茂名20萬噸/年氣相法聚丙烯裝置典型設備介紹2014年11月周建文1主要設備介紹20萬噸/年氣相法聚丙烯裝置主要的設備有：反應器R201/R251、反應器循環壓縮機C201/C251、沉降器壓縮機C241、循環尾氣壓縮機C301、急冷液泵G201/G251、進料丙烯高速泵G651A/B、主催化劑泵G101A/B、三乙基鋁泵G102A/B、改性劑泵G103A/B、溫水泵G203/G253、丙烯回收單元PK351、擠壓機PK401等。21、反應器

20萬噸/年聚丙烯裝置第一、二反應器R201/R251為臥式攪拌容器，在該反應器中丙烯進行連續的氣相聚合，由比利時固科（COEK）公司制造。

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反應器全長15965mm，攪拌軸長為15638.45mm，筒體內徑為2743mm。攪拌軸的轉速均為15.56rpm，軸的驅動側密封采用機械密封，浮動端采用唇封+迷宮密封。4反應器驅動系統5反應器驅動系統圖6驅動端機械密封7機械密封剖面圖88浮動端9浮動端剖面圖

10浮動端吹掃管線

11唇封12迷宮密封13R201攪拌器---T型

碳鋼，450KW，15.56rpm，恒速攪拌器，平葉片型。

14R251攪拌器---門型軸材料：電解拋光316L不銹鋼涂層的碳鋼門材料：電解拋光的316L不銹鋼功率：450KW，15.56rpm，恒定速度驅動

15R251檢修圖（打開封頭后塑化料）16反應器的噴嘴類型圖17催化劑噴嘴18催化劑噴嘴19催化劑噴嘴20反應器底部噴嘴21反應器底部噴嘴22急冷液噴頭23故障案例燕化三聚發生過R201/R251攪拌器浮動端支撐半軸斷裂事故：1）R-251攪拌器浮動端支撐半軸斷裂2008年7月R-251攪拌器支撐半軸浮動端近根部處完全斷裂，自投用至發生斷裂時已使用10年，而設備設計使用壽命為5年。經故障診斷分析后認為發生斷裂的原因是疲勞失效。對該支撐半軸進行更換處理。24▼斷軸后的主軸照片▼斷軸后軸承座照片▼未斷前的主軸照片25反應器攪拌軸組成

反應器攪拌軸由三部分組成，驅動端和浮動端各有一支撐半軸（與軸承接觸的部位），中間為空心軸，三部分靠螺栓連接。262）R-201攪拌器浮動端支撐半軸斷裂在2009年R-201攪拌器浮動端支撐半軸發生斷裂，原因與2008年R-251支撐半軸斷裂事故類似。對該支撐半軸進行更換處理。273）反應器攪拌器槳葉彎曲

反應器內粉料結塊，攪拌器槳葉在與這些大塊粉料的碰撞過程中逐漸發生彎曲，影響到設備的使用壽命和產品質量。通過檢修對反應器內的大塊料進行清理，同時將攪拌軸抽出送到機械廠進行加熱矯直。284）催化劑噴嘴/急冷液噴嘴堵催化劑噴嘴和急冷液噴嘴等在正常生產過程中存在被粉料堵塞的可能，燕化利用檢修的機會對噴嘴進行清理，遇到無法清理的情況則對噴嘴進行更換處理。292、壓縮機Ⅰ）反應器循環氣壓縮機C-201A/B，C-251A/B為單級立式離心壓縮機，由美國勝達因（Sundyne）公司制造，用來把第一、二反應器頂部來的氣體壓送至R-201/R-251的底部。30壓縮機結構圖（LMC-343型）

31機械密封圖（共3道機封）

齒輪箱采用串聯機械密封，用N2作為緩沖氣，丙烯作為沖洗氣。

32密封沖洗說明

第一級（主密封）密封承擔全部或大部分負荷，而另外一級作為備用密封不承受或承受小部分壓力降，通過主密封泄漏出的工藝氣體被排向火炬。剩余極少量的未被燃燒的工藝氣通過二級密封漏出，引入安全地帶排放。當主密封失效時，第二級密封可以起到輔助安全密封的作用，可保證工藝介質不大量向大氣泄漏。33干氣密封簡介

干氣密封是一種氣膜潤滑的流體動、靜壓結合型非接觸式機械密封。和其他機械密封相比，其主要區別是在旋轉環或靜止環端面上(或者同時在這兩個端面上)刻有淺槽，當密封運轉時，在密封端面形成氣膜，使之脫離接觸，因而端面幾乎無磨損。其可靠性高，使用壽命長，密封氣泄漏量小，功耗極低，工藝回路無油污染，工藝氣也不污染潤滑油系統。34故障案例燕化三聚G251B機封泄漏2013.7.16G251第一道機封泄漏，關第一道密封排放閥，壓力升高明顯，達到2.0MPa左右，判斷為機封失效。于時檢修解體機封，更換所有機封（三道），重新回裝試車，關第一道密封排放閥，壓力無明顯升高，便正常投用。35檢修圖36檢修圖（葉輪）37檢修圖38檢修圖39Ⅱ往復活塞式壓縮機本裝置共有往復活塞式壓縮機2臺，其中C-241/C-301瑞士布卡哈德（Burckhardt）公司成套供貨，C-241為一級三缸立式迷宮活塞式壓縮機，C-301為三級四缸立式迷宮活塞式壓縮機。40沉降器壓縮機C241

C-241是三個活塞一級壓縮，共作用是把從裝置中沉降器（S-241A/B）分離出來的未反應單體，經過沉降器壓縮機C-241的一級壓縮，送到第一反應器R-201頂部冷凝器E-206入口，循環回到第一反應器R-201。41C-241技術參數型號：3K160-1B功率：485KW流量：5137.9m3/h轉速：585rpm6個入口閥，6個出口閥負荷分為0、50﹪、67﹪、83﹪、100﹪。42氣缸43工作原理當電動機驅動時，通過聯軸節帶動曲軸旋轉（曲軸上裝有飛輪，以增加曲軸的慣性），再通過連桿、十字頭和活塞桿把曲軸的旋轉運動變為活塞的往復運動。當活塞在氣缸內多作一次往復運動時，氣腔容積由小到大，由大到小的變化，完成膨脹—吸氣—壓縮—排氣的工作循環，把氣體從低壓區送到高壓區。當活塞作連續往復運動時，壓縮機重復上述工作循環，不斷排出壓縮氣體。44進氣閥結構圖45進氣閥46進口氣閥帶卸荷裝置

工作原理：通氣，壓力銷松開，氣閥自由動作，正常工作；斷氣，壓力銷壓緊氣閥，氣閥常開，不做功。

47排氣閥結構圖48中間體吹掃丙烯的作用：

吹掃氣是平衡氣缸泄漏氣，收集后返回一段入口。49活塞桿填料50刮油環、導向軸承51循環尾氣壓縮機C-301是三段四缸立式迷宮活塞壓縮機。5252C-301技術參數型號：4D250B-3R-1功率：940KW流量：3684m3/h轉速：495rpm14個入口閥，14個出口閥負荷分為0、50﹪、75﹪、100﹪。53C301結構圖54Ⅲ螺桿式壓縮機

螺桿式壓縮機C-302A/B、C501B/C為單級螺桿式壓縮機（C501A為羅茨風機）。由主電機、聯軸節、殼體、螺桿、齒輪箱、入口空氣過濾器、止回閥、軸向補償管、安全泄放閥、潤滑油系統隔音罩、消音器等組成，潤滑油系統由油泵、油冷卻器、油槽組成。55二級螺桿式壓縮機本裝置PK351丙烯回收單元(PropyleneRecoveryUnit)為膜分離單元，其壓縮機C351為二級螺桿壓縮機，整個PRU系統由美國MTR公司供貨。56C351結構原理

螺桿壓縮機是通過陰陽螺桿在“∞”子形缸體內互相嚙合，由軸端的同步齒輪帶動回轉。陰陽轉子間有微小間隙，互相不接觸。吸入口吸進的氣體被封閉在陰陽螺桿的嚙齒之間，隨著轉子的旋轉殼程逐漸減小使壓力上升，陰陽轉子和缸體之間的空間排氣口連通，氣體從排氣口送出。57C351主要技術參數功率：435KW；流量：1970m3/h；轉速：950rpm入口壓力：13.1KPa；出口壓力：2.422MPa。C351是兩級螺桿壓縮機(4根螺桿）58膜59PK351流程示意圖60工藝流程說明膜工藝單元由兩級膜組成。膜單元將物流分離成富含高壓氮氣的產品流和富含烴類的低壓滲透物流。回收氮氣的壓力被降低到要求的排放壓力0.74MPag。一級膜的滲透物流以接近大氣壓的壓力循環到壓縮機吸入口。二級膜對含有其他不凝氣（主要為氫氣、甲烷、乙烷和乙烯）的氮氣進一步凈化。613、羅茨風機本裝置風送系統有多臺羅茨式鼓風機，位號為C-403A/B、C-501A、C-502。62設備結構圖

主要由機殼、軸、傳動齒輪、同步齒輪以及一對“∞”字形轉子組成，它的兩個轉子分別由主動軸和從動軸支承在兩端的滾動軸承和止推軸承上。63工作原理羅茨風機是一種容積式鼓風機。通過一對轉子的“嚙合”（轉子之間有間隙，又不相互接觸）使進氣口隔開，轉子由一對同步齒輪傳動，做反方向運動，將吸入的氣體無內壓縮的從吸氣口推至排氣口。氣體到達排氣口的瞬間，因排氣側高壓氣體的回流而被加壓，從而完成氣體輸送。644、泵類Ⅰ離心泵本裝置具有離心泵有多臺，如急冷液泵G-201A/B、G-251A/B；水泵G-203、G-253、G-407A/B、G-652、G-911A/B、G-932A/B、G-933A/B。65急冷液泵G201/G25166G201/G251結構圖67機械密封圖串聯式機械密封:68G201/G251密封油系統流程圖機械密封沖洗方案：32+54(+61)69常用的密封沖洗方案1）PLAN11：出口經孔板到密封腔▼2）PLAN13：密封腔經孔板到入口▼70常用的密封沖洗方案3）PLAN21：出口經孔板和冷卻器到密封腔▼4）PLAN32：外部沖洗液到密封腔▼71常用的密封沖洗方案5）PLAN52：常壓容器到密封腔循環▼6）PLAN53：帶壓容器到密封腔循環▼72★其中又分為PLAN53a、b、c三種沖洗方案

7374757）PLAN54：帶壓沖洗系統到密封腔循環▼76常用的密封沖洗方案8）PLAN61：用戶備選密封▼（G201/G251）77常用干氣密封方案9）PLAN7278溫水泵G203/G25379G203/G253主要技術參數臥式、單級、雙吸、中開式離心泵機械密封；沖洗方案21額定流量：G203：1300m3/h；G253：692m3/h。80廢水池泵G9101A/B、G9102A/B1、G9101A/B用于正常廢水池排外抽水，流量30m3/h。2、G9102A/B用于下大雨時外排水，流量250m3/h。單級單吸臥式離心泵，型式為強自吸泵。不需要灌泵，泵啟動后吸真空裝置開始工作，20秒時水泵正常上水。葉輪為半開式。填料密封。81強自吸泵結構圖82故障案例1、燕化三聚急冷液泵曾出現機械密封頻繁泄漏的情況：2005年以前急冷液泵采用雙端面機械密封，使用密封油對機封進行沖洗，在使用過程中機封經常發生泄漏，檢修頻率高。機組振動大，密封注入管線的穩壓閥容易被振松，致使封油注入壓力不穩定，丙烯反竄泄漏到密封油罐，導致停車檢修。2005年將急冷液泵密封系統改為串聯式干氣密封后(API682Plan72方案)，干氣密封運行穩定，故障率低。83干氣密封結構示意圖

干氣密封與接觸式機械密封串聯使用，機械密封為主密封，干氣密封為次密封。84密封原理主密封為機械密封，能完全承受介質壓力，單獨可起到密封的作用，附密封為干氣密封，是一種非接觸密封。介質通過主密封微量泄漏到干氣密封形成的密封腔，經過收集，被加壓的氮氣帶往到火炬燃燒，介質一點不往環境排放；另氮氣可以在干氣密封形成的密封腔里加壓（0.5Mpa,遠低于密封腔介質壓力），提高主密封的背壓，增大介質在主密封面的液膜面積，減少介質汽化，從而提高主密封使用壽命85干氣密封控制系統示意圖86Ⅱ高速泵本裝置高速泵有G-651A/B，是精制單元丙烯送料泵。由北京航天石化技術裝備工程公司（北京航天11所）制造。87G651結構圖

G651是單級立式高速離心泵，主要由泵殼、齒輪增速箱（包括高低速齒輪軸和軸承等）、泵端結構（包括葉輪、誘導輪等）和密封體組成。88操作注意事項高速泵啟動前微開出口閥：

啟泵前關閉離心泵出口閥的目的是降低電機的電流，保護電機不過載。對高速泵而言，啟動前微開出口閥門，可以降低動能對泵內部件的沖擊，防止啟動時的出口壓力過高。尤其是現在的高速泵，轉速在一萬轉/分鐘左右，出廠時明確要求在啟泵前要微開出口閥門。因此，在電機功率足夠大的前提下，啟泵前微開出口閥門，有利于泵的長周期運行。89Ⅲ齒輪泵

本裝置共有齒輪泵G106、G409、G410等。90Ⅳ隔膜泵本裝置共有四臺隔膜泵G102A/B、G103A/B，均采用雙隔膜型式，用于輸送烷基鋁和改性劑，它的特點流量小，且可調節計量。G102▼G103▼91工作原理隔膜泵是容積泵中較特殊的一個型式，它是靠隔膜片來回鼓動而吸入和排出液體的。它由傳動部分和隔膜缸頭兩大部分組成。傳動部分是帶動隔膜片來回鼓動的驅動機構，其原理如圖所示。92隔膜泵結構圖93Ⅴ螺桿泵螺桿泵有單螺桿泵、雙螺桿泵和三螺桿泵。本裝置G-101A/B為單螺桿泵，用來輸送淤漿催化劑。

94結構原理螺桿泵是容積式轉子泵的一種，它是利用泵殼內一根或數根螺桿互相嚙合使室內容積變化來輸送液體，螺桿泵的效率高，流量均勻，轉速平穩。螺桿泵G-101A/B為單螺桿泵，由電機、齒輪箱、聯軸節、機械密封及密封潤滑油系統、螺桿、泵體等幾部分組成。95雙螺桿泵

本裝置主減速器潤滑油泵M-410-G1A/B是雙螺桿泵。通過轉向相反的兩根單頭螺紋的螺桿來擠壓輸送介質的。一根是主動的，令一根是從動的，它通過齒輪聯軸器驅動。螺桿用泵殼密封，相互嚙合時僅有微小的齒面間隙。由于轉速不變，螺桿輸送腔內的液體限定在螺紋槽內均勻的延軸向向前移動，提供的是一種均勻的體積流量。965、旋轉閥

本裝置有旋轉閥Q301、Q304、Q311、Q412、Q403、Q409、Q410A/B/C/D、Q511A/B/C/D/E/F、Q510A/B、Q509、Q516等。旋轉閥的作用有兩個：（1）均勻卸料；（2）防止物料返竄。其中Q301/Q304特點：變頻調速，殼體帶切刀，可正反轉。97燕化Q301轉子帶切刀98燕化三聚Q304轉子前增加格柵網996、擠壓造粒機組

20萬噸/年PP擠壓造粒機組PK401為單支撐同向雙螺桿擠壓造粒機組，規格型號為SJSHL-Z320x24B，帶熔體齒輪泵。由大連橡膠塑料機械股份有限公司制造。100擠壓機型號說明101擠壓機主要參數本機組結構型式:單支撐同向雙螺桿擠出機，帶熔體齒輪泵規格型號：SJSHL-Z320x24B主電機功率：8000KW螺桿直徑：?320螺桿長徑比：24輸入軸轉速：1485rpm輸出軸轉速：224rpm/185rpm（雙速）輸出軸最大扭矩：2×200000N.m機組保證生產能力：33t/h*機組長周期運行最低產量不能低于19.5t/h102擠壓造粒系統機組主要構成混煉擠壓造粒機組包括：驅動系統、混煉擠壓系統、擠出造粒系統、粒子處理系統、輔助系統和控制系統。103主減速器主減速器采用強制潤滑。配置一開一備潤滑油泵。輸入電機功率：8000kW輸入轉速：1485r/min輸出轉速：224/185r/min輸出軸中心距：261輸出扭矩：2x170000N.m設計最大扭矩：2x200000N.m軸承壽命：徑向軸承≥40000h止推軸承≥100000h潤滑方式：強制潤滑潤滑油泵：螺桿泵潤滑油泵電機功率：55kWx2油泵排量：1100L/min冷卻器換熱能力：350kW冷卻器形式：管式濾油器形式：雙聯筒式濾油精度：25μm104104主減速器傳動結構示意圖105扭矩限制離合器又叫氣動摩擦離合器作用：①主電機與主減速器連接；②保護電機（在過載扭矩下及時打滑聯鎖停車）最大傳遞扭矩：97500N.m需要的最大儀表風壓：0.6MPa報警轉速差：4r/2min制造商：德國DESCH106盤車裝置盤車裝置主要由盤車電機、鼓形齒聯軸器、減速器、手動復位離合器、底座等組成。當開車時，不直接啟動主電機，首先啟動盤車裝置。螺桿在盤車裝置的驅動下低速運轉，物料在螺桿低速運轉下進入機筒，將螺桿浮起，對螺桿起到保護作用，當主電機啟動時，手動復位離合器會自動脫開，盤車裝置停止。107107主減速器與螺桿連接減速器輸出軸與雙螺桿的連接是花鍵套連接。108螺桿

（包括螺桿芯軸和螺桿元件）結構形式：同向旋轉積木組合式雙螺桿螺桿直徑：?320mm長徑比L/D：24螺桿全長：8550mm螺桿中心距：261mm螺桿轉速：224rpm/185rpm（雙速）與主減速器連接方式：花鍵套聯接螺桿尾部密封（粉料密封）形式：HALF形式的機械密封，同時通有氮氣。109螺桿根據各段功能的不同，螺桿大體可以分為三段：加料段（固體輸送段）、混煉段（熔融段、壓縮段）和出料段（均化段、計量段）。加料段的螺齒及螺槽形狀一般為等深不等距近似圓柱形斷面結構，主要作用是有利于粉料加入，并部分熔融；混煉段一般為橢圓形嚙合盤，主要作用是強制物料剪切變形、混合、熔融；出料段一般為等深、等距形斷面結構，主要作用是使物料壓實，向模頭輸送。110螺桿111輸送段混煉段均化計量段111螺桿為組合積木式結構112機筒筒體共9段：進料段筒體：數量：1段筒體冷卻方法：水冷卻混煉及出