聚烯烴裝置產(chǎn)品料倉設置數量的極值計算

工稚應用石油化工設計Petrochemical Design2012 ,29(3) 43 ~ 44聚烯烴裝置產(chǎn)品料倉設置數量的極值計算李長(cháng)松(中國石化工程建設有限公司,北京100101)摘要:聚烯烴裝置中的產(chǎn)品通常以顆粒料形式進(jìn)行袋裝或槽車(chē)裝車(chē)后出廠(chǎng),在聚烯烴顆粒料包裝前，產(chǎn)品需貯存在產(chǎn)品料倉中。在料倉工藝操作過(guò)程中,產(chǎn)品料倉不僅用于顆粒料的貯存,同時(shí)也有部分料倉參與產(chǎn)品的均化、脫氣及摻混等工藝過(guò)程。不同產(chǎn)品對上述工藝過(guò)程的要求也不盡相同，目前聚烯烴:裝置產(chǎn)品料倉數量根據工藝要求設置各有不同。根據聚烯烴裝置中料倉工藝操作過(guò)程,結合聚烯烴產(chǎn)品的特性及工藝系統參數,設計出數學(xué)模型,并通過(guò)實(shí)例計算料倉設置數量的極值。關(guān)鍵詞:聚烯烴裝置料倉數量 極值計算料倉廣泛用于粉粒料產(chǎn)品的貯存"。石油化極值的原則是保證上游工藝連續正常操作,滿(mǎn)足.工廠(chǎng)的聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴裝置,聚合后的造裝置的生產(chǎn)要求。粒產(chǎn)品,在包裝人庫之前,都需要采用料倉進(jìn)行工藝處理和臨時(shí)貯存。目前產(chǎn)品料倉的選用也趨向2料倉設置數量的極值計算數量化和大型化。料倉數量對占地面積、設備投聚烯烴裝置聚合、造粒后的顆粒料產(chǎn)品,一般資和操作費用影響顯著(zhù)。依據裝置的生產(chǎn)能力和采用氣力輸送的方式送往產(chǎn)品料倉完成脫氣、均工藝過(guò)程,研究產(chǎn)品料倉設置數量的極值,對裝置化摻混和貯存。圖1是聚烯烴顆粒產(chǎn)品氣力輸設計的經(jīng)濟性,合理性和先進(jìn)性都具有現實(shí)意義。送過(guò)程脫氣、均化、摻混和貯存的典型流程。1聚烯烴裝 置產(chǎn)品料倉的功能[2-4]料倉在聚烯烴裝置的工藝操作中,除具有貯12||3存產(chǎn)品功能外，還參與產(chǎn)品的脫氣、均化和摻混的工藝過(guò)程。由于聚合和造粒工藝的因素影響,同囟囟■囟-批量和牌號的產(chǎn)品的質(zhì)量數值(如熔融指數)是波動(dòng)的。為了使產(chǎn)品達到市場(chǎng)銷(xiāo)售標準,降低產(chǎn)圖1系統流程示意品產(chǎn)量的不合格率,一.般需要對產(chǎn)品進(jìn)行均化和1.2.3 -分別為1.2.3號料倉;1 -緩沖料斗;I -脫氣均化和摻混工藝;m -貯存和包裝工藝摻混處理。其中某些產(chǎn)品如低密度聚乙烯從造粒工藝輸送過(guò)來(lái)的顆粒料產(chǎn)品的氣力輸(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)造粒后的顆粒料送及脫氣、均化和摻混是一個(gè)連續的工藝過(guò)程。中，含有微量的游離烴,為了使最終產(chǎn)品系統達到聚烯烴顆粒料產(chǎn)品按照圖中標示的順序號進(jìn)行進(jìn)安全指標,需要讓產(chǎn)品中的游離烴完全釋放,并從料。1號料倉進(jìn)料完成并經(jīng)過(guò)脫氣、均化和摻混后系統中吹掃排除,這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為脫氣工藝。上述開(kāi)始卸料,同時(shí)2號料倉開(kāi)始進(jìn)料,以此類(lèi)推。為這些脫氣、均化和摻混的工藝操作都通過(guò)料倉進(jìn)行。這些料倉根據其承擔的功能,被稱(chēng)為脫氣料收稿日期:20中國煤化工倉、均化或摻混料倉和貯存料倉。通常條件下,脫作者簡(jiǎn)介:李:YHCNMHG化工大學(xué)機.氣、均化和摻混料倉也具有臨時(shí)貯存產(chǎn)品的功能。械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè),工學(xué)學(xué)士,工程師,現在從事石脫氣均化和摻混的操作條件,直接影響上游油化工設備的設計工作。聯(lián)系電話(huà):010 - 84878515;E- mail: lics. sei@ sinopec. com聚合工藝和造粒的進(jìn)行。研究這類(lèi)料倉設置數量..44.石油化工設計第29卷保證氣力輸送系統連續操作,每個(gè)料倉的進(jìn)料及t4)/Q工程設計中具有實(shí)際應用價(jià)值。根據需要,卸料操作也是一個(gè)連續的過(guò)程。根據設定的進(jìn)利用上式可分別求出V、V2、Q、4 (2.5、14以及料倉料、摻混、脫氣.卸料、吹掃凈化等工藝操作參數,容積的有關(guān)數據,為設計工藝系統方案提供依據。繪出料倉工藝操作過(guò)程時(shí)序圖(圖2)。設料倉工藝操作時(shí)序圖的橫坐標為時(shí)間T, 縱坐標為物料量3應用實(shí)例Q。進(jìn)料流量V,、卸料流量V2與時(shí)間成線(xiàn)性關(guān)系。.例1HDPE裝置擠壓造粒單元以25Vh的流量連續向下游產(chǎn)品料倉區送料,若已知料倉貯存能力為200t;料倉的卸料流量為進(jìn)料流量的1.4倍;HDPE粒料在料倉內需進(jìn)行6 h脫氣操作;空料倉的吹掃清理和待用時(shí)間為4h,求保證連續接收擠壓造粒單元來(lái)料所需的最少料倉數量。解,已知:Q =200t,V =25 Vh,V2 =1.4 x25時(shí)間h=35 th,t=6 h,t.=4 h。圖2料倉工 藝操作過(guò)程時(shí)序圖代人公式N=(V; +V2)/V2 +V(1s +4)/Q,注:A一料倉進(jìn)料啟動(dòng)點(diǎn)(零點(diǎn));B-料倉進(jìn)料終止點(diǎn):C-求得N=2.9。即,為保證不間斷接收上游來(lái)料,料倉卸料啟動(dòng)點(diǎn);D-料倉內物料清零完畢點(diǎn);E- -料 倉待啟動(dòng)點(diǎn)最少需要3個(gè)貯料能力為200 t的料倉。.(回歸零點(diǎn)) ;AE- -料倉被占用的工作時(shí)間t(其中:AB'- -料倉進(jìn)例2某聚烯烴裝置擠壓造粒單元以50 Vh料達到設計負荷所需時(shí)間,設為1 ;B'C'-料倉內物料處理所需時(shí)的產(chǎn)量連續向下游產(chǎn)品料倉區送料,其粒料在料間設為I;C'D-料倉內物料卸空所需時(shí)間，設為b2;DE-料倉清倉內處理時(shí)間需8h;空料倉的吹掃清理和待用時(shí)空處理及待用所需時(shí)間,設為4)當料倉設計容量Q,進(jìn)料流量V,和卸料流量間為4 h。若采用4個(gè)貯存能力為250 t的料倉,V2為定值時(shí),為保證連續接收上游工藝系統送出料倉采用旋轉加料器向下游氣力輸送系統卸料,的物料,其所需料倉數量極值N的數學(xué)模型如下:氣力輸送系統單線(xiàn)輸送能力不應大于60Vh,分析該設計方案的可行性。解,已知:V =50 Uh,Q=250 t,t3=8 h,t4=4圖示，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,則有N=[Q/V, +Q/V2 +5s +4]/(Q/V),將得出該設計方案的料倉卸料流量V2 =84 Vh。上式簡(jiǎn)化得出N=(V; +V2)/V2+V,(ts +1s)/Q分析:料倉的卸料流量超過(guò)下游氣力輸送系式中,Q-料倉設計貯料量,t;統的單線(xiàn)輸送能力,根據市場(chǎng)現有旋轉加料器產(chǎn)V一-料倉進(jìn)料流量,Vh;品卸料能力和氣力輸送系統的設計條件,原方案V.一料 倉卸料流量,Vh;-Q數量物料在料倉內停留時(shí)間,h;不能滿(mǎn)足工藝系統要求。為保證該裝置的正常運轉,應合理增多料倉數量和增加下游氣力輸送系4,--空料 倉處理和待用時(shí)間,h。當料倉上游裝置生產(chǎn)能力確定后,料倉單位統數量,使單個(gè)料倉的卸料流量降至合理的數值。時(shí)間進(jìn)料量也相應確定。為保持上游工藝裝置連參考文獻:[1] 張亞丹.儲存容器[ M] .北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009:3 -5。續運轉的要求,則需保持料倉不間斷受料。為此，[2] 李光正,黃福堂,萬(wàn)麗翎,等.聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)與應用[ M].當料倉1進(jìn)料達到B點(diǎn)，須有另一料倉2啟動(dòng)進(jìn)北京:石油工業(yè)出版社,2006:130-131.料操作。同理在料倉2進(jìn)料達到極限荷載時(shí),必3]中國煤化工北京:化學(xué)工業(yè)出版社，須有料倉3啟動(dòng)進(jìn)料操作,直至料倉1完成全部HCNMHG4] (美)懷特等編著(zhù),黃漢雄等譯.聚合物混煉技術(shù)與工程設定的操作程序,具備再啟動(dòng)條件。[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010:181 - 185.綜上分析,公式N=(V + V2)/V2 +V,(1, +.