中韩（武汉）石油化工有限公司 湖北武汉 430080
摘要：随着生产水平的提高，在流化床法生产LLDPE的过程中，反应系统在诱导冷凝模式下的运行是装置实现高负荷生产的基本模式。本文以武汉乙烯LLDPE装置在原始开车时，反应系统由干气模式转入诱导冷凝模式的实际操作数据为基础，探讨了诱导冷凝操作模式转入过程中的主要影响因素，总结了操作要点以及操作中的注意事项，形成了一套快速转入诱导冷凝模式的操作方法。
关键词：LLDPE；流化床反应器；露点；入口温度；诱导冷凝
1.理论部分
1.1 干气模式
在LLDPE流化床聚合反应器中，反应热主要通过冷却水带走，这种撤热方式下反应系统中没有加入诱导冷凝剂或者诱导冷凝剂的浓度较低（小于6%），此时循环气组分的露点温度比入口温度低20℃左右，这样的结果是循环气组分中没有液相存在或者液相组分在到达反应器入口前就已经汽化，循环气在进入分布板时处于干气状态，没有发生相变，也就没有潜热与显热的交换。这样的运行模式被称为干气模式，由于受循环气换热器（E-4002）换热能力的限制，干气模式只能满足低负荷生产，在实际操作中发现，本装置干气操作的最大负荷在20t/h左右，若高于20t/h时，反应温度就会发生波动，严重时会引起飞温导致装置非计划停工。
1.2 诱导冷凝模式
在干气模式的基础之上，向流化床反应器中注入诱导冷凝剂（本装置采用异戊烷），提高循环气组分中冷凝剂浓度，当冷凝剂浓度达到一定值后，整个循环气的组分，密度就会改变，露点温度就会升高直至高于反应器的入口温度，同时低于分布板温度（71℃），这样的结果是使得循环气在进入反应器入口处时带有一定量的液相组分，当带有液相组分的循环气进入分布板后，较高的分布板温度使得循环气中的液相组分迅速汽化，在汽化过程中，汽化潜热吸收了反应器中大量的反应热。此时可以继续提高负荷至37吨/小时左右，反应器这样的运行模式被称为诱导冷凝模式，诱导冷凝模式的好处就是可以大大提高生产负荷，实现装置的节能降耗。
2.操作部分
2.1 操作思路
从干气模式转入冷凝模式的操作思路就是使循环气的露点温度快速升高，并超过反应器的入口温度（TIC40046），同时小于反应温度（TIC40026），即满足不等式PVTIC40046＋3≦露点温度≦PVTIC40026－5.6。为了实现这一要求，必须同时进行两方面的操作，一方面是提高露点温度，主要通过提高冷凝剂在循环气中的浓度来实现；另一方面是降低反应器入口温度，主要通过提高反应负荷（通过加大催化剂进料来实现）、降低循环气流量5~15%（调整导向叶片来实现）、提高乙烯分压50~100kpa、适当降低反应温度2~3℃[6]来实现。
2.2 操作过程
转入冷凝模式的操作过程主要分为三个阶段：
.png)
图1 转入冷凝模式时反应负荷、露点及入口温度的变化
第一个阶段是准备阶段，也就是在干气模式下进行准备，主要工作有四点，第一，缓慢向反应器中加入诱导冷凝剂异戊烷，逐渐建立异戊烷在反应器中的浓度，控制在5%左右；第二，调整合适的反应负荷，本装置一般控制到16t/h左右（干气操作负荷上限的80%左右为宜）（如图1的操作曲线）；第三，在建立异戊烷浓度的过程中，密切关注反应器的静电、壁温、床重、流化松密度、反应循环回路上的各个压降值、块料检测器、K4003功率等参数的变化情况。若有静电立即停止异戊烷进料，若有结块迹象则立刻手动触发终止；第四，在注入异戊烷1小时后，对循环气采样分析其中的异戊烷浓度，并与在线分析值进行比较，判断冷凝剂的实际注入情况。
第二个阶段是转入阶段，这个阶段的重点工作是快速降低入口温度，使其低于当前循环气的露点温度3℃以上。同时继续异戊烷进料，提高其浓度至8%左右，到达8%后，调节异戊烷的进料，使之一直维持在8%；紧接着将催化剂的进料量翻倍，根据反应器总压手动控制FV40001的开度，在提负荷过程中密切关注反应器入口温度，当入口温度接近循环气露点时（如图1中标1的灰色区域），迅速提产率进入冷凝操作，以免入口温度在露点附近停留时间过长。快速过露点的操作，除了快速提负荷外，还可进行一些必要的辅助操作：如适当降低反应温度的设定值2~3℃，目的是降低反应系统温度，最终降低入口温度；关小导向叶片开度，以降低循环气量（本装置由于设备原因，一般不采取）；适当提高乙烯分压50-100kPa，以提高催化剂活性。主操通过反应器先进控制软件APC，密切监控反应器冷凝状况。
2.3 注意事项
（1）确保在线分析仪表工作正常
露点温度是根据反应器中的各物料的组分，由APC系统在线分析计算得出的，因此必须确保在线分析仪工作正常。在正常情况下，分析仪中各组分的摩尔分数之和应为（100±2）％。如果出现偏差，及时与在线仪表维保人员联系处理。在处理过程中，主操要根据反应器入口温度手动控制异戊烷的进料。
（2）E4002和E4007A/B/C的负荷正常
在转入冷凝模式提高反应负荷的过程中，注意调温水冷水阀的开度，如果开度过大（不宜超过60%），应停止提负荷，避免反应温度失控。现场检查调温水板式换热器E4007A/B/C是否全部投用。
（3）PDS系统出料正常
根据出料罐的填充率判断出料效果（可以使用铜制工具在现场敲击出料罐的方式判断出料罐的填充率），及时调节PDS系统B阀的出料时间，以免频繁排料造成反应波动。
（4）快速过露点
反应器入口温度值停留在循环气露点的时间不能太长。也就是说反应器的入口温度在降低到与循环气的露点相接近时，要采取一些干预操作，使其快速降低到露点以下（与露点的差值大于3℃）。否则，会使分布板附近的粉料进入淤浆区，轻则造成分布板堵塞，重则结块暴聚，造成非计划停车。因此，在提负荷过露点时，在外界条件允许的情况下，动作要尽可能快。
3.结语
综上所述，在LLDPE的气相流化床工艺操作中，要实现干气模式平稳转入到冷凝模式，必须做到：
（1）内外操及时沟通，第一时间响应对方，配合默契；
（2）转入前准备工作充分，反应平稳，无静电，各个主要参数处于干气模式的最优状态；
（3）转入过程中入口温度的降低要尽可能快，即快速过露点；
（4）转入后根据生产实际及反应状况及时调整反应负荷，现场及时投用板式换热器。
参考文献：
[1] 姜鹏翔、王永等编.LLDPE装置岗位操作法[M].武汉：武汉石化隆达公司出版，2013：181~231.
[2] 丛丰设计.LLDPE工艺管道及仪表流程图（P＆ID）[Z].武汉：武汉石化隆达公司出版，2013：10A~42E.
[3] 林爱逛编.化学工程基础[M].北京：清华大学出版社，1999：326~344.
[4] 中石化人事部编.聚乙烯装置操作工[M].北京：中国石化出版社，2008：8~17.
作者简介：
梁发强（男，1983-），甘肃会宁人，目前工作于中韩（武汉）石油化工有限公司，聚烯烃一部安全工程师。