聚烯烃装置产品料仓设置数量的极值计算

工稚应用石油化工设计Petrochemical Design2012 ,29(3) 43 ~ 44聚烯烃装置产品料仓设置数量的极值计算李长松(中国石化工程建设有限公司,北京100101)摘要:聚烯烃装置中的产品通常以颗粒料形式进行袋装或槽车装车后出厂,在聚烯烃颗粒料包装前，产品需贮存在产品料仓中。在料仓工艺操作过程中,产品料仓不仅用于颗粒料的贮存,同时也有部分料仓参与产品的均化、脱气及掺混等工艺过程。不同产品对上述工艺过程的要求也不尽相同，目前聚烯烃:装置产品料仓数量根据工艺要求设置各有不同。根据聚烯烃装置中料仓工艺操作过程,结合聚烯烃产品的特性及工艺系统参数,设计出数学模型,并通过实例计算料仓设置数量的极值。关键词:聚烯烃装置料仓数量 极值计算料仓广泛用于粉粒料产品的贮存"。石油化极值的原则是保证上游工艺连续正常操作,满足.工厂的聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃装置,聚合后的造装置的生产要求。粒产品,在包装人库之前,都需要采用料仓进行工艺处理和临时贮存。目前产品料仓的选用也趋向2料仓设置数量的极值计算数量化和大型化。料仓数量对占地面积、设备投聚烯烃装置聚合、造粒后的颗粒料产品,一般资和操作费用影响显著。依据装置的生产能力和采用气力输送的方式送往产品料仓完成脱气、均工艺过程,研究产品料仓设置数量的极值,对装置化掺混和贮存。图1是聚烯烃颗粒产品气力输设计的经济性,合理性和先进性都具有现实意义。送过程脱气、均化、掺混和贮存的典型流程。1聚烯烃裝 置产品料仓的功能[2-4]料仓在聚烯烃装置的工艺操作中,除具有贮12||3存产品功能外，还参与产品的脱气、均化和掺混的工艺过程。由于聚合和造粒工艺的因素影响,同囟囟■囟-批量和牌号的产品的质量数值(如熔融指数)是波动的。为了使产品达到市场销售标准,降低产图1系统流程示意品产量的不合格率,一.般需要对产品进行均化和1.2.3 -分别为1.2.3号料仓;1 -缓冲料斗;I -脱气均化和掺混工艺;m -贮存和包装工艺掺混处理。其中某些产品如低密度聚乙烯从造粒工艺输送过来的颗粒料产品的气力输(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)造粒后的颗粒料送及脱气、均化和掺混是一个连续的工艺过程。中，含有微量的游离烃,为了使最终产品系统达到聚烯烃颗粒料产品按照图中标示的顺序号进行进安全指标,需要让产品中的游离烃完全释放,并从料。1号料仓进料完成并经过脱气、均化和掺混后系统中吹扫排除,这个过程称为脱气工艺。上述开始卸料,同时2号料仓开始进料,以此类推。为这些脱气、均化和掺混的工艺操作都通过料仓进行。这些料仓根据其承担的功能,被称为脱气料收稿日期:20中国煤化工仓、均化或掺混料仓和贮存料仓。通常条件下,脱作者简介:李:YHCNMHG化工大学机.气、均化和掺混料仓也具有临时贮存产品的功能。械工程及自动化专业,工学学士,工程师,现在从事石脱气均化和掺混的操作条件,直接影响上游油化工设备的设计工作。联系电话:010 - 84878515;E- mail: lics. sei@ sinopec. com聚合工艺和造粒的进行。研究这类料仓设置数量..44.石油化工设计第29卷保证气力输送系统连续操作,每个料仓的进料及t4)/Q工程设计中具有实际应用价值。根据需要,卸料操作也是一个连续的过程。根据设定的进利用上式可分别求出V、V2、Q、4 (2.5、14以及料仓料、掺混、脱气.卸料、吹扫净化等工艺操作参数,容积的有关数据,为设计工艺系统方案提供依据。绘出料仓工艺操作过程时序图(图2)。设料仓工艺操作时序图的横坐标为时间T, 纵坐标为物料量3应用实例Q。进料流量V,、卸料流量V2与时间成线性关系。.例1HDPE装置挤压造粒单元以25Vh的流量连续向下游产品料仓区送料,若已知料仓贮存能力为200t;料仓的卸料流量为进料流量的1.4倍;HDPE粒料在料仓内需进行6 h脱气操作;空料仓的吹扫清理和待用时间为4h,求保证连续接收挤压造粒单元来料所需的最少料仓数量。解,已知:Q =200t,V =25 Vh,V2 =1.4 x25时间h=35 th,t=6 h,t.=4 h。图2料仓工 艺操作过程时序图代人公式N=(V; +V2)/V2 +V(1s +4)/Q,注:A一料仓进料启动点(零点);B-料仓进料终止点:C-求得N=2.9。即,为保证不间断接收上游来料,料仓卸料启动点;D-料仓内物料清零完毕点;E- -料 仓待启动点最少需要3个贮料能力为200 t的料仓。.(回归零点) ;AE- -料仓被占用的工作时间t(其中:AB'- -料仓进例2某聚烯烃装置挤压造粒单元以50 Vh料达到设计负荷所需时间,设为1 ;B'C'-料仓内物料处理所需时的产量连续向下游产品料仓区送料,其粒料在料间设为I;C'D-料仓内物料卸空所需时间，设为b2;DE-料仓清仓内处理时间需8h;空料仓的吹扫清理和待用时空处理及待用所需时间,设为4)当料仓设计容量Q,进料流量V,和卸料流量间为4 h。若采用4个贮存能力为250 t的料仓,V2为定值时,为保证连续接收上游工艺系统送出料仓采用旋转加料器向下游气力输送系统卸料,的物料,其所需料仓数量极值N的数学模型如下:气力输送系统单线输送能力不应大于60Vh,分析该设计方案的可行性。解,已知:V =50 Uh,Q=250 t,t3=8 h,t4=4图示，l=4 +12 +45 +4h,N=4。其中:t =Q/V;h =Q/V2代人公式N=(V: +V2)/V2 +V,(4s +4)/Q,则有N=[Q/V, +Q/V2 +5s +4]/(Q/V),将得出该设计方案的料仓卸料流量V2 =84 Vh。上式简化得出N=(V; +V2)/V2+V,(ts +1s)/Q分析:料仓的卸料流量超过下游气力输送系式中,Q-料仓设计贮料量,t;统的单线输送能力,根据市场现有旋转加料器产V一-料仓进料流量,Vh;品卸料能力和气力输送系统的设计条件,原方案V.一料 仓卸料流量,Vh;-Q数量物料在料仓内停留时间,h;不能满足工艺系统要求。为保证该装置的正常运转,应合理增多料仓数量和增加下游气力输送系4,--空料 仓处理和待用时间,h。当料仓上游装置生产能力确定后,料仓单位统数量,使单个料仓的卸料流量降至合理的数值。时间进料量也相应确定。为保持上游工艺装置连参考文献:[1] 张亚丹.储存容器[ M] .北京:化学工业出版社,2009:3 -5。续运转的要求,则需保持料仓不间断受料。为此，[2] 李光正,黄福堂,万丽翎,等.聚丙烯生产技术与应用[ M].当料仓1进料达到B点，须有另一料仓2启动进北京:石油工业出版社,2006:130-131.料操作。同理在料仓2进料达到极限荷载时,必3]中国煤化工北京:化学工业出版社，须有料仓3启动进料操作,直至料仓1完成全部HCNMHG4] (美)怀特等编著,黄汉雄等译.聚合物混炼技术与工程设定的操作程序,具备再启动条件。[M].北京:化学工业出版社,2010:181 - 185.综上分析,公式N=(V + V2)/V2 +V,(1, +.