[实用新型]可实现无扰动进退诱导冷凝操作的气相流化床烯烃聚合装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种烯烃聚合装置，具体是对一种可实现无扰动进退诱导冷凝操作的气相流化床烯烃聚合装置。

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、流化状态改变剧烈、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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可实现无扰动进退诱导冷凝操作的气相流化床烯烃聚合装置，该装置在工况下可避免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。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种可实现无扰动进退诱导冷凝操作的气相流化床烯烃聚合装置，包括流化床反应器，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位于旁通管线与冷凝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，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模式，在完成生产后，停止注入冷凝剂，并退出诱导冷凝操作模式。

本实用新型在设置一条与循环气冷却器并联的旁通管线，原本100%流过循环气冷却器的循环气被分成了两路，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，由于经旁通管线的一路循环气的温度几乎未降低，通过循环气冷却器的一路循环气体经换热后温度降低并且冷凝介质提前发生相变为液态，当这两路气体汇合时，液相的冷凝介质遇到旁通管线来的高温循环气，受热升温后液态冷凝介质将减少甚至消失，从而使混合后的循环气为了达到反应循环设定的入口温度，避免了进退诱导冷凝操作模式时，反应器的温度波动、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。

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。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的气相流化床烯烃聚合装置设置了一条与反应器循环气管路上的循环气冷却器并联的可调节流量的旁通管线，在进退诱导冷凝操作时，通过调节旁通管线的流量，一方面可降低反应器在干气模式向诱导冷凝操作模式过渡时要求的最大反应负荷，即在较低反应负荷下便可进入冷凝操作，拓宽过渡状态的操作窗口；另一方面可以使诱导冷凝在冷却系统中提前出现，即循环气在较低的冷凝剂含量下便可出现液态相变，最终实现干气操作模式和诱导冷凝操作模式平稳过渡，在操作上提高反应系统进入和退出诱导冷凝操作模式的稳定性，实现无扰动切换，减少反应系统的波动，延长反应运行周期。

1)避免进入和退出诱导冷凝时反应器的温度波动