气相法聚乙烯装置反应出料系统配管设计VIP免费

2008,18(3)谢淑芳气相法聚乙烯装置反应出料系统配管设计气相法聚乙烯装置反应出料系统配管设计谢淑芳*中国石化集团宁波工程公司兰州分公司兰州730060摘要介绍气相法聚乙烯装置反应出料系统的工艺流程及其特点,通过对主要管道布置的详细对比分析以及其支架的设置与选择,优化配管设计。关键词聚乙烯装置产品出料系统配管设计目前,世界上聚乙烯(PE)生产方法主要有以下四种:气相法PE工艺,高压PE工艺,溶剂法PE工艺和淤浆法PE工艺。其中,气相流化床法工艺技术占主导地位,其工艺流程简单、灵活、安全、环保、产品范围宽。本文涉及的聚乙烯装置就是采用气相法工艺技术,它包括原料供应与精制、乙烯精制、聚合反应、树脂脱气与排放气回收、树脂添加剂处理、挤压造粒等单元。其中聚合反应单元是装置中的重要组成部分,它又可以细分为:反应回路、催化剂注入和产品出料系统。产品出料系统中涉及到的物料主要有PE粉料树脂,残留的反应循环气等,这些物料都属于易燃易爆介质,系统管线复杂,配管要求严格,本文探讨产品出料系统配管设计及涉及的相关问题。1流程简介反应单元产品出料系统由两套两级出料系统组成,每套系统都包括一个产品罐(PC),一个产品吹出罐(PBT),系统流程简图见图1。当反应器中的料位达到设定高度时,PE粉料及夹杂的气体从反应器中排出,进入两个系统中任何一个PC,当该PC装满后,出料A阀和PC放空返回G阀关闭,这时,气体通过PC平衡管线输送到另外一个PC中,两个PC压力接近平衡,平衡管线上的自动阀关闭,粉料从PC中通过压力降和重力作用进入PBT。通过PBT平衡管线将气体输送到另一个PBT,两个PBT的压力趋于平衡,PBT平衡管线上的自动阀关闭,含有粉料树脂的PBT用回收系统来的辅助图1出料系统流程简图载气将树脂从PBT输送到脱气仓PPB。一旦输送结束,PBT出口阀关闭,系统等待下一次出料。当树脂从PC落到PBT的过程中,一组出料完成,另一个系统就开始产品出料的循环,正常情况下两个出料系统就这样交替循环出料,在某一系统出现故障时,另一系统也可以单独出料。整个出料系统通过逻辑控制各程控阀的打开和关闭动作来完成。2配管设计211物料特性要求该系统PE粉料树脂采用密相输送,粉料在输送过程中,容易残留于管壁或产生粘结成块,所以除了选择合适的气流速度外,要求管内壁光滑以防挂住物料造成堵塞,所有法兰以及特殊件连接时要求其内径与管子内径相同,避免在管内27*谢淑芳:工程师。1997年毕业于西北工业大学高分子材料与工程专业。一直从事石油化工工艺和配管设计工作。联系电话:(0931)7542571;E-mai:lxiesh@fsnec1com。CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2008,18(3)壁出现凸台。212管道布置原则[1](1)管道布置设计应符合相关的标准、规范和规定的要求。(2)满足管道及仪表流程图以及工艺包的要求。(3)满足应力计算要求。(4)安全可靠,经济合理,并满足施工、操作、维修等方面的要求。213主要管线设计21311PC入口管线PC入口管线即A管线从反应器水平出料,然后垂直向下直接进入PC顶部管口。A管线的总长度一般应小于410m,最长不能超过419m,否则产品出料系统的能力就会降低。通常在管线长度受到限制时,我们可以考虑在管线上安装膨胀节来吸收热膨胀,但是在出料系统中,两个系统交替循环出料,当A阀突然打开时,因为高速物流的撞击会有一个反作用力施加到PC上。膨胀节比较脆弱,所以在出料管线上不宜使用膨胀节。通过应力分析,PC采用导向架加阻尼器的方式安装,PBT采用弹簧吊架的方式安装,这样就可以吸收A管线的位移。管线上AA阀是一个异径手动球阀,这一设计是为了消除当阀关闭时在这一空间形成结块的可能性。产品出料手动切断AA阀和自动阀出料A阀紧密偶合,以减少缝隙,防止A阀在关闭时出现树脂的积聚。21312PC放空管线PC放空管线即G管线的水平段长度一般应小于310m,最长不能超过314m。G管线有四种管道布置方式,其对比见表1。表1G管线四种管道布置方式对比表布置方式ABCD管道布置布置特点理想状态布置,管线最短采用大曲率半径,但空间受限制加入/P0型膨胀弯,管线容易堵塞插入两个30b弯头,管线逐级过渡应力不满足好优好工艺要求符合符合不符合符合综合评价不能使用不宜使用严禁使用满足各方面要求从表1对比可以看出,只有方式D满...