年產(chǎn)2萬(wàn)噸聚丙烯車間生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)

最好的沉淀整理11222目錄緒論 3設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 12第一章工藝流程確定 16催化劑的配置和計(jì)量 16丙烯預(yù)精制和丙烯保安精制及氫氣壓縮 18預(yù)聚合與液相本體聚合 21聚合物閃蒸和脫氣 25聚合物的汽蒸和干燥 30擠壓造粒 33產(chǎn)品均化和包裝碼垛 37生產(chǎn)原材料的規(guī)格 37第二章物料衡算 42計(jì)算基礎(chǔ) 42設(shè)計(jì)條件 42丙烯進(jìn)料量 42催化劑用量 43氫氣用量 43原材料消耗定額 44主要設(shè)備物料衡算 44CO汽提塔T701物料衡算 44預(yù)聚合反應(yīng)器R200物料衡算 45聚合反應(yīng)器R201物料衡算 46閃蒸罐D(zhuǎn)301物料衡算 47汽蒸罐D(zhuǎn)501物料衡算 48干燥器D502物料衡算 49擠壓造粒單元物料衡算 49總物料平衡表 50第三章熱量衡算 51主要設(shè)備熱量衡算 51預(yù)聚合反應(yīng)器R200熱量衡算 51聚合反應(yīng)器R201熱量衡算 53閃蒸罐D(zhuǎn)301熱量衡算 55汽蒸罐D(zhuǎn)501熱量衡算 57干燥器D502熱量衡算 59總熱量平衡表 61第四章設(shè)備選型 62主要設(shè)備選型 62預(yù)聚合反應(yīng)器R200 62預(yù)聚合反應(yīng)器軸流泵的功率計(jì)算 62聚合反應(yīng)器R201 644.1.4汽蒸罐D(zhuǎn)501 644.1.5干燥器D502 68設(shè)備一覽表 71第五章聚丙烯裝置的安全生產(chǎn) 76靜電的危害與防范 76靜電危害 76靜電的防范措施 76其他安全措施 77第六章“三廢”處理與環(huán)境保護(hù) 786.1廢水 786.2廢氣 786.3廢渣 78設(shè)計(jì)體會(huì) 80致謝 81參考文獻(xiàn) 82附錄 83摘要：聚丙烯是丙烯單體聚合而形成的高分子聚合物，是一種通用合成樹料之一。術(shù)的飛速發(fā)展。本設(shè)計(jì)中就詳細(xì)介紹了聚丙烯隨催化劑的發(fā)展而發(fā)展的情況。S-PP明書。另外聚丙烯來(lái)源豐富，價(jià)格便宜，易于加工成型，產(chǎn)品綜合性能優(yōu)良，因此關(guān)鍵詞：聚丙烯 S-PP工藝 液相本體聚合 催化劑21111222Abstract：AbstractPolypropyleneisagenericsyntheticresin,whichispolymerizatedbypropylenemonomer.Asapolymerplastic,inthemodernchemicalproductionoccupiesanimportantpositionandwasoneofthefivemajorengineeringplastics.Polypropyleneisthefastestdevelopingmaterialinvarietyofhydrocarbonmaterials.Thekeyreasonisthecatalyst’srapiddevelopment.Thisdesignintroducedpolypropylene’sdevelopmentwiththedevelopmentofcatalyst.ThedesignisbasedontheJingmenPetrochemicalS-PPtechnologyandsetfor20,000tonsofannualoutput.Thenproceedtothematerialbalanceenergybalanceandequipmentselection,Finallyreachedamorecompletedesignspecification.Another,Becauseofitsrichresource,lowprice,easytoprocesstakesshape,fineproductoverallperformance,thereforeitiswidelyappliedtochemical,thechemicalfiber,thelightindustry,theelectricalappliances,thebuilding,thepacking,agricultural,thenationaldefense,thetransportation,thecivilplasticproductandsoInthepolyolefineresin,itisonlyinferiorafterthePVC、PEthethirdgeneralplastic.Keywords:PolypropylenKeywords:catalyst

S-PP craft liquid phasepolymerization緒論聚丙烯（PolypropylenePP）是丙烯（Proplylene，單體聚合而形成的高分子聚合物，是一種通用合成樹脂（或通用合成塑料）。聚丙烯的有關(guān)性質(zhì)如下：1、聚丙烯的物理性質(zhì)① 可塑性PP易用擠出、注塑、吹塑等方法直接加工成型。②耐熱性PP16～170℃（176℃150℃上，是通用樹脂中耐熱性能最好的一種。③密度小PP相對(duì)密度為0.90～0.91，是所有樹脂中最輕的。④ 良好的物理機(jī)械性能PP一，它表面強(qiáng)度大，彈性較好，耐磨性良好。⑤ 介電性能優(yōu)良⑥ 吸水性?、?抗沖擊強(qiáng)度較低PP過(guò)共聚或共混攻性來(lái)改善它的耐低溫沖擊性能。2、聚丙烯的化學(xué)性質(zhì)PP100℃PPPP是非極性有機(jī)化合物，對(duì)極性有機(jī)溶劑都很穩(wěn)定，醇類、酚類、醛類、2PAGEPAGE832PAGEPAGE82酮類和大多數(shù)羧酸都不易使其發(fā)生溶脹。只有芳烴和氯代烴（如苯、四氯化碳、氯仿等）在80℃以下時(shí)對(duì)聚丙烯有溶解作用。由于聚丙烯結(jié)構(gòu)中存在叔碳原子，因此易被氧化性介質(zhì)侵蝕。PP在光、紫外線、熱、氧存在的條件下會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，使其變質(zhì)，失去原有的性質(zhì)。要是PP不老化是不可能的，只有通過(guò)添加抗氧劑、紫外線吸收劑、防老劑等來(lái)減緩PP的老化速度，改善其抗老化性能。下面簡(jiǎn)要為大家介紹一下國(guó)內(nèi)外聚丙烯的生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r。1、國(guó)外聚丙烯生產(chǎn)工藝發(fā)展史。1953年，德國(guó)Zigle（齊格勒）發(fā)明用TiCl金屬烷基化合物作催化劑，以4乙烯為原料進(jìn)行聚合得到聚乙烯。1954NattaZigleTiCl3（等規(guī)[2]1957NattaMontecatini(蒙特卡蒂尼)FraraPP6Kt/aHercules9Kt/aPP[3]。1958～1962年，德、美、法、日等國(guó)先后都實(shí)現(xiàn)了PP工業(yè)化生產(chǎn)。1964年，美國(guó)Dart（達(dá)特）公司的Rexall（雷克薩爾分公司）首用第一代催化劑及釜式反應(yīng)器開(kāi)創(chuàng)了液相本體法PP生產(chǎn)工藝。1969年，Bsaf（巴斯夫公司）開(kāi)發(fā)了立式攪拌床氣相聚合Novolen工藝。1971年，以Solvay（索爾維）公司開(kāi)發(fā)的TiCl-RO（異戊醚）3 2-TiCl-Al(CHCl（絡(luò)合Ⅰ型催化劑）4 252使液相本體法PP有了很大發(fā)展。70年代后，Phillips（菲利浦）石油公司首用環(huán)管式反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了液相本體法PP生產(chǎn)工業(yè)化。1980年，美國(guó)阿莫科）公司采用自己的高效催化劑，選用臥式攪床，開(kāi)發(fā)了新的氣相聚合工藝，并建成世界上最大的氣相法 PP生產(chǎn)裝置135kt/a。1983聯(lián)合碳化物公司借鑒流化床聚乙烯工程放大生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，和成功開(kāi)發(fā)超高活性PP催化劑(Shac)的Shell（殼牌）公司合作共同開(kāi)發(fā)了UnipolPP1985Tex（德克薩斯80kt/aMontecatini（即現(xiàn)在的蒙埃公司）也開(kāi)發(fā)了“Spheripol”本體聚合新工藝，在意大利Brindise（希林迪西）80kt/aPP198311HerculesHimont（海蒙特）公司。Himont2、國(guó)內(nèi)聚丙烯生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r六十年代末，蘭州化學(xué)工業(yè)公司石油化工廠從英國(guó)引進(jìn)了采用Vickers-Zimmer（維克－吉瑪）工藝技術(shù)及常規(guī)催化劑體系的5kt/a生產(chǎn)裝置。1973年，北京燕山石化公司向陽(yáng)化工廠利用國(guó)內(nèi)研制的催化劑和溶劑法工藝，建成投產(chǎn)了一套5kt/a國(guó)產(chǎn)溶劑法PP生產(chǎn)裝置。1979TiCl-RO(正丁醚)-Al(CHCl3 2 252型催化劑不但可以用于溶劑法聚丙烯工藝，而且由于它的高活性合高定向能力，也為用于液相本體法PP工藝打下了良好基礎(chǔ)。1975PP19784m3PPPP國(guó)內(nèi)液相本體法（習(xí)慣稱之為小本體法）PP工藝是間歇式單釜操作工藝，H1995502近七十套國(guó)內(nèi)液相本體法聚丙烯生產(chǎn)裝置。801989年揚(yáng)子石化公司引進(jìn)日本三Hypol140kt/aPP1991HimontS-PP70kt/aPP撫順石化公司乙烯化工廠，洛陽(yáng)石化總廠，廣州石化總廠，獨(dú)山子乙烯工程，中隨著聚丙烯產(chǎn)品應(yīng)用開(kāi)發(fā)及PP后加工生產(chǎn)的迅速發(fā)展國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)PP的需求量越來(lái)越大94年我國(guó)PP產(chǎn)量接近86萬(wàn)噸進(jìn)口81萬(wàn)噸年國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口都超高100萬(wàn)噸。在這種形勢(shì)下，原中國(guó)石化總公司決定在“九五”期間利用廠氣丙稀資源建設(shè)一批大型PP生產(chǎn)裝置，包括九江石化總廠、長(zhǎng)嶺煉化總廠、武漢石化廠、福建煉化股份公司、濟(jì)南煉油廠及荊門石化總廠等 6家企業(yè)的70kt/aPP裝置，這6套裝置均由中國(guó)石化北京石油化工工程公司(簡(jiǎn)稱BPEC)承擔(dān)設(shè)計(jì)采用國(guó)產(chǎn)化S-PP工藝建設(shè)而成[8]。聚丙烯的合成工藝可以概括為以下幾種[9]：1、溶劑聚合法工藝特點(diǎn)：①丙稀單體溶解在惰性液相溶劑中（如乙烷中，在催化劑的作②有脫灰，脫無(wú)規(guī)物和溶劑回收工序，流程長(zhǎng)，較復(fù)雜，裝置投資大，能耗高，但生產(chǎn)易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好。③以離心過(guò)濾方法分離聚丙烯顆粒再經(jīng)氣流沸騰干燥和擠壓造粒。工藝條件：T=70～75℃ 2、溶液聚合法工藝特點(diǎn)：①使用高沸點(diǎn)直鏈烴作溶劑，在高于聚丙烯熔點(diǎn)的溫度下操作，所得聚合物全部溶解在溶劑中呈均相分布。②高溫氣提方法蒸發(fā)脫除溶劑得熔融聚丙烯，再擠壓造粒得粒料產(chǎn)品。

③生產(chǎn)廠家只有美國(guó)EastmanKodak公司一家。工藝條件：T=160～250℃3、氣相本體法體聚合。②流程簡(jiǎn)短，設(shè)備少，生產(chǎn)安全，生產(chǎn)成本低。③聚合反應(yīng)器有流化床（聯(lián)碳/Unipol、立式攪拌床（巴斯夫Novolen工藝）及臥式攪拌床（阿莫科/埃爾帕索工藝工藝條件：T=40～70℃ P=2.0～3.5MPa4、液相本體法（含液相氣相組合式）相本體聚合，乙烯丙稀在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行氣相共聚。②流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少，投資省，動(dòng)力消耗及生產(chǎn)成本低。（Hypol（Spheripol工藝，無(wú)規(guī)共聚和嵌段共聚均攪拌式流化床中進(jìn)行。工藝條件：T=65～75℃ P=3.0～4.0MPa聚丙烯是合成樹脂中發(fā)展最快的一個(gè)品種，隨著丙稀聚合及催化劑技術(shù)的快速發(fā)展，聚丙烯的品種，牌號(hào)不斷增加，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，聚丙烯已經(jīng)成為一種十分重要的合成材料。98%]目前，PP已被廣泛應(yīng)用到化工、化纖、輕工、家電、建筑、包裝、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、交通運(yùn)輸、民用塑料制品等各個(gè)領(lǐng)域，在聚丙烯樹脂中，是僅次于聚氯乙稀、聚乙烯之后的第三大塑料。PP可制造工業(yè)管道、農(nóng)用管道、電機(jī)風(fēng)扇、基建模板等。PP盤、儀表盤等。PPSBS發(fā)泡后可用作裝飾材料。PP可用作電線、電纜和其他電器絕緣材料。在包裝材料方面，PPPP袋，編織袋廣泛用于各種固體物體的包裝。PP制作的打包帶（捆扎帶）比鐵皮PP還可以制各種薄膜，包括用于重包裝材料的雙向拉伸薄膜（BOPP)。在日常生產(chǎn)方面,PP可以制作家具,如桌、椅、板凳、菜藍(lán)、衛(wèi)生間家用衛(wèi)生設(shè)備如箱、盆、桶、盛水器等，還可用作各種其他擠出或注塑塑料制品。在紡織工業(yè)方面，PP是重要合成纖維——丙綸的原料。術(shù)的飛速發(fā)展。1954Natta的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了好幾個(gè)不同的發(fā)展階段]按照Montell目前為止聚丙烯催化劑的發(fā)展階段確定為六代。1、第一代催化劑MontecatiniHercules195790%，因此，此時(shí)的聚丙烯裝置工藝流程很長(zhǎng)，工序多而復(fù)雜。NattaEsso1/3AA-（AA還原和活化的1959Z-N2、第二代催化劑70SolvaySolvayAA-30～40m2/g，150m2/g95%，采用一氯二乙1975Solvay催化劑，它是第二代聚丙烯催化劑的代表。Solvay鈦鹽仍然是非活性的，它們會(huì)以殘?jiān)男问綒埩粼诰酆衔镏袕亩绊懏a(chǎn)品的質(zhì)量，因此仍需要將其除去。故采用此類催化劑的聚合工藝仍需有后處理系統(tǒng)。3、第三代催化劑采用將鈦化合物載負(fù)在高比表面積的載體上以提高催化劑效率的方法，從60加入適當(dāng)?shù)慕o電子體化合物可以提高催化劑的丙稀聚合定向能力。通過(guò)將氯化MgCl

TiCl

PhCOOEt-AlEt

CHPhCOOEt2˙ 4˙ 3˙ 370，Montedision6%～10%的無(wú)規(guī)聚合物需要脫除，另外催化劑的顆粒性能也有待改進(jìn)。4、第四代催化劑80Montell將其定為第四代聚丙烯催化劑。此代催化劑可表示如下[14]：MgCl

TiCl

Ph(COOiBu)

PhSi(OMe)2˙ 4˙ 2 3˙ 2 2Himont1～5mm為開(kāi)發(fā)無(wú)造粒工序的聚丙烯工藝創(chuàng)造了條件。5、第五代催化劑80，Montell1，3－Montell6、第六代催化劑——茂金屬催化劑Kaminsky、Sinn兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一定種類的茂金屬化合物如果用甲基鋁氧烷(MAO)作主催化劑，此催化體系不但具有極高的聚合活性，而且可以合成出具有各種立構(gòu)規(guī)整度的等規(guī)或間規(guī)聚丙烯。這一發(fā)現(xiàn)不僅具有很高的科學(xué)價(jià)值，而且還有可能合成出現(xiàn)有的聚丙烯所不具備的特性的新材料。因此，類似茂金屬催化劑類型的單活性中心催化體系可以被認(rèn)為是第六代的聚丙烯催化劑。除去上述各類催化劑外，人們還在研究如何能把幾類不同的催化劑進(jìn)行復(fù)Z-N勢(shì)，以求合成出新的、性能更好的復(fù)合催化劑。1液聚合或本體聚合條件下得到的數(shù)據(jù)。各代催化劑的比較δ-TiCl0.33AlCl

表1各代催化劑的性能活性㎏PP/gcat 等規(guī)(㎏PP/gTi) /%0.8～1.290～94

形態(tài)控制 工藝要求脫灰，脫不能3 3 (3～5)3～5

無(wú)規(guī)物δ-TiCl/Ether+DEAC3

(12～20)

94～97 可以 脫灰3TiCl4/Ester/MgCl2+AlR3/Ester5～10(～30)90～95可以脫無(wú)規(guī)，不脫灰4TiCl4/Diester/MgCl2+TEA/Silane10～25(300～600)95～99可以不脫灰，不脫無(wú)規(guī)5TiCl4/Diether/MgCl2+TEA/Silane25～35(700～1200)95～99可以不脫灰，不脫無(wú)規(guī)6茂金屬+MAO5×103～9×103（以鋯計(jì)）90～99可能成功不脫灰，不脫無(wú)規(guī)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介，本體法，本體和氣相組合法，氣相法生產(chǎn)工藝。按生產(chǎn)工70年代開(kāi)發(fā)了第二代催化劑，生產(chǎn)工藝中取消了脫灰過(guò)程，稱為第二代工藝；80年代以后，隨著高活性、高等規(guī)度消了脫灰和脫無(wú)規(guī)物，稱為第三代工藝[1]。1、漿液法最早的漿液法工藝采用攪拌釜反應(yīng)器，加入一種惰性液態(tài)烴溶劑（庚烷9010％～20％丙烯單體的壓力下33

催化劑和AlEt2Cl助催化劑。顆粒狀的聚合物以20％～40％的漿液濃度排出反應(yīng)器，閃蒸分離未反應(yīng)的單體。聚合物中HCl過(guò)蒸發(fā)溶劑而分離回收[2]，催化劑的活性和產(chǎn)品的等規(guī)度都較低。PP膜，漿液法裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品比一些更先進(jìn)的裝置生33

催化劑的局限性在于隨著溶解聚合物的增加，反應(yīng)器易于結(jié)垢，因而生產(chǎn)高熔體流動(dòng)速率的產(chǎn)品和高共聚單體含量的產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性較差。2、溶液法溶液法也是最老的聚丙烯工藝之一。工藝流程復(fù)雜，且成本較高，溶液法聚140PP溶解在α-烯烴中。EastmanPP更高的特殊牌號(hào)產(chǎn)品。EastmanEastman低，由于采用特殊的高溫催化劑因而產(chǎn)品范圍有限。3、本體法于操作。與采用溶劑的漿液法相比，采用液相丙烯本體進(jìn)行聚合有很多優(yōu)點(diǎn)：速率快，催化劑活性高，反應(yīng)器的時(shí)－空生產(chǎn)能力更大；撤熱控制簡(jiǎn)單化，可以提高單位反應(yīng)器體積的聚合量；化劑殘?jiān)?，因此，在產(chǎn)品潔凈度方面，可得到高質(zhì)量的產(chǎn)品；⑤漿液粘度低，機(jī)械攪拌簡(jiǎn)單，耗能小。聚產(chǎn)品中的乙烯含量不會(huì)太高。4、本體和氣相組合法80年代初，隨著第三、四代載體高活性/高立體選擇性（HY-HS）催化劑研制成功，Montedisom公司開(kāi)發(fā)出采用環(huán)管反應(yīng)器具有劃時(shí)代意義的本體法新工藝——Spheripol工藝，三井油化公司開(kāi)發(fā)出采用釜式反應(yīng)器的生產(chǎn)抗沖共聚物。下面以Spheripol工藝為例簡(jiǎn)單介紹一下此工藝技術(shù)。工藝技術(shù)具有以下特征[]①能生產(chǎn)市場(chǎng)所需的全范圍產(chǎn)品，包括均聚物、無(wú)規(guī)共聚物、抗沖共聚物，且能生產(chǎn)溶體流動(dòng)速率更高的均聚物和更高橡膠相含量的高抗沖共聚物。得高生產(chǎn)率和高等規(guī)指數(shù)。③具有最小的停留時(shí)間，以降低牌號(hào)切換時(shí)的過(guò)渡成本。游操作并減少環(huán)境污染。SpheripolSpheripol有所介紹，如：①有很高的反應(yīng)器時(shí)－空產(chǎn)率（400kgPP/h·m3小，投資少。小PN500PN600，即使壓力較高，管壁也較簿。投資。④由于反應(yīng)器容積小，停留時(shí)間短，產(chǎn)品切換快，過(guò)渡料少。1600W/(m2.℃)。⑥環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)的漿液用軸流泵高速循環(huán)，流體流速達(dá)7m/s得很精確，產(chǎn)品質(zhì)量均一，而且不容易產(chǎn)生熱點(diǎn)，不容易粘壁，軸流泵的能耗也較低。⑦反應(yīng)器內(nèi)聚合物漿液濃度高〔>50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)50％～65％。以上這些特點(diǎn)使環(huán)管反應(yīng)器很適宜生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)共聚物。此外，Spheripol工藝采用模塊化設(shè)計(jì)方式可以滿足不同用戶的要求，易于分步建設(shè)，裝置的生產(chǎn)能力也容易擴(kuò)大。Spheripol工藝有嚴(yán)格完善的安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使裝置有很高的操作穩(wěn)定性和安全性。Spheripol工藝過(guò)程包括原料精制、催化劑制備、預(yù)聚合及液相本體反應(yīng)系5、氣相法[5，6]氣化和冷卻循環(huán)氣撤出反應(yīng)熱。心干燥。氣相法生產(chǎn)工藝，與漿液法和本體法工藝相比，具有下列一些特點(diǎn)：①可在寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)產(chǎn)品品種。②適宜抗沖聚丙烯的生產(chǎn)。③安全性好，開(kāi)停車方便。出口可直接得到干燥的產(chǎn)品，而不需干燥工序。⑤氣相法工藝流程較短，設(shè)備臺(tái)數(shù)少，固定投資費(fèi)用低。等。第一章工藝流程確定對(duì)較少。Spheripol工藝（S-PP工藝和液相均聚相結(jié)合的聚合工藝。S-PP工藝中聚丙烯生產(chǎn)的工藝流程如下：（垛）→入庫(kù)下面具體介紹每個(gè)工段的基本情況：催化劑的配置和計(jì)量三乙基鋁的儲(chǔ)存和計(jì)量單元TEAL鋼瓶體積為1m3，在N保護(hù)下送到裝置，用N將TEAL壓送到三乙基鋁2 2儲(chǔ)罐D(zhuǎn)111內(nèi)，再用N將TEAL壓送到計(jì)量罐D(zhuǎn)101中。在D111、D101加入TEAL2N2D103TEALZ103TEALZ103TEALD101D201P102D102P102D607給電子體的配制和計(jì)量單元純度為100%的Donor和烴油用200L的桶送到裝置，由容積式氣動(dòng)泵P103送到給電子體儲(chǔ)罐D(zhuǎn)110A/B，加N密封。這兩個(gè)罐加不同的給電子體，提高了操2作的靈活性。DonorD110F104A/B10umP104A/BD201主催化劑的配制和計(jì)量單元E102P105D1052：1，D10580%，開(kāi)啟攪拌器A105D105NFIC131N22D105（或循環(huán)）管線上設(shè)有蒸汽夾套，由TIC131TV131D10570℃，P105Z110D105P10520ppmD106，若D10530%，就要另行加料。FQS131F105FV131AP105D106D106A106A106Z106Z106D106Z106LAL13180KgZ104N2D106NHV136，D1062D106NHV314D106NHV133、放2 2HV315HV132D10670℃，HV136D10630℃NHV314，開(kāi)2D10610HV133D106E101，D10670℃時(shí)，用蒸汽將由泵P106NHV133D106210Kg/cm3D108注入到D108之前先取樣分析，確定催化劑濃度。催化劑經(jīng)加壓N壓出后，被送2PK101，在該管線和D108A/B化劑膏的溫度為10℃，而不受環(huán)境溫度的影響，防止催化劑沉降影響催化劑加料濃度的準(zhǔn)確性。丙烯預(yù)精制和丙烯保安精制及氫氣壓縮丙烯預(yù)精制從氣分來(lái)到丙烯含有水及硫化物、CO、CO、O、ASH等雜質(zhì)，其中大部分水2 2 3及硫化物、CO在預(yù)精制工段脫除，其雜質(zhì)在保安精制工段脫除。2氣分來(lái)的丙烯進(jìn)入固堿塔（T001A/B8（D003A）中，塔頂裝有采樣T001A>500PPmT001B，T001AD003A24P002備用。3AoT002A/B，T002A丙烯水含量>10PPmT002BT002A精制合格的丙烯送入丙烯罐區(qū)。經(jīng)預(yù)精制后的丙烯，其規(guī)格為：組分mol%丙烯99.5%(min)丙烷平衡不凝組分(H，N，CH) 100PPM(max)2 2 4乙烷 200PPM(max)氧 10PPM(max)CO 5PPM(max)CO 10PPM(max)2COS 0.2PPM(max)總硫 10PPM(wt)(max)水 10PPM(wt)(max)丙烯保安精制及氫氣壓縮HO、COS、CO2聚合級(jí)丙烯要求：組分 mol%丙烯 99.5%(m.h)丙烷 平衡不凝組分(H，N，CH) 100PPM(max)2 2 4乙烷 200PPM(max)氧 2PPM(max)CO 0.05PPM(max)CO 5PPM(max)2COS 0.02PPM(max)總硫 1PPM(wt)(max)水 2PPM(wt)(max)砷 0.03PPM(max)來(lái)自罐區(qū)的液態(tài)丙烯，在以D302料位控制器（LIC331）控制的丙烯流量（FQAC004）下送到丙烯保安精制單元。D701LIC714D702，D702D702N2丙烯含量過(guò)高。而水則通過(guò)HV712定期排至地溝。然后從D701頂部出來(lái)的丙烯經(jīng)HV711進(jìn)入T701進(jìn)料/頂部出料換熱器E703預(yù)熱（充分利用T701T701T701。脫除丙CO、CO，T7012.2MPa。在2COP302A/BE703P302A/BCOT701，將CO2.0MPaT701T70145℃左右。E703E302T701T701E701，E701E701PIC713PV713T701E701COE701LI712（惰性組分含量高FV712COT701E702，E702從T701底部送出的丙烯再E703中冷卻，并在E704中進(jìn)一步冷卻后，在T701COSHSCOS2T7022.2MPaT702A/BCOST702A/B的催化劑達(dá)到飽和需要更換時(shí)采用第二個(gè)塔單獨(dú)操作外，正常情況兩塔串聯(lián)操COS換塔后面。T702A/BE302T702A/BT702A/BT703A/B，對(duì)丙烯進(jìn)行脫水干燥，2PP（wt3Ao（可再生3—43Ao分子篩吸附劑除去水分，若下游的濕度分析儀AT712E713T703A/B，熱氮就可把水汽帶走，這是一開(kāi)路循環(huán)。只有一塔再E302線，用于T703A/B的氣相丙烯置換。塔T703A/B和氮?dú)饧訜崞鱁713是干燥系統(tǒng)的組成部分。AHT704A/Bs3T704A/B催化劑設(shè)計(jì)操作周期2－3年，催化劑初步定為R3－12E302F701D302F701F701PDAH751F701預(yù)聚合與液相本體聚合預(yù)接觸罐（D201）在催化劑配劑和計(jì)量單元送來(lái)的主催化劑以及給電子體和三乙基鋁按一定D201D201A201合，混合均勻并使催化劑的反應(yīng)中心活化。D2013.4MPa,10℃，P203D201200～3003/hr,水冷卻沖洗油以增大黏度，降低流速。Z203Z203A/BZ203A/底部的，保證了來(lái)自E201Z203A/B2500Kg/hr,FIC204預(yù)聚合反應(yīng)器（R200）預(yù)聚合反應(yīng)器（R200）體積為0.44m3.MgCL2TICL4R200裹上一層薄薄的聚丙烯。而在溫度突然高升到反應(yīng)所需的70℃時(shí)不會(huì)爆裂，保證了顆粒粒度，防止了大量細(xì)粉的生成。R200的操作條件如下：溫度：20℃，壓力：304MPa,停留時(shí)間：約四分鐘。R200P200R200P2004m/s.來(lái)自Z203A/BZ211A/BR200一旦運(yùn)行線堵塞，可立即切至備用線，物料通過(guò)HV223A/BR201，當(dāng)發(fā)生緊HV223/2R200PV201R200D601R2000℃R200。R200P204水量保持恒定。R200反應(yīng)溫度反應(yīng)壓力：3.3～3.4MPa停留時(shí)間：1.5hr淤漿濃度：50%（以重量計(jì)）R201F201A/BD201DIC241FIC203R201。這部分丙烯分成五股：FIC204E20110℃Z203A/BR200。FIC241P201。FIC221P200。PIC231E203D202。FV203R201。R201F202A/BAIC201AI201FIC201FIC201A-FV201A，F(xiàn)IC201B-FV201B，反應(yīng)系統(tǒng)的保壓D202D202E203PIC231D202壓力升高，PIC231PV231，PV231D202PIC230PV232BDLD202FIC232200Kg/hrD202LIC231R201D202R201反應(yīng)器中的漿液密度控制反應(yīng)器中聚合物的濃度僅僅是為了漿液循環(huán)的能量限制。工業(yè)經(jīng)驗(yàn)表70℃560-565Kg/m3前，反應(yīng)器P201DIC241FIC20350%，一般情況下，進(jìn)入反應(yīng)器的單1.8～1.91.3.4.5軸流泵（P201）P201P200R201P201P201P201Z201Z201FIV241P2013.4MPaP201力相當(dāng)。反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)用夾套循環(huán)水來(lái)控制反應(yīng)溫度，夾套水循環(huán)泵P205A/B，E202TIC241TIC242E202E202TV242AE202TV242BP205A/B。R201P205A/BD203，由于夾套水采用的是冷凝液，D203PHLIC241D20350%LAL241LV241LAH242，LV241環(huán)管反應(yīng)器的接管在R201頂部的三個(gè)彎頭上各裝有兩個(gè)閥，其中有三個(gè)安全閥 PSV241，PSV242，PSV243（設(shè)定壓力為3.75MPa）分別裝在三個(gè)彎頭上。PV241，HV242和HV243可用于反應(yīng)器進(jìn)液相丙烯時(shí)的排氣操作。在R201系統(tǒng)故障或閃蒸管線不通時(shí)，也可里利用這些閥緊急排放環(huán)管中的物料。在R201底部彎頭上有三個(gè)緊急排放閥：HV244/1.2.3，在緊急停車時(shí)將物料排放到高壓排放罐D(zhuǎn)601。另外有兩個(gè)正常出料閥由D202的液位LIC231控制R201的出料此外還有備用出料口 LV245和LV246也裝在無(wú)軸流泵的兩個(gè)底部彎頭上。經(jīng)過(guò)LV231A/B和的物料都通過(guò)閃蒸線去D301這些走漿液的管線都引有一股沖洗丙烯防止排放時(shí)堵塞閥門和管線又可在排放后清潔管線避免緊急啟動(dòng)時(shí)閥門打不開(kāi)或排料不暢。COCO兩部分。一部分在丙烯進(jìn)料線上加CO，其意義之一是終止預(yù)聚合反應(yīng)，其二是CO10%，COR201CO2%，COR2011.4聚合物閃蒸和脫氣氣、除三乙基鋁工藝及低壓氣體壓縮回收工藝。高壓閃蒸R201回收丙烯。閃蒸線70℃R201閃蒸罐如果閃蒸罐故障，從環(huán)管反應(yīng)器排出的物料通過(guò)閃蒸罐前的三通閥HV301排向排放系統(tǒng)。D301T301T301D301LV231AT301T301D3011.8MPa，T301D301Z302，由指示系統(tǒng)壓力的壓力表，確認(rèn)是否可以出安全的聚合物樣品。動(dòng)力分離器D301D301A301。用它將粉末盡可能分離掉，同D301A301D301D3011.8MPa,因此要有壓力油密封系統(tǒng)以保證氣體不泄露,并保證動(dòng)力機(jī)械密封的冷卻和潤(rùn)滑.閃蒸罐出料D301T301中被洗掉,然后被塔底流出物帶走,進(jìn)F301,F301T302LV301F301D301D301LV301LV301低壓脫氣過(guò)這部分處理后，粉末中丙烯含量將大大降低。F301F301。當(dāng)F301HV311D601D602。F301F301T3011.8MPa。為了保證氣量、氣D303（壓差PDI312為了保證工藝過(guò)程的順利實(shí)現(xiàn)，保證氣體能達(dá)到分離要求，必須保證F301D303（同時(shí)在氣體排出線上設(shè)有向低壓系統(tǒng)排放的調(diào)節(jié)閥。當(dāng)F301超壓時(shí)，由壓力控制回路PIC311PV311。F301F301LV311D501F301F302T302，最后再進(jìn)入PK301。在中濾袋破裂后，F(xiàn)302PK301丙烯洗滌部分三乙基鋁。T301T301D301A301PK301一般情況下，T301D3011.8MPa。T301D303F301FIC324壓蒸汽夾套，其目的是使所含的丙烯全部氣化，再進(jìn)入F301。這股丙烯含有在F301T302E301E301D302PK501E301E301P302A/BPV323丙烯隨進(jìn)料量而改變。T301D30121氣相丙烯從塔底進(jìn)入，與回流的液體丙烯逆向接觸。E303，為T301低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下的最小回流量。E303的操作熱負(fù)荷視回流量的大小而定，其目的E301P302A/B塔頂氣冷凝及回流系統(tǒng)E301，T301E301E301E301中氣體的傳熱面積與冷凝液的貯量有關(guān)，LJ322E301P302A/B，障將引起部分停車，因此設(shè)置兩臺(tái)泵，互為備用。丙烯進(jìn)料罐系統(tǒng)D302后向聚合系統(tǒng)供料。在開(kāi)車時(shí)，D302還能為裝置提供置換用氣相丙烯和充料用液相丙烯。丙烯進(jìn)料罐系統(tǒng)D302T301P302A/BF701P302A/BD302T701是在緊急停車并向環(huán)管中打入一氧化碳后為了除去回收丙烯中的一氧化碳而設(shè)D302。D302的出料由丙烯進(jìn)料泵P301來(lái)實(shí)現(xiàn)，丙烯送至反應(yīng)器。D302D302D3022.0MPa，維持的，并設(shè)有兩條丙烯供料管線。D302D302E302E302D302D302P301A/BD302P301A/BP301口流量保持恒定，同時(shí)也保持恒定的壓力，所以，P301D302回流丙烯由P301FV331E305D302中液體丙烯的溫度。低壓丙烯洗滌系統(tǒng)該系統(tǒng)的目的是洗去丙烯氣中所攜帶的三乙基鋁。T302F301E304D304T302頂部的丙烯氣中含有油滴和一些可凝物質(zhì)，E304T302，另D304D304P303T302D304PK301。在頂部出料線上HV341，可向低壓系統(tǒng)進(jìn)行緊急排放。T302T302是板式洗滌塔，共9層。洗滌液是凡士林油和Atmer163以2：1的體積比混合成的液體，二者分別來(lái)自P109P110下而上，經(jīng)過(guò)物質(zhì)交換后，三乙基鋁及可能夾帶的粉末被洗掉。Teal是與Atmer1635%wtF301F302T302D607T302PK301PK301T302PV341T302PK3010.05MPa2.0MPa，T302。聚合物的汽蒸和干燥本工序包括汽蒸和干燥。汽蒸部分汽蒸器的主要作用是分解聚合物中的催化劑，殺死殘余活性。這對(duì)保證產(chǎn)品同時(shí)也可利用蒸汽的較高溫度盡可能地除去催化劑和給電子體分解后產(chǎn)生的氯品質(zhì)量的必要手段。D501F301D501，失活，并脫除留在聚合物中的烴類（丙烯和丙烷。經(jīng)汽蒸后的聚合物靠重力進(jìn)D502。D501105℃等不能與水一起殘留在粉料內(nèi)。汽蒸罐D(zhuǎn)501A501，他的作用是攪拌聚丙烯粉料，已便能均勻地與蒸汽接觸。同時(shí)，為了防止粉末進(jìn)入攪拌器A501A501汽蒸用的蒸汽分兩部分加入，一部分從汽蒸罐的底部通入，另一部分從偏上120℃左右。同時(shí)，也可通過(guò)改變其操作溫度，隨時(shí)改變通入蒸汽溫度的設(shè)定值。PIC506PV5060.05MPaD501S501S501D501水洗塔。聚合物粉末從旋風(fēng)分離器的底D501C503，S501D501。T501T501D是汽蒸罐洗滌塔，它可除去汽蒸氣中含有的聚丙烯粉末和水絡(luò)性物質(zhì)，如甲醇、水蒸汽，同時(shí)也使氣體降溫，凈化降溫后的氣體從塔頂排至汽蒸罐尾氣壓縮機(jī)系統(tǒng)PK501。T501168T501在塔的頂部設(shè)有冷卻器E501，它可將上升氣體中可凝成分（包括有機(jī)物）冷凝下來(lái)，通過(guò)上部一塊堰板溢流至烴油分離器D503，冷卻器E501水。D503P501A/B。汽蒸罐洗滌塔T501LI503I502來(lái)完成的。D501T501Z601T501P501A/B，I501P501A/BT50116P501T501D501T501D501PV501，D501T501C501C501108MPaC5011.8MPaC501E504送往界區(qū)。聚合物干燥部分D5013%wtT502低濕度后的氮?dú)庠俳?jīng)加熱后循環(huán)使用，這樣處理過(guò)后的聚合物中的水份低于0.02%wt。D502D502產(chǎn)生流化傳遞熱量，除去水份，從頂部出來(lái)的濕氮?dú)猓?5-80℃）進(jìn)入干燥旋風(fēng)分離器S502。旋風(fēng)分離器將氮?dú)庵袏A帶的粉末分離下來(lái)送至聚丙烯粉末收集器D507，進(jìn)而通過(guò)氣動(dòng)輸送PK801D802。氮?dú)鈴腟502T502。T502T5028T502C502氮?dú)鈴母稍锲飨礈焖502塔頂部出來(lái)后進(jìn)入干燥鼓風(fēng)機(jī) C502A/B，然后再進(jìn)入一個(gè)翅片式散熱器E503E503通有低壓蒸氣它可以將氮?dú)饧訜岬?10℃為了保證干燥器鼓風(fēng)機(jī)C502A/B運(yùn)行，設(shè)置了氮?dú)庋a(bǔ)加管線PV535，以保證干燥器鼓風(fēng)機(jī)C502A/B的入口不低于400mm。如果干燥器鼓風(fēng)機(jī)C502的入口低到一定程度會(huì)引起聯(lián)鎖停車。該部分的管線和設(shè)備用氮?dú)庾龅?，防止形成爆炸性氣體或形成聚丙烯降進(jìn)入形成爆炸性氣體。擠壓造粒工藝說(shuō)明如下：PP從D502PPD502VLV531D801A/BD502D801A/BD801A/BD502D801A/BRF801A/BPK801，PK801PPD802RF801A/BPPD507D802，RF801A/BPK801為一個(gè)閉路的N循環(huán)輸送系統(tǒng)，輸送粉料的流體介質(zhì)采用氮?dú)狻Ｖ饕?目的是其一避免因靜電積累而產(chǎn)生火花而引起爆炸，其二避免接觸氧氣防止PP粉料過(guò)多的降解。D802器E801C801A/B70℃PPD802F802E802C802A/BF803A/B再經(jīng)C801A/B而完成循環(huán)。F802A/B配有一氮?dú)饷}沖反吹，由KC801控制。C802A/B的目的在于補(bǔ)充回路管線的N2

的壓降。風(fēng)扇C802A/B的設(shè)置可以減小C801A/BD802PIC806PV806A/BN2將N2C8041E802N2F802HV801D802200mmH2O（02.002MPa,，500m3帶高、低位報(bào)警的料位劑。通常情況下，D802中保持在最低料位下以便下游裝置出現(xiàn)故障時(shí)貯存粉粒。D802中聚合物可以排放到：1）聚合物計(jì)量系統(tǒng)W801。VHV811A/B，靠重力排到聚合物/M801A/B。W801RF805FQIC812D802W801D802W801D802W801N2設(shè)置高低流量報(bào)警。M801A/B（5m3）.N2VHV811A/B，N2FI811A/BM801A/BM801A/BZ205中。為了避免污染環(huán)境，Z805Z801A/BM801A/BD802（80℃）加劑將被融化，使聚合物粘合成塊，不利于添加劑分散到聚合物中。M801A/BW802M801A/BHV812A/B5T801A/BT801A/BW802FQIC811T801A/BW802W802擠壓控制盤和西那廠計(jì)量盤來(lái)控制。W801W802M802。通常情況下，W801W802W802設(shè)定。在任何情況下，W802W801M802N2M802防止粉料和添加劑粘在軸承上和攪拌器槳上。P802A/BM802M802EX801。集中抽吸系統(tǒng)PPF804，風(fēng)扇（C805A/B-運(yùn)轉(zhuǎn)-備用，用語(yǔ)氣流控制閥的吸入排氣量，RF803。收集從下列排放點(diǎn)來(lái)的帶有懸浮固體的空氣和氮?dú)猓篧801/802M802Z801A/BZ802Z805元一直在同一壓力下工作，并且不同的設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不發(fā)生干擾。尾氣袋濾器F804RF803F804LAH813PPM802Z802Z802Z802系統(tǒng)。擠壓機(jī)進(jìn)料的操作必須在缺料的條件下；如果料斗LAH821料位升高，主控盤將發(fā)出信號(hào)聯(lián)鎖將停止加入添加劑和聚合物。在雙螺桿擠壓機(jī)中，聚合物和添加劑將被融化，過(guò)濾和造粒，聚合物的最終用途規(guī)定了過(guò)濾器的級(jí)別。D806P801A/BE803D806F801TIC802D806還配有低壓蒸氣以加熱切粒水。D806也收集一些切粒時(shí)產(chǎn)生的細(xì)小顆粒，主要是這些細(xì)粒隨水經(jīng)干燥器D805進(jìn)入D806D806D806中，切粒室的水排到下水道中。D805D806D805C803HV820成，因此該閥關(guān)閉。D805D807HV821，S803HV822D807D807PK802PK802PPD901A/B/C/DF806C804A/BE80450℃，經(jīng)F809RF802D807PK802PPD901A/B/C/D。產(chǎn)品均化和包裝碼垛PK802PK901，將不同時(shí)間生產(chǎn)的顆粒進(jìn)行摻混，使熔融指數(shù)均一，并將摻混均化的粒料送往料倉(cāng)D902，再進(jìn)包裝機(jī)，自動(dòng)裝入編織袋中，然后經(jīng)一系列傳動(dòng)設(shè)施碼垛，最后入庫(kù)儲(chǔ)存。工藝說(shuō)明D807PK802D901A/B/C/D600m3的容量（一個(gè)料倉(cāng)可貯存約一天的產(chǎn)品）D901HV910HV911HV912RF901A/B/C/DPK901D901HV914、HV915D901HV913PK904D902。F902A/BC902A/BF904包裝供料。X901A/B，X901A/B裝袋并把裝好的袋子放在傳送帶上送出。X903A/B皮帶式輸送機(jī)將袋子送到自動(dòng)碼垛機(jī)X904A/B，從碼垛機(jī)出來(lái)，可直接把垛送入倉(cāng)庫(kù)。生產(chǎn)原材料的規(guī)格表1-1原材料規(guī)格總表項(xiàng)目項(xiàng)目單位指標(biāo)—原料（一）界區(qū)丙烯原料1純度(mol)%≥99.52丙烷(mol)ppm平衡3乙炔(mol)ppm≤54丙二烯(mol)ppm≤55丙炔(mol)ppm≤56丁二烯(mol)ppm≤507氧氣(mol)ppm≤108砷(mol)ppm≤0.59含水量(wt)ppm≤40010總硫(wt)ppm≤511CO含量(mol)ppm≤1012CO2含量(mol)ppm≤1013乙烷(mol)ppm≤20014乙烯(mol)ppm≤10015戊烯(mol)ppm≤1016丁烯(mol)ppm≤10017丁烷+戊烷(mol)ppm≤20018COS含量(mol)ppm≤0.2(二)精丙烯（進(jìn)保安精制）1總硫（mol）ppm≤32含水量（mol）ppm≤10(三)聚合級(jí)丙烯（出保安精制）1CO含量（mol）ppm≤0.032CO2含量(mol)ppm≤53O2含量(mol)ppm≤54總硫(mol)ppm≤15含水量(mol)ppm≤26砷含量(mol)ppm報(bào)告(四)氫氣純度(mol)(mol)(mol)二產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

%ppmppm

≤99.9≤5≤3.51熔融指數(shù)g/10min2.0-4.02等規(guī)指數(shù)%94.5-99.03總灰分ppm≤4004抗張拉伸屈服強(qiáng)度MPa≥295撈曲模量MPa≥14216洛氏硬度R≥907熱變形溫度℃≥868維卡軟化點(diǎn)℃≥150氯化物含量黃色指數(shù)ppm≤50≤4三工藝操作條件1預(yù)精制流量T/H8.0-14.021.2液位M≤9.53電解槽溫度℃80-904氫儲(chǔ)罐D(zhuǎn)993壓力MPa1.2-1.45D201溫度TIC211℃9-226P200沖洗丙烯流量Kg/h360-44-7R210沖洗丙烯流量Kg/h760-8408R200進(jìn)料丙烯流量Kg/h2700-33009R200溫度℃12-2010R200壓力MPa3.30-3.4511D202液位%35-4512D202壓力MPa3.30-3.4513R201壓力MPa3.30-3.4514R201溫度℃69-7115D301料位%15-5016E201溫度℃9-1117R201密度Kg/m3560-58518D301頂部溫度℃68-7519F301料位%20-5520F301-D501壓差MPa≥0.0321T301頂部壓力MPa1.6-2.022T301液位%40-6023D302液位%55-7524P301出口壓力MPa4.3-4.725D301頂部丙烯流量Kg/h7000-1000026D501料位%20-6027D502料位%20-6028T701液位%40-6029T701頂部壓力MPa1.7-2.330PK705出口壓力MPa4.8-5.231工藝熱氮溫度℃80-10032EX801負(fù)荷T/h6-1333EX801℃200-26034G/P入口壓力MPa0.5-2.035S/C前后壓差MPa≤1036PCW溫度℃50-8037PCW溫度M3/h≥13038熱油溫度℃260-33039每袋產(chǎn)品凈量Kg24.95-25.50四動(dòng)力指標(biāo)1循環(huán)水上水壓力MPa≥0.452循環(huán)水上水溫度℃≤323低壓蒸汽壓力MPa≥0.84儀表風(fēng)壓力MPa≥0.555新鮮水壓力MPa≥0.46脫鹽水壓力MPa≥0.47氮?dú)饧兌?≥99.998氮?dú)夂縫pm≤109氮?dú)夂趿縫pm≤1010氮?dú)鈮毫Pa0.6-0.8五環(huán)保指標(biāo)（一）裝置外派污水1CODCrMg/l≤5002懸浮物Mg/l≤300含油量PH值Mg/l≤1006.0-10（二）裝置邊溝廢水1PH值6.0-9.02含油量Mg/l≤10（三）噪音DB(A)≤85第二章物料衡算流入量=流出量+積累量+損失量中，寫成公式為：流入量+反應(yīng)生成量=流出量+反應(yīng)消耗量+積累量+損失量[15]計(jì)算基礎(chǔ)丙烯聚合生成聚丙烯的反應(yīng)方程式為：nCH3—CH==CH2→-[CH-CH]-+Q2n 放∣CH3本次設(shè)計(jì)為連續(xù)生產(chǎn)，故計(jì)算基準(zhǔn)為：Kg/h或t/h設(shè)計(jì)條件生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)2萬(wàn)噸生產(chǎn)時(shí)間：年工作時(shí)數(shù)7200小時(shí)每噸聚丙烯消耗全額：1.02噸丙烯（100％）全裝置總收率按98％計(jì)算，損耗為2％，損耗分配如下精制工段丙烯損失 0.5％閃蒸工段丙烯損失 0.5％汽蒸工段丙烯損失 0.8％造粒工段PP損失 0.2％丙烯進(jìn)料量PP每小時(shí)凈生產(chǎn)量：20000÷7200=2.7778t/h由于造粒工段損失聚丙烯0.2％，則實(shí)際生產(chǎn)中PP的產(chǎn)量為：2.7778÷（1-0.2％）=2.7834t/h需要100％丙烯：2.7778×1.02=2.8334t/h56100％丙烯進(jìn)料量為：2.8334÷56％=5.0596t/h原料純度為99.5％，則原料量為：5.0596÷99.5％=5.0850t/h催化劑用量①主催化劑主催化劑活性：25～31KgPP/gcat ?。?0KgPP/gcat則主催化劑用量為：2.7834×103÷30=92.7789g/h②其他按主催化劑∶助催化劑∶Donor∶油脂=0.06∶0.35∶0.015∶0.35Teal：92.7789×0.35÷0.06=541.2103g/hDonor：92.7789×0.015÷0.06=23.1947油脂用量：92.7789×0.35÷0.06=541.2103g/h則催化劑總量為：92.7789+541.2103+23.1947+541.2103=1198.3942g/h即：1.1984Kg/h氫氣用量H消耗定額為：0.009～0.31Kg/tPP，此處取：0.15Kg/tPP2則H用量為：0.15×2.7834=0.4175Kg/h2原材料消耗定額2—9名稱消耗定額表單位消耗定額原料丙烯t/h5.0850氫氣Kg/h0.4175化學(xué)品固催化劑g/h92.7789三乙基鋁g/h541.2103公用工程給電子體ATMER163烴油+脂循環(huán)水電g/hg/hg/hKw·h23.194750．0000541.21031654．00004280-5160蒸汽Kg/h4200.0000氮?dú)釱g/h157.8100主要設(shè)備物料衡算COT701雜質(zhì)雜質(zhì)99.5％粗丙烯精丙烯T701損失丙烯圖2-1T701物料平衡圖進(jìn)料：99.5％5.0850t/h損失丙烯：2.8334×0.5％=0.0142t/h雜質(zhì)：5.0850×0.5％=0.0254t/h出料精丙烯：5.0850-0.0142-0.0254=5.0454t/h表2-1T701物料平衡表物料名稱物料質(zhì)量（t/h）總量（t/h）輸入99.5％粗丙烯5.08505.0850輸出損失丙烯0.01425.0850雜質(zhì)0.0254精丙烯5.0454R200壓力：3.4MPa停留時(shí)間：約4分鐘催化劑催化劑催化劑預(yù)聚合R200聚丙烯丙烯原料丙烯圖2-2R200物料平衡圖進(jìn)料：丙烯原料進(jìn)料流量2700～3300Kg/h[8]，取3000Kg/h主催化劑：92.7789g/h總催化劑：1.1984Kg/h4～6％，則預(yù)聚時(shí)生成PP：3000×5％=150Kg/h未反應(yīng)的丙烯為：3000-150=2850Kg/h表2-2物料名稱R200物料平衡表物料質(zhì)量（Kg/h）總量（Kg/h）輸入催化劑1.19843001.1984丙烯原料3000.0000輸出催化劑1.19843001.1984聚丙烯150.0000丙烯2850.000020℃時(shí)丙烯的密度為：400～700Kg/m3,取600Kg/m3停留時(shí)間約4分鐘則預(yù)聚反應(yīng)器R200的體積為：V=（3000÷60）×4÷600＝0.3333m3R201此工段操作條件為[11]：反應(yīng)溫度：70℃反應(yīng)壓力：3.3～3.4MPa停留時(shí)間：1.5h淤漿濃度：50％（以重量計(jì)）來(lái)自來(lái)自R200丙烯D301丙烯聚合R201來(lái)自R200聚丙烯D301聚丙烯丙烯原料聚合轉(zhuǎn)化率為：56％

圖2-3R201物料平衡圖進(jìn)料：來(lái)自R200的丙烯：3000－150＝2850Kg/h來(lái)自D302的丙烯：5.0454×103－3000＝2045.4000Kg/h丙烯總量：2850＋2045.4＝4895.4000Kg/h聚丙烯：150Kg/h聚合工段生成聚丙烯：4895.4×56％＝2741.4240出料：聚丙烯：2741.424＋150＝2891.4240Kg/h丙烯：4895.4－2741.424＝2153.9760Kg/h表2-3R201物料平衡表輸入 聚丙烯

物料質(zhì)量（Kg/h）150.0000

總量（Kg/h）5045.4000丙烯（自R200）2850.0000丙烯（自D302）2045.4000輸出聚丙烯2891.42405045.4000丙烯2153.9760在70℃的反應(yīng)溫度下。反應(yīng)器內(nèi)的漿液密度應(yīng)保持在560～565Kg/m3，取560Kg/m3又停留時(shí)間為1.5h則R201的體積為：V＝（5045.4×1.5）÷560＝13.5145m3D301損失丙烯損失丙烯聚丙烯自R201來(lái)的丙烯和聚丙烯閃蒸罐D(zhuǎn)301D501丙烯T301的丙烯圖2-4D301物料平衡圖進(jìn)料：聚丙烯：2891.4240Kg/h丙烯：2153.9760Kg/h損耗丙烯：2.8334×0.5％＝0.0142t/h＝14.2000Kg/h出料：聚丙烯：2891.4240Kg/h聚合反應(yīng)器中沒(méi)有反應(yīng)的丙烯進(jìn)入閃蒸操作。在閃蒸操作中又98％的丙烯（2153.976－14.）×2％＝42.7955Kg/h（2153.976－14.）×98％＝2096.9805Kg/h表2-4物料名稱D301物料平衡表物料質(zhì)量（Kg/h）總量（Kg/h）輸入聚丙烯2891.42405045.4000丙烯2153.9760輸出損耗丙烯14.20005045.4000聚丙烯2981.4240丙烯（去D501）42.7955丙烯（去T301）2096.9805D501損損耗丙烯水蒸氣聚丙烯3％水的聚丙烯汽蒸罐D(zhuǎn)501丙烯T501丙烯低壓蒸汽圖2-5D501物料平衡圖進(jìn)料：聚丙烯：2981.424Kg/h丙烯：42.7955Kg/h低壓蒸汽：4446.4055Kg/h損耗丙烯：2.8334×0.8％＝0.0227t/h＝22.7000Kg/h出料：去D502聚丙烯粉料：2891.4240Kg/h：2891.424×3％＝86.7427Kg/h水蒸氣：4446.4055－86.7427＝4359.6628Kg/hT501：42.7955－22.7＝20.0955Kg/h表2-5物料名稱D501物料平衡表物料質(zhì)量（Kg/h）總量（Kg/h）輸入聚丙烯2891.42407380.6250丙烯42.7955低壓蒸汽4446.4055輸出損耗丙烯22.70007380.6250絕干聚丙烯粉料2891.4240聚丙烯夾帶冷凝水86.7427去T501丙烯20.0955水蒸氣4359.6628D502濕聚丙烯濕聚丙烯干聚丙烯干燥塔D502熱氮?dú)鉂竦獨(dú)鈭D2-6D502物料平衡圖0.02％wt，進(jìn)料：濕聚丙烯：2891.424＋86.7427＝2978.1667Kg/h熱氮?dú)猓?57.8100Kg/h出料：絕干聚丙烯粉料：2891.4240Kg/h夾帶少量水分：2891.424×0.01％＝0.2891Kg/h濕氮?dú)鈳ё咚郑?6.7427－0.2891＝86.4536Kg/h濕氮?dú)猓?57.81＋86.4536＝244.2636Kg/h表2-6物料名稱D502物料平衡表物料質(zhì)量（Kg/h）總量（Kg/h）輸入濕聚丙烯2978.16673135.9767熱氮?dú)?57.8100輸出絕干聚丙烯2891.42403135.9767聚丙烯夾帶少量水分0.2891濕氮?dú)?44.2636擠壓造粒單元物料衡算損失聚丙烯損失聚丙烯聚丙烯產(chǎn)品擠壓造粒單元圖2-7擠壓造粒單元物料平衡圖進(jìn)料：聚丙烯：2891.424＋0.2891＝2891.7131損耗聚丙烯：2891.424×0.2％＝5.7828Kg/h產(chǎn)品：2891.7131－5.7828＝2885.9303Kg/h表2-7擠壓造粒單元物料平衡表物料名稱物料質(zhì)量（Kg/h）總量（Kg/h）輸入聚丙烯2891.71312891.7131輸出損耗聚丙烯5.78282891.7131產(chǎn)品2885.9303則年生產(chǎn)聚丙烯量為：2885.9303×7200＝2.0778×1042萬(wàn)噸相當(dāng)。故本次設(shè)計(jì)是合理的?？偽锪掀胶獗碓O(shè)計(jì)單元2-8總物料平衡表總物料輸出（Kg/h）保安精制T7015085.00005085.0000預(yù)聚合R2003001.19843001.1984液相本體聚合R2015045.40005045.4000閃蒸罐D(zhuǎn)3015045.40005045.4000汽蒸罐D(zhuǎn)5017380.62507380.6250干燥塔D5023135.97673135.9767擠壓造粒2891.71312891.7131第三章熱量衡算對(duì)于流動(dòng)系統(tǒng)與間歇系統(tǒng)均可適用的普遍的熱量衡算式為：隨物料流入的熱量+反應(yīng)過(guò)程的熱效應(yīng)=隨物料流出的熱量+反應(yīng)系統(tǒng)與外界交換的熱量+積累的熱量[16]3.1主要設(shè)備熱量衡算R200操作條件[10]：反應(yīng)溫度：20℃操作壓力：3.4MPa4管內(nèi)由丙烯、催化劑、聚丙烯組成的漿液濃度為420～430R20010～20℃之間。丙烯（丙烯（10℃）+循環(huán)水（15℃）10％催 化 劑（10.5℃）R200進(jìn)料出料冷凍水（0℃）圖3-1R200熱平衡圖表3-1物料名稱R200物料平衡表物料質(zhì)量（Kg/h）總量（Kg/h）輸入催化劑1.19843001.1984丙烯原料3000.0000輸出催化劑1.19843001.1984聚丙烯150.0000丙烯2850.00003-2設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)丙烯進(jìn)料溫度／℃漿液出料溫度／℃丙烯比熱／kJ／kg·℃t1=10t3=20t1=0′t2′=15Cp=2.01Cc=1.78Cc3=1.48Cw=4.2479千卡／公斤（25℃，5010℃度的關(guān)系可表達(dá)為：Q=-0.88t+501c320℃=-0.88×20+501=483.4000千卡／公斤170℃=-0.88×70+501=439.4000千卡／公斤2R2003000Kg/h，150則在此過(guò)程中，產(chǎn)生的聚合熱為：Q=483.4×150=72510千卡／小時(shí)=4.184×72510=303381.8400kJ／h-循環(huán)系統(tǒng)來(lái)撤除。漿料要吸收熱量為：Q=∑CW△t1+ ii i=1.48×2850×(20-10)+1.78×1.1984×（20-10.5）+2.01×150×（20-10）=42180+20.264944+3015=45215.2600kJ／hR20010％，=Q10％=30338.184kJ／h損 -則夾套水撤除的熱量為：Q=Q×90％－Q2+ - +=303381.8400×0.9-45215.2600=227828.3960Kg/h因?yàn)镼=CwW△tw則夾套冷凍水用量為：W=Q÷(Cw×△tw)=227828.396÷(4.2×15)=3616.3200Kg/h表3-3R200熱量平衡表項(xiàng)目熱量（kJ／h）總量（kJ／h）流入熱量產(chǎn)生的聚合熱303381.8400303381.8400流出熱量漿料吸收的熱量45215.2600303381.8400冷凍水撤除熱量227828.3960傳熱損失的熱量30338.1840R20170℃反應(yīng)壓力停留時(shí)間：1.5h淤漿濃度：50％（以重量計(jì)）環(huán)管反應(yīng)器直管部分裝有夾套，夾套水使R201溫度維持在70℃左右。循環(huán)水循環(huán)水（30℃）10％丙烯原料（10℃）+料漿（20℃）R201進(jìn)料出料（70℃）（10℃）圖3-2R201熱量平衡圖表3-4R201物料平衡表輸入 聚丙烯

物料質(zhì)量（Kg/h）150.0000

總量（Kg/h）5045.4000丙烯（自R200）2850.0000丙烯（自D302）2045.4000輸出聚丙烯2891.42405045.4000丙烯2153.9760表3-5設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)料漿進(jìn)口溫度／℃物料出口溫度／℃夾套水進(jìn)口溫度／℃夾套水出口溫度／℃丙烯比熱／kJ／kg·℃水的比熱／kJ／kg·℃t1=20t1′=70t2=10t3=10t3′=30Cp=2.01Cc3=1.48Cc=1.78Cw=4.2R2012741.424Q=2741.424×439.4=1204581.706千卡／小時(shí)=4.184×1204581.706=5039969.856-kJ／h環(huán)系統(tǒng)來(lái)撤除。反應(yīng)物料所需吸收熱量為：Q＝∑CW△t1+ ii i＝2.01×150×（70-20）+1.48×（2850-2741.424）×（70-20）+1.78×1.1984×（70-20）+1.48×2045.4×（70-10）+2.01×（2891.424-150）×（70-20）=15075+8034.624+106.6576+181631.52+275513.112=480360.9136kJ／hR20110％，

=Q×10％=503996.9856損 -則夾套水撤除的熱量為：Q

=Q×90％-Q=4055611.9570kJ／h

2+ - +則夾套冷凍水的用量為：W=Q÷(Cw×△tw)=4055611.957÷（4.2×20）=48281.0947Kg/h表3-6R201熱量平衡表項(xiàng)目熱量（kJ／h）總量（kJ／h）流入熱量產(chǎn)生的聚合熱5039969.85605039969.8560流出熱量反應(yīng)物料吸收熱量480360.91365039969.8560冷凍水撤除熱量4055611.9570傳熱損失熱量503996.9856D301蒸汽蒸汽10％液態(tài)丙?。郾鈶B(tài)丙稀＋聚丙烯D301進(jìn)料（70℃）出料（72℃）飽和蒸汽圖3-3D301熱量平衡圖表3-7物料名稱D301物料平衡表物料質(zhì)量（Kg/h）總量（Kg/h）輸入聚丙烯2891.42405045.4000丙烯2153.9760輸出損耗丙烯14.20005045.4000聚丙烯2981.4240丙烯（去D501）42.7955丙烯（去T301）2096.98053-8設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)丙稀得率／C3／PP丙稀單程轉(zhuǎn)化率Xc=1.02yc3=56%漿料進(jìn)入D301時(shí)的溫度／℃t1=70漿料離開(kāi)D301時(shí)的溫度／℃t2=72聚丙烯的比熱／kJ／kg·℃Cp=2.01水的比熱／kJ／kg·℃Cw=4.2聚丙烯單位時(shí)間產(chǎn)量／Kg/hFp=2885.9303R201中未反應(yīng)的丙稀量／Kg/hFc3=2153.976資料表明，丙稀氣體熱容和汽化焓分別為：Cc3＝5.085＋225.67×10－3T－999.215×10－7T2＋133.106×10－10T3（J／mol·K）Hc3＝18.410×[（365－T）÷（365－225.7）]0.38（kJ／mol）計(jì)算D301進(jìn)出口物料熱容和汽化焓，這里只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的算術(shù)平均，于是將t1=70℃，t2=72℃代入上述兩式可得：C1c3＝71.2900J／mol·K C2c3＝71.6200J／mol·KH1c3＝9.1100kJ／mol H2c3＝8.7800kJ／molD301Cc3＝（71.29＋71.62）÷2＝71.455J／mol·K＝71.455÷42.08＝1.70kJ／kg·℃LV231LV301為：ppQ＝CF△t＝2.01×2885.9303×（72－70）＝11601.4398kJ/hpp1+ p2+ 丙稀吸收的熱量為：Q＝Fc3Hc3＋Cc3F2+ ＝2153.976×212.57＋1.70×2153.976×（72－70）＝457870.6783＋7323.5184＝465194.1967kJ/h即漿料吸收的總熱量為：Q＝Q＋Q+ 1+ 2+＝11601.4398＋465194.1967＝476795.6365kJ/hD301wLD301wS1.8MPa。t＝81.2℃，H＝2304kJ／kgL L則系統(tǒng)可提供熱量為：Q－＝（wL＋wS）HL＋Cw（wL＋wS）△tL＝[2304＋4.2×（81.2－72）]（wL＋wS）＝2342.64（wL＋wS）令D301總熱損失為10％，則當(dāng)系統(tǒng)可提供熱量滿足丙稀汽化所需熱量時(shí)，D301傳熱能力即滿足設(shè)計(jì)要求。即Q×（1－10％）>Q－ +2342.64×（wL＋wS）×0.9>476795.6365wL＋wS>226.14取 wL＝150Kg/h wS＝100Kg/h此時(shí) Q＝585660kJ/h－則總熱損失為：Q

＝Q－Q＝585660－476795.6365＝108864.3635kJ/h損 － +表3-9D301熱量平衡表項(xiàng)目熱量（kJ／h）總量（kJ／h）流入熱量飽和蒸汽585660.0000585660.0000流出熱量聚丙烯吸收的熱量11601.4398585660.0000丙稀吸收的熱量465194.1967總熱損失108864.3635D501冷凝水冷凝水（67℃熱損失10％D501進(jìn)料（67℃）（105℃）低壓飽和蒸汽（110℃）圖3-4D501熱量平衡圖表3-10設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目 數(shù)據(jù)110℃飽和水蒸氣得汽化焓／kJ／kg冷凝水的汽化潛熱／kJ／kg物料初始濕含量物料最終濕含量絕干物料質(zhì)量／Kg/h物料進(jìn)入D501的溫度／℃物料離開(kāi)D501的溫度／℃低壓飽和蒸汽入口溫度／℃水的比熱／kJ／kg·℃聚丙烯的比熱／kJ／kg·℃

△H=2232.4L△H=2490WX1=0.8%X2=3%FP=2885.9303t1=67t2=105tL=110Cw=4.2Cp=2.01D501系統(tǒng)主要是冷凝水和聚合物吸收熱量，首先根據(jù)進(jìn)出D501的物料所含水分變化得到冷凝水，然后分別計(jì)算冷凝水和聚合物吸收的熱量。物料進(jìn)入D501時(shí)所含水分滿足下式：2885.9303÷（2885.9303＋w1）＝1－0.8％w1＝23.27Kg/h物料離開(kāi)D501時(shí)所含水分滿足下式：2885.9303÷（2885.9303＋w2）＝1－3％w2＝89.26Kg/hD5011+△w＝w2－w1＝89.26－23.27＝65.99Kg/h則冷凝水吸收得熱量為：Q＝Cw△W△tw＋△Hw△W1+＝4.2×65.99×（105－67）＋2490×65.99＝10532.004＋164315.1＝174847.1040kJ／hpp而聚合物吸收得熱量為：Q＝CF△tpp2+ p＝2885.9303×2.01×（105－67）＝220427.3563kJ／h則系統(tǒng)吸收總熱量為：Q＝Q＋Q+ 1+ 2+＝174847.104＋220427.3563＝395274.4603kJ／hD501D501GD501G1 2w則系統(tǒng)供熱：Q＝（G＋G）△HC（G＋G）△tw— 1 2 L 1 2 L＝2232.4×（G＋G）＋4.2×（G＋G）×（110－105）1 2 1 2＝2253.4×（G＋G）1 2令D501總熱損失為10％，當(dāng)系統(tǒng)可提供熱量滿足系統(tǒng)所需熱量時(shí)，D501傳熱能力即滿足設(shè)計(jì)要求，即：Q×（1－10％）>Q－ +即：2253.4×（G＋G）×0.9>395274.46031 2G＋G>194.91 2取 G＝150Kg/h G＝50Kg/h1此時(shí)系統(tǒng)供熱：Q

2＝2253.4×（150＋50）＝450680kJ／h－則總熱損失為：Q

＝Q－Q＝450680－395274.4603＝55405.5397kJ／h損 － +表3-11D501熱量平衡表項(xiàng)目熱量（kJ／h）總量（kJ／h）流入熱量低壓飽和蒸汽450680.0000450680.0000流出熱量冷凝水吸收的熱量174847.1040450680.0000聚合物吸收的熱量220427.3563總熱損失55405.5397D502氮?dú)獾獨(dú)猓?5℃）10％（105℃）（100℃）D502進(jìn)料出料（110℃）圖3-5D502熱量平衡圖項(xiàng)目表3-12設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)聚合物產(chǎn)量／Kg/hFP=2885.9303冷凝水的汽化潛熱／kJ／kg水的比熱／kJ／kg·℃△HW=2490Cw=4.2氮?dú)獾谋葻幔痥J／kg·℃CN=1.05聚丙烯的比熱／kJ／kg·℃Cp=2.01熱氮進(jìn)入D502時(shí)的溫度／℃t1=110熱氮離開(kāi)D502時(shí)的溫度／℃t1′=75冷凝水進(jìn)入D502時(shí)的溫度／℃t2=105冷凝水離開(kāi)D502時(shí)的溫度／℃t2=100′物料進(jìn)入D502時(shí)所含水分滿足下式：2885.9303÷（2885.9303＋w1）＝1－3％w1＝89.26Kg/h物料離開(kāi)D502時(shí)所含水分滿足下式