在线色谱仪在高密度聚合反应中的应用

　　1　引　言

　　本文就在线色谱仪在兰州石化高密度聚乙烯装置应用进行综合分析,针对在线色谱一直未能实现自动控制的原因,研究得出解决方案。

　　2　流程简述(图1)

　　乙烯、共聚单体一起进入聚合釜,同时加入催化剂三已基铝(PZ)和四氯化钛(AT)及氢气、稀释剂己烷。共有两个聚合釜,在釜中生成聚乙烯浆液(淤浆)。釜中未反应的夹带大量己烷气的循环气送至釜顶冷却器,冷凝后的己烷流入己烷罐,分别通过泵、风机回到聚合釜(在线色谱仪的采样点在己烷接受罐的气相出口管线上)。从聚合釜出来的淤浆进到闪蒸罐后,气相部分经压缩机去乙烯装置回收或火炬;淤浆进到离心机。由离心机与己烷分离得到聚乙烯湿饼,再经干燥机、挤压造粒等程序送包装;分离出的己烷母液一部分循环回聚合釜,另一部分经精制塔,除去重组分后与新鲜己烷进入脱水塔,脱水后返回聚合釜。

　　3　色谱仪运用概述

　　高密度聚乙烯的一个重要参数是熔融指数(MFR),直接关系产品质量。由在线色谱测出聚合釜循环气中氢气和乙烯含量,得到的氢气和乙烯进行比值控制(以下简称比值)。在新线的工艺流程中使用三台相同类型在线色谱仪(以下简称1#、2#、3#表)同时测量。使用情况比较见表1。

　　由表1看出:三台色谱仪的1流路均来自1釜的同一采样点。2流路均来自2釜的同一采样点。用相同的仪表对同一点同时测量,目的是给工艺做有效的参考,避免因色谱仪的原因严重影响产品指数,但实际2#表没起到参照作用。另外,同一个釜的两台色谱仪的比值趋势没有建立在同一组趋势图中不便比较。3#表分析周期长参考意义不大,但丙烯的含量对聚合物密度控制有很大的意义。

　　4　缺陷分析与改进

　　4.1　未发挥出两台色谱仪参照控制的作用

　　问题:当1釜比值异常时,如果采用了1#表1流路的趋势图与2#表1流路的趋势图作比较,就能简便地判断是操作还是仪表问题。此外当1#表故障时,DCS不能将2#表切换为直接控制状态,在控制画面中显示它的比值,只能通过趋势图反映生产状态且精度不够,影响操作效果。改进:①同时将2#表的比值显示在控制画面;②提高2#表的比值精确度;③合理布局比值趋势画面。

4.2　量程切换问题

　　问题:在开停车过程中由于色谱仪的乙烯测量存在量程切换问题,当色谱仪测得乙烯值低于20%时,DCS显示是5倍乘积。如色谱仪乙烯浓度显示15%时DCS显示75%,从而使比值严重错误。必须格外注意:尤其开车当中乙烯逐步增加,当乙烯实际仍低于20%时显示却很高,使得比值很低,从而调整过程大量加氢,极易造成高指数不合格品。因而在负荷逐步增加过程中要确定量程,明确仪表显示是否与DCS一致。