聚丙烯環(huán)管法設(shè)計方案

1、綜 合 設(shè) 計題 目年產(chǎn)10萬噸聚丙烯（環(huán)管法）運行方案的設(shè)計 學(xué)院名稱 化學(xué)化工學(xué)院 指導(dǎo)教師 劉芝芳 單德才 班 級 高材071 學(xué) 號 20074580110 學(xué)生姓名 單銀煥 2010年6月22日目錄 綜合設(shè)計任務(wù)書.21、聚丙烯合成工藝41.1緒論41.2多釜串聯(lián)氣液組合生產(chǎn)聚丙烯的仿真實驗71.3環(huán)管法氣液組合聚合工藝的介紹81.4多釜串聯(lián)與環(huán)管法兩種工藝的評價92、環(huán)管法生產(chǎn)聚丙烯運行方案的設(shè)計102.1密度控制范圍102.2原料進料量102.3實驗裝置圖122.4聚丙烯生產(chǎn)開車方案132.5裝置正常操作142.6裝置正常停工過程14南 華 大 學(xué)綜合設(shè)計任務(wù)書學(xué) 院： 化 學(xué)

2、化 工 學(xué) 院 題 目：年產(chǎn)10萬噸聚丙烯（環(huán)管法）運行方案的設(shè)計起止時間：2010年6 月 14 日至 2010年 6月 28日 學(xué)生姓名： 單銀煥 專業(yè)班級： 高分子材料與工程系071班 指導(dǎo)教師： 劉芝芳 單德才 系主任： 趙 玉 寶 院 長： 聶 長 明 2010年 6 月 24 日設(shè)計內(nèi)容及要求：一、設(shè)計目的讓學(xué)生所學(xué)的聚丙烯合成工藝理論與聚丙烯的生產(chǎn)實際相聯(lián)系，使學(xué)生得到動手操作能力、故障處理能力、工藝協(xié)調(diào)及工藝管理能力的綜合訓(xùn)練。二、設(shè)計任務(wù)1、設(shè)計項目：聚丙烯生產(chǎn)運行方案的設(shè)計；2、設(shè)計工藝：環(huán)管法液相本體聚合工藝；3、設(shè)計產(chǎn)能：年產(chǎn)10萬噸；4、設(shè)計范圍：生產(chǎn)工藝的正常開車，

3、正常運行，正常停車。三、設(shè)計工藝條件 進料比R200：R201=1：10預(yù)聚釜R200：T=18，P=3.5MPa環(huán)管高H=9m，體積V=0.46m3，物料流速=4m/s，停留時間=4min。聚合釜R201：T=70，P=3.2MPa環(huán)管高H=30m，體積V=45m3，物料流速=78m/s，停留時間=1.5h，終點用密度控制射線檢測，轉(zhuǎn)化率55%-65%。四、設(shè)計內(nèi)容1、聚丙烯的合成工藝1.1概述；1.2多釜串聯(lián)氣液組合生產(chǎn)聚丙烯的仿真實驗；1.3環(huán)管法氣液組合聚合工藝的介紹；1.4多釜串聯(lián)與環(huán)管法兩種工藝的評價。2、環(huán)管法生產(chǎn)聚丙烯運行方案的設(shè)計2.1設(shè)計重點密度控制范圍；2.2設(shè)計原料的進

4、料量；2.3設(shè)計聚丙烯生產(chǎn)開車、停車方案；2.4設(shè)計聚丙烯生產(chǎn)運行方案。五、設(shè)計要求1、給出聚合工藝的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展史；2、給出多釜串聯(lián)與環(huán)管法聚合工藝的差異及優(yōu)缺點；3、給出環(huán)管法聚合工藝流程及終點控制、原料流量等工藝參數(shù)；4、給出完整的開機方案、運行方案及停機方案。指導(dǎo)教師 ： 年 月 日1、聚丙烯合成工藝1.1緒論聚丙烯，英文名稱:Polypropylene，簡稱:PP，日文名稱:結(jié)構(gòu)式： CAS 登錄號:9003-07-0。由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。按甲基排列位置分為等規(guī)聚丙烯（isotaeticPolyProlene）、無規(guī)聚丙烯（atacticPolyPropylene）

5、和間規(guī)聚丙烯（syndiotaticPolyPropylene）三種。一般生產(chǎn)的聚丙烯樹脂中，等規(guī)結(jié)構(gòu)的含量為95%，其余為無規(guī)或間規(guī)聚丙烯。工業(yè)產(chǎn)品以等規(guī)物為主要成分。聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯的共聚物在內(nèi)。通常為半透明無色固體，無臭無毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶化,故熔點高達167,耐熱,制品可用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點。密度0.90g/cm3,是最輕的通用塑料。耐腐蝕,抗張強度30MPa，強度、剛性和透明性都比聚乙烯好。缺點是耐低溫沖擊性差，較易老化，但可分別通過改性和添加抗氧劑予以克服。其特點是：無毒、無味，密度小，強度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的電性

6、能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時變脆、不耐磨、易老化.適于制作一般機械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件 。常見的酸、堿有機溶劑對它幾乎不起作用，可用于食具。目前，聚丙烯的生產(chǎn)工藝按聚合類型可分為溶液法、淤漿法、本體法和氣相法和本體法-氣相法組合工藝5大類。1 溶液法工藝溶液法生產(chǎn)工藝是早期用于生產(chǎn)結(jié)晶聚丙烯的工藝路線，由Eastman公司所獨有。該工藝采用一種特殊改進的催化劑體系-鋰化合物（如氫化鋰鋁）來適應(yīng)高的溶液聚合溫度。催化劑組分、單體和溶劑連續(xù)加入聚合反應(yīng)器，未反應(yīng)的單體通過對溶劑減壓而分離循環(huán)。額外補充溶劑來降低溶液的粘度，并過濾除去殘留催化劑。溶劑通過多個蒸發(fā)器而濃縮，再通過一臺能夠

7、除去揮發(fā)物的擠壓機而形成固體聚合物。固體聚合物用庚烷或類似的烴萃取進一步提純，同時也除去了無定形聚丙烯，取消了使用乙醇和多步蒸餾的過程，主要用于生產(chǎn)一些與漿液法產(chǎn)品相比模量更低、韌性更高的特殊牌號產(chǎn)品。該方法工藝流程復(fù)雜，且成本較高，聚合溫度高，加上由于采用特殊的高溫催化劑使產(chǎn)品應(yīng)用范圍有限，目前已經(jīng)不再用于生產(chǎn)結(jié)晶聚丙烯。2   淤漿法工藝     淤漿法工藝（Slurry Process）又稱漿液法或溶劑法工藝，是世界上最早用于生產(chǎn)聚丙烯的工藝技術(shù)。從1957年第一套工業(yè)化裝置一直到20世紀80年代中后期，淤漿法工藝在長

8、達30年的時間里一直是最主要的聚丙烯生產(chǎn)工藝。典型工藝主要包括意大利的Montedison工藝、美國Hercules工藝、日本三井東壓化學(xué)工藝、美國Amoco工藝、日本三井油化工藝以及索維爾工藝等。這些工藝的開發(fā)都基于當時的第一代催化劑，采用立式攪拌釜反應(yīng)器，需要脫灰和脫無規(guī)物，因采用的溶劑不同，工藝流程和操作條件有所不同。近年來，傳統(tǒng)的淤漿法工藝在生產(chǎn)中的比例明顯減少，保留的淤漿產(chǎn)品主要用于一些高價值領(lǐng)域，如特種BOPP薄膜、高相對分子質(zhì)量吹塑膜以及高強度管材等。近年來，人們對該方法進行了改進，改進后的淤漿法生產(chǎn)工藝使用高活性的第二代催化劑，可刪除催化劑脫灰步驟，能減少無規(guī)聚合物的產(chǎn)生，可用

9、于生產(chǎn)均聚物、無規(guī)共聚物和抗沖共聚物產(chǎn)品等。目前世界淤漿法PP的生產(chǎn)能力約占全球PP總生產(chǎn)能力的13%。3   本體法工藝     本體法不同工藝路線的區(qū)別主要是反應(yīng)器的不同。反應(yīng)器可分為釜式反應(yīng)器和環(huán)管反應(yīng)器兩大類。釜式反應(yīng)器是利用液體蒸發(fā)的潛熱來除去反應(yīng)熱，蒸發(fā)的大部分氣體經(jīng)循環(huán)冷凝后返回到反應(yīng)器，未冷凝的氣體經(jīng)壓縮機升壓后循環(huán)回反應(yīng)器。而環(huán)管反應(yīng)器則是利用軸流泵使?jié){液高速循環(huán)，通過夾套冷卻撤熱，由于傳熱面積大，撤熱效果好，因此其單位反應(yīng)器體積產(chǎn)率高，能耗低。4 氣相法工藝氣相法聚丙烯工藝的研究和開發(fā)始于20世紀60年代

10、，1967年BASF公司在Ludwigshafen建成一套采用立式攪拌床反應(yīng)器的氣相聚丙烯工藝中試裝置。1969年BASF和Shell的合資ROW公司在德國Wesseling采用立式攪拌床反應(yīng)器建成世界上第一套2.5萬噸/年氣相聚丙烯工業(yè)裝置，命名為Novolen工藝。20世紀70年代，美國Amoco公司開發(fā)出采用接近活塞流的臥式攪拌床氣相反應(yīng)器的氣相法PP生產(chǎn)工藝。80年代初期，UCC公司將其成熟的氣相流化床Unipol聚乙烯工藝用于聚丙烯生產(chǎn)中，推出了Unipol氣相聚丙烯工藝。日本的Sumitomo公司也于同期開發(fā)出采用氣相流化床的氣相法工藝。目前，世界上氣相法PP生產(chǎn)工藝主要有BP公司

11、的Innovene工藝、Chisso工藝、聯(lián)碳公司的Unipol工藝、BASF公司的Novolen工藝以及住友化學(xué)公司的Sumitomo工藝等。5 本體法-氣相法組合工藝         本體法-氣相法組合工藝主要包括巴塞爾公司的Spheripol工藝、日本三井化學(xué)公司的Hypol工藝、北歐化工公司的Borstar工藝等。本生產(chǎn)工藝的特點在于采用高效載體催化劑，革除了脫灰和脫無規(guī)聚丙烯工序。  我國PP生產(chǎn)現(xiàn)狀與國外相比,在聚合技術(shù)、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品數(shù)量、品種牌號以及產(chǎn)品售前售后的技術(shù)服務(wù)等方面都

12、存在著較大差距,這也說明我國PP樹脂的發(fā)展?jié)摿薮?市場前景廣闊.當前,我們當在以下幾個方面加緊開展工作:催化劑及聚合工藝對樹脂結(jié)構(gòu)和性能影響的研究;現(xiàn)有牌號樹脂的改性研究;成型加工過程對制品高級結(jié)構(gòu)和性能的影響.從而盡快縮小與發(fā)達國家的差距,趕上世界樹脂技術(shù)進步的步伐. 隨著科技進步日新月異,合成樹脂及塑料的性能不斷得到提高,新的品種不斷出現(xiàn).繼Ziegler-Natta催化劑和高效負載型催化劑之后的茂金屬聚合催化劑(由一種茂金屬與助催化劑甲基鋁氧烷或硼系化合物組成)將逐步部分取代傳統(tǒng)催化劑.茂金屬催化劑體系具有催化活性高、單一活性中心、聚合物結(jié)構(gòu)可精確調(diào)控等特點.并且能適應(yīng)于現(xiàn)有的聚丙烯聚

13、合裝置和工藝,無需大的改動,可以用在現(xiàn)有的任何一種聚合工藝裝置上.目前,具有優(yōu)異性能的茂金屬等規(guī)聚丙烯(IPP)和環(huán)烯烴共聚物(COC)以及茂金屬間規(guī)聚丙烯(SPP)等已開始進入市場,有關(guān)茂金屬及其聚丙烯的專利已達數(shù)百項,其重要性在國際上已得到共識,對聚丙烯工業(yè)發(fā)展將產(chǎn)生巨大影響. 目前世界上從事茂金屬聚丙烯(MPP)開發(fā)的大公司約有12家,其中領(lǐng)先的有:Exxon、BASF、Hoechst、Montell 、公司以及 Fina 和三井東壓公司.MPP目前主要用于纖維、注塑產(chǎn)品、汽車、醫(yī)療器械和包裝領(lǐng)域. 自1957年聚丙烯漿液法工業(yè)化生產(chǎn)以來,40余年內(nèi)生產(chǎn)工藝不斷發(fā)展.20世紀60年代出現(xiàn)

14、了本體聚合工藝,解決了無溶劑問題;70年代又開發(fā)了高效載體催化劑,在漿液法聚合裝置上得到了應(yīng)用,實現(xiàn)了無脫灰的工藝流程;80年代高效載體催化劑,實現(xiàn)了在本體聚合裝置上的應(yīng)用,省去了脫無規(guī)物工序,降低了成本;此后,日本三井油化和意大利蒙埃公司又開發(fā)出高等規(guī)度、高活性的催化劑,并用于本體聚合裝置,在用本體環(huán)管法生產(chǎn)均聚物時省去了造粒工序.前人預(yù)想的無溶劑、無脫灰、無脫無規(guī)物和無造粒的目標得到了實現(xiàn),極大地節(jié)省了建設(shè)投資,提高了產(chǎn)品質(zhì)量和降低了生產(chǎn)成本.Himont 公司的 Speripo 工藝及三井油化的Hypo工藝采用了高效載體催化劑,并以液相均相均聚及氣相共聚相結(jié)合為特征,屬目前先進的生產(chǎn)技術(shù)

15、之一.近年來氣相法以其工藝流程簡單、單線生產(chǎn)能力大、投資省而獲得青睞,如BASF公司的 Novolep 工藝、Union Carbon/Shell公司的 Unipol 工藝以及 Aomco/Shisso 等工藝.1.2多釜串聯(lián)氣液組合生產(chǎn)聚丙烯的仿真實驗000單元： 原料丙烯經(jīng)D001A/B固堿脫水器粗脫水，D002羰基硫水解器、D003脫硫器掊去羰基硫及H2S，然后進入二條可互相切換的脫水、脫氧、再脫水的精制線：D004A/B氧化鋁脫水器，D005A/B Ni 催化劑 脫氧器、D006A/B分子篩脫水器，經(jīng)上述精制處理后的丙烯中水份脫至10PPm以下，硫脫至0.1PPm以下，然后進入丙烯罐D(zhuǎn)

16、007，經(jīng)P002A/B丙烯加料泵打入聚合釜。100單元：高效載體催化劑系統(tǒng)由A（Ti催化劑）、B（三乙基鋁）及C（硅烷）組成。A催化劑由A催化劑加料器Z101A/B加入D200預(yù)聚釜。B催化劑存放在D101B催化劑計量罐中，經(jīng)B催化劑計量泵P101A/B加入D200予聚合釜，B催化劑以100%濃度加入D200。這樣做的好處是可以降低干燥器入口揮發(fā)分的含量，但安全上要特別注意，管道的安裝、驗收要特別嚴格，因為一旦泄漏就會著火。C催化劑的加入量非常小，必須先在D110A/B、C催化劑計量罐中配制成15%的已烷溶液，然后用C催化劑計量泵P104A/B打入D200。200單元：丙烯、A、B、C催化劑

17、先在D200預(yù)聚釜中進行預(yù)聚合反應(yīng)，預(yù)聚壓力Pa，溫度低于20,然后進入第1、2反應(yīng)器（D201、D202）在液態(tài)丙烯中進行淤漿聚合，聚合壓力Pa，溫度70-67。由D民02排出的淤漿直接進入第3反應(yīng)器D203進行氣相聚合，聚合壓力Pa，溫度80。300單元：聚合物與丙烯氣依靠自身的壓力離開第3反應(yīng)器D203進入旋風(fēng)分離器D301、D302-1、-2，分離聚合物之后的丙烯氣相經(jīng)油洗塔T301洗去低聚物、烷基鋁、細粉料后經(jīng)壓縮機C301加壓與D203未反應(yīng)丙烯一起，進入高壓丙烯洗滌塔T302，分離去烷基鋁、氫氣之后的丙烯回至丙烯罐D(zhuǎn)007，T302塔底的含烷基鋁 、低分子聚合物、已烷及丙烷成分較

18、高的丙烯送至氣分以平衡系統(tǒng)內(nèi)的丙烯濃度，一部分重組分及粉料氣化后回至T301入口，T302的氣相進丙烯回收塔T收丙烯，1.3環(huán)管法氣液組合聚合工藝的介紹Spheripol工藝采用一組或兩組串聯(lián)的環(huán)管反應(yīng)器生產(chǎn)聚丙烯均聚物和無規(guī)共聚物，再串聯(lián)一個或兩個氣相反應(yīng)器生產(chǎn)抗沖共聚物。Spheripol工藝是一種液相預(yù)聚合同液相均聚和氣相共聚相結(jié)合的聚合工藝,Spheripol工藝由巴塞爾（Basell）聚烯烴公司開發(fā)成功。該技術(shù)自1982年首次工業(yè)化以來，是迄今為止最成功、應(yīng)用最為廣泛的聚丙烯生產(chǎn)工藝。工藝采用高效催化劑，生成的PP粉料粒度其催化劑生產(chǎn)的粉料呈園球形，顆粒大而均勻，分布可以調(diào)節(jié)，既可寬

19、又可窄?？梢陨a(chǎn)全范圍、多用途的各種產(chǎn)品。其均聚和無規(guī)共聚產(chǎn)品的特點是凈度高，光學(xué)性能好，無異味。目前該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第二代。與采用單環(huán)管反應(yīng)器的第一代技術(shù)相比，第二代技術(shù)使用雙環(huán)管反應(yīng)器，操作壓力和溫度都明顯提高，可生產(chǎn)雙峰聚丙烯。催化劑體系采用第四代或第五代Z-N高效催化劑，增加了氫氣分離和回收單元，改進了聚合物的高壓和低壓脫氣設(shè)備，汽蒸、干燥和丙烯事故排放單元也有所改進，增加了操作靈活性，提高了效率，原料單體和各項公用工程消耗也顯著下降。所得產(chǎn)品顆粒度更加均勻，產(chǎn)品的熔體流動指數(shù)范圍更寬（），可生產(chǎn)高剛性、高結(jié)晶度和低熱封溫度的新PP牌號。Spheripol工藝的抗沖共聚反應(yīng)采用氣相法生

20、產(chǎn)，反應(yīng)器是一個或兩個串聯(lián)的密相流化床反應(yīng)器。反應(yīng)器采用氣相法密相流化床。采用一個氣相反應(yīng)器系統(tǒng)可以生產(chǎn)乙烯含量在8%-12%（質(zhì)量分數(shù)）的抗沖共聚物，如果需要生產(chǎn)橡膠相含量更高且可能具有一個以上分散相的特殊抗沖共聚物（如低應(yīng)力發(fā)白產(chǎn)品），則需要設(shè)計兩個氣相反應(yīng)能夠器系統(tǒng)，保持兩個氣相反應(yīng)器系統(tǒng)中的氣相組成和操作條件獨立，可以獲得兩種不同的共聚物添加到均聚物中。  采用汽蒸和干燥兩步法處理聚合物，可以很容易將汽蒸尾氣中的蒸氣冷凝而分離出純烴類單體，能夠完全回收利用尾氣中的烴類，降低單體的消耗。閉路氮氣干燥系統(tǒng)也降低了裝置的氮氣消耗量。此外，Spheripol工藝采用模塊化設(shè)計方式，可

21、以滿足不同用戶的要求，易于分步建設(shè)（如先上均聚物生產(chǎn)系統(tǒng)，在適時增加氣相反應(yīng)系統(tǒng)），裝置的生產(chǎn)能力也容易擴大。Spheripol工藝有嚴格完善的安全系統(tǒng)設(shè)計，使裝置有很高的操作穩(wěn)定性和安全性。新一代Spheripol工藝采用純的添加劑加入系統(tǒng)，使產(chǎn)品質(zhì)量更加均一穩(wěn)定，而且方便產(chǎn)品切換。 Spheripol工藝技術(shù)能提供全范圍的產(chǎn)品，包括均聚物、無規(guī)共聚物、抗沖共聚物、三元共聚物（乙烯-丙烯-丁烯共聚物）。其均聚物產(chǎn)品的MFR范維0.1-2000g/10min，工業(yè)化產(chǎn)品的MFR達到1860g/10min（特殊的不造粒產(chǎn)品），高剛性產(chǎn)品的彎曲模量達到2300MPa。工業(yè)化生產(chǎn)的無規(guī)共聚物產(chǎn)品中乙

22、烯含量高達4.5%（質(zhì)量分數(shù)），并有乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物產(chǎn)品，薄膜封焊起始溫度低至110，可與氣相法工藝生產(chǎn)的高乙烯含量無規(guī)共聚競爭?？箾_共聚產(chǎn)品具有很好的剛性和抗沖擊性的綜合性能，產(chǎn)品乙烯含量可高達25%（40%橡膠相），并已具有達到40%乙烯含量（60%橡膠相）的能力。此外，Spheripol工藝可通過添加過氧化物和雙環(huán)管反應(yīng)器靈活地根據(jù)產(chǎn)品需要在聚合物分散指數(shù)（PI）3.2-12之間調(diào)節(jié)產(chǎn)品的分子量分布，可以在反應(yīng)器內(nèi)直接生產(chǎn)MFR高達1800g/10min的產(chǎn)品以及大顆粒無需造粒產(chǎn)品，使Spheripol工藝具有極強的競爭力。Spheripol工藝的另外一個特點是先進的催化劑技術(shù)

23、。Basell公司有多種催化劑體系可用于Spheripol工藝生產(chǎn)不同類型的產(chǎn)品，如MC-GF2A催化劑用于生產(chǎn)均聚物，MC-M1用于生產(chǎn)大球形的抗沖共聚物及均聚物和無規(guī)共聚物，而一些高模量的均聚物則要使用D-給電子體（二環(huán)戊基-二甲氧基-硅烷，簡稱DCPMC），一些高乙烯含量的特殊抗沖共聚物也要使用專用的催化劑。Basell公司注冊了多項專利的二醚類催化劑也已經(jīng)有商業(yè)化產(chǎn)品，如MC-126、MC-127。二醚類催化劑具有很高的聚合活性（可達100Tpp/kg cat）和長壽命，很好的等規(guī)指數(shù)控制，高的氫氣敏感性，產(chǎn)品有較窄的的分子量分布。目前，世界上采用Spheripol工藝生產(chǎn)的

24、聚丙烯裝置有近百套，總生產(chǎn)能力約為1460萬噸/年，約占世界聚丙烯總生產(chǎn)能力的36.8 %。其中北美地區(qū)的生產(chǎn)能力為403萬噸/年，亞洲地區(qū)合計為419萬噸/年，西歐地區(qū)的生產(chǎn)能力為 410.5萬噸/年，中歐和東歐地區(qū)的生產(chǎn)能力為62萬噸/年，中東和非洲地區(qū)的生產(chǎn)能力為 131.5萬噸/年。1.4多釜串聯(lián)與環(huán)管法兩種工藝的評價多釜串聯(lián)工藝的特點如下：（1） 主催化劑需要進行預(yù)聚合處理。預(yù)聚合處理采用間歇批量法，在通過預(yù)聚合和動態(tài)過濾使全部催化劑顆粒都能處理得非常均勻。預(yù)處理和進料系統(tǒng)有很高的可靠性。（2） 串聯(lián)的多級反應(yīng)系統(tǒng)可有效降低催化劑的“短路現(xiàn)象”。（3）

25、在液相反應(yīng)器和氣相反應(yīng)器沒有發(fā)現(xiàn)影響連續(xù)操作的聚合物掛壁現(xiàn)象。（4） 大量液態(tài)丙烯依靠氣相聚合的反應(yīng)熱進行氣化，降低蒸汽的消耗量。（5） 立體選擇性的催化劑HY-HS-具有極高的活性，其轉(zhuǎn)化率高達106gPP/gTi,且具有很長的持續(xù)活性，到第四釜仍有足夠活性，能保證第四釜正常生產(chǎn)。（6） 聚合物的顆粒大小控制，從工藝操作性來說，在工藝過程中控制聚合物粉粒的性能非常重要。因此聚合物顆粒必須具有很好的剛性、球狀、大小均勻、很好的流動性（不粘連、不潔塊），不僅在均聚工藝中，而且在共聚工藝中也應(yīng)如此。如果使聚合物的形狀變?yōu)榫鶆虻那驙?，則顆粒尺寸分布很窄，而且平均顆粒大小可以控制，能穩(wěn)定工廠操作。采用

26、HY-HS-催化劑可生產(chǎn)出滿足全部上述條件并具有很高堆密度的高質(zhì)量的球狀聚合物顆粒。（7） 聚合物的物理性能，具有很高的立體規(guī)整度和剛性；制成的薄膜具有很好光學(xué)性能（透明度和光澤度）；定向品種如單絲、條帶和纖維有很好的加工性（定向性），能使成品具有很好的性能；熔體流動速率很快，用于高速注塑的品種可直接聚合得到，而不需要熱處理措施。 環(huán)管法工藝具有以下特點：  （a）有很高的反應(yīng)器時-空產(chǎn)率（可達400kgPP/h·m3），反應(yīng)器的容積較小，投資少；  （b）反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，材質(zhì)要求低，可用低溫碳鋼，設(shè)計制造簡單，由于管徑?。―N500或DN600），即使壓力較高，

27、管壁也較?。?#160;     （c）帶夾套的反應(yīng)器直腿部分可作為反應(yīng)器框架的支柱，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計降低了投資；  （d）由于反應(yīng)器容積小，停留時間短，產(chǎn)品切換快，過渡料少；    （e）聚合物顆粒懸浮于丙烯液體中，聚合物與丙烯之間有很好的熱傳遞。采用冷卻夾套撤出反應(yīng)熱單位體積的傳熱面積大，傳熱系數(shù)大，環(huán)管反應(yīng)器的總體傳熱系數(shù)高達1600W/（m2·）；  （f）環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)的漿液用軸流泵高速循環(huán)，流體流速高達7m/s，因此可以使聚合物淤漿攪拌均勻，催化劑體系分布均勻，聚合反應(yīng)條件容易控制而且可以

28、控制得很精確，產(chǎn)品質(zhì)量均一，不容易產(chǎn)生熱點，不容易粘壁，軸流泵的能耗也較低；  （g）反應(yīng)器內(nèi)聚合物漿液濃度高（質(zhì)量分數(shù)大于50%），反應(yīng)器的單程轉(zhuǎn)化率高，均聚的丙烯單程轉(zhuǎn)化率為50%-60%。以上這些特點使環(huán)管反應(yīng)器很適宜生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物。Spheripol工藝一開始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化劑，催化劑活性達到40kgPP/gcat，產(chǎn)品等規(guī)度為90%-99%，可不脫灰、不脫無規(guī)物。  2、環(huán)管法生產(chǎn)聚丙烯運行方案的設(shè)計2.1密度控制范圍設(shè)液態(tài)丙烯和聚丙烯的混合質(zhì)量為m,混合密度為，其中PP=0.91g/cm3, RP=0.447g/cm3

29、,當轉(zhuǎn)化率為55%時：min=0.621g/cm3當轉(zhuǎn)化率為65%時： max=0.668g/cm3故可得反應(yīng)終點密度范圍為：0.625g/cm30.668g/cm32.2原料進料量聚丙烯年產(chǎn)量為10萬噸，按每年300天計算,則t/h根據(jù)反應(yīng)方程式取轉(zhuǎn)化率為60%，則液態(tài)丙烯的進料為13.889/0.6=23.148t/h再由進料比R200：R201=1：10，得R200的進料量為： R201的進料量為：取催化劑的催化效率為：550kgPP/gTi,則需要Ti的量為：主催化劑TiCl4的量為： 氫氣用量為液態(tài)丙烯量的0.5%（體積），則物料平衡表進料量 t/h出料量t/hR200：2.104聚

30、丙烯：13.889R201：21.044液態(tài)丙烯：9.2552.3實驗裝置圖先用氣態(tài)丙烯置換出系統(tǒng)中的氧氣，降低系統(tǒng)中氧氣濃度已達到實驗條件要求。桶裝的固體催化劑在裝置內(nèi)要用烴油和脂配制成混合均勻的催化劑膏，然后用液壓操作的催化劑注入器加入反應(yīng)器系統(tǒng)。助催化劑和給電子體分別用計量泵加入預(yù)聚合反應(yīng)器，4種催化劑高效載體催化劑系統(tǒng)由A（Ti催化劑）、B（三乙基鋁）及C（給電子體）、D（路易斯堿載于氯化鎂載體）組成。在進入預(yù)聚合反應(yīng)器之前先在D200內(nèi)與接觸混合活化，使不同的催化劑顆粒和單個催化劑顆粒內(nèi)部具有相同的催化活性，然后用經(jīng)換熱器E200降溫的低溫丙烯將催化劑混合物帶入預(yù)聚合反應(yīng)器R200。

31、R200預(yù)聚合反應(yīng)器是一個小的環(huán)管反應(yīng)器，在溫度<18oC，壓力為3.5Mpa左右下，催化劑被生成的少量聚丙烯包裹，以提高催化劑顆粒的機械強度，避免在主反應(yīng)階段因強度聚合反應(yīng)而使催化劑顆粒破碎。預(yù)聚合也能顯著提高催化劑的活性。預(yù)聚合后的催化劑淤漿進入環(huán)管反應(yīng)器R201，在此加入單體丙烯和調(diào)節(jié)分子量的氫氣。一部分的丙烯進行了聚合，余下的丙烯仍為液態(tài)而作為固體聚合物的稀釋劑。循環(huán)泵P201使淤漿高速循環(huán)并混合均勻，以防止固體沉積和改進傳熱效果。P202輸送循環(huán)水，控制聚合反應(yīng)溫度為70左右，反應(yīng)的壓力為3.2Mpa，。2.4聚丙烯生產(chǎn)開車方案1 丙烯置換1）R200置換(1)現(xiàn)場啟動氣態(tài)丙烯進料閥P0P2010(2)開FIC200閥，將氣態(tài)丙烯引入R200(3)當PI達0.5MPa時，關(guān)FIC200閥(4)開現(xiàn)場火炬A0A22