【DJD-B型催化剂在环管PP装置上的应用】催化剂再生装置

　　大连石化公司10kt/a聚丙烯（PP）装置是从意大利Himont公司引进的生产线，采用液相单环管本体聚合工艺，可生产28种均聚产品。DJD-B型催化剂是中国科学院长春化学研究所开发、辽宁鼎际得石化股份有限公司生产的一种球型高效催化剂，其活性高、产品形态好、表密度高、等规指数可调、氢调性好。该催化剂先后在大庆石化公司PP装置和中原石油化工有限公司乙烯工程的PP装置上进行了工业化试验，并取得成功。在大连石化公司PP装置进行工业试验的主要目的：一是用DJD-B型催化剂生产多种牌号的产品，找出生产各种牌号产品的最佳工艺条件，考察其产品性能；二是进行长时间试验，考察DJD-B型催化剂对预聚合、聚合、干燥及造粒等系统的适应性，确保DJD-B型催化剂在环管工艺装置上长周期稳定运行，实现主催化剂国产化。
　　1 原材料
　　丙烯，纯度大于或等于99.5%（体积分数）；氢气，纯度大于或等于90%（体积分数）；DJD-B型催化剂，营口鼎际得石化有限公司产品，钛含量为1.9%～3.7%；CF2A和FT4S均为进口催化剂；进口三乙基铝（TEAL），含量大于96%（质量分数）；给电子体（DONOR），进口和天津天达公司产品，纯度大于99%。
　　2 工业化试验
　　2.1 试验过程及情况简介
　　催化剂配制罐中剩少量FT4S催化剂时配制首批DJD-B型催化剂，配制过程与进口催化剂配制程序相同。DJD-B型催化剂首次投用，生产T30S产品。生产负荷在投用DJD-B型催化剂由8.2t/h降至6t/h，投用DJD-B型催化剂后逐渐提高至8.4t/h。由于丙烯过剩，生产负荷逐渐提至9.1-9.2t/h，超过设计负荷10%，最高达15%。
　　TEAL/DONOR由20调至85，粉料的等规度指数为95.2%～95.6%，改用T36F添加剂，开始生产T36F。后来将TEAL/DONOR逐渐降至20，粉料的等规度指数逐渐升至98.1%，这充分证明用DJD-B型催化剂生产的产品，其等规度指数是可调的。
　　用DJD-B型催化剂生产T30S过程中，同时试用了天津天达公司生产的给电子体（环己基-甲基-二甲氧基硅烷），试用效果很好，未出现异常，这充分证明DJD-B型催化剂不但可以与进口DONOR配用，也可以与国产DONOR配用。
　　转产Z30S，氢气投入量为2500μL/L左右，氢调性良好，产品的熔体流动指数上升平稳，无超标现象，在DJD-B型催化剂试用完毕时改用FT4S催化剂，生产未出现波动，说明DJD-B型催化剂与进口催化剂完全可以相混，可以切换使用。
　　2.2 关于催化剂配制问题
　　（1 DJD-B型催化剂与进口催化剂等切换时可以混合使用，故在催化剂配制罐中还存有10%～15%的FT4S时即可向配制罐中加入油脂，进行DJD-B型催化剂配制，其浓度为200g/L左右。
　　（2）催化剂配制时的温度设定在75-78℃。
　　（3）搅拌、氮气鼓泡2h，并且适当增大氮气量。
　　（4）搅拌、抽真空2h。然后，边抽真空边缓慢降温至10℃，在10℃下搅拌氮封。
　　（5）在催化剂配制罐和催化剂计量注射器之间倒罐2～3次，间隔为30min。
　　（6）拆卸催化剂配制罐底部Y型过滤器，观察催化剂分布情况，并取样分析。
　　2.3 关于催化剂进料和聚合系统的情况
　　DJD-B型催化剂在装置试用3个多月，从未发生催化剂在线混合器及相关管线的堵塞问题。预聚反应系统液位出现异常现象，反应比较稳定，催化剂配制罐底Y型过滤器滤出的大颗粒也不多，分析原因有：DJD-B型催化剂质量和稳定性好，活性较平稳且无大颗粒和无机杂质；催化剂配制中确保膏状物的质量；加强工艺操作，加强现场和DCS巡检，及时发现问题及时处理，从而避免催化剂在线混合器堵塞和聚合系统波动；加强设备的管理，对运行不正常的设备及时维修，消除事故隐患；催化剂在线混合器及相关管线结构比较合理。
　　2.4 工艺技术条件的调整
　　（1）预聚合温度
　　在试验过程中，小环管预聚反应器预聚合温度开始时设定在18℃，后来分别在20℃和16℃运行一段时间，预聚反应都比较平稳，未发现较大差别，因此大部分时间预聚温度控制在18℃。
　　（2）工业试验共生产3个牌号，其熔体流动指数：T30S为2.6～3.4g/10min，T36F为2.7～3.1g/10min，Z30S为20～25g/10min。生产T30S时反应器进料中氢气含量在500μL/L左右。T30S向T36F切换，由于等规指数下降，氢气用量减少，平稳过渡，没有波动，反应器进料中氢气含量在480μL/L左右。由于T30S向Z30S转产，随氢气浓度的增加熔体流动指数平稳上升，正常后稳定控制氢气浓度，反应器进料中氢气含量在2200μL/L左右，熔体流动指数波动较小，氢调性良好。并且用DJD-B型催化剂生产T36F、Z30S相对于用GF2A催化剂生产T36F、Z30S时氢气用量减少（后面介绍）。
　　（3）等规指数调节
　　PP等规指数是通过调节TEAL/DONOR实现的。开始试验时TEAL/DONOR为20，后调至18又调至17，等规指数略有升高。生产T36F时，开始将TEAL/DONOR逐渐降调至85，等规指数逐渐下降至95.6%左右。由此可见，用DJD-B型催化剂，其产品等规指数可调性很好，表1是DJD-B型催化剂与FT4S催化剂生产相同产品时粉料的等规指数。
　　表1 用DJD-B型催化剂与用FT4S生产的PP粉料的等规指数
　　由表1可以看出，在相同TEAL/DONOR下，生产相同牌号产品，用DJD-B生产的产品比用FT4S时等规指数要高一些。
　　（4）其他工艺条件与采用进口催化剂相同。
　　2.5 DJD-B型催化剂活性（见表2）
　　表2 各种催化剂活性比较
　　由表2可以看出，DJD-B型催化剂活性低于FT4S催化剂，与GF2A差不多。影响催化剂活性的因素有：