h. Những hễ thống an toàn cho quá trình sản xuất
2.3.3Bản vẽ quy trình công nghệ 2.3.4 Thuyết minh sơ đồ công nghệ
2.3.4 Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nhà máy bao gồm những phần sau:
- Chuẩn bị xúc tác và nuyên liệu. - Tiền trùng hợp và trùng hợp - Khử khí và thu hồi monomer. - Hoàn thiện polymer
- Tạo hạt - Lưu trữ
Giai đoạn 1: Chuẩn bị xúc tác và nguyên liệu
Xúc tác và đồng xúc tác gồm có: - Xúc tác TiCl4 trên nền MgCl2
- Trietyl nhôm (TEAL). TEAL là chất chống ẩm, chống ngộ độc xúc tác và là chất đồng xúc tác. Donor kết hợp với xúc tác để giữ atactic ở nồng độ thấp. Quy trình tạo phức xúc tác xảy ra như sau:
- Donor: chất cho điện tử, là hợp chất hữu cơ tồn tại ở dạng lỏng sử dụng để duy trì nồng độ isotactic ở nồng độ cao nhất
Bồn chứa TEAL được chuyển đến bồn chứa bởi áp suất của Nitơ. Sau đó TEAL từ bồn chứa được đưa tới bình tích áp dưới áp suất của Nitơ. 2 bồn chứa này được tự động đổ đầy theo yêu cầu. (Không cần thao thác của người vận hành, nitơ tự làm kín các bồn chứa này) TEAL được cung cấp đến khu vực phản ứng qua bơm định lượng được điều chỉnh phản hồi bởi vòng điều khiển tỷ lệ lưu lượng tự động.
Donor được tồn trữ trong thùng chứa Donor, hai thùng này được tự động điền đầy định kỳ theo yêu cầu, Donor được phối trộn theo tiêu chuẩn với dầu để tạo thành hỗn hợp chứa 10% dầu. Hai bồn này làm việc với lớp bọc bằng khí nitơ. Nó cung cấp Donor cho thiết bị phản ứng qua 2 thiết bị định lượng và được bơm định lượng được điều khiển phản hồi bởi vòng điều khiển lưu lượng.
Xúc tác, chất rắn kết tinh có kích thước hạt kiểm soát, được phân tán trong một hỗn hợp dầu khoáng và dầu mỡ để nó có thể được bơm lên thiết bị xử lý xơ bộ.
Hỗn hợp dầu mỡ bao gồm 33% mỡ và 67% dầu, được chuẩn bị và duy trì ở 70°C để duy trì tạng thái lỏng đồng nhất. Hỗn hợp dầu mỡ được chuẩn bị tại một tỷ lệ nhất định tương ứng với một lượng xúc tác nhất định.
Hỗn hợp dầu mỡ được chuyển đến thiết bị phân tán qua bơm định lượng.
Khi khối xúc tác được chuẩn bị xong bột xúc tác được cho vào hỗn hợp dầu mỡ nóng trong thiết bị phân tán.
Thiết bị phân tán là một thiết bị vỏ áo. Nước được bơm tuần hoàn trong vỏ áo nhờ bơm.. Xúc tác được định lượng đến quá trình từ khu vực phun xúc tác thông qua 2 xyranh xúc tác. Hai xyranh này được nạp xúc tác từ bồn phân tán. Một xyranh cung cấp định lượng xúc tác đến quá trình trong khi xyranh còn lại được nạp đầy xúc tác và sẵn sang cung cấp khi xyranh kia hết xúc tác. Mỗi xyranh có 1 pittong đẩy xúc tác xuống đáy của xyranh, lượng xúc tác đẩy ra khỏi xyranh được điều khiển bởi lưu lượng dầu thủy lực ở đỉnh piston.
Sau khi đã chuẩn bị xúc tác, hỗn hợp dầu/mỡ và các chất khác, chúng sẽ được đua vào thiết bị hoạt hóa xúc tác. Tại đây tâm hoạt động của xúc tác được kích hoạt để kết nối với các monomer.
Bể chứa nhỏ, liên tục khuấy với thể tích khoảng 3 lít, với nước làm mát lưu thông trên vỏ áo để duy trì một nhiệt độ ổn định 10°C.
Nguồn nguyên liệu đầu vào là propylene có độ tinh khiết cao được bơm từ các bể chứa trung gian vào khu vực chuẩn bị nguyên liệu. Trong khu vực này, propylene được làm khô và tách CO qua lớp rây phân tử trong tháp hấp phụ rây phân tử.
Việc xử lý này là cần thiết đo xúc tác polymer hóa rất nhạy cảm với tạp chất trong nguyên liệu.
Giai đoạn 2: Tiền trùng hợp và trùng hợp
- Các chất xúc tác phức tạp được hình thành trong thiết bị sử lí xơ bộ và quá trình tiền polymer hóa trong lò tiền phản ứng.
- Dòng propylene được bơm (trong đó sẽ xác định thời gian lưu chất xúc tác trong tiết bị tiền phản ứng) phải được giữ ổn định ở 1.700kg/h để ngăn chặn sự nút kín của quá trình nhập liệu thiết bị tiền phản ứng và tháo thành dòng.
- Ngoài ra Propylene liên tục được cung cấp vào trong lò tiền phản ứng (400kg/h) để ngăn chặn polymer đạt bề mặt kín.
- Hỗn hợp này sẽ được đưa đến các thiết bị phản ứng trong đó bao gồm hai lò phản ứng vòng lặp R-2-01 và R-2-02) nối tiếp nhau.
- Cả hai lò phản ứng được cung cấp nguyên liệu propylene (duy trì nồng độ bùn không đổi) và hydro (để kiểm soát trọng lượng phân tử của polymer). Propylene liên tục được cung cấp vào trong lò mỗi phản ứng (800 kg/h) để ngăn chặn polymer đạt bề mặt kín.
- Nhiệt của phản ứng được lấy ra bởi nước lưu thông trong lớp áo lò phản ứng. Tổng thời gian lưu của xúc tác trong lò phản ứng là khoảng 1,5 giờ.
- Điều kiện trùng hợp điển hình là như sau:
Nhiệt độ: 70 ° C; Áp lực: 42 Kg/cm2G
Bình tách hơi:
Được sử dụng để giữ cho các lò phản ứng vòng đầy chất lỏng, và để giữ cho áp lực cân bằng giữa hai lò phản ứng.
Áp lực trong thiết bị tách hơi được duy trì ở mức hơn 4 Kg/cm2 trên áp suất hơi monomer ở nhiệt độ lò phản ứng. Do đó không có khả năng hình thành khí trong các lò phản ứng hay tạo bọt trong máy bơm hướng trục. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giai đoạn 3: Khử khí và thu hồi monomer
- Bùn xả từ lò phản ứng vòng thứ 2 (R-202) bao gồm khoảng 55% trọng lượng của polymer và 45% trọng lượng propylene và propane. Một số lượng lớn các hydrocarbon có liên quan, chúng phải được thu hồi.
- Hỗn polymer liên tục xả ra thùng bốc hơi nhanh qua máy sấy đường truyền nơi mà các monomer bị bay hơi. Khí thoát ra sẽ được đưa đến ngưng tụ tại thiết bị ngưng tụ propylene.
- Các khí được ngưng tụ tại bình ngưng propylene sau đó đi qua thiết bị làm sạch propylene .
- Sau đó propylene ngưng tụ được đưa đến thiết bị chứa nguyên liệu propylene Giai đoạn 4: Hoàn thiện Polymer
- Polymer từ thiết bị trùng hợp sau khi đã tách monomer chảy vào nồi hơi nơi mà các chất xúc tác hoàn toàn ngừng hoạt động và các monomer còn lại hòa tan trong các polymer được tách ra.
- Sau đó polymer nhờ trọng lực được đưa đến thiết bị sấy tầng sôi. Nước ngưng tụ được tách ra khỏi polymer bằng nitơ trong một vòng khép kín.
- Từ máy sấy, polymer được vận chuyển bằng khí nén chuyển tới phân đoạn tạo hạt. Giai đoạn 5: Tạo hạt và tồn trữ
- Polymer bột và chất ổn định được đồng nhất, ép đùn và tạo hạt nhờ thiết bị tạo hạt .
- Hạt được làm mất nước, khô và tách ra khỏi phần không hoàn thiện và làm trong. Sau đó được chuyển giao cho các silo chưa.
- Khi các hạt được thoát ra khỏi silo hạt, chúng được pha trộn với nhau và đồng nhất bởi thiết bị pha trộn được trang bị trong mỗi silo.