聚烯烃装置产品排料阀的特性及长周期运行的对策

科学技术聚烯烃装置产品排料阀的特性及长周期运行的对策中国石化茂名分公司陈星贯摘要】本文通过分析典型的 nivation X烯烃工艺中PPDS系统的阀门按顺序动作即当反应器内的聚合物粉料生成的重要性,剖析PDS间所面临的挑战和适应工艺要求的特点,以及一定的量时,控制系统启动PDS系统排料PD阀按逻辑顺实现装长周期运行的对策。序动作实现产品的排放。当PDS系统中的任何一个阀门动作不【关键词】PD阀;长周期运行到位或故障,该PDS系统将无法正常操作。1、前盲2、PDS阔门面临的挑战随着各种新的工艺技术开发和工艺技术进步聚丙烯和聚由于工艺技术的特点和要求,PDS阀门面临如下挑战:乙烯等聚烯烃装置的单套生产能力越来越大,生产企业之间的l)极高的动作频率和循环次数。阀门由PDS控制系统控制竞争也愈来愈激烈生产装置的长周期运行不仅能降低生产成每年动作次数约50万次,频繁的动作对阀门及所有附件需要极本和提高企业的市场竞争能力更能保证装置的安全和稳定的高的可靠性生产运行。聚丙烯和聚乙烯等聚烯烃装置在大型匚烯石化企业2)大量聚合产品颗粒,对阀门密封面的极度磨损。反应生中属于主体装置,由于其工艺由气相原料反应生产固体聚合物成的粉状颗粒产品在催化剂的活性下颗粒的硬度大且容易自的过程,要实现连续长周期生产的难度也更大,其中影响装置聚高频次的动作对阀的密封而带来极度磨损。带有白聚特性长周期运行的主要因素之就是产品排料系统的排料阀是否可的聚乙烯颗粒,停留在阀内缝隙内会自聚越来越大,影响阀门靠动作而最终可能抱死阀门,同时对气动执行器也带米损害。因国内外大量釆用 UNIVATION工艺的聚烯烃装置,该工艺此,要求阀门在结构上具有自清洁功能,避免卡涩,同时对颗粒将气相聚乙烯(或聚丙烯)在流化床反应器中,在催化剂作用下工况能酎,确保长周期运行下的高性能。反应生成粉状的聚乙烯(或聚丙烯),当粉状的产品在反应器床3)苛刻的密封等级。工艺要求阀丫的密封等级越高越好,层堆积一定量时,自动控制产品排料系统( Products Discharge特别是硬密封的阀门也要求V级密封。System)即PDS系统排料,所以产品排料阀也称PDS阀,一般4)高压差,冲刷严重。PDS阀在排料时,高压差下带颗粒反应系统配带二套PDS系统,见下图产品对阀门的冲刷相当严重。5适应聚合反应的温差变化。特别是生产聚丙烯的装置在紧急事故情况下,丙烯在高压时会形成低温,要求阀适应低温到-45度。6)阀门开关时快速动作。要求6”口径及以下的阀门开关时间在1.5秒内,6”口径以上的阀,开关时间在2.5秒内。这样可以在排料时减少对流化床反应的影响。3、 ARGUS的PDS阀门的技术特点德国 ARGUS是一个专业从事特种耐磨球阀生产的企业它在1980年开始与 UNIVATION工艺开发PDS球阀,目前该L艺上绝大多数装置均采用它的PDs阀门,其卓越的性能和优异的品质,赢得市场和广大用广的认同。其主要的技术特点如下1)特殊球面设计AA和GG阀。AA阀和GG阀尽管是手动阀,只有在PDS系统需要停车检修时才关断它们。在阀关闭时,阀球面与反应器的内壁面完全配合,不存在任何空隙,这样可以避免聚合物自聚赌塞或抱死阀门。当然,它们的密封等级是零泄漏,避免在线检修PDS系统时安全隐患2)全部采用锻造工艺,使阀在高频次动作下有更好的强度。阀体的材料选用LF2,能够使用在极端工况下-45度的工艺要求1#PDS系统和2#PDS系统是对称配置的分别带有3)采用固定球设计。阀球上设计轴耳与轴瓦的精密配合,AA、GG、A、B、CD、E.G、H、J、L、M,P(含P1,P,P3)等使阀门在色频冰动作下右好的稳定性,特殊阀杆设计保证PDS阀,其中PDS阀X和W是两条PDS系统公用的平衡阀。其中杆高中国煤化工保持长期均匀性特殊AA阀和GG阀为手动操作阀,其它阀全部是白动控制的气动的阀村CNMHGA-LL标球阀。新版的 UNIVATION工艺包强制要求A阀、B阀、D阀、X儿土工艺确保阀内腔不留阀和W阀为金属密封阀,其它PDS阀门可以使用软密封阀。任何死区从而导致聚合产品的白聚位于中央控制室的DCs控制系统或独立的PLC系统控制5)阀座采用特有专利设计的燕尾型刮刀式设计使阀在《科技与企业》杂志2011年第7期1科学技术开关时将大量聚合物颗粒清除在外而不带入到密封面内,从而条线生产低密度聚乙烯,一条线生产高密度聚乙烯,二条生产达到自清洁的功能线都采用比德国 ARGUS便宜40%的其它品牌的PDS阀。投产不6)软阀座采用专利技术的 LY TON材料,它是一种改性的到二个月,高密度装置的PDS阀先后出现问题,主要是阀门卡死PEEK材料,具有接近普通金属的硬度,并且耐磨性好,具有自和泄漏,赌塞PDS系统罐和AA,GG阀管道,每次需要装置停车润滑性能,使用寿命长清理。平均每个月装置停车二次,运行一年以来高密度装置的7)金属阀座和阀球的表面硬化处理,采用专利的平均负荷率仅40%,导致装置能耗特别高。为了满足全厂乙烯ARGULOG硬化处理技术,即高温等离子喷涂和热熔处理平衡的需要,生产低密度聚乙烯的生产线儿乎不切换牌号,担技术,使阀座的表面硬度达到68HRC,阀球的表面硬度达到心切换牌号造成PDS阀不适应而影响全厂的乙烯平衡。该PDS63HRC,硬化层厚度达到500mm以上,并且硬化层与基材通阀门的国外厂家,先后多次派专家现场修改结构,包括采用阀过形成的过渡层并有机结合成一体,避免长周期运行中的硬化门加N2反吹(增加装置能耗和成本)和修改阀门结构,依然没层脱层,精密的加工与研磨技术,确保严格的金属密封等级在有解决问题VI级以上。8)采用扇型气缸。扇型的气缸具有输出扭矩大只有一个8长周期运行的对策移动部件、组装方便、结构紧凑、工作寿命长等优点,其动作次随着装置的生产规模增大,且需要频繁切换牌号以适应市数能确保四百万次以上,满足长周期运行的需要。场竞争的需要,因此,对PDS阀门的要求越来越高,新建装置在PDS阀门的选择时需要慎重并做好调研,选用可靠的品牌。4、PDs阔门的技术经济特性如果是早期的工艺装置,PDS阀门采用的是软密封和齿条PDS阀门的可靠性对装置的生产非常重要,不仅关系到装齿杆拮构的气缸,由于装置扩能或采用淤浆催化剂或装置切换置的稳定运行,还直接关系到装置的经济效益。牌号频繁,建议将PDS阀门升级为金属密封,并将气缸升级为以年产30万吨的装置为例,按年运行8000小时计算,平均扇形气缸,以适应长周期生产的需要。产量37.5吨小时,一般一个反应器配置两套PDS系统,任何一充足的备件。由于PDS阀门的重要性,又属千特种阀门条PDS系统的阀门泄漏或故障时需要停该PDS系统检修,此时般供货周期长,在日常生产中,一定要有充足的备件。为了减少装置需要先降负荷,一般操作降量在40%左右,直接造成装置减库存又能满足生产需要,建议每种尺寸的阀体备用一台,每种产量为:375吨/小时*40%,即15吨/小时,同时阀门的检修及类型的气缸备用一个,备用单条PDS线的全部阀门的维修包各PDS产品罐清扫检修平均按24小时计算,产品价格按1万元/吨一套。生产中某个PDS阀门故障,可以先将备用的阀体更换上计算,因某个PDS阀门辙障造成装置直接经济损失:15吨/小时尽快恢复生产,将下线的故障阀用备用的维修包将其维修好并24小时*万元/吨,约360万元,这还未包括装置的能耗损失处于备用状态,同时补充消耗的备件。及阀门备件费和检修费用。把好维修质量关。在PDS阀门的解体维修时,一定要严格要是二条PDS系统中同时各出现一个PDS阀门故障,此时按照厂家的要求维修,提高维修质量。特别注意的是,在阀体与装置需要注入终止剂,装置停产的损失更大,对装置的生产安气缸的装配时,一定要将上阀盖上的对中孔与气缸支架上的对全的威胁也更大中孔严格对中好,这样可大幅提高阀门的性能和寿命。根据上面技术经济特性来评估PDS阀门的价值;PDS阀每做好维修记录。每次PDS阀门的检修,做好记录,保括维修次故障的直接经济损失,已远远超过阀门的自身价值,同时下线日期,维修内容,阀门的状况。对每台PDS阀门的运行状况对装置安稳生产带来重大的影响。做到心中有数。定期现场巡检。定期现场巡检,发现PDS阀门动作时间明5、国内PDs阀门的使用状况显延缓,或动作出现卡涩现象,即提前切换出来更换维修国内早期引进的聚丙烯装置以环管反应工艺为多,该工艺易损附件定期更换。对于易损的附件,如过滤减压器,气控的PDS阀由于动作频次相对不是太高,一般采用相对便宜的先导阀,电磁阀及阀位开关等,每个大修周期定期更换。要注柱塞阀。早期引进的聚乙烯装置以 UNIVATION流化床工艺为意的是附件更换最好用回原来的型号,因为在阀设计时,气路多,特别最近几年,也引进了大型聚丙烯 UNIVATION流化床工各附件的CV值都经过严格的计算。艺装置这些引进工艺装置上基本都采用德国 ARGUS的PDS阀7,PDS阀门的发展趋势门,都能满足连续运行的需要,早期的PDS阀门全部采用的近年市场推出新的聚丙烯和各种聚乙烯工艺技术,其特点LYTON的软阀座气动执行器采用齿条齿杆结构的气缸。后期反应的压力高,装置的生产能力越来越大,PDS阀门的动作频引进的UNIⅤ ATION:流化床工艺及国内开发的流化床工艺装次越来越高。国内某套 LUMMUS工艺聚丙烯装置,采用德国置,装置的规模也越来越大,产品的牌号也越来越多,如聚乙 ARGUS的PDS阀门每年动作的频次达到160万次,由于超高烯装置产品的密度范围从低密度到高密度全系列,特别在采用频*的高速动作,其要求远高于 UNIVATION工艺技术的PDS淤浆催化剂时,催化剂活性更大,反应生成的聚合物颗粒更容阀,特别是阀盖及阀杆的密封圈,都要采用特种耐磨的材料,易产生自聚,即白聚能力更强,颗粒硬度更大,同时由于装置的以避免高速动作对阀盖及杆的磨损,而影响阀门的使用寿命产能大而PDS阀门动作吏頻繁,因此对PDS阀门的要求更加苛对于此类PDS阀门强烈建议在装置大检修期将PDS阀门的软刻。新建的装置大多采用德国 ARGUS的PDS阀门,全部采用金密封进行中国煤化工属密封,同时气动执行器采用扇形气缸,提高配置以满足更长随周期运行的需要。满足工CNMHG跟融发展以适应和1的日常维护和维修随着市场的竞争,PDS阀门的市场竞争越来越激烈,在国及管理也要适应新的技术需要从而为装置安全长周期运行提内某大型石化企业引进了二条 UNIVATION工艺的生产线,一供保驾护航。2《科技与企业》杂志2011年第7期