有些废水处理技术仍然存在处理工艺不稳定,投资过高、调试周期过长等不利因素,在以后相关技术得到进一步发展后,期待有更好的、更经济的技术对现有技术进行替代,使氯碱—聚氯乙烯行业废水能够真正实现零排放。
摘要：分析氯碱—聚氯乙烯化工园区各种废水的处理技术,结合现有的已生产的化工装置进行了分析,对化工园区内各种不同类型的废水进行分类收集、分别处理,以可能合理的技术对废水进行处理和回用。
关键词：聚氯乙烯,废水,处理技术
参考文献
乙烯化工产品 篇4
关键词：化工工艺,乙烯催化氧化制环氧乙烷,过程
在催化剂存在下, 乙烷与气态氧作用生成环氧乙烷。是典型的非均相催化氧化反应过程。本文对乙烯催化氧化制环氧乙烷过程进行简要的分析。
1 反应原理
乙烯氧化过程按氧化程度可分为选择氧化 (部分氧化) 和深度氧化 (完全氧化) 两种情况。乙烯分子中的碳碳双键具有突出的反应活性, 在一定的氧化条件下可实现碳碳双键的选择氧化而生成环氧乙烷。但在通常的氧化条件下, 乙烯的分子骨架很容易被破坏, 发生深度氧化而生成二氧化碳和水。实践证明使用一般氧化催化剂, 乙烯均被氧化成二氧化碳和水, 只有银催化剂例外, 故目前工业上乙烯环氧化制环氧乙烷的催化剂均为银。
2 工艺条件
影响乙烯环氧化过程的主要因素为温度、压力、空速、原料气纯度及配比。
2.1 温度
完全氧化平行副反应是影响乙烯环氧化选择性的主要因素。动力学研究结果表明环氧乙烷反应的活化能小于完全氧化反应的活化能, 故反应温度增高, 这两个反应的反应速率的增长速率是不同的, 完全氧化副反应的速度增长更快, 因此选择性随温度升高而下降。当反应温度在100时, 产物中几乎全部是环氧乙烷, 选择性接近100%, 但反应速率甚慢, 转化率很小, 没有现实意义。随着温度增加, 反应速率加快, 转化率增加, 选择性下降, 放出的热量也愈大, 所以必须考虑移出反应热的措施。适宜的反应温度与催化剂活性有关, 权衡转化率和选择性之间的关系, 工业上反应温度一般控制在220~260℃。
2.2 压力
乙烯直接氧化的主副反应在热力学上都不可逆, 因此压力对主副反应的平衡和选择性无显著影响。但加压可提高反应器的生产能力, 且也有利于从反应气体产物中回收环氧乙烷, 故工业上大多是采用加压氧化法。但压力高, 所需设备耐压程度高, 投资费用增加, 催化剂也易损坏。目前工业上采用的操作压力为2MPa左右。
2.3 空间速度
空间速度的大小不仅影响转化率和选择性, 也影响催化剂空时收率和单位时间的放热量, 故必须全面衡量, 目前工业上采用的混合气空速一般为7000h-1左右, 也有更高的。单程转化的控制与所用氧化剂有关, 当用空气作氧化剂时, 单程转化率控制在30%~50%, 选择性达70%左右, 若用纯氧作氧化剂, 转化率控制在12%~15%, 选择性可达83%~84%。
2.4 原料纯度及配比
2.4.1 原料气的纯度。
原料气中的杂质对氧化过程带来的不利影响主要有:一是催化剂中毒, 例如, 硫化物等能使银催化剂永久性中毒, 乙炔能与银形成乙炔银, 受热会发生爆炸性分解;二是选择性下降, 例如, 原料气中带有铁离子, 会加速环氧乙烷异构化为乙醛的副反应, 从而使选择性下降;三是反应热效应增大, 四是影响爆炸极限。故原料气中上述各类有害杂质的含量必须严格控制。在原料乙烯中要求乙炔<5×10-6g/L、C3以上烃<1×10-5 g/L、硫化物
2.4.2 原料配比。
由于所用氧化剂不同, 对进反应器混合气体的组成要求也不同。用空气作氧化剂时, 空气中有大量惰性气体氮存在, 乙烯的质量分数以5%左右为宜, 氧的质量分数为6%左右。当以纯氧为氧化剂时为使反应不致太剧烈, 仍需采用稀释剂, 一般是以氮作为稀释剂, 进反应器的混合气中, 乙烯的质量分数20%~30%, 氧的质量分数7%~8%。二氧化碳对环氧化反应有抑制作用, 但含量适当对提高反应的选择性有好处, 且可提高氧的爆炸极限 (质量分数) , 故在循环气中允许含有9%以下的二氧化碳。循环气中如含有环氧乙烷对反应也有抑制作用, 并会造成氧化损失, 故在循环气中的环氧乙烷应尽可能除去。
3 工艺流程
乙烯的直接氧化过程可用空气或氧气作为氧化剂。用空气进行氧化时, 需要两个反应器, 才能使乙烯获得最大利用率。用氧气进行氧化, 则反应可一步完成, 就只需要一个反应器。自高空吸入的空气, 经压缩机加压, 再经碱洗塔及水洗塔进行净化, 除去氯、硫等杂质, 防止银催化剂中毒, 然后按一定流量进入混合器。
纯度98%以上的乙烯与循环乙烯混合, 经压缩机加压后, 进入第一混合器, 再与空气、微量二氯乙烷[约 (1~2) ×10-6]充分混合, 控制乙烯的质量分数为3%~3.5%。原料气与反应器出来的反应气体进行换热后, 进入第一反应器。
反应器为列管式固定床反应器, 管内充填银催化剂, 管间走热载体。乙烯与空气中的氧在240~290℃、1~2MPa及催化剂的作用下, 生成环氧乙烷和一些副产物。乙烯的转化率约为30%, 选择性65%~70%, 收率约20%左右。反应时所放出的热量, 由管间的载热体带走。
反应气经与原料气换热, 再经串联的水冷却器及盐水冷却器将温度降低至5~10℃, 然后进入第一吸收塔。该塔顶部用5~10℃的冷水喷淋, 吸收反应气中含有的环氧乙烷。从吸收塔顶出来的尾气中还含有很多未反应的乙烯, 经减压后, 将其中约85%~90%的尾气回压缩机的增压段压缩后循环使用, 其余部分送往第二混合器。
在第二混合器中通入部分新鲜乙烯、空气及微量二氯乙烷, 控制乙烯的浓度为2%, 混合气体经预热后进入第二反应器。混合气中的乙烯和空气中的氧在220~260℃、1MPa左右压力下进行反应。乙烯的转化率为60%~70%, 选择性为65%左右, 收率在47%以上。反应后的气体经换热及冷却后进入第二吸收塔, 用5~10℃低温水吸收环氧乙烷, 尾气放空。
第一、二吸收塔中的吸收液约含2%~3%的环氧乙烷, 经减压后进汽提塔进行汽提, 从塔顶得到85%~90%浓度的环氧乙烷, 送至精馏系统先经脱轻组分塔除去轻馏分, 再经精馏塔除去重组分, 得到纯度为99%的环氧乙烷成品。
乙烯直接氧化法的产品质量高, 对设备无腐蚀, 但此法对乙烯的要求高, 纯度必须在98%以上。
上述方法如果改用氧气进行氧化, 操作条件基本相同, 而反应可以一步完成, 反应器和吸收塔各需要一个就行了。但是当用氧气代替空气时, 生成CO2较多, 因此需要在吸收塔与环氧乙烷精制系统之间, 添置CO2吸收塔和解吸塔, 以免影响产品的质量。
参考文献
[1]张立波.化工工艺设计[M].北京:中国石化出版社.2008[1]张立波.化工工艺设计[M].北京:中国石化出版社.2008
乙烯化工产品 篇5
中国石化扬子石化公司已成功开发出PE 80, PE 100, PE 112等管材聚乙烯料。20世纪90年代扬子石化公司就成功开发厚壁大口径管材用聚乙烯, 并成功应用于青海盐湖及江苏滨海工业园。扬子石化公司于2003年实现了YEM-4803 T (大口径管材用高密度聚乙烯) 的工业化生产, 2005年通过了PE 80等级认证。扬子石化公司于2007年通过了国际权威机构的PE 112等级认证, 是世界上第二家获得PE 112等级产品的生产商。扬子石化公司近来进一步加大了聚乙烯管材料的研发力度, 从聚合工艺、专用料分子结构与性能、专用料凝聚态结构、管材料挤管成型工艺等方面入手, 解决了聚乙烯管材料质量不稳定问题, 使之符合PE 100标准要求。根据PE 80和PE 112管材料的生产经验, 该公司结合塑料管材生产企业的实际要求调整生产方案, 对首次生产的聚乙烯专用料进行全面性能检测评价, 对成型管材进行短期耐压、快速开裂和流变行为测试, 检测评价结果达到PE 100水平。
乙烯化工产品 篇6
关键词：PVC,质量,鱼眼,杂质
随着聚氯乙烯工业的迅猛发展,各企业之间的竞争越发激烈。如何抢占和赢得市场已成为企业生存的根本,而产品的质量决定了产品在市场的竞争力,也是企业的生命线。聚氯乙烯树脂优级品率的高低是衡量PVC树脂质量的主要指标之一,也是反映企业生产技术及管理水平的一面镜子。
37万吨/年聚氯乙烯装置影响产品质量的主要因素表现在鱼眼、杂质、VCM残留等方面。
1 影响产品质量的因素及解决方案
1.1“鱼眼”高
在装置开车初期,当生产负荷提到80%以后,PVC产品的鱼眼忽高忽低,很不稳定,成为制约提高产品优级品率的关键因素。“鱼眼”是透明或半透明塑料薄膜或片材中明显可见的“鱼眼”状缺陷。即树脂在成型过程中没有得到充分塑化的粒点。“鱼眼”的存在严重影响到各种塑料制品的性能。其正常来源是多次在聚合周期中循环的PVC颗粒,鱼眼增加主要是因为聚合釜中树脂没有很好冲洗掉而留在下一釜中,鱼眼也来自终止前加入到聚合釜中的原材料中的杂质。
根据鱼眼形成的原因分析,结合该装置的实际情况,确定影响该装置鱼眼的主要原因。
(1)聚合釜放料或冲洗不干净,釜内残留PVC树脂,在下一批次的聚合过程中,产生二次聚合,形成”鱼眼”。在放料过程中发现,由于聚合釜和放料过滤器的压差超过0.1 MPa,放料困难,会出现料在釜底沉积的现象;只有一次25 t/h的小流量冲洗,水量不够也会造成料沉积在聚合釜底;由于聚合釜水洗喷头堵塞或者不转的时候,聚合釜壁冲洗不完全,也会产生“鱼眼”。
(2)由于回收带料造成的回收单体中积存物料或自聚物没有彻底滤掉,进入聚合釜中参与聚合。大量的气态VCM夹带了大量的浆料进入压缩机,继而进入回收贮罐,部分浆料进入聚合釜,形成“鱼眼”。
针对上面的分析和现场情况的观察,特别由于鱼眼忽高忽低,不稳定这一现象,把重点放在聚合釜放料彻底和降低回收VCM中的PVC。
(1)优化聚合釜放料冲洗工艺,避免聚合釜放料冲洗不彻底,留存PVC物料。由于放料和回收时间短,原设计中只有25 m3/h的一步小流量冲洗,难以在较短的时间内浆料冲洗干净,将放料过程中一步水洗改为的四步水洗,增加了两次大流量冲洗和一次小流量冲洗。利用开釜机会对水洗喷头进行检查,一旦发现喷头不转及时进行更换。
(2)将浆料罐的顶部连续回收流程由直接进压缩机入口改为经回收分离罐和过滤器再进入压缩机,根据浆料罐液位的高低设置不同的回收量,防止过量的回收量造成夹带,同时回收分离器顶部增加适量的水喷洒,减少了浆料中的泡沫,减少了回收带料现象,同时定期做好回收氯乙烯贮罐中的废水排放,消除了回收氯乙烯贮罐中的PVC料,降低回收单体的PH值。对氯乙烯进料过滤器(过滤精度为1μm),进行定期切换清理,一般6月一次。
1.2 杂质高
聚氯乙烯树脂的杂质可分为机械杂质和焦化的聚氯乙烯树脂颗粒(黄点),树脂中的黄点对一般聚氯乙烯制品的影响不大,机械杂质会影响塑料制品的美观和透明度,而且有损于制品的介电性能和力学性能。对于浅色制品而言,杂质粒子对制品外观有很大的影响。
就目前装置的运行情况而言,杂质是影响产品质量的关键因素,而杂质则以焦化的聚氯乙烯树脂颗粒为主,由于聚氯乙烯树脂的热不稳定性,在温度超过85℃时,聚氯乙烯就会变红直至变黑,产生黑、红点杂质。而由于高分子一般具有时温等效现象,即使温度不高,如果长时间受热,树脂也会发生变色变质。因此降低杂质的主要措施就是降低温度和减少受热时间。
(1)根据装置生产实际,分析汽提系统产生杂质的主要原因在于以下几点。
一是汽提塔的PVC进料设计量为25 Ton/h,停留时间为6 min,塔盘直径为1700 mm,由7块塔盘焊接而成,焊缝处容易积存物料,一旦生产负荷较低,物料停留时间过长,导致PVC受热变质。某年由于离心机故障,汽提塔接近半负荷运行,在离心机修复提满负荷之后,产品中的杂质忽高忽低,持续5天后才逐渐恢复正常。
二是闪蒸罐的作用是进一步降低了通过离心机循环回汽提塔底集液罐的汽提树脂的温度及受热过程,闪蒸罐顶部压力为微负压,闪蒸时夹带的PVC浆料容易附着在罐壁及顶部,附着在罐壁上的PVC浆料持续受热转变为杂质。由于闪蒸罐容积非常小(12 m3),浆料回流时,短时间内就会造成闪蒸罐液位大的波动,当闪蒸罐内PVC浆料由高液位降至低液位时,大量变质PVC进入进料罐内部,造成大面积污染。在每次停车对闪蒸罐进行水洗时,均会产生大量红色粉料。
(2)针对上述原因,技术人员通过加强管理和技术改造来解决。
一是汽提塔进料负荷尽量保持稳定,不改变其正常流态,即使调整负荷,进料量与蒸汽量做好同步调整;汽提塔的负荷不要低于半负荷,以免浆料的停留时间过长;做好定期作业,一般3个月进行一次冲塔,每次冲塔均能产生部分黑色粉料。
二是闪蒸罐顶部设计有一个罐顶喷淋,但其范围较小,不能解决物料挂壁的问题,将其改为聚合釜防粘釜剂喷环形式的喷环,在正常生产时期一直冲洗着,防止物料挂壁,这样即使在生产波动时也可避免不合格料的产生,同时也可延长生产周期。
三是维护好连续回收压缩机的运行,做好备机管理工作,减少因为设备原因导致的产品质量波动。
干燥器的设计是PVC浆料离心分离之后,含水量约为25%的树脂湿饼进入到振荡加料器,经旋转加料器进入到两段沸腾床干燥器,在这一过程中,一旦湿饼过大或者振荡加料器出现故障,导致湿物料加入到干燥器中分散不均匀,形成较大面积的堆料,粉料受热不均,在高温作用下变质,在干燥器风量波动、床压变化或者开停车时,变质的物料掺入到正常物料中,造成杂质超标。保证良好的流化状态是干燥系统稳定运行的保证,因此,要维护好离心机和振荡加料器的正常运转,控制好干燥器的风量、温度以及床压。
1.3 VCM残留高
聚氯乙烯产品中的VCM残留超标,特别是7型和8型这两个牌号,严重影响产品的优级品率。根据实际工况分析原因得出主要是以下三点。
(1)树脂的颗粒形态,特别是孔隙率的大小对浆料汽提效率影响较大,颗粒疏松有利于氯乙烯的脱除。增加适量的助分散剂,以此增加颗粒的疏松程度。
(2)汽提塔的工作状况,包括温度、压力(真空度)、蒸汽量和停留时间等。依照装置设计值,适当降低汽提塔浆料进料量,保持离心机负荷,减少回流量,控制好汽提塔底温度及塔压差。
(3)螺旋板换热器结垢,换热效果欠佳,导致热能欠缺。择机彻底清理螺旋板换热器,提高换热效率。
通过以上3项措施,产品的VCM残留得到较好控制,残留得到明显改善。
2 结语
广大技术人员认真学习,发挥聪明才智,积极探索新装置运行和技术运用的最佳结合点,大胆对装置不合理的地方进行修改和优化,37万吨/年聚氯乙烯产品的优级品率保证在96.5%以上,较好的完成优级品指标任务。
参考文献
[1]严福英.聚氯乙烯工艺学[M].北京:化学工业出版社,1990.
乙烯化工产品 篇7
中石化是国内最大的乙烯供应商, 巴斯夫是全球领先的化工公司, 双方二度牵手显见扬巴项目的魅力。
2001年中石化与巴斯夫商定共同投资29亿美元成立扬巴公司, 这是2000年10月中石化海外上市后, 与跨国石化企业共同投资的第一个重大战略发展项目, 也是巴斯夫全球战略的重要部分, 中巴双方各持股50%。
“自2005年6月投入运营以来, 由于巴斯夫在精细化工领域内拥有巨大的技术优势, 扬巴一期取得了很好的经济效益, 因此双方决定启动二期项目, 以进一步扩大在中国市场的优势。”有中石化总部官员说, “国内市场乙烯对外依存度一直维持在40%以上, 通过与跨国公司的合作, 能够保证公司长期利益。”
据了解, 随着中国世界工厂地位的不断巩固, 本土市场对乙烯等化工原料的需求不断增长, 未来几年有可能成为乙烯的快速成长期。中巴双方决定此时扩大产能, 显然是未雨绸缪的举措。
扬巴二期上马
3月17日中石化总裁王天普与巴斯夫欧洲公司执行董事会成员薄睦乐博士 (Dr.Martin Brudermueller) 在京共同签署了扬巴二期扩能项目框架协议, 项目的可行性研究报告至此正式完成。据悉这份报告已于3月20日提交相关政府部门。
扬巴二期包括以下项目:将现有乙烯裂解装置由60万吨/年提高至75万吨/年;扩建环氧乙烷 (EO) 生产装置等与乙烯相关的十多个项目。
王天普认为:“这份可行性研究报告的完成标志着中国石化与巴斯夫在南京扬巴公司的合作又迈出了重要的一步。中国石化会全力支持扬巴公司的发展, 为满足国内市场的需求做出贡献。”
双方还决定将1994年合资成立的另一家合资企业“扬子巴斯夫苯乙烯系列有限公司” (简称小扬巴) 合并到扬巴公司, 以进一步提高效率, 发挥协同效应。
扬巴公司位于南京化工园区, 2001年9月28日破土动工, 2005年6月成功投入商业生产。这是巴斯夫140年历史上最大的单笔投资项目。该公司现拥有以60万吨/年乙烯生产装置为核心的10套石化装置, 生产乙烯、聚乙烯、环氧乙烷、丙烯酸等多种化工原料。
自2005年投产以来, 围绕扬巴公司装置, 南京化工园区上马十余家精细化工企业, 并成为国内最大的环氧乙烷产业链生产基地, 作为园区内的龙头企业, 扬巴公司为股东中石化和巴斯夫带来了丰厚的利润。
“随着二期项目的上马, 南京化工园区的下游精细化工产业产值将放大6~8倍。”化工园区官员接受当地媒体采访时说。
中石化的小九九
乙烯主要用于制造聚乙烯, 也是生产多种化工产品 (如氯乙烯、环氧乙烷、乙二醇等) 的原料。近年来, 随着乙烯下游产品生产的发展, 我国乙烯的消费量快速增长, 2006年突破900万吨猛增到939万吨, 比2000年增长94.4%, 最近两年的年均增幅更高达20%以上。
然而长期以来我国乙烯对外依存度始终居高不下:2003年以前达60%以上, 近两年虽然国内上马许多乙烯项目, 但由于中国世界工厂地位的不断巩固, 乙烯对外依存度仍维持在40%以上。
中石化是国内最大的乙烯供应商, 2006年其乙烯产量达到633.1万吨, 占全国总产量的67.3%;近年来在中石化几任首脑的积极推动下, 该公司大规模投资上马乙烯项目及其配套工程, 取得了丰硕的成果。
2005年中石化甬沪宁原油管线项目竣工, 此举极大地优化了该公司在长三角地区的原油运输体系, 为在该地区上马大型乙烯项目提供了基础条件, 随后中石化决意在2006年和2008年投资百亿上马宁波镇海炼化100万吨乙烯项目和扬巴二期项目。
与此同时, 中石化又投资兴建仪长管线, 将华东原油运输体系与华中体系连接起来, 并在之后上马了武汉石化80万吨乙烯项目。
而天津石化100万吨乙烯项目和待建的广州南沙石化项目则是中石化占领华北乙烯市场及华南市场的桥头堡。
如此布局使得中石化在我国乙烯市场中的优势地位进一步扩大。
“公司的目标就是替代进口, 实现乙烯供应的本土化, 为此我们还会积极寻找机会上马新的项目。”有中石化官员坦言。
乙烯化工产品 篇8
1 电石干法乙炔法生产醋酸乙烯工艺简介
湖南省湘维有限公司 (简称“湘维”) 是一家以有机化工产品为主的国有大型公司, 公司产品主要为醋酸乙烯、聚乙烯醇、醋酸甲酯、乙醛等。该公司醋酸乙烯的生产方法为电石干法乙炔法, 其生产工艺包括乙炔的发生和净化、醋酸乙烯合成和醋酸乙烯精制等工序。
乙炔的发生和净化工序:外购电石进入冷破场地, 经行车抓到破碎台, 由鄂式破碎机进行粗破碎, 然后电石经溜槽到斗提机进入电石贮仓。由复合式破碎机破碎, 破碎合格的电石与水在干式发生器内反应, 得到纯度≥99%的粗乙炔气, 粗乙炔气经洗涤、冷却后经压缩机加压后送往合成工序。
醋酸乙烯合成工序:以乙炔和醋酸为原料, 以活性炭为载体的醋酸锌为催化剂, 在沸腾床反应器中使乙炔与醋酸蒸汽进行气相反应, 生成醋酸乙烯。
醋酸乙烯精制工序:合成反应器出来的气体在气体分离塔内将反应气体中的醋酸乙烯及未反应的醋酸冷凝, 得到反应液, 并分离出未反应的乙炔气体循环使用。将反应液送往精馏工段精制, 制得合格的精醋酸乙烯。回收的醋酸返送合成工段作原料。
2 醋酸乙烯产品中乙醛含量高的原因
2.1 乙醛产生的原理
乙炔与水反应产生乙醛, 反应方程式如下:
二醋酸亚乙酯分解产生乙醛, 反应方程式如下:
醋酸乙烯在酸性条件下分解产生乙醛, 反应方程式如下:
上面为醋酸乙烯合成时产生乙醛的反应, 其中 (1) 式、 (3) 式比较容易发生, (2) 式只在低温及醋酸过量时发生。
2.2 醋酸乙烯产品中乙醛含量高的原因分析
从2.1乙醛产生的原理可以发现, 醋酸乙烯产品中乙醛含量高主要是系统的水含量较高、醋酸乙烯在酸性条件下分解和低温下醋酸的过量。
(1) 催化剂中醋酸锌高温下失去的结合水与乙炔反应生成乙醛
醋酸锌常温下以·2H2O存在, 温度超过100℃时开始失去结合水, 温度达到130℃时其结合水则完全失去。生产过程中, 催化剂干燥过程是在沸腾床反应器内进行, 通过热循环氮气将催化剂中的水和少量醋酸带走, 反应器内热循环氮气的实际温度低于130℃, 在该温度下对催化剂进行干燥, 醋酸锌中的结合水失去的只有一部分, 剩下的那部分结合水, 在催化剂活化期将与乙炔反应生成乙醛。
(2) 醋酸过热器出口温度较低, 生成二醋酸亚乙酯, 二醋酸亚乙酯分解生成乙醛
在温度0~300℃范围内, 醋酸蒸汽中同时存在单体和 (CH3COOH) 2二缔合体, 二缔合体离解是一个可逆的吸热反应, 随着温度的升高, 二缔合体的离解度逐渐增大。在150℃时醋酸蒸汽的离解反应最强, 初开车生产时, 反应温度一般在160℃左右, 醋酸过热器温度较低, (CH3COOH) 2二缔合体部分存在, 反应中对二醋酸亚乙酯的生成有利, 二醋酸亚乙酯分解生成乙醛。
(3) 系统中水含量较高造成乙炔与水反应生成乙醛
催化剂在系统中被干燥后, 循环气夹带的少量水蒸气经过冷凝后集聚在混合冷凝塔、醋酸洗涤塔内的填料和塔盘上, 该部分冷凝水无法完全排干净;乙炔、醋酸中较高的水含量被带入合成系统。这些都将导致系统水含量较高造成乙炔与水反应生成乙醛。
3 降低醋酸乙烯产品中乙醛含量的措施
1) 调整催化剂的干燥方法
在不改变催化剂干燥的最高温度条件下, 增加冷凝液中醋酸的含量, 使催化剂干燥的除水速率增大, 降低醋酸乙烯产品中乙醛的含量。
2) 提高醋酸过热器的出口温度和乙炔与醋酸的摩尔比, 减少二醋酸亚乙酯的生成, 进而减少由二醋酸亚乙酯分解生成的乙醛
在生产过程中, 将醋酸过热器的出口温度由160℃左右提高为170℃左右, 提高 (CH3COOH) 2二缔合体的离解率;将乙炔与醋酸的摩尔比由原来的5~8提高为6~9, 降低反应混合气中醋酸的浓度, 降低 (CH3COOH) 2二缔合体的含量, 减少二醋酸亚乙酯的生成, 进而减少二醋酸亚乙酯分解产生的乙醛。
(3) 降低合成系统的水含量, 减少乙炔与水反应产生乙醛
(1) 在乙炔净化过程中, 注意净化装置的出口定时排水, 防止因碱洗塔除沫器效果不佳、碱洗塔循环量太大造成乙炔将水带入系统。
(2) 在醋酸精馏过程中, 防止系统负荷波动和操作不当造成精醋酸中的水含量较高, 引起系统的水含量较高。
(3) 在新催化剂开车生产之前, 用醋酸乙烯粗产品对系统进行完全彻底置换, 带走在干燥催化剂时集聚在系统的水分, 减少开车时系统的水含量。
4 结语
电石干法乙炔法生产醋酸乙烯, 所用原料为乙炔和醋酸, 催化剂是以活性炭为载体的醋酸锌, 在沸腾床反应器中使乙炔与醋酸蒸汽进行气相反应, 生成醋酸乙烯。在醋酸乙烯合成过程中, 由于副反应多, 其产品中杂质种类为乙醛、丙酮、丁烯醛等。通过对电石干法乙炔法生产醋酸乙烯的工艺进行分析和探讨, 发现了醋酸乙烯产品中乙醛含量高主要是系统的水含量较高、醋酸乙烯在酸性条件下分解和低温下醋酸的过量。为此提出了相应的降低醋酸乙烯产品中乙醛含量的措施, 最终降低了醋酸乙烯产品中乙醛含量。
摘要：在电石乙炔法生产醋酸乙烯工艺中, 存在醋酸乙烯 (VAC) 产品中乙醛含量高的问题。针对存在的问题, 分析和探讨了醋酸乙烯产品中乙醛含量高的原因, 提出了相应的降低乙醛含量的解决措施, 降低了醋酸乙烯产品的乙醛含量, 使醋酸乙烯产品的乙醛含量控制在一个较低的水平。
关键词：醋酸乙烯,乙醛含量高,原因分析,解决措施
参考文献
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[3]聂颖.乙炔法合成醋酸乙烯技术研究进展[J].乙醛醋酸化工, 2015, 17 (9) :11-15.
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[5]颜艺倩.合成醋酸乙烯的工艺技术探讨[J].广东科技, 2010, 19 (4) :62-64.