2.2 連續(xù)法本體聚丙烯生產(chǎn)過程控制策略

連續(xù)法本體聚合工藝按采用的聚合反應(yīng)器的不同，分為釜式聚合工藝和管式聚合工藝。這種工藝的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，具有單位體積傳熱面積、總傳熱系數(shù)高、單程轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)品牌號切換時(shí)間短的特點(diǎn)。在全世界以及在國內(nèi)生產(chǎn)聚丙烯的裝置中，采用環(huán)管法工藝是最多。整個工藝生產(chǎn)過程對測量及控制系統(tǒng)要求較高的是反應(yīng)系統(tǒng)及相關(guān)流程。它包括預(yù)接觸罐、預(yù)聚合反應(yīng)器及環(huán)管反應(yīng)器3個部分。整個反應(yīng)過程對于溫度、壓力、丙烯進(jìn)料、氫加入量、環(huán)管反應(yīng)器的緩沖罐液位、聚合物含量的檢測控制要求較嚴(yán)格，各參數(shù)的控制相互關(guān)聯(lián)。

1. 催化劑和助劑配置單元

特色控制策略：

◆ 采用了與丙烯進(jìn)料量進(jìn)行比值調(diào)節(jié)的方法，自動調(diào)節(jié)三乙基鋁的進(jìn)料量。而給電子體的流量與三乙基鋁的流量進(jìn)行比值控制；

◆ 在構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，主催化劑分散罐的溫度控制可完全滿足工藝的設(shè)計(jì)要求。

2. 液相聚合單元

特色控制策略：

◆ 丙烯流量控制采用與反應(yīng)器內(nèi)漿料密度串級的辦法，漿料密度作為串級回路的主環(huán)，丙烯流量做作為串級回路的副環(huán)。如此實(shí)現(xiàn)了環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)的進(jìn)料調(diào)節(jié)，控制了反應(yīng)器內(nèi)的漿料密度，使生產(chǎn)處于平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)。

◆ 環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)的壓力由進(jìn)入丙烯蒸發(fā)器的液態(tài)丙烯流量來控制，同時(shí)又壓力超高報(bào)警和聯(lián)鎖保護(hù)。

◆ 采用了以環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)漿料溫度為主環(huán)，夾套水上水溫度為副環(huán)的串級控制方式。

◆ 為保證環(huán)管反應(yīng)器中的漿液密度相對穩(wěn)定，環(huán)管反應(yīng)器的排料是采用控制反應(yīng)器緩沖罐的液位進(jìn)行連續(xù)排料控制的，為保證排料的連續(xù)性，同時(shí)設(shè)定了一個排料手操控制器。

◆ 氫氣的流量控制采用由氣相色譜測定的丙烯氣流中的氫氣濃度為主環(huán)，流量調(diào)節(jié)為副環(huán)的串級回路進(jìn)行控制。

◆ 聯(lián)鎖控制分為三種情況：

1） 系統(tǒng)邏輯判斷，當(dāng)需要快速終止反應(yīng)時(shí)，程序自動氮?dú)夂鸵谎趸嫉幕旌蠚庾⑷朊總€反應(yīng)器腿的底部。

2） 當(dāng)漿液循環(huán)泵故障和阻聚無效時(shí)，沉下的固體通過打開反應(yīng)器下的壓力開關(guān)排到高壓排放罐。

3） 聯(lián)鎖打開反應(yīng)器上部的安全閥。

2.3 氣相法聚丙烯裝置控制策略

氣相法技術(shù)是建立在不脫灰、不脫無規(guī)物技術(shù)上的，采用高效催化劑的氣相流化聚合工藝。該法采用的聚合反應(yīng)器通常有流化床、立式攪拌床和臥式攪拌床。它具有一般高效本體法工藝的特點(diǎn)，但與本體法相比具有一些特別的優(yōu)勢。

1. 進(jìn)料系統(tǒng)控制

特色控制策略

◆ 構(gòu)建了在線計(jì)算反應(yīng)器負(fù)荷的算法。生產(chǎn)的負(fù)荷可由操作員在線設(shè)定。

◆ 采用以控制主催化劑的加入量來控制反應(yīng)器的負(fù)荷。以反應(yīng)器的負(fù)荷控制作為主環(huán)，主催化劑的流量控制作為副環(huán)進(jìn)行串級調(diào)節(jié)。

◆ 助催化劑和改性劑的流量采用與主催化進(jìn)行比值調(diào)節(jié)。

2. 反應(yīng)系統(tǒng)控制

特色控制策略：

◆ 在反應(yīng)器內(nèi)四個區(qū)，每個區(qū)分別有三個測溫點(diǎn)，通過三個急冷液流量調(diào)節(jié)閥來控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度。

◆ 控制反應(yīng)器內(nèi)氣/液比控制，主要是為了控制循環(huán)氣量，采用與進(jìn)反應(yīng)器的急冷液總流量進(jìn)行比值控制。

◆ 反應(yīng)器內(nèi)料位控制方式有兩種：射線方式或電機(jī)功率方式。液位通過反應(yīng)器出口閥門的打開時(shí)間和打開間隔時(shí)間來控制。閥門的循環(huán)打開時(shí)間和間隔時(shí)間由控制邏輯給定。

◆ 氫氣/丙烯比率控制是通過和氫氣流量進(jìn)行串級控制的。氫氣的流量控制采用分成調(diào)節(jié)：當(dāng)流量偏差大的時(shí)候采用大的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)流量偏差小的時(shí)候采用小的流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使氫氣流量保持平穩(wěn)的狀態(tài)。

◆ 乙烯/丙烯比值的控制，也是采用串級控制。以乙烯流量控制為內(nèi)環(huán)，乙烯/丙烯的比值為外環(huán)。

◆ 頂部分離器液位和新鮮丙烯加料流量采用串級控制。