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Unipol聚乙烯铬系催化剂产品开发探讨

摘要：铬系催化剂产品在Unvation催化剂历史上应用非常早，主要生产高密度聚乙烯产品，主要包含膜料、中空料、管材料等。受制于国内市场的需求以及国内高密度产品大部分由环管淤浆和釜式淤浆生产，Unipol工艺生产高密度聚乙烯的装置相对较少，仅有齐鲁石化、大庆石化、独山子石化全年长期生产。
关键词：聚乙烯；铬系催化剂；调温水系统
1.K-120催化剂介绍及使用注意事项
（1）K-120催化剂，铝重量百分数指定在1.41-1.71%范围内，K-120催化剂被归为1类易燃固体并且在湿润时一样危险。它可与空气和水反应。这点不同于UCAT-G催化剂。装有K-120催化剂的加料器必须在最终交付维修前排空并且氧化。排空废弃催化剂前氧化过滤器。
（2）K-120催化剂被归为1A类致癌物。对人类致癌的危险。在可能接触催化剂的地方，比如，当打开催化剂加料器时，催化剂排空系统与适当的呼吸保护必须一起使用。
（3）每个钢瓶应当在输送前后进行称重以获得输送到贮存罐的精确重量。每次催化剂输送时，应当记录钢瓶号码，输送数量，贮存罐，日期和时间，催化剂加料器核料位低报的日期和时间。
2.铬系产品生产前的准备工作及特殊要求：
（1）装填铬系树脂种子床以及进行切粒测试。
（2）催化剂加料器的操作对成功试车至关重要。提前对催化剂加料器V-4036和V-4037应当进行检查和清洁，确认两个加料器应当可以投用并且在氮气氛围中长期运转。
（3）催化剂钢瓶传送站和放空系统必须安装并且投用，系统必须彻底清洁并且圆满完成硅运，如果流体是油，溶剂冲洗和/或拆除管线将是必须的。推荐输送一满钢瓶到每个贮存罐并且排到各自的催化剂加料器以对输送线进行清洁。并且确认加料器的料位报警，加料器中的东西应当排放回空钢瓶以对排放线进行清洁。
（4）确认催化剂排空系统正常，以避免接触铬催化剂。
（5）应当确认运行所需的催化剂加料器部件及备件均可以获得。
（6）完成氮氧混合物及乙烯支撑管流量测试。
（7）提前钻通每个催化剂支撑管。
（8）精确的反应器床层料位控制对避免扩大段结块至关重要，确认所有的床层料位仪表在合适的运行状态。用于上部床层密度(4001-34)和颈部密度(4001-38)的隔膜式仪表应当在床层保压倒空时归零，高料位仪表(4001-49)指示0-10%范围。
（9）PDS取样系统吹扫孔板必须重新安装以避免反应器样品中的粉末被分离而人为导致实验室分析流动指数发生偏低的结果。
（10）每个催化剂加料器的耐磨盘、浮动C形板、中心部分密封环、12目筛网将要彻底检查。
（11）有备用催化剂注入管可用，并且已处于备用状态。套管确保伸出支撑管13-16mm。
（12）开车前需要对循环气分析仪进行校准。
（13）开车期间将被使用的原料精制床层完成再生。
3.K-120催化剂主要生产的产品及应用领域介绍：
可生产膜料、中空料以及管材料DGDB-2480等产品，其中DMDA-6147为高密度聚乙烯（HDPE）中空容器料产品，熔体质量流动速率典型值为：10g/10min，密度为：0.948g/cm3，主要用于大零件吹塑，吹塑10-100升的中空容器、装运容器/罐（9-200升）等；DGDB-2480为高密度聚乙烯（HDPE）管材料产品，熔体质量流动速率典型值为：9.0g/10min，密度为：0.945g/cm3。用于制作管材（PE-80）类，大直径管道，气体分配管、水管等；DGDA-6098为高密度聚乙烯（HDPE）吹塑薄膜料，熔体质量流动速率典型值为：12.0g/10min，密度为：0.951g/cm3，主要用于购物袋、多层衬里膜等。
4.铬系产品质量控制
K-120催化剂生产的PE树脂流动指数随颗粒粒径分布变化比UCAT-J的大。为了得到精确并且可以重现的流动指数及密度测量值，获得具有代表性的粒度分布的样品非常重要，同时，用实验室挤出机把样品融成均质。一个从取样罐取得的颗粒样品（2-5kg）将会带到质量控制实验室作为反应器的代表性样本。操作工必须确保每次取的样都是2-5kg的来自样品罐的热树脂。确保样品罐没有堵塞并且回气线是通畅的，必须确保流量孔板已经安装并且在吹扫置换时没有细粉从样品中吹走。
5.样品处理：反应器-基础树脂和在线切粒
（1）操作中将取样罐中的所有树脂放入取样袋-没有PE留在取样罐中。样品上应标出实际取样的日期和时间。
（2）所有来自反应器的样品都应该在实验室通过6-8mm的筛网进行筛分，需要确保这种筛网可得。筛网收集的部分（块料）将会称重并且随同进入筛网的样品重量一起记录。筛网收集的部分将会转移到样品袋并且标上采集日期和时间。然后，样品将会记录在样品记录表并且放入“实验室样品保留包”，待进一步分析用。
（3）整个反应器树脂样品将会通过分流器直到样品大小减小到适合熔成均质（大约750g-1250g）。整个分流出的样品会被熔成均质（大约750g）倒入一个大的塑料容器中并且加入3000ppm的抗氧剂B225（或等价物）。通过封闭容器并且摇动和旋转树脂将抗氧剂B225混入树脂中。
6.物料平衡相关问题
现状：国内现有的Unipol工艺生产完铬系产品都会出现乙烯罐存会上涨现象，同时丁烯-1的罐存也达到了历史最高位，几乎无缓冲余量。
处理措施：（1）切换前需提前研讨罐存及物料平衡的问题；
（2）对生产过程中负荷受限的瓶颈进行攻关；
（3）切换方案继续优化，钛系向铬系切换力争30小时完成。铬系向钛系切换，可考虑停车换床方案等，力争12-14小时完成，期间罐存增加不超500吨；
（4）考虑PP装置的乙丙共聚产品及抗冲产品的可行性，适量的消耗乙烯。
7.装置负荷瓶颈问题
现状：生产铬系产品负荷最高可提至38t/h，影响产量及物料平衡。
措施：（1）可以考虑引入乙烷等措施来适当的提升反应负荷；
（2）生产铬系产品进冷凝操作理论上是可行的，但还需综合考虑装置运行稳定性、操作难度、安全风险等方面的因素。但同时因为进退冷凝，易发生反应结块情况，造成装置停车，进冷凝的可行性需综合全面的去考虑。
（3）调温水系统存在不足，调温水系统的扩能也是一项可考虑的手段之一。

-全文完-