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1、降低聚丙烯催化剂单耗的对策第36卷第2期2007年4月当代化工ContemporaryChemicalIndustryVo1.36,.2April,.:d07降低聚丙烯催化剂单耗的对策黄汉文,童斌勇(中国石油化工股份有限公司武汉分公司,湖北武汉430082)摘要:针对中国石化股份有限公司武汉分公司100kt/a聚丙烯装置,分析了影响催化剂活性的因素,提出了在生产中提高催化剂活性,降低催化剂单耗的具体措施,并取得了一定成效.关键词:聚丙烯;催化剂;单耗;活性;分析;对策中图分类号:TQ325.14文献
2、标识码:A文章编号:1671—046O(2007)O2—0168—04目前,聚丙烯工业上普遍使用的催化剂是第四代Ziegler—Natta(Z—N)催化剂.一般用球形MgC1作载体负载催化剂,配以A1Et为活化剂,硅氧烷为外给电子体,活性可达40kgPP/gcat】].国内聚丙烯装置使用的国产催化剂主要有北京奥达DQ系列催化剂和营口向阳Cs系列催化剂,测试活性分别可达50kgPP/gcat和41kgPP/gcat,另外还有奥达的N系列催化剂和燕化高新的YS系列催化剂.中国石油化工股份有限公司武汉分公
3、司100kt/a聚丙烯装置采用国产化的spherip0l技术,使用的催化剂主要为DQ一4和Cs～1,以A1Eh为活化剂,以CMMS(CHMDMS)为给电子体,实际生产中活性较低,为1525kgPP/gcat.催化剂活性低不仅影响聚丙烯的生产成本,而且由于灰分过高影响产品质量.为了提高催化剂活性,降低催化剂单耗,本公司对影响催化剂活性的因素作了大量的分析,并采取相应的措施,取得了一定成效.1影响催化剂活性的因素经分析,影响催化剂活性的因素主要有:原料丙烯中的杂质,反应条件和反应停留时间等,下面一一介绍
4、.1.1原料丙烯中的杂质本装置使用的高效催化剂,对一些物质非常敏感,因此,对原料丙烯提出了很高的要求.实际生产中,原料丙烯含有多种对催化剂有害的杂质,如烯烃,炔烃,PH3,COCO,COS,82S,AsH3和H2O等,其中CO,PH3,COS和AsH1对催化剂的活性影响最大,ppb级的杂质含量就可使催化剂的活性急剧下降.本装置原料丙烯中主要有害杂质对催化剂活性的影响见表1.表1原料丙烯中主要有害杂质对催化剂活性的影响Table1Effectsofpoisonsinpropyleneoncatalys
5、tmileage':MonomerQu81ityIndex.basedont,s/spoisonfor20%mileagelosscalculatedas20/Vg.g一foramileagelossof20%收穑日期:2007-02—20修订日期:2007-02—25作者简介:黄汉文(1972一),男.湖北汉川人.工程师.学士学位.1995年毕业子武汉化工学院有机化工专业,主要从事聚烯烃生产技术管理工作,已发表论文1篇.电话:027—86595550,E—mail:hhwl21@sina.eom.
6、en.2007年4月黄汉文,等:降低聚丙烯催化剂单耗的对策169本装置精制系统设计有7座塔,分别为CO汽提塔(1座),脱硫塔(2座),丙烯干燥塔(2座)和脱AsH1塔(2座),串联操作.cO汽提塔主要作用是脱除CO,02,cO等气态有害杂质,采取丙烯汽提方式.脱硫塔主要作用是脱除COS和H2s,采取填料反应吸收方式,优点是能深度脱硫,弱点是脱硫能力有限,当界区原料丙烯中的硫含量过高时,容易被击穿,另外,反应产生的CO,对催化剂的活性也有一定影响.丙烯干燥塔装填3A分子筛,采用吸附脱水方式.脱AsH塔
7、也采取填料反应吸收方式.由于丙烯精制系统是基于70kt/a设计的,而现在实际产量已经超过了120kt/a,原料丙烯通过精制塔的空速过快,精制效果大受影响.本装置正常生产中,丙烯中水含量和硫含量特别是COS含量常高于设计值,其它杂质含量较少,均在设计值范围内.本装置经精制后的水含量一般为2.9～3.6/zg?g～,大于设计值2/zg?g～,对照表1可看出,此含水量可使催化剂活性降低5%以上.本装置界区的COS含量较大,一般在3.6tzL?L左右,经过精制后COS含量还有0.029gL?L～,仍大于设计
8、值0.02L?L～,对照表1可看出,此含量可使催化剂的活性降低10%以上,故须彻底脱除.1.2反应条件1.2.1阿仑尼乌斯方程阿仑尼乌斯方程(Arrheniusequation)是一个表明温度对反应速率常数影响的经验公式,其050,ran—_'{——-1一Cat@,stgrain指数形式为:k=Ae一肿(1)式中:——反应速度常数;A——与反应物有关的常数;E——反应活化能,J;R——摩尔气体常数,J/K;r——反应温度,K.对一具体反应来说,反应活化能和A是常数,R
