Как контролировать объем циркулирующего газа в полипропиленовом процессе Innovene?

Сначала кратко расскажем о технологии INNOVENE: технология Innovene также известна как технология BP-Amoco. Основной особенностью технологии является использование уникального горизонтального реактора с мешалкой, работающего по принципу пистонного потока. С помощью этого уникального реактора, благодаря довольно узкому диапазону времени пребывания частиц, можно производить кополимерные продукты с высокой прочностью и устойчивостью к ударам. Такой реактор с подачей потока позволяет избежать короткого замыкания катализатора. При наличии этилена могут образовываться крупнозернистые кополимеры, вместо того чтобы внутри мономерных частиц образовывался мелкий порошок. Этот порошок снижает ударную прочность кополимера при низких температурах и способствует образованию ненужных гелеобразных структур. Таким образом, благодаря довольно узкому диапазону времени пребывания реагента в реакторе, данный процесс позволяет получать кополимеры с высокой ударной стойкостью — те самые, которые можно произвести только с использованием нескольких реакторов с полным смешиванием. Кроме того, благодаря уникальной конструкции такого реактора время перехода продукта минимально. Теоретически оно может быть на 2/3 меньше, чем в реакторах с непрерывным перемешиванием или в реакторах с плавающим слоем. Поэтому замена продукта происходит легко, и количество промежуточных продуктов очень мало. 　　В процессе Innovene тепло снимается путем вспенивания пропилена. Жидкий пропилен вводится в реактор из различных точек подачи таким образом, чтобы слой реагента оставался сухим. После испарения жидкого пропилена давление мономера становится меньше давления точки росы; это позволяет эффективно удалять тепло, выделяющееся в процессе реакции. В процессе эксплуатации необходимо строго контролировать скорость подачи жидкого пропилена и его испарение в реакторе, чтобы обеспечить баланс между степенью сухости слоя, степенью флюидизации и диапазоном температуры реакции. Система воздушных замков — ещё одна особенность этой технологии. Когда сырье перекачивается из первого реактора во второй, система газовых замков предотвращает взаимное проникновение потоков между двумя реакторами. Особенно при производстве кополимеров состав газовой фазы в двух реакторах отличается: в первом реакторе присутствует большое количество водорода, тогда как во втором реакторе находится этилен и небольшое количество водорода. Если водород из первого реактора попадет во второй, или этилен из второго реактора — в первый, это серьезно повлияет на качество продукта. Поэтому крайне важно изолировать эти два реактора друг от друга. Катализатор CD, используемый в данном процессе, обладает отличным контролем над своей структурой, высокой активностью и селективностью. Он позволяет контролировать процесс образования хаотичного полипропилена. Продукт, получаемый с его использованием, имеет высокий индекс изотактичности; диапазон размеров частиц полимера узкий, порошок обладает хорошей подвижностью, содержание золы низкое, а цвет — привлекательный. Использование этого катализатора позволяет упростить технологический процесс. Для производства продукции всех марок достаточно использовать один катализатор, без необходимости его замены. Активность катализатора CD находится в диапазоне от 25000 до 55000 кг ПП/кг катализатора; она зависит от чистоты сырья и количества реакторов. Индекс изотропии производимых порошкообразных продуктов может достигать 99%. Еще одной особенностью катализатора на основе ХД является отсутствие необходимости в предварительной обработке или предварительном полимеризации; его можно сразу добавлять в реактор. Кроме того, этот катализатор позволяет производить все виды продуктов на основе полипропилена. Показатель MFR для продуктов, полученных с использованием этого способа полимеризации, может варьироваться от 0,5 г/10 мин до 100 г/10 мин. Прочность таких продуктов выше, чем у продуктов, полученных с помощью других методов газовой полимеризации ； Показатель MFR для продуктов случайного кополимеризации составляет 2–35 г/10 мин; содержание этилена может достигать 7–8% (по массе) ； Показатель MFR у антиударных кополимеров составляет 1–35 г/10 мин, а содержание этилена — 5%–17% (по массе). 　　Благодаря конструкции реактора с поршневым потоком распределение времени пребывания катализатора остается узким, что обеспечивает более равномерное распределение резиновой фазы в антиударном кополимере и повышает его характеристики, особенно с точки зрения баланса между ударной прочностью и жесткостью. Эта технология также позволяет использовать один реактор для производства мономерных и случайных кополимеров, однако у неё есть недостатки: содержание этилена в продукте (или доля резинового компонента) невысока, что делает невозможным получение PP-продуктов с высокой или сверхвысокой ударной прочностью. Еще одной важной особенностью этого процесса является то, что процесс полимеризации можно быстро и плавно остановить путем прекращения подачи катализатора (примерно за 15–20 минут), а затем возобновить его через несколько часов без ущерба для условий внутри реактора и качества полимера. В случае сбоев, таких как отключение электроэнергии, реактор может остановиться в режиме аварийной или постепенной остановки путем сброса давления внутри реактора в течение 3 минут. После восстановления давления и добавления катализатора реактор может снова начать работу. Благодаря простоте технологического процесса Innovene, уникальной конструкции реакторов, относительно низкому давлению во время полимеризации и отсутствию крупного вращающегося оборудования, потребление электроэнергии среди всех технологий производства ПП находится на самом низком уровне. Поскольку речь идет о системе газофазного полимеризации, не требуется, как в жидкостной фазе, нагревать реактор паром для разогрева жидкого пропилена, выделяющегося в процессе полимеризации. Поэтому потребление пара минимально, а энергозатраты на производство мономерных продуктов являются самыми низкими среди всех существующих технологий. Технология Innovene в газофазном режиме, как и другие технологии газофазного синтеза, не предполагает наличия большого количества жидких углеводородов в системе полимеризации, что по сути делает её более безопасной по сравнению с технологией в основном фазном режиме. Давление в реакторе технологии Innovene с газофазным процессом является самым низким среди всех существующих технологий.

Не сказали сути, или я всё ещё не понял?

Я раньше не занимался этой технологией, поэтому воспользуюсь этой возможностью, чтобы дать краткое введение и помочь всем разобраться. В настоящее время этот процесс, вероятно, принадлежит компании Ineos! !

Объем циркулирующего газа пропорционален объему жидкости для быстрого охлаждения; в каждой зоне реакции существует определенное соотношение газа и жидкости. Объем циркулирующего газа контролируется путем регулирования объема жидкости для быстрого охлаждения, а объем этой жидкости, в свою очередь, контролируется температурой в реакторе.

Похоже, у этой технологии также есть система воздушных замков. Можете рассказать о её функциях и основных принципах работы?

Система воздушных замков на самом деле предназначена для предотвращения обратного потока газа из первого и второго циклов. Мне кажется, что она похожа на систему PDS от UNIPOL и систему промежуточной передачи. Однако многие считают, что способность этой системы воздушных замков к удержанию газа является её преимуществом по сравнению с системой UNIPOL.

То, что сказано наверху, верно: газовый замок предназначен для перекачки порошкообразного материала из одного реактора в другой и предотвращает перемешивание материалов между двумя реакторами. Обычно для его управления используется промежуточная система автоматического управления.

Система воздушных замков для изоляции системы с использованием программ управления последовательностями. Какова значимость регулировки состава в отдельных реакторах?

Поскольку условия производства в двух реакторах различаются, необходимо их изолировать

Контроль осуществляется с помощью соотношения газа и жидкости; для каждого типа материала существует экспериментально определенное значение, которое задает соотношение жидкости для быстрого охлаждения и циркулирующего газа

Учился*, можете объяснить подробнее?:)

В чем заключается цель контроля соотношения газа и жидкости?

Контроль соотношения газа и жидкости — это псевдопроблема, в практической работе она совершенно бесполезна