一、裝置簡介

　　(一)裝置的發(fā)展及類型

　　1．裝置發(fā)展

　　聚丙烯(Polypropylene，縮寫為PIP)是以丙烯為單體聚合而成的聚合物，是通用塑料中的一個重要品種，結(jié)構(gòu)式為：

　　1953年德國Ziegler等采用R3Al—TiCl₄催化體系制得高密度聚乙烯后，曾試圖用R₃Al—TiCl₄為催化劑制取PP，但是只得到了無定形PP，并無工業(yè)使用價值。意大利的Natta教授繼Ziegler之后對丙烯聚合進(jìn)行了深入的研究，于1954年3月用改進(jìn)的齊格勒催化劑紫色TiCl3和烷基鋁成功地將丙烯聚合成為具有高度立體規(guī)整性的聚丙烯。

　　1957年Montecatini公司利用Natta的成果在意大利Ferrara建成了6000t／a的生產(chǎn)裝置，這是世界上第一套PP生產(chǎn)裝置，使PP實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。同年Hercules公司在美國Parlin也建成了9000t／a的生產(chǎn)裝置，這是北美第一套PP生產(chǎn)裝置。到1962年德國、日本、法國等國家也紛紛建廠，相繼實(shí)現(xiàn)了PP的工業(yè)化生產(chǎn)。

　　2．裝置的主要類型

　　50多年來已有二十幾種生產(chǎn)聚丙烯的工藝技術(shù)路線，各種工藝技術(shù)按生產(chǎn)工藝的發(fā)展和年代劃分，可分為第一代工藝，生產(chǎn)過程包括脫灰和脫無規(guī)物，工藝過程復(fù)雜，主要是70年代以前的生產(chǎn)工藝，采用第一代催化劑；70年代開發(fā)的第二代催化劑使生產(chǎn)工藝中取消了脫灰過程，稱為第二代工藝；80年代以后，隨著高活性、高等規(guī)度(HY／HS)載體催化劑的開發(fā)成功和應(yīng)用，生產(chǎn)工藝中取消了脫灰和脫無規(guī)物，稱為第三代工藝；按照聚合類型可分為溶液法、漿液法(也稱溶劑法)、本體法、本體和氣相組合法、氣相法生產(chǎn)工藝。

　　3．氣相法工藝技術(shù)特點(diǎn)

　　近幾年來，我國相繼引進(jìn)的聚丙烯生產(chǎn)裝置均為Himont的Spenpol工藝及三井油化的Hypol工藝，以采用高效載體催化劑、液—?dú)獗倔w聚合方式為主要特征，反應(yīng)器形式分為環(huán)管和立式釜式兩種。隨著聚丙烯生產(chǎn)方式的不斷發(fā)展，越來越多的公司開始涉足氣相法聚丙烯生產(chǎn)路線，實(shí)踐證明了氣相法生產(chǎn)方式占地少、投資省、工藝流程簡單。

　　AMOCO氣相法的聚丙烯生產(chǎn)工藝是目前世界上最先進(jìn)的工藝之一，該工藝具有流程短設(shè)備少、排污少、產(chǎn)品類型覆蓋廣等方面特點(diǎn)，該工藝有如下特點(diǎn)：

　　(1)催化劑活性高

　　氣相法生產(chǎn)工藝中采用的AMOCO專利催化劑CD—CAT，為第四代Z—N催化劑，是一種具有高活性、高選擇性的聚丙烯用催化劑，允許共聚物中共聚單體的準(zhǔn)確接人，采用它生產(chǎn)的聚丙烯具有優(yōu)良的品質(zhì)，能生產(chǎn)出高剛性及高抗沖的聚丙烯品種。該催化劑具有可控制性，能控制生成無規(guī)物量，保持較高的等規(guī)聚丙烯生成。這種高性能的催化劑無需進(jìn)行預(yù)聚合，使工藝和操作簡化，廢物和副產(chǎn)物少，無需脫除，使得整套裝置的投資費(fèi)用、操作費(fèi)用及維修費(fèi)用降低。

　　(2)反應(yīng)器設(shè)計獨(dú)特

　　AMOCO氣相法工藝的關(guān)鍵設(shè)備聚合反應(yīng)器設(shè)計獨(dú)特，采用DCS控制、臥式攪拌床式反應(yīng)器。反應(yīng)器的設(shè)計提供了一種近似于活塞流式的運(yùn)行方式，使反應(yīng)器內(nèi)的催化劑與丙烯接觸機(jī)會更加頻繁，在反應(yīng)器內(nèi)停留時間趨于相同，所獲得的粉料粒度分布窄，一個活塞流式反應(yīng)器相當(dāng)于三個以上全反混式反應(yīng)器，從而大大地縮短了流程。在生產(chǎn)Hp、RCP產(chǎn)品時完全可以僅用一臺反應(yīng)器，在生產(chǎn)ICP時，兩臺反應(yīng)器串聯(lián)操作，則能生產(chǎn)出具有高性能的抗沖產(chǎn)品。

　　(3)產(chǎn)品類型覆蓋廣

　　該種工藝能夠生產(chǎn)出應(yīng)用范圍很廣的產(chǎn)品，其中包括注塑、薄膜、涂覆、吹塑、擠出板材、纖維等各種品種，涉及汽車、家電、食品包裝、醫(yī)療、建筑、水利、交通等各個行業(yè)。

　　由于該工藝的設(shè)計的科學(xué)性，使其產(chǎn)品在許多方面具有優(yōu)越性。與采取一般催化劑及工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品相比，該產(chǎn)品中各種金屬殘留物的含量極低，穩(wěn)定劑用量少，產(chǎn)品顆粒均勻，光潔透明，無氣味。

　　采取高效的CD催化劑及獨(dú)特的反應(yīng)器與工藝流程，使生產(chǎn)出的抗沖共聚物，在較寬的溫度范圍內(nèi)，顯示出了較好的硬度與抗沖性能的平衡。纖維級產(chǎn)品如短絲、長絲、無紡布和撕裂膜等具有高韌性、高強(qiáng)度，固色穩(wěn)定，白度好，并可進(jìn)行熱黏合。薄膜級產(chǎn)品質(zhì)量均一、光澤度高、加工穩(wěn)定性好。

　　(4)牌號切換迅速、過渡料少

　　這種活塞流式反應(yīng)器形式有助于提高產(chǎn)品性能，減少過渡時間。與傳統(tǒng)的攪拌釜、環(huán)管反應(yīng)器或流化床反應(yīng)釜相比，牌號切換快速、簡便、產(chǎn)生最少的等外品。

　　(5)操作安全

　　由于液態(tài)烴存在量相對較少，比起其他的工藝，Amoco氣相法工藝流程有其內(nèi)在的安全性，由于無任何液態(tài)物質(zhì)向環(huán)境中排放，所以該工藝對環(huán)境無污染，而各種氣相物質(zhì)均排放至火炬。

　　(6)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定

　　由于采用先進(jìn)的DCS控制系統(tǒng)及產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)化控制系統(tǒng)，整個工藝過程控制穩(wěn)定，許多影響產(chǎn)品質(zhì)量的指標(biāo)可以通過在線分析直接反饋出來，從開車到現(xiàn)在可以看出，該裝置各項(xiàng)工藝指標(biāo)控制穩(wěn)定，產(chǎn)品性能均一，各項(xiàng)指標(biāo)波動小。

　　(二)裝置單元組成與工藝流程

　　1．組成單元

　　氣相法聚丙烯裝置由催化劑進(jìn)料單元、第一聚合反應(yīng)單元、反應(yīng)器粉料輸送單元、第二聚合反應(yīng)單元、粉料脫活及干燥單元、丙烯回收單元、擠壓造粒單元、粒料摻合及儲存單元、原料精制單元、公用工程單元等10個單元構(gòu)成。各單元作用分別介紹如下：

　　(1)催化劑進(jìn)料單元

　　主催化劑、三乙基鋁和改性劑以一定的比例加入到第一聚合單元，進(jìn)行聚合反應(yīng)，同時進(jìn)行改性劑的稀釋，礦物油的進(jìn)料以及廢催化劑的中和。

　　(2)第一聚合反應(yīng)單元

　　臥式攪拌床反應(yīng)器在一定的溫度和壓力下，以丙烯為主要原料，以氫氣為相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，在催化劑體系的作用下，經(jīng)氣相反應(yīng)聚合生成聚丙烯粉料。

　　(3)反應(yīng)器粉料輸送單元

　　兩套氣鎖系統(tǒng)把第一反應(yīng)器產(chǎn)生的粉料輸送到第二反應(yīng)器，并將夾帶的氣體分離后返回第一聚合反應(yīng)單元，同時還能隔離兩個反應(yīng)器系統(tǒng)之間的循環(huán)氣物流。

　　(4)第二聚合反應(yīng)單元

　　 其設(shè)置及控制方法基本與第一聚合反應(yīng)單元相同，目的是提高催化劑的利用效率，同時利用第二聚合反應(yīng)單元與第一聚合反應(yīng)單元的串聯(lián)特點(diǎn)，加入乙烯，生產(chǎn)抗沖共聚物。

　　(5)粉料脫活和干燥單元

　　粉料中的氣體與粉料分離，將粉料中的殘余催化劑水解脫除活性，同時帶走揮發(fā)組分。并將脫活及干燥后的聚丙烯粉料輸送到造粒單元。

　　 (6)丙烯回收系統(tǒng)單元

　　尾氣中的氮?dú)馀c丙烯氣等的混合氣通過選擇性高分子膜進(jìn)行分離，氮?dú)饪梢曰厥赵俣扔糜诜哿系拿摶钆c干燥，丙烯氣體則回收到裂解裝置再利用。

　　(7)擠壓造粒單元

　　干燥后的聚丙烯粉料中加入穩(wěn)定劑等各種添加劑，以改善產(chǎn)品的物化性能，并由混煉機(jī)加工成合格形狀粒料。

　　(8)粒料摻合和儲存單元

　　將粒料送至摻合料倉，進(jìn)行粒料的摻合，改善每批產(chǎn)品物性的均勻程度，并將摻合合格的粒料輸送到包裝車間料倉。

　　(9)原料精制單元

　　原料丙烯進(jìn)行脫硫、脫砷、脫氧和脫水處理后輸送至各個用戶，同時，提供聚合反應(yīng)抑制劑和原料丙烯。

　　(10)公用工程單元

　　蒸汽、氮?dú)狻x表風(fēng)、工廠風(fēng)、鹽水、循環(huán)水、工藝水的引入，蒸汽冷凝液進(jìn)行回收處理，進(jìn)行火炬氣的收集與排放。

　　2．工藝流程

　　本裝置包括兩個臥式攪拌床氣相反應(yīng)器，三種催化劑加入第一反應(yīng)器，經(jīng)過精制的丙烯加入兩個反應(yīng)器，乙烯和氫氣根據(jù)牌號不同加入第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器。氣鎖系統(tǒng)用于在兩反應(yīng)器之間傳送粉料和隔離反應(yīng)器以避免循環(huán)氣的相互串流。聚合反應(yīng)之后，粉料在袋濾器中與氣體分離，在脫氣倉中脫活和干燥，然后進(jìn)入混煉機(jī)／齒輪泵系統(tǒng)，加入穩(wěn)定劑，進(jìn)行混煉和造粒。成型的粒料被送去摻合，進(jìn)行均化處理，然后送至儲罐，準(zhǔn)備包裝。

　　裝置流程如圖5—4所示。

　　(二)化字反應(yīng)過程

　　1．結(jié)構(gòu)與性能

　　由于聚丙烯主鏈上含有不對稱碳原子，造成其叔碳上的甲基在空間有不同的排列方式，因而存在三種不同立體結(jié)構(gòu)的PP，即等規(guī)、間規(guī)和無規(guī)結(jié)構(gòu)，如圖5—5所示。

圖5—5聚丙烯的不同構(gòu)型

(a)等規(guī)物；(L)間規(guī)物；(c)無規(guī)物

　　主鏈上的甲基全部排列在分子鏈一側(cè)的為等規(guī)PP(1PP)(如圖5—5a)；如甲基在主鏈兩側(cè)交替排列，則為間規(guī)PP(SPP)(如圖5—5b)；如甲基不規(guī)則地排列于鏈的兩側(cè)，則稱為無規(guī)PP(APP)(如圖5—5c)。等規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯是能夠結(jié)晶的，而無規(guī)聚丙烯為非晶材料。目前工業(yè)生產(chǎn)的PP大多為等規(guī)聚丙烯，以等規(guī)結(jié)構(gòu)為主，同時也含有立構(gòu)嵌段物(有規(guī)和無規(guī)鏈段)及少量的無規(guī)物和間規(guī)物。具體的組成結(jié)構(gòu)與所使用的催化劑和聚合反應(yīng)條件有關(guān)。

　　2．聚合反應(yīng)機(jī)理

　　使用第四代AmocoCD催化劑體系進(jìn)行的丙烯聚合反應(yīng)，可以用下面四個基本反應(yīng)步驟來敘述：

　　(1)活化反應(yīng)：助催化劑與TICl₄作為載體催化劑的表面上反應(yīng)，將鈦的化合價從十4還原到+3，形成以Ti為活性中心的TEAL—TiCl₄絡(luò)合物；

　　(2)鏈引發(fā)：一個丙烯分子在活性中心自行插入，形成聚丙烯鏈；

　　(3)鏈增長：丙烯分子在活性中心依次插人，聚合鏈從催化劑顆粒表面向外增長；

　　(4)鏈終止：一個氫分子在中心自行插入，在鏈的末端形成一個甲基，使鏈終止。

　　3．反應(yīng)動力學(xué)

　　使用AmocoCD催化劑和DIBDMS外部改性劑的丙烯均聚反應(yīng)動力學(xué)模型如下所述，模型建立基礎(chǔ)如下：

　　(1)所有催化劑顆粒在反應(yīng)器中的停留時間相同；

　　(2)反應(yīng)器與增加的聚合物顆粒等溫；

　　(3)不存在傳質(zhì)阻力。

　　在這些條件下(只能在實(shí)驗(yàn)室中達(dá)到)實(shí)現(xiàn)聚合反應(yīng)后，首先發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率與丙烯單體摩爾濃度的一次方成正比，即

　　(四)催化劑組分

　　氣相法聚丙烯工藝采用的AmocoCD高效催化劑(HAC)體系由下述組分組成：

　　1．主催化劑：AmocoCD催化劑

　　2．助催化劑：三乙基鋁(TEAL)

　　3．改性劑：二異丁基二甲氧基硅烷(DIBDMS)或二異丙基二甲氧基硅烷(DIPDMS)

　　AmocoCD催化劑包括TiCl₄和載于MgCl₂，之上的二正丁基酞酸酯(DNBP)，DNBP作為一種內(nèi)部立體定向控制改性劑加入催化劑。

　　三乙基鋁(TEAL)作為助催化劑使用，在沒有TEAL的情況下聚合反應(yīng)將不能發(fā)生。除了作為助催化劑，TEAL還起到凈化劑的作用，對于單體、礦物油和所有其他原料，TEAL還用于脫除其中痕量的催化劑抑制劑。

　　DIBDMS和DIPDMS是作為外部改性劑使用，其能夠?yàn)榇呋瘎╊w粒中的內(nèi)部改性劑提供附加的立體定向控制，在沒有DIBDMS或DIPDMS的情況下，聚合反應(yīng)將生成過量的無規(guī)組分，硅烷的另一個有利作用是抑制催化劑的衰減，使反應(yīng)可以持續(xù)更長的時間。

　　在生產(chǎn)均聚物(Hp)和無規(guī)共聚物(RCP)時使用的外部改性劑是DIBDMS，生產(chǎn)抗沖共聚物(1CP)時使用的外部改性劑是DIPDMS，DIPDMS能生成具有較高韌性的抗沖共聚材料，而且是在最終產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)所要求的韌性和抗沖擊性能平衡所必要的。

　　(五)原料及產(chǎn)品性質(zhì)

　　1．聚丙烯裝置原料

　　本節(jié)列舉了氣相法聚丙烯裝置所用原料規(guī)格和性質(zhì)，原料規(guī)格和性能如表5—17所示：

 

　　2．原料和產(chǎn)品的危險性

　　(1）丙烯

　　丙烯是一種簡單的窒息劑和麻醉劑。它是一種較溫和的麻醉劑。較高濃度的丙烯含量對生理上會產(chǎn)生影響，表現(xiàn)出來的征兆是麻木和心跳沒規(guī)率。如果空氣中氧含量少，丙烯濃度較高，將導(dǎo)致生命危險，除此之外，丙烯沒有特別大的毒性。丙烯的危害性主要是指它的極易燃性，丙烯應(yīng)遠(yuǎn)離熱源及火源，不能用火焰法去檢測易燃?xì)獾男孤瑧?yīng)用皂泡法。易打火的電機(jī)或沒有防爆罩的設(shè)備不應(yīng)用在丙烯系統(tǒng)，或是在這些區(qū)域范圍內(nèi)不應(yīng)有丙烯氣。如果因丙烯著火，在撲滅火焰之前，為防止丙烯氣累積，必須切斷丙烯源，一旦切斷丙烯源，則可采用常規(guī)的方法來撲滅殘火。經(jīng)壓縮的丙烯液體也有極大的危害性，液體丙烯將會迅速閃蒸，同時使溫度降低，接觸到皮膚組織后就會使人凍傷，處理液體丙烯時，要帶上面罩和手套。

　　(2)乙烯

　　乙烯也是可使人窒息的一類物料，若空氣中乙烯濃度高、氧含量低，則可造成致命危害，除此之外，乙烯沒有特別大的毒性。乙烯的危害性主要是指它的極易燃性，乙烯應(yīng)遠(yuǎn)離熱源及火源，不要能用火焰法測量可燃?xì)怏w泄漏量，應(yīng)采用皂泡法。易打火花的電機(jī)或沒有防爆罩的設(shè)備不應(yīng)用在乙烯介質(zhì)上或是在這些區(qū)域內(nèi)不應(yīng)有乙烯氣。如果因乙烯著火，在撲滅火焰之前，為防止乙烯氣累積，必須切斷丙烯源。一旦切斷乙烯源，則可采用常規(guī)的方法來撲滅殘火。經(jīng)壓縮的液體乙烯也有很大危害性。液體乙烯將迅速閃蒸，同時使溫度降低，和皮膚組織接觸后會引起凍傷。因此，和液體乙烯接觸的時要戴面罩和手套作為保護(hù)，含有液態(tài)乙烯的管線溫度也會降到很低，接觸時很危險。

　　(3)AMOCOCD催化劑

　　CD催化劑暴露大氣中時(如，濺出來)，其中的TiCl₄將會與空氣中的水氣反應(yīng)，產(chǎn)生HCl。用水去沖洗地面將會分解TiCl₄且同時帶走HCl，不會引起任何劇烈反應(yīng)。如果催化劑接觸到皮膚，將會產(chǎn)生刺激；同時，它也會和皮膚中的水分反應(yīng)生成HCl，引起灼傷。人掛觸催化劑時也應(yīng)戴上面罩和手套作為防護(hù)，處理HCl時也應(yīng)如此。在催化劑卸料區(qū)應(yīng)配備安全噴淋裝置和面罩。由于催化劑易與氧、水和CO反應(yīng)，CD催化劑聚合后的活性明顯降低因此，在催化劑儲存和卸料時，必須在純氮保護(hù)下進(jìn)行。

　　(4)氫氣

　　氫氣是一種五色無味無毒的氣體，但如果空氣中氫氣含量增加也會引起窒息。它有一個較寬的可燃范圍，用較少的能量就能點(diǎn)燃經(jīng)過特別處理的氫氣—空氣混和物。點(diǎn)燃?xì)錃狻諝饣旌臀飼r，就會產(chǎn)生爆鳴和一種干凈、幾乎看不見的火焰。如果因氫氣著火，在撲滅之前，為防止氫氣累積，必須切斷氫氣源，一旦氫源被切斷，可采用常規(guī)的方法，如水，干粉來撲滅殘火。液態(tài)也可迅速閃蒸，同時使溫度降低，將會產(chǎn)生類似于和人體組織接觸時產(chǎn)生凍傷的效果。

　　(5)三乙基鋁(TEAL)

　　TEAL是清凈、無色的液體。TEAL屬易燃物料，含量在12％(質(zhì)量)以上時，處理不當(dāng)將是非常危險的。TEAL與氧、水及醇和酸這類含有活性氫組分的物質(zhì)接觸時將會產(chǎn)生劇烈反應(yīng)。如果將TEAL稀釋，反應(yīng)的劇烈程度就會降低。但TEAL含量在12％(質(zhì)量)以下時，被認(rèn)為是不易著火物料，但仍是屬易燃易反應(yīng)的物質(zhì)。TEAL與水和空氣反應(yīng)生成乙烷或乙醇這類易燃物質(zhì)。

　　當(dāng)和人體組織接觸時，TEAL會迅速與人體中水分反應(yīng)引起灼傷，當(dāng)處理或連接貯罐時應(yīng)采取特殊的保護(hù)措施。

　　TEAL著火時，最有效的滅火方法是使用干粉滅火器，也可以用蛭石、沙土或二氧化碳滅火，火滅之后要進(jìn)行檢查確認(rèn)，因?yàn)橛锌赡苤厝肌１苊馕霃腡EAL罐排的汽化物，也不要接觸液體，否則會造成灼傷。濺出的物質(zhì)不要用高壓水沖洗，如果必須用水處理TEAL時，要特別注意，將沖洗水排至污水池中進(jìn)一步處理。

　　(6)二異丁基二甲氧基硅烷(DIBDMS)及二異丙基二甲氧基硅烷(DIPDMS)

　　DIBDMS及DIPDMS是一種清凈的、易燃液體，如果有物料濺出，應(yīng)立即切斷著火源。DIBDMS和DIPDMS是穩(wěn)定化合物，但和水或氧化物會發(fā)生反應(yīng)。硅烷與水反應(yīng)生成甲醇，因此，如果有濺出物時，不應(yīng)用水處理，取而代之的方法是用沙子、石灰和蛭石覆蓋和吸收。遇到著火，伴隨生成帶有刺激性、毒性的氣體副產(chǎn)物，所以應(yīng)采取適宜的保護(hù)措施。DIBDMS和DIPDMS對人體和眼睛有刺激性，任何可接觸的區(qū)域都應(yīng)配有沖洗水，吸人一定量后將引起頭痛和頭暈。

　　(7)聚丙烯粉料和粒料

　　在輸送過程中聚丙烯粉料爆炸和著火原因通常是聚合物細(xì)粉或氣體濃度值遠(yuǎn)高于規(guī)定燃燒范圍。在造粒過程和粒料輸送過程產(chǎn)生的聚合物細(xì)粉和規(guī)格相同的聚丙烯粉料類似，具有易爆的物性。聚合物細(xì)粉最低的爆炸濃度是0．1％-0．2％(質(zhì)量)。氣相法工藝生產(chǎn)的粉料是很粗的，它產(chǎn)生爆炸和著火的可能性就低一些。殘留在聚合物粉料中的易揮發(fā)組分是單體乙烯和丙烯。在93℃下，空氣中丙烯的最低爆炸濃度是2．4％(質(zhì)量)。在密閉容器中聚丙烯粉料或粒子丙烯含量超過0．002％(質(zhì)量)時就可以引起燃燒。從脫氣倉中出來的粉料中丙烯含量低于0．1％(質(zhì)量)；經(jīng)過擠壓造粒系統(tǒng)的高溫處理后，殘留的丙烯含量將顯著降低，不致于引起操作危險。

　　靜電是聚丙烯料倉著火或爆炸最可能引發(fā)的原因，有效的靜電接地方法可降低靜電的影響，向系統(tǒng)中加一些蒸汽增加相對濕度來減少靜電。然而，在輸送和儲存系統(tǒng)中采取這些方法防止靜電的產(chǎn)生并不是絕對有效的，因此，需要使用惰性氣體輸送粉塵類物質(zhì)。同時，隋牲氣體還可以有效的防止聚丙烯粉料降解。當(dāng)初次開車時輸送種子粉料時，氮?dú)庾鳛檩d氣。如果是人工裝填粉料，應(yīng)使用非金屬的容器。凡是這種情況，反應(yīng)器都應(yīng)預(yù)先置換。聚丙烯粉料在容器中通過時，將會產(chǎn)生一些聚合物細(xì)粉。如果必須進(jìn)入容器中操作，無論是身體全部進(jìn)入還是半身進(jìn)人，都需要帶防塵面罩以防吸入細(xì)粉。進(jìn)一步來說，在容器壁上任何殘留的催化劑都可能對皮膚產(chǎn)生刺激，經(jīng)過對聚合物的脫活處理，危險性明顯降低。

　　(六)裝置三廢

　　由于高效載體催化劑的采用氣相法工藝的開發(fā)應(yīng)用，氣相法聚丙烯裝置成為非常環(huán)保的裝置。由于在單體中聚合，并且未反應(yīng)的丙烯循環(huán)回反應(yīng)，使裝置內(nèi)的烴類泄漏點(diǎn)大大減少，由于閥門和法蘭制造標(biāo)準(zhǔn)的提高，使得向空氣中泄漏的揮發(fā)性有機(jī)物量大大減少。催化．劑不需從產(chǎn)品脫除，也不用去除無規(guī)物，這極大地減少了三廢的排放。氣相法工藝的聚丙烯裝置工藝產(chǎn)生的三廢量已很少，聚丙烯裝置成為非常清潔環(huán)保的石油化工裝置，而操作水平、設(shè)備運(yùn)行可靠性及原料質(zhì)量成為影響三廢產(chǎn)生的主要因素，裝置的三廢主要如下：

　　1．廢固體

　　廢固體主要有精制用廢吸附劑和廢樹脂兩種。

　　廢精制吸附劑包括脫硫劑、脫砷劑、脫氧劑以及脫水用3A分子篩等，其種類和量取決于原料規(guī)格和催化劑水平，如界區(qū)原料為合格的聚合級原料則無須設(shè)立精制工段。廢催化劑一般埋收處理或回收處理。

　　廢樹脂的產(chǎn)生源于造粒水平與操作水平。主要由于造粒機(jī)開車及運(yùn)轉(zhuǎn)不正常時產(chǎn)生的不合格PP樹脂，一般作為副產(chǎn)品出售。

　　2．廢液

　　廢液主要有以下幾種：催化劑單元產(chǎn)生的廢催化劑，需用氫氧化鈉溶液加以中和，形成：廢催化劑液體，一般送出裝置進(jìn)行處理；還有一種廢液是夾帶污油(機(jī)械用潤滑油、密封油等)的地面污水(沖洗水或雨水)，含油量取決于油的泄漏情況，這些泄漏的油一般要在裝置采取措施收集起來，送污水場處理。

　　3．廢氣

　　聚合單元進(jìn)行檢修開停車過程以及日常的設(shè)備維修，進(jìn)行的可燃?xì)庵脫Q的排放是廢氣的主要來源，因誤操作，外來因素等導(dǎo)致的安全閥起跳或設(shè)備緊急排放，也是造成廢氣的來源之一。

　　氣相法聚丙烯工藝，由于采用蒸氣失活殘余催化劑和熱氮?dú)飧稍锾幚砭酆衔铮摎鈧}排出的含烴類氣體和氮?dú)狻⒄魵獾幕旌蠚猓话闼突鹁鏌簟Ｒ灿胁捎媚し蛛x的方法回收其中的丙烯，但是丙烯的純度較低，丙烯的利用比較困難。

　　二、重點(diǎn)部位及設(shè)備

　　(一)重點(diǎn)部位

　　從裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)和安全角度考慮，聚丙烯裝置共有液體丙烯儲罐、第一反應(yīng)器頂部分離器、第二反應(yīng)器頂部分離器、第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器等五個危險部位。其中液體丙烯儲罐儲存來自界區(qū)的液體丙烯、第一反應(yīng)器頂部分離器、第二反應(yīng)器頂部分離器分別儲存兩個反應(yīng)器的原料丙烯和循環(huán)丙烯，這三個儲罐如果發(fā)生泄漏或者火災(zāi)，將產(chǎn)生巨大危害。在第一反應(yīng)器、第二反應(yīng)器中存在大量粉料和氣相丙烯，反應(yīng)器是在高壓條件下操作，聚合反應(yīng)是劇烈的放熱反應(yīng)，一旦反應(yīng)器失控，會發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。

　　(二)重點(diǎn)設(shè)備

　　氣相法聚丙烯裝置重點(diǎn)設(shè)備主要為循環(huán)氣壓縮機(jī)、丙烯加料泵、急冷液加料泵、沉降器頂部壓縮機(jī)、尾氣壓縮機(jī)、粉料輸送風(fēng)機(jī)、擠壓造粒機(jī)組、粒料輸送壓縮機(jī)等設(shè)備。除此之外，還有一些重要閥門如：兩反應(yīng)器的溫度控制調(diào)節(jié)閥、壓力控制調(diào)節(jié)閥、氣鎖器系統(tǒng)的閥門、粉料出料線上的閥門、粉料輸送旋轉(zhuǎn)加料閥、粒料輸送旋轉(zhuǎn)加料閥等，一旦這些設(shè)備和閥門出現(xiàn)故障，會引起裝置生產(chǎn)波動或者減產(chǎn)停產(chǎn)，處理不當(dāng)會引起惡性事故的發(fā)生。

　　1．循環(huán)氣壓縮機(jī)

　　氣相法聚丙烯裝置在兩個反應(yīng)器都有循環(huán)氣壓縮機(jī)，循環(huán)氣通過位于反應(yīng)器底部的8個循環(huán)氣噴嘴向反應(yīng)器通人循環(huán)氣，來保持反應(yīng)器床層的懸浮程度，循環(huán)氣壓縮機(jī)出現(xiàn)故障停止，反應(yīng)器失去循環(huán)氣，只能短時間維持生產(chǎn)，必須立即啟動備臺，如果備臺不能啟動，裝置只能進(jìn)行停工處理。

　　2．丙烯加料泵

　　來自界區(qū)的液體丙烯儲存在丙烯儲罐中，利用丙烯加料泵將丙烯儲罐的丙烯增壓后輸送至所有丙烯用戶，丙烯用戶包括兩反應(yīng)器的原料丙烯、設(shè)備的沖洗丙烯、催化劑系統(tǒng)沖洗丙烯以及氣相丙烯儲罐的原料，急冷液泵故障停止后，由于丙烯儲罐的壓力達(dá)不到各丙烯用戶的壓力，所有的丙烯用戶失去丙烯供應(yīng)，將會造成反應(yīng)原料丙烯無法供應(yīng)，催化劑噴嘴堵塞、設(shè)備失去丙烯沖洗、壓縮機(jī)失去氣相丙烯沖洗，粉料輸送系統(tǒng)無法運(yùn)行等一系列問題。

　　3，急冷液泵

　　兩個反應(yīng)器通過加入液體丙烯汽化帶走熱量從而達(dá)到控制反應(yīng)器的溫度。急冷液通過12個注入口噴灑在粉料床層上，急冷液加入反應(yīng)器后，汽化帶走聚合反應(yīng)放出的反應(yīng)熱。急冷液通過急冷液泵輸送至反應(yīng)器進(jìn)行溫度控制，如果反應(yīng)器溫度過低會造成冷凝液增多，影響粉料的混合均勻性和流動性。反應(yīng)器溫度過高又會引起聚合物熔融，堵塞反應(yīng)器出口管線，從而使反應(yīng)器停車。因此急冷液泵是聚合單元的重要設(shè)備，一旦急冷液泵故障，反應(yīng)器失去撤熱，溫度會迅速上升，需要立即中止反應(yīng)。

　　4．沉降器頂部壓縮機(jī)／尾氣壓縮機(jī)

　　氣鎖器系統(tǒng)出料后粉料夾帶大量氣相丙烯，這些氣相丙烯通過沉降器頂部壓縮機(jī)壓縮后冷凝回收利用，此壓縮機(jī)設(shè)計單臺操作，如果發(fā)生故障，氣鎖器系統(tǒng)無法運(yùn)行，第二反應(yīng)器進(jìn)行停車，單反應(yīng)器維持生產(chǎn)。尾氣壓縮機(jī)將第二反應(yīng)器出料過程中粉料夾帶的氣相丙烯壓縮后冷凝回收，如果發(fā)生故障，整個聚合單元必須全線停車。

　　5，粉料輸送風(fēng)機(jī)

　　聚合單元生產(chǎn)的粉料，經(jīng)過氮?dú)夂驼羝旌蠚怏w脫除剩余活性后，經(jīng)過粉料輸送壓縮機(jī)由脫氣倉輸送至擠壓造粒單元，粉料輸送風(fēng)機(jī)發(fā)生故障后，聚合單元生產(chǎn)的粉料無法輸送至造粒單元，擠壓造粒單元只能停車待料，聚合單元粉料脫氣倉可以維持三個小時的粉料緩沖量，如果長時間不能恢復(fù)，聚合單元必須停車。

　　6．?dāng)D壓造粒機(jī)組

　　擠壓造粒機(jī)組把聚合單元經(jīng)過脫氣脫活、脫揮發(fā)分處理的粉料加入助劑進(jìn)行穩(wěn)定，然后熔融、過濾，造成粒料。擠壓造粒機(jī)組主要由混煉機(jī)、齒輪泵、切粒機(jī)、震動篩、干燥器和輔助系統(tǒng)構(gòu)成，聚丙烯粉料和助劑在混煉機(jī)中充分混煉、熔融和均化，熔融聚丙烯經(jīng)齒輪泵增壓，熔融聚丙烯經(jīng)過切粒機(jī)進(jìn)入切粒室，旋轉(zhuǎn)的切刀將聚丙烯切成小顆粒。聚丙烯顆粒經(jīng)過脫水、干燥、篩分后輸送至包裝單元，擠壓造粒機(jī)組是聚丙烯裝置的最后一道工序，也是最重要的工序之一，如果擠壓造粒機(jī)組發(fā)生故障，無法生產(chǎn)聚丙烯粒料，只能生產(chǎn)聚丙烯粉料。

　　7．重要閥門

　　氣相法聚丙烯裝置自動化程度非常高，裝置大量使用調(diào)節(jié)閥和電磁閥，這些閥門工作狀態(tài)對生產(chǎn)的影響非常大，溫度、壓力調(diào)節(jié)閥直接決定生產(chǎn)的平穩(wěn)控制；每個氣鎖器系統(tǒng)由十幾個電磁閥組成，通過程序控制電磁閥來完成粉料的輸送，其中的部分閥門發(fā)生故障后，輸送系統(tǒng)無法運(yùn)行；出料管線上的電磁閥發(fā)生故障后，粉料無法從反應(yīng)器排出；粉料輸送旋轉(zhuǎn)閥和粒料輸送旋轉(zhuǎn)閥發(fā)生故障后，分別會造成聚合單元和造粒單元的停車。