[发明专利]无扰动进退诱导冷凝操作的气相流化床聚乙烯冷凝态工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种无扰动进退诱导冷凝操作的气相流化床聚乙烯冷凝态工艺。

背景技术

气相流化床聚合工艺因其设备和流程简单、能耗低、灵活性高和环保相容性好等优点而在聚乙烯生产中被广泛应用。但是，由于需要通过循环气流的冷却为流化床反应器撤热，流化床反应器的聚乙烯产量受到流化气速的限制，无法大幅度提高装置产量。20世纪80年代初国外发明了“气相流化床聚乙烯冷凝模式操作”(简称为“诱导冷凝操作”)，例如UCC气相流化床工艺。诱导冷凝操作是在原本只有气相的反应循环中加入了不参与反应的易冷凝介质，冷凝介质在反应工况下在流化床反应器中受热蒸发而强化了聚合反应热的撤出，减少反应器内的热量积聚，并使流化床反应器的时空收率成倍提高，例如，在冷凝液含量占循环气组分的10%（wt）时，UCC流化床工艺的聚烯烃装置产量将能够提高约40%。

但是，冷凝介质形成气液相过程中有一个临界点，在这临界点时循环气出现的液态冷凝介质的量不稳定，若出现液相介质，撤热效果将大大增强，若液相介质消失，撤热效果将突然降低，因此在干气操作模式和诱导冷凝操作模式切换中，在循环气产生液态相变或者液态消失时，导致反应器内会出现大幅度的参数波动，容易产生反应器温度波动幅度大，温度波动幅度在设定值±3℃；流化状态改变剧烈，表现在临界状态由于循环气冷却器出口的循环气冷凝组分含量改变大造成循环气冷却器前后压差和分布板压差波动以及循环气流量波动；反应分布板堵塞和扩大段结块、循环气冷却器堵塞等问题，操作风险大大提高，且对装置平稳生产带来很大的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无扰动进退诱导冷凝操作的气相流化床聚乙烯冷凝态工艺，该工艺可避免在进退冷凝操作过程中出现反应温度波动幅度大、流化状态改变剧烈、反应分布板和扩大段结块、循环气冷却器堵塞等问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种无扰动进退诱导冷凝操作的气相流化床聚乙烯冷凝态工艺，气相流化床烯烃聚合装置的流化床反应器上部的扩大段上设气体循环管路，该气体循环管路依次连接压缩机和循环气冷却器后接入流化床反应器底部，所述气体循环管路的压缩机下游设置一与循环气冷却器并联的旁通管线，所述旁通管线上设流量调节阀A，所述循环气冷却器在下游设流量调节阀B，该流量调节阀B位于旁通管线与循环气冷却器下游的循环管路连接处的上游，气相流化床聚乙烯工艺中，在由干气操作模式开始进入诱导冷凝操作模式时，往反应器内持续注入冷凝剂，同时提高反应负荷，待循环气中冷凝剂含量达到3~4.5wt%后，调节两个流量调节阀的开度，气体循环管路中的循环气分为两部分分别流经旁通管线与循环气冷却器后汇合再进入流化床反应器，使循环气中冷凝剂的撤热量逐渐增大，直至流化床反应器内的反应负荷达到目标负荷，完成进入诱导冷凝操作，在完成生产后，停止注入冷凝剂，并退出诱导冷凝操作。

本发明可做以下改进：所述旁通管线可最多流过整个反应循环的30%的循环气流量。

在进行进退诱导冷凝操作时，在流量调节阀A和流量调节阀B的开度之和为100%的情况下，所述流量调节阀A和流量调节阀B之间的循环气流量比为25%:75%~10%:90%。

本发明中，进冷凝时，往反应器注入冷凝剂同时，并逐步提高负荷至设计值的90%。在反应循环气中冷凝介质含量达到4%(wt)后，在继续提高反应负荷并继续加入冷凝剂的同时，开始调整流量调节阀A和流量调节阀B的开度，此时流量调节阀A渐开，流量调节阀B的渐关，直至流量调节阀A和流量调节阀B之间的循环气流量比为25%﹕75%，继续提高反应负荷并继续加入冷凝介质，直至反应负荷提高至设计值的110%，冷凝介质含量占循环气含量5.5%（wt）；而后，继续提高反应负荷并继续加入冷凝介质，同时流量调节阀A渐关直至全关，流量调节阀B的渐开直至全开，继续提高反应负荷并继续加入冷凝介质，直至反应负荷提高至设计值的120%，冷凝介质含量占循环气含量6.5%（wt），并维持在目标负荷。