大型聚烯烃装置联合产品后处理单元工艺设计

设计掖术石油化工设计Petrochemical Design2009 ,26(2) 6-8大型聚烯烃装置联合产品后处理单元工艺设计张少平(中国石化工程建设公司,北京100101)摘要:大型石油化工联合装置,将聚烯烃粉粒料产品的后处理工艺进行联合设计，在国内是一次很有意义的尝试，可作为同类装置建设的借鉴。采用一体化的设计原则，可以最大限度地优化工艺设计,减少投资,方便操作和管理,降低运行费用。关键词:大型石化联合装置;聚烯烃粉粒料产品后处理;优化设计大型石油化工联合企业聚烯烃生产装置产品TEG .DEG等)的装桶、贮存设施,以及聚烯烃包装后处理设施( Material Handling Facilie)包括产品产 品人、出库仓贮物流管理系统。聚烯烃产品包的造粒、掺混、均化贮存、包装及相应的输送系统装厂房3350 m2 ,聚烯烃产品仓库57000 m2 ,聚丙和仓贮物流管理系统。国际上大型现代化石油化烯产品室外堆场25500m2;醇类产品装桶间3250工联合装置从造粒单元的下游,一-般都采用一体m2、醇类产品储存仓库8000 m'。该装置于2002化设置和集成管理的工艺方案,其理由如下:年1月完成基础设计,2004年4月完成详细I程设(1)这些工艺装置的后处理设施都可以在市计, 2005年正式投人生产运营。本文仅对聚烯烃场.上从专业的生产商买到,而工艺装置的专利商粒料产品后处理工艺及设计进行论述分析。或承包商- - 般不提供这方面的专有技术(不属于专利技术范围)。1 PMC 聚烯烃产品后处理装置工艺(2)这些设施如掺混、均化.贮存、相应的输送三套聚烯烃装置从造粒单元粒料缓冲料斗的单元、包装设施及仓贮管理系统都有共同的功能产品粒料人口开始,下游至成品包装、码垛机组、和工艺特点。集成设计并由同一承包商独立执行覆膜机组和成垛输出终端的工艺及设施。产品的合同,可以保证系统和设备的统~-性、互换性,可输送、掺混均化、贮存和包装的工艺方案、设备和减少设施的投资和运行管理费用。设施、总体布置、公用工程、建筑物和构筑物等统(3)后处理设施集中建设和管理,不仅可以节- .集成优化,统- -设计原则和设计标准。LLDPE/省建设施工费用,减少占地面积,在装置投产后,HDPE、LDPE和PP三套装置的产品气力输送系统包装和运输及成品仓库物流管理等设施的综合利和产品包装系统分别在工艺流程、仪表配置、控制用率也得以提高。联锁和设备特性采用-体化的设计原则。中海壳牌南海石化PMC项目产品后处理装置是目前国内第--套实施后处理工艺集成的大型收稿日期:2009 -02 - 26。联合装置,也是当前世界上大型石化联合后处理作者简介:张少平,女,吉林省长岭县人,1988年毕业装置之一。装置包括690 Va聚烯烃产品粒料(其中国煤化工机械专业,获工学学中包括:250 Va低密度聚乙烯( LDPE) ;200 V/a线YHCNMHG公司动设备室主任，性低密度聚乙烯/高密度聚乙烯(LDPE/HDPE);高級工程师，曾任中海壳牌南海石化PMC项目产品240 V/a聚丙烯(PP))的掺混、均化、输送、包装、贮后处理装置项目经理,已发表论文1篇。联系电话:存和72.8t/a醇类产品(柔性多元醇、MPG、DPG、010 - 84877495第26卷张少平，大型聚烯烃装置联合产品后处理单元工艺设计1.1 界区范围储存料仓,连续操作,能力为50Vh。(1) PP装置从挤压造粒单元筛分设备后的下(3)三套系统用于PP装置的产品粒料输送:游系统,即从PP产品粒料的缓冲料斗起的输送、PP产品颗粒从PP工艺装置挤压造粒单元的缓冲掺混、贮存、包装码垛工艺及设施;料斗至PP掺混料仓,24 h/d连续操作,能力40 V(2)LLDPE/HDPE装置挤压造粒单元干燥设h;在掺混料仓内掺混为间断操作,能力50 Vh;从备后的下游系统,指从其装置的产品粒料的缓冲掺混料仓至储存料仓为间断操作,能力50Uh。料斗起的输送、掺混、贮存、包装码垛工艺及设施;以上输送系统均采用低速、高浓度气力输送(3)LDPE装置脱气料仓的下游系统有:LDPE工艺，以防止输送过程中高温静电引发的火灾,减成品粒料的输送、贮存.包装码垛工艺及设施;少成品粒料拉丝及碎屑的产生,确保操作安全和(4)界区范围内,上述各系统气力输送的压缩产品质量。加料方式采用与输送方式相适应的高空气站;压旋转供料器,输送单元采用DCS进行操作、监测(5)料仓清洗水设施。和控制,DCS由全厂^统- -设置和管理。1.2 系统组成1.3.2空压站聚烯烃产品后处理系统定义见表1。空压站由四套螺杆空压机组组成,每套空压表1产品后处理系统单元机组包括必要的保护仪表、控制联锁及隔音设施。单元号单元名称备注空压站向LLDPE/HDPE、LDPE和PP后处理装置6450LLDPE/HDPE 粒料处理单元6950LDPE粒料处理单元包括空压机站和的气力输送系统提供气源。7900PP粒料处理单元料仓清洗设施1.3.3产 品掺混0950树脂产品包装单元LLDPE/HDPE和PP装置的掺混料仓集中在1.3设计方案产品后处理装置依据业主“设计基础”的要后处理装置掺混区,其料仓的能力和数量见表2。表2掺混料仓的能力和数量求,树脂产品生产能力分别为: 240 Va PP、200 Va料仓容积/m’__料仓数量 料仓能力/(L. 台少)HDPE/LLDPE、250 t/a LDPE年操作时数8000 h,LLDPE/HDPE5004212PP00三班制操作。树脂产品PP、LLDPE/HDPE粒料从挤压造粒单元送至掺混料仓,进行均化后再送至掺混料仓为多流道设计。颗粒经过内壁重力储存料仓,而LDPE粒料经脱气后被直接送至储存流掺混管后被收集到底部混合室中进行混合,均料仓。PP、PE 粒料的输送均采用低速、高浓度气化结果应达到商品牌号指标要求。正常情况下，力输送工艺,LLDPE/HDPE、LDPE和PP的合格成完成掺混程序的产品粒料不需在掺混料仓外再进品分别送到包装单元进行包装、码垛和成垛进行行外循环处理,但掺混系统工艺流程的设计考虑收缩薄膜复膜处理。了掺混料仓进行外循环的设计方案。每个掺混料1.3.1产 品输送仓设有独立的高料位检测仪。输送空气从掺混料产品粒料输送共由7套气力输送系统组成。仓顶部放空口排至大气。(1)三套系统用于LLDPE/HDPE装置的产品1.3.4产 品储存粒料输送: LLDPE/HDPE产品颗粒从工艺装置挤LLDPE/ HDPE、LDPE、PP成品粒料储存料仓压造粒单元的缓冲料斗至LLDPE/HDPE掺混区集中布置在后处理装置的包装单元。储存料仓按料仓,24 h连续操作,能力为35 Vh。 LLDPE/满足56h储存量的要求进行设计,其能力和数量HDPE产品粒料在掺混料仓内掺混,间断操作,能配置中国煤化工力为50 Vh。成品粒料从掺混料仓至储存料仓,间和数量MYHCNMH(断操作,能力为50 th。H/KL J心1什重里/ 科仓名容积/m’ 料仓数量2001680750(2)一套系统用于LDPE装置的成品粒料输LDPE25017508送:LDPE成品粒料从LDPE工艺装置区脱气仓至P_2401400石油化工设计第26卷1.3.5 产品包装-封口)、批号与标记喷印、重量检验和金属检测、LLDPE/HDPE、LDPE和PP产品粒料采用25自动码垛收缩覆膜及输送等过程。kg/袋小袋包装,并以40袋( 1000 kg)/垛进行托盘主要机组的能力如下:FFS包装机组: 1500码垛,再采用收缩薄膜复膜处理。生产班制:三班袋/h (37.5 /h); 码垛机组:1600袋/h (40垛/制,7 h/班, 3班/天,5天/周。每周工作105 h。h);覆膜机组:50垛/h (50 stacks/h)。包装线的能力见表4。由于包装区劳动力密集,转动设备较多,合表4包装线的能力理设置系统的自动监测和控制、安全联锁和保年产周产包装线能力/ 包装线护设施,减少操作人员与机器的直接接触,最大产品量/kt班制最/1(袋.h"')数量限度保护操作人员的安全性,是本设计考虑的240504015002条线L.DPE/HDPE 2005250重点。LDPE2501.3.6料仓清 洗设施全自动包装码垛生产线由现场PLC控制,可专设的料仓清洗系统和设施.供三套聚烯烃以完成对产品的包装、码垛.覆膜、打印批号等工装置料仓清洗使用。序。生产线的安全系统依照国际标准要求设计。覆膜后的垛盘由叉车运送到储存区。PP产品少.2三套产 品气力输送气源设施配置部分存放在仓库内,大部分在仓库外堆场存放。LLDPE/HDPE、LDPE和PP三套装置的产品PE产品则全部在仓库内存放。气力输送系统由一套压缩空气站统一提供气源。每套包装系统包括FFS包装(制膜袋-装料其机组配置及气源分配流程见图1。2 1.DPE ④LDPEFJ.D/HDPE.PP1LD/HDPE.1L1.D/HIDPE1.D/HDPE._PH③LDPE| (⑤LLD/HDPE.，L PPP---图1气力输 送系统压缩空气站流程示意①压缩空气站;②脱气仓至贮存、包装料仓或淘洗、分离系统;③淘洗.分离系统至贮存、包装料仓;④料仓冲洗后，干燥、吹扫;⑤掺混、均化循环;⑥掺混、均化料仓至淘洗、分离系统;⑦造粒缓冲料仓至掺混均化料仓图中①是压缩空气站的4台螺杆压缩机组，需要12台压缩机组和3套仪表控制和管理系统。分别作为压缩空气站集中供气的气源。压缩空气站分4套系统输出,向各装置相应的输送线供气。3三套聚烯烃装置的产品包装系统的设计其中②.③为1套输出系统;④.⑤为1套输出系.三套装置共设计6条包装、码垛,覆膜生产线统;⑥和⑦各为1套输出系统。若按单套装置的(每中国煤化工套马达控制中心产品气力输送设计.每套装置设置的压缩空气站,(MCIYHCNMHG充。该方案不配备至少必须配置4台机组(其中1台备用)包括相应机、备线。厅未汉计写心」母组生产线之间单元的仪表控制系统。这样, LLDPE/HDPE、LDPE和机组可以互换、兼用外,三种产品的包装线可互为PP三套装置若单独设置和采购气力输送单元,至少(下转第12页)石油化工设计第26卷.和4000 mm) ,而现在的脱Cg工艺只采用了一个塔改造提供理论基础和实际操作必需的工艺条件。(塔径4000 mm),塔顶冷凝器负荷降低了(2)原塔可利用的条件有:塔径4000mm的简29.14%,塔底再沸器负荷则降低了30.95%。体.33 m的内件占位高度、21 m高的填料,实际理表7工艺 条件对比论级数N可达到52级。项目工艺条件_(3)由于塔内汽液负荷的改变,作者在制订技设计值实际值术方案时,更换了新设计的进料分布器和五段液塔顶温度/50~-5555 -60塔顶压力/kPa25体分布器,该方案投资少,施工简单,获得了兰州进料温度/C110)进料压力/kPa3002002)石化的充分肯定。回流比0.5-0.80.3-0.5(4)本方案的能耗有大幅度降低,塔顶冷凝器进料量/(.h")32~5940~50.塔顶C。-C,负荷降低了29.14%,塔底再沸器负荷则降低了量/(.h1)塔顶苯乙烯含量≤05%塔顶奉乙烯含量=0.092%29~3630.95%,降低了能源消耗,经济效益可观。产品指标(w) ,%塔底甲苯含量≤1.0%塔底甲苯含量=1.0%本改造方案已于2008年3月实施完成,并一苯乙烯收率≥95%苯乙烯收率=98%次开车成功,装置运行良好，各项指标均达到设计1)2)进料温度、进料压力为经过减压阀后的数值。要求,实现了兰州石化投资少、施工周期短、满足表8能耗对比分离要求的改造目标,对当前旧装置扩能改造节能耗/( x10°k小.h)能减排具有重要意义。脱C,工艺脱Cq工艺降低值φ2600 mm44000 mm 4000 mm塔顶冷凝器-2. 6546-5. 0040-5.42682. 2318参考文献:塔底再沸器1.60203. 89203. 7938_ 1 7002[1] 李大东主编.加氢处理工艺与工程[ M].北京:中国石化出版社,2004 :940 -942.[2]丁 新三,余淑敏，张德生.裂解汽油加氢装置脱重塔技术改5结论造[J].石油化工,2002.31(3):39 -41.(1)兰州石化提出的裂解汽油加氢装置脱重[3]郝昭,陈久岭.马永利.填料塔在汽油加氢装置脫C塔的塔脱C。工艺改脱Cg工艺的改造方案,经笔者工应用[J].石油化工设计,2007 ,24(2) :30 -32.艺模拟计算核实,在现有条件下脱重塔脱C,工艺[4]刘乃鸿主编 工业塔新型规整填料应用手册[ M].天津:天改造为脱Cg工艺技术上是可行的,可为工业装置津大学出版社,1993:44 -88.00...oo 000000 oo 00000o oo oo< > oo o0o0o0o o< > o < po oo 0o poooc 0ooooor(上接第8页)图2表示:正常操作时,A、B生产线用于备用。中海壳牌南海石化PMC项目三套聚烯烃LLDPE/HDPE产品;C .D生产线用于LDPE产品;装置联合产品包装系统流程及布置见图2。E、F生产线用于PP产品。各组A与B、C与D、E0-+回一一-O-国←F与F生产线之间,在码垛单元和覆膜单元之前，设--一E置旁路通道,用来处理单元机组事故时,保持系统操作运转,兼有备机功能。组与组之间,如B与-国-DC,D与E生产线之间,可设置互通流道,具有备线-2--0- -国-C功能，使所有设备能力得到充分利用。国一←B一A4结语图2产品包装系统流程及布置中国煤化工项目将聚烯烃粒料A、B-LLD/HDPE;C、D- LDPE;E、F- PP;"一”-输送FHCNMHG.采用一体化设计设施;“:"-备用B、C之间和DE之间的流道;原则，敢大限度地优化」L艺相工程设计,减少投“8”码垛前的互换流道;“:”覆膜前的互换流道;资和占地,方便操作和管理,在国内是一- 次很有意1-包装单元;2-码垛单元;3-覆膜单元义的尝试,可作为同类装置建设的借鉴。