【正文】 嵌段共聚的 MFR 的控制范圍擴(kuò)大，特別是因?yàn)樗哂蟹肿恿糠植颊奶攸c(diǎn)，使得以往用過氧化物進(jìn)行流變控制的操作方法可以被 取代，這可以降低成本，并避免由于過氧化物降解所產(chǎn)生的揮發(fā)物影響健康和安全。 薄膜產(chǎn)品性能的改善 應(yīng)用新型催化劑并結(jié)合新雙峰技術(shù) [7]使產(chǎn)品的分子量變得更寬，生產(chǎn)的 BOPP產(chǎn)品的拉伸性能得到了改善，使之更適應(yīng)新型 BOPP高速生產(chǎn)線的高速拉伸要求。 無規(guī)共聚物 由于使用新催化荊體系的產(chǎn)品分子量分布窄，使熱定型和吹塑產(chǎn)品的透明度提高，同時(shí)也改善了抗沖擊性能。 中國(guó)聚丙烯工業(yè) 中國(guó)聚丙烯的工業(yè) [9]生產(chǎn)始于 20 世紀(jì) 70 年代，經(jīng)過 30 多年發(fā)展，已經(jīng)基本上形成了溶劑法、液相本體 氣相法、 間歇式液相本體法、氣相法等多種生產(chǎn)工藝并舉，大中小型生產(chǎn)規(guī)模共存的生產(chǎn)格局。中國(guó)聚丙烯未來幾年內(nèi)，表觀消費(fèi)量依然會(huì)保持較高增速，進(jìn)口量將會(huì)增大，聚丙烯產(chǎn)業(yè)在中國(guó)的前景廣闊。就活性而言，日本三井油化的 HYHSⅡ 高效高立體定向催化劑的活性高達(dá) 1 t聚丙烯／ s欽，皆高于其他幾家公司的催化劑。雖然在這方面已取得不少成果，但仍需繼續(xù)努力。若能開發(fā)出使粉片狀聚丙烯存放期延長(zhǎng)而不變質(zhì)的新工藝，省掉造粒工序，則能大大降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，為提高聚丙烯產(chǎn)量，增加品種，創(chuàng)造有利條件 。 T702 為脫硫塔，主要是脫除羰基硫。 T704 為脫砷塔，主要是脫除砷化氫。同時(shí) “反應(yīng)器顆粒技術(shù) ”可以免除造粒過程，所以在提高了反應(yīng)效率的同時(shí)，又大大的降低了生產(chǎn)成本。 預(yù)聚合反應(yīng)是在均聚反應(yīng)之前先將催化劑組分同少量丙烯預(yù)先進(jìn)行聚合反應(yīng)，以保護(hù)催化劑和聚合產(chǎn)品的顆粒度。嵌段共聚反應(yīng)則采用氣相法，反應(yīng)器是一個(gè)或兩個(gè)串聯(lián)的密相流化床反應(yīng)器。 表 21 幾種聚丙烯工藝對(duì)比 工藝名稱 工藝特點(diǎn) 淤漿法工藝 單體溶解在惰性液相溶劑中（如己烷中），在催化劑作用下進(jìn)行溶劑聚合，聚合物以固體顆粒狀態(tài)懸浮在溶劑中，采用釜式攪拌反應(yīng)器； 、脫無規(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； ，再經(jīng)氣流沸騰干燥和擠壓造粒； 溶液法工藝 ，在高于聚丙烯熔點(diǎn)的溫度下操作，所得聚合物全部融解在溶劑中呈均相分布； ，再擠出造粒得粒料產(chǎn)品； ，且成本較高，聚合溫度高，采 用特殊的高溫催化劑使產(chǎn)品應(yīng)用范圍有限 。 TEAL密封在鋼瓶?jī)?nèi)貯存和運(yùn)輸。使用時(shí)先將 100% DONOR 溶液通過氣動(dòng)泵 P103 送至給電子體貯罐 D110A/B。 配制主催化劑膏體所需要的脂先在 E102 中進(jìn)行加熱，熔化后通過齒輪泵 P105 送至油脂混合罐 D105，再按照油：脂為 2： 1 的比例向 D105 中加入白油。 使用時(shí)，先用 N2將主催化劑油膏壓至催化劑計(jì)量罐 D108A/B。催化劑混合物通過 D201上部的溢流管進(jìn)入到催化劑在線混合器 Z203中，同時(shí)由 FV204 控制的、流量為 3300kg/h 的一股丙烯也同時(shí)加入，并一起進(jìn)入預(yù)聚合反應(yīng)器 R200。裝置內(nèi)使用的氫氣由制氫站供給，制氫站包括水電解制氫裝置和氫氣純化裝置兩部分。 本裝置使用的丙烯由中轉(zhuǎn)罐區(qū)送來。 從 T701 系統(tǒng)中的 E701 排出的輕 組分，進(jìn)入尾氣回收系統(tǒng)。 R201 的丙烯主要有兩個(gè)來源，一個(gè)由 P301 直接送入，另一個(gè)由 P301 經(jīng) E20 Z203和 R200 后進(jìn)入 R201。 R201 的壓力控制是通過與之相連的 D202 的壓力控制來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)后續(xù)系統(tǒng)故障時(shí)，可以從 D301 前的三通閥 HV301，將物料排向排放系統(tǒng)。另有一股丙烯從 T301 底部排出，在小閃蒸線內(nèi)汽化后，與 D301 底部流出的物料一起進(jìn)入 F301，目的是將洗滌下來的粉料排出。氣相丙烯中夾帶的粉料和 TEAL 被洗滌下來。 從 T302 頂部出來的丙烯，經(jīng) E304 冷卻， D304 緩沖后，進(jìn)入循環(huán)氣壓縮機(jī) PK301，PK301 將丙烯壓縮至 后，返回到 T301 入口。蒸汽由底部進(jìn)入，將粉料中的殘余催化劑分解后，由 D501 頂部出來進(jìn)入水洗塔 T501。 PK501 將殘余丙烯壓縮至 后進(jìn)入尾氣回收系統(tǒng)。 D502 內(nèi)有螺旋篩板，可以使物料不發(fā)生混流。 從 D502 底部排出的合格粉料，由粉料輸送系統(tǒng) PK801 送至聚丙烯粉料緩沖倉(cāng)D802，等待造粒。這些顆粒由 PCW系統(tǒng)送到脫水干燥器 D805，干燥后由分級(jí)器 S803 進(jìn)行分類，分離出不合格尺寸的顆粒 。均化結(jié)束后，可根據(jù)生產(chǎn)安排停 PK901 或?qū)?PK901 目標(biāo)料倉(cāng)切 向 D902，將 D901A 中粒料送至 D902，進(jìn)行包裝。物料衡算的主要內(nèi)容是根據(jù)各種物料之間的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系，計(jì)算進(jìn)出整個(gè)生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)工序或單臺(tái)設(shè)備的各股物料的數(shù)量及組成 [11]。 則主催用量： *1000/30= ② 其它 按主催：助催 TEAL：給電子體 DONOR：烴油十脂 =： ： ： 助催 TEAL 用量 :(*)/=3787g 給電子體 DONOR 用量： (*)/= 烴油十脂： 3787g 則催化劑總量： +3787++3787=,即 R200 小環(huán)管的物料衡算 主催化劑去聚合TEAL預(yù)聚合DONO RD302 丙烯原料 圖 R200 物料平衡圖 表 32 R200 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ kg） 總量（ kg） 輸入 丙烯 3000 催化劑 輸出 丙烯 PP 催化劑 進(jìn)料：丙烯進(jìn)料流量 2700~3300kg/h，取 3000kg/h 主催化劑 催化劑總量 主催化劑： 100~150gPP/gcat，取 100gPP/gcat 則預(yù)聚合生成 PP： *100=64920g= 未反應(yīng)的丙烯： = 出料： PP 丙烯 催化劑 氫氣用量 H2 消耗定額： ~,此處取值： 則 H2 用量： *= R201 大環(huán)管反 應(yīng)器的物料衡算 圖 R201 物料平衡圖 轉(zhuǎn)化率 55% 進(jìn)料：丙烯 *= PP 生成 PP： *55%= 出料： PP += 丙烯 *= 表 33 R201 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ kg） 總量（ kg） 輸入 丙烯（ R200） 35590 丙烯（ D302） 32590 PP(R200) 輸出 丙烯 35590 PP R201 R200 丙烯 催化劑 Kg D302 丙烯 32590Kg 丙烯 D301 氫 氣 D301 閃蒸罐的物料衡算 進(jìn)料： PP 丙烯 圖 D301 物料平衡圖 D301 頂部丙烯帶 走粉塵為 10%，底部粉塵帶走丙烯 10% D301 塔頂出料為： 丙烯： *90%= PP： *10%= D301 塔底出料為： PP： *90%= 丙烯： *10%= 表 34 D301 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ kg） 總量（ kg） 輸入 丙烯 35590 PP 輸出 丙烯（ D301 頂） 35590 PP(D301 頂 ) 丙烯（ D301 底） PP(D301 底） F301 布袋過濾器的物料衡算 D301→F301 PP 粉： 丙烯氣： D301 PP+丙烯 丙烯 + PP PP+丙烯 R201 T301 F301 T301→F301 丙烯： 2860kg PP 粉： 進(jìn)料：則 D301 丙烯： 2860+= 〉 →F301 T301 PP： += 圖 F301 物料平衡圖 D501 損失丙烯 %： *1000*%=153kg 則從 F301 頂部出丙烯： = 出料： F301 頂部（ T301）：丙烯氣 F301 底部（ D501）： PP 丙烯 153kg 表 35 F301 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ kg） 總量（ kg） 輸入 丙 烯（ D301） PP(D301) PP(T301) 丙烯（ T301） 2860 輸出 丙烯（ F301 底部） 153 回收丙烯（ F301頂部） PP(F301 底 ) F301 T301 D301 丙烯 +PP 丙烯 +PP 回收T301 丙烯 D501 丙烯 +PP T301 循環(huán)丙烯洗滌塔的物料衡算 T301 的液位 50%，體積 11m179。 在化工過程中，各種熱量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可以用熱平衡方程表示： ∑Q=∑H 出 ∑H 進(jìn) 其中 ∑Q設(shè)備或系統(tǒng)與外界環(huán)境交換熱量之和，通常包括熱損失， kJ； ∑H 出 離開設(shè)備或系統(tǒng)各股物料的焓之和， kJ； ∑H 進(jìn) 進(jìn)入設(shè)備或系 統(tǒng)各股物料的焓之和， kJ； 計(jì)算依據(jù) 丙烯聚合熱： 表 41 水的比熱 ℃ 20 30 70 80 Kcal/(kg*℃ ) 表 42 液相丙烯比熱 ℃ 25 50 60 70 Kcal/(kg*℃ ) 0． 685 0． 800 0． 810 0． 910 表 43 氣相丙烯比熱 ℃ 50 60 76 20 Kcal/(kg*℃ ) 1． 64 1． 643 1． 647 1． 633 表 44 聚丙烯比熱 ℃ 20 70 80 105 Kcal/(kg*℃ ) 1． 93 2． 23 2． 246 2． 526 表 45 丙烯汽化潛熱 ℃ 50 60 76 Kcal/kg 2750 2350 1700 R200 小環(huán)管的熱量衡算 預(yù)聚生成 PP： 丙烯聚合熱： 輸入熱量： 20℃ 的丙烯帶入熱量 Q1 =CP*m*△ t=3000***20=172620kJ PR 的反應(yīng)熱 Q2=*= 輸出熱量： 預(yù)聚物帶走熱量 Q3= CP*m*△ t=**20= kJ 未反應(yīng)丙烯帶走熱量 Q4= CP*m*△ t=()***20= kJ 通過通冷卻水移走聚合反應(yīng)生成熱，設(shè)備向外界環(huán)境散熱的熱量可忽略不計(jì)，則冷卻水帶走的熱量為 Q5： Q5=Q1+Q2Q3 =***20+***20 =+ = 夾套水進(jìn)口溫度范 圍是 ～ ℃ ,本設(shè)計(jì)取 10℃ ，出口溫度取 15℃ 因?yàn)? Q=m*△ t*C 水 得 m 水 =Q5/（ C 水 *△ t） 所以 m 水 =(*5)= 液相本體法聚丙烯聚合釜夾套傳熱的總傳熱系數(shù)為： K=δ* K—總傳熱系數(shù)， ω/m178。k 則 K= 600*e（ *） =178。k C—丙烯轉(zhuǎn)化率 [C=（ ） /=] 對(duì)于碳鋼材質(zhì)的聚合釜 δ 可取 560～ 698ω/m178。 表 48 R201 熱量衡算表 熱量名稱 熱量（ k。k 則 K= 600*e（ *） =178。 表 46 R200 熱量衡算表 熱量名稱 熱量（ kJ） 總量（ kJ） 輸入熱量 20℃ 的丙烯帶入熱量 Q1 172620 PR 的反應(yīng)熱 Q2 輸出熱量 預(yù)聚物帶走熱量 Q3 未反應(yīng)丙烯帶走熱量 Q4 冷卻水帶走的熱量為 Q5 冷卻水用量（ kg） 夾套傳熱面積（㎡） R201 大環(huán)管反應(yīng)器的熱量衡算 生成 PP： 氫氣的進(jìn)料溫度為 20℃ ，量為 進(jìn)料： PP 丙烯： 出料： PP 丙烯： 輸入熱量： 預(yù)聚物帶入熱量 Q1=CP*m*△ t=**70= 丙烯帶入的熱量 Q2=CP*m*△ t=**70*= kJ 氫氣帶入熱量 Q3= CP*m*△ t=***50= 反應(yīng)生成熱 Q4=*= 輸出熱量： 聚合物帶走熱量 Q5=**70= 丙烯帶走熱量 Q6=**70*= 通過通冷卻水移走聚合反應(yīng)生成熱設(shè)備向外界環(huán)境散熱的熱量可忽略不計(jì)，則冷卻水帶走的熱量為 Q7： Q7=Q1+Q2+Q3+Q4Q5Q6= 冷卻水進(jìn)口溫度為 10 ℃ ，出口溫度為 30℃ 冷卻水用量 m 水 =*(3010)= 平均溫差 △ t=[(7010)(7030)]/In[(7010)(7030)]=℃ 液相本體法聚丙烯聚合釜夾套傳熱的總傳熱系數(shù)為： K=δ* K—總傳熱系數(shù)， ω/m178。k C—丙烯轉(zhuǎn)化率（ C=） 對(duì)于碳鋼材質(zhì)的聚合釜 δ 可取 560～ 698ω/m178。 則回流的液相丙烯： 11***103=2860kg 進(jìn)料： D301→T30 1 PP 粉： 丙烯： F301→T301 丙烯： 損失丙烯 %，損失 *1000*%=則回收至 D302 的丙烯 += 小閃