【正文】 聚、嵌段共聚的 MFR 的控制范圍擴大，特別是因為它具有分子量分布窄的特點，使得以往用過氧化物進行流變控 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 應用新型催化劑并結合新雙峰技術 [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，同時也改善了抗沖擊性能。 中國聚丙烯工業(yè) 中國聚丙烯的工業(yè) [9]生產(chǎn)始于 20 世紀 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。中國聚丙烯未來幾年內(nèi)，表觀消費量依然會保持較高增速，進口量將會增大，聚丙烯產(chǎn)業(yè)在中國的前景廣闊。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 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而不變質的新工藝，省掉造粒工序，則能大大降低成本，提高經(jīng)濟效益，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 “反應器顆粒技術 ”可以免除造粒過程，所以在提高了反應效率的同時，又大大的降低了生產(chǎn)成本。 預聚合反應是在均聚反應之前先將催化劑組分同少量丙烯預先進行聚合反應，以保護催化劑和聚合產(chǎn)品的顆粒度。嵌段共聚反應則采用氣相法，反應器是一個或兩個串聯(lián)的密相流化床反應器。 表 21 幾種聚丙烯工藝對比 工藝名稱 工藝特點 淤 漿法工藝 （如己烷中），在催化劑作用下進行溶劑聚合，聚合物以固體顆粒狀態(tài)懸浮在溶劑中，采用釜式攪拌反應器； 、脫無規(guī)物和溶劑回收工序，流程長，較復雜，裝置投資大，能耗高，但生產(chǎn)易控制，產(chǎn)品質量好； ，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)品應用范圍有限 。 TEAL密封在鋼瓶內(nèi)貯存和運輸。使用時先將 100% DONOR 溶液通過氣動泵 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，先用 N2將主催化劑油膏壓至催化劑計量罐 D108A/B。催化劑混合物通過 D201上部的溢流管進入到催化劑在線混合器 Z203中，同時由 FV204 控制的、流量為 3300kg/h 的一股丙烯也同時加入，并一起進入預聚合反應器 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罐區(qū)送來。 從 T701 系統(tǒng)中的 E701 排出的輕組分，進入尾氣回收系統(tǒng)。 R201 的丙烯主要有兩個來源，一個由 P301 直接送入，另一個由 P301 經(jīng) E20 Z203和 R200 后進入 R201。 R201 的壓力控制是通過與之相連的 D202 的壓力控制來實現(xiàn)的。當后續(xù)系統(tǒng)故障時，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，進入循環(huán)氣壓縮機 PK301，PK301 將丙烯壓縮至 后，返回到 T301 入口。蒸汽由底部進入，將粉料中的殘余催化劑分解后，由 D501 頂部出來進入水洗塔 T501。 PK501 將殘余丙烯壓縮至 后進入尾氣回收系統(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，干燥后由分級器 S803 進行分類，分離出不合格尺寸的顆粒。均化結束后，可根據(jù)生產(chǎn)安排停 PK901 或將 PK901 目標料倉切 向 D902，將 D901A 中粒料送至 D902，進行包裝。物料衡算的主要內(nèi)容是根據(jù)各種物料之間的定量轉化關系，計算進出整個生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)工序或單臺設備的各股物料的數(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TE AL預聚合DON ORD30 2 丙烯原料 圖 R200 物料平衡圖 表 32 R200 物料平衡表 物料名稱 物料質量（ kg） 總量（ kg） 輸入 丙烯 3000 催化劑 輸出 丙烯 PP 催化劑 進料： 丙烯進料流量 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 則預聚合生成 PP： *100=64920g= 未反應的丙烯： = 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 應器的物料衡算 圖 R201 物料平衡圖 轉化率 55% 進料：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，各種熱量之間的轉換關系可以用熱平衡方程表示： ∑Q=∑H 出 ∑H 進 其中 ∑Q設備或系統(tǒng)與外界環(huán)境交換熱量之和，通常包括熱損失， kJ； ∑H 出 離開設備或系統(tǒng)各股物料的焓之和， kJ； ∑H 進 進入設備或系統(tǒng)各股物料的焓之和， kJ； 計算依據(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 的反應熱 Q2=*= 輸出熱量： 預聚物帶走熱量 Q3= CP*m*△ t=**20= kJ 未反應丙烯帶走熱量 Q4= CP*m*△ t=()***20= kJ 通過通冷卻水移走聚合反應生成熱，設備向外界環(huán)境散熱的熱量可忽略不計，則冷卻水帶走的熱量為 Q5： Q5=Q1+Q2Q3 =***20+***20 =+ = 夾套水進口溫度范圍是 ～ ℃ ,本設計取 10℃ ，出口溫度取 15℃ 因 為 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—丙烯轉化率 [C=（ ） /=] 對于碳鋼材質的聚合釜 δ 可取 560～ 698ω/m178。 表 48 R201 熱量衡算表 熱量名稱 熱量（ kJ） 總量（ kJ） 輸入熱量 預聚物帶入熱量 Q1 丙烯帶入的熱量 Q2 氫氣帶入熱量 Q3 反應生成熱 Q4 輸出熱量 聚合物帶走熱量 Q5 丙烯帶走熱量 Q6 冷卻水帶走熱量 Q7 夾套傳熱面積 (㎡ ) D301 閃蒸罐的熱量衡算 大閃線內(nèi)液相丙烯汽化所需要熱量為： 表 45 丙烯汽化潛熱 ℃ 50 60 76 Kcal/kg 2750 2350 1700 查《化工原理》得水蒸汽的比熱容為 105℃ ℃ Q=Mr=*1700*=*108kJ 水蒸汽進口溫度為 120℃ ，出口溫度為 105℃ 蒸汽用量 m=*108 /[*(120+)*(105+)]=*106kJ D501 氣蒸罐的熱量衡算 表 44 聚丙烯比熱 ℃ 20 70 80 105 Kcal/(kg*℃ ) 1． 93 2． 23 2． 246 2． 526 PP 進出料溫度為 80℃ ，出口溫度為 100℃ PP 吸收的熱量 Q=****80=*106kJ 。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 的反應熱 Q2 輸出熱量 預聚物帶走熱量 Q3 未反應丙烯帶走熱量 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)管反應器的熱量衡算 生成 PP： 氫氣的進料溫度為 20℃ ，量為 進料： PP 丙烯： 出料： PP 丙烯： 輸入熱量： 預聚物帶入熱量 Q1=CP*m*△ t=**70= 丙烯帶入的熱量 Q2=CP*m*△ t