膜分離技術(shù)在聚丙烯裝置丙烯回收系統(tǒng)中的應(yīng)用

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1、膜分離技術(shù)在聚丙烯裝置丙烯回收系統(tǒng)中的應(yīng)用膜分離技術(shù)在聚丙烯裝置丙烯回收系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要：間歇式液相小本體聚丙烯生產(chǎn)中產(chǎn)生的含大量丙烯、氮的尾氣，在常用冷凝法回收的基礎(chǔ)上使用一種新的分離法，即以有機(jī)膜分離法進(jìn)一步回收尾氣中的丙烯，該法以膜兩側(cè)氣體的壓差為推動(dòng)力，通過(guò)溶解、擴(kuò)散、脫附等過(guò)程，利用各組分傳遞速率的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)尾氣中丙烯氣體的充分回收。關(guān)鍵詞：小本體有機(jī)蒸汽膜丙烯尾氣回收率間歇式液相小本體聚合工藝因生產(chǎn)工藝自身的特點(diǎn)，在間歇式操作過(guò)程中造成丙烯跑損嚴(yán)重，其中主要方面有：①聚合釜投料時(shí)加三劑過(guò)程中向大氣泄壓和反吹，以及反應(yīng)結(jié)束后的催化劑加料斗向大氣反吹操作；②閃蒸置

2、換過(guò)程中排大氣泄壓及抽真空操作；③R-15不凝氣排放帶走的丙烯；④非正常操作而造成的放火炬和放空。在有尾氣回收及其它工藝操作條件較好時(shí)其每噸聚丙烯產(chǎn)品的凈丙烯消耗量只能控制在1.08-1.12，即丙烯利用率為89-92%，這是由其工藝特點(diǎn)所決定的。大量的丙烯單體被白白浪費(fèi)掉，以一個(gè)年產(chǎn)2萬(wàn)噸的聚丙烯裝置為例，丙烯單價(jià)0.22萬(wàn)元，則年損耗丙烯量在2000噸左右，合計(jì)440萬(wàn)元左右。一、我廠聚丙烯裝置的生產(chǎn)現(xiàn)狀我廠聚丙烯裝置采用間歇式液相本體聚合工藝，由于工藝條件所限，相對(duì)連續(xù)法聚合工藝其丙烯利用率較低，一般為89-92%。目前全國(guó)小本體聚丙烯丙烯利用率考核指標(biāo)為90%，2

3、002年加權(quán)平均數(shù)為91%。我公司為92%，從以上數(shù)據(jù)可以看出，我公司聚丙烯裝置生產(chǎn)情況在全國(guó)同類裝置中處于較高水平。我廠聚丙烯裝置丙烯消耗高主要原因是：尾氣回收過(guò)程中不凝氣排放帶走的大量丙烯。不凝氣排放時(shí)，夾帶的丙烯氣體含量在50%左右，即每排放一立方米的不凝氣體，就會(huì)排放掉相應(yīng)體積的丙烯氣體，這不僅浪費(fèi)了寶貴的丙烯資源，而且會(huì)給環(huán)境造成巨大污染。因此，減少這部分丙烯氣體的排放，低成本、無(wú)污染地回收馳放氣體中的丙烯，不僅能取得較高的經(jīng)濟(jì)效益，而且還能產(chǎn)生良好的社會(huì)效益。二、膜分離技術(shù)原理及在丙烯尾氣回收中的應(yīng)用　基本原理：有機(jī)蒸汽膜法回收系統(tǒng)主要采用“反向”選擇性高分子

4、復(fù)合膜。在一定的滲透推動(dòng)力作用下，根據(jù)不同氣體分子在膜中的溶解擴(kuò)散性能的差異，可凝性有機(jī)蒸汽（如乙烯、丙烯、重?zé)N等）與惰性氣體（如氫氣、氮?dú)?、甲烷等）相比，被?yōu)先吸附滲透，從而達(dá)到目的。膜分離和冷凝法相結(jié)合來(lái)凈化和回收有機(jī)蒸汽,是90年代以來(lái)開發(fā)的新技術(shù)，正逐漸應(yīng)用于石化行業(yè)中，可有效回收不凝氣中的丙烯單體。膜法分離回收丙烯氣體的流程是一個(gè)與壓縮、冷凝相結(jié)合的過(guò)程，低壓尾氣丙烯經(jīng)壓縮、冷凝后,部分丙烯被液化,而隨氮?dú)獾炔荒龤怏w排放的丙烯經(jīng)過(guò)膜分離后,再進(jìn)入氣柜,經(jīng)壓縮、冷凝而得到回收。5膜分離技術(shù)在聚丙烯裝置丙烯回收系統(tǒng)中的應(yīng)用二、膜回收裝置工程概況㈠施工9月1號(hào)膜回收開

5、始動(dòng)電器焊。9月4號(hào)膜回收系統(tǒng)連接氮?dú)饩€。9月9號(hào)儀表連好膜回收裝置儀表線路。9月9日管線吹掃、試壓完畢，膜回收裝置結(jié)束收尾工作。㈡試車：9月10號(hào)膜回收裝置在廠家技術(shù)指導(dǎo)以及石化公司協(xié)調(diào)安排下，車間一次試車成功，投入運(yùn)行。㈢工藝流程說(shuō)明：本流程主要分為原料氣預(yù)處理部分及膜分離部分。來(lái)自丙烯儲(chǔ)罐的尾氣,通過(guò)過(guò)濾器過(guò)濾掉可能含有的固體顆粒物和液滴后進(jìn)入膜組件。膜組件由兩級(jí)進(jìn)行串聯(lián),第一級(jí)可根據(jù)尾氣的流量和膜組件的處理量進(jìn)行多個(gè)并聯(lián)。第二級(jí)一般由一個(gè)膜組件已足夠。當(dāng)尾氣經(jīng)一級(jí)膜分離后,其排放側(cè)出口的丙烯濃度達(dá)不到排放濃度的要求(一般為15%左右),開啟二級(jí)分離膜進(jìn)行分離。在膜

6、組件內(nèi),丙烯氣體經(jīng)溶解、擴(kuò)散、脫附等步驟滲透過(guò)膜組件到僅有微壓的滲透?jìng)?cè),然后回收到氣柜內(nèi),再經(jīng)壓縮、冷凝而得到回收。而氮?dú)獾刃》肿恿康臍怏w在排放側(cè)被排入放空系統(tǒng)。㈣膜回收裝置廠家提供的工藝參數(shù)和控制參數(shù)新增一臺(tái)容積流量為12.5m3/min的壓縮機(jī)，更換一臺(tái)換熱面積為160m2的冷凝器。膜回收裝置是按照原料氣流量：500Nm3/h，滲透氣420Nm3/h，尾氣80Nm3/h的規(guī)模進(jìn)行設(shè)計(jì)。1、分液罐壓力：1.95MPa（此值可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況調(diào)整）2、滲透氣超壓報(bào)警：0.2MPa3、膜前溫度超高報(bào)警：50℃4、聯(lián)鎖停車：膜前溫度達(dá)到55℃5膜分離技術(shù)在聚丙烯裝置丙烯回收系統(tǒng)中

7、的應(yīng)用五、膜回收裝置投用后的工藝分析1、膜回收的工作負(fù)荷由于現(xiàn)有壓縮機(jī)只有55KW（膜回收設(shè)計(jì)壓縮機(jī)功率103KW），原料氣、滲透氣、尾氣的流量達(dá)不到設(shè)計(jì)數(shù)值。在現(xiàn)有壓縮機(jī)下的原料氣流量最大只能達(dá)到230Nm3/h，一般只能在150Nm3/h左右運(yùn)行。膜回收裝置投用后，氣柜下降速度只有以前的3/5，增加了壓縮機(jī)的開機(jī)時(shí)間。以前月份的壓縮機(jī)開機(jī)時(shí)間見下表，膜回收投用后壓縮機(jī)的開機(jī)時(shí)間一個(gè)月一般在700小時(shí)左右，比以前多230小時(shí)，壓縮機(jī)幾乎是滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。月份（2004）J-1/1開機(jī)時(shí)間（小時(shí)）J-1/2開機(jī)時(shí)間（小時(shí)）總開機(jī)時(shí)