【正文】 a=, b=, c=, d=. 將 Tl=, T2= 代入 : 2CO P=+103(+)106(+) +109 (+) = :.CO P=(mol每個(gè)單元是一個(gè)雙鍵的斷裂和兩個(gè)單鍵的合成 ,雙鍵的斷裂鍵能是 611kJ/mol,每個(gè)單鍵的合成的鍵能是 332kJ/mol。 27600kg/h 丙烯 : 18800kg/h 乙烯 : 300kg/h 主催化劑 : 50kg/h 助催化劑 : 50kg/h 改性劑 : 50kg/h 每小時(shí)出料量為 : 聚丙烯 : 45000kg/h 丙烯 : 1600kg/h 乙烯 : 100kg/h 主催化劑 : 50kg/h 助催化劑 : 50kg/h 改性劑 : 50kg/h 合計(jì) 每小時(shí)進(jìn)料量為 : 46850kg/h 每小時(shí)出料量為 : 46850kg/h 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 (5):列出輸入一輸出物料衡算平衡表 表 25 凈化塔 名稱 進(jìn)料 出料 單位 kg/h kmol/h oC MPa kg/h kmol/h oC MPa 粗 /細(xì)丙烯 47000 40 1 46000 40 1 表 26 第一聚合反應(yīng)器 名稱 進(jìn)料 出料 單位 kg/h kmol/h oC MPa kg/h kmol/h oC MPa 聚丙烯 0 0 — — 276000 — 70 丙烯 46000 20 2 18400 70 氫氣 100 50 20 10 5 70 主催化劑 50 — 20 — 50 — 70 — 助催化劑 50 — 20 — 50 — 70 — 改性劑 50 — 20 — 50 — 70 — 表 27 第二聚合反應(yīng)器 名稱 進(jìn)料 出料 單位 kg/h kmol/h oC MPa kg/h kmol/h oC MPa 聚丙烯 27600 — 65 — 45000 — 65 丙烯 18800 50 1600 65 乙烯 300 20 100 65 主催化劑 50 — 50 — 50 — 65 — 助催化劑 50 — 50 — 50 — 65 — 改性劑 50 — 50 — 50 — 65 — 熱量衡算 (1)第一聚合反應(yīng)器 : 進(jìn)料溫度 : 丙烯 : 20 oC 氫氣 : 20 oC 出料溫度 : 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 聚丙烯 : 70 oC 丙烯 : 70 oC 氫氣 : 70 oC 反應(yīng)溫度是 71 oC 操作壓力 進(jìn)口 , 出口 22Mpa 假設(shè)以 下 熱力學(xué)途徑 : ΔH ΔH1 ΔH3 ΔH2 ΔH=nCp,m(298293)+nCp,m(298293). 23 平均熱容 :2CO P=CO P,+CO P, 24 根據(jù)氣體熱容公式 : CO P=a+bT+ c2T+ d3T cal/(mol 聚丙烯時(shí)產(chǎn)量 :247。 d:確定衡算基準(zhǔn) :根據(jù)題目要求它可以是單位質(zhì)量單位時(shí)間等 。 ③ :有關(guān)消耗定額 。經(jīng)錳系列脫氧劑脫氧后的丙烯送入脫砷塔(T3107),經(jīng) RAS998高效脫砷劑脫砷后達(dá)到聚合級(jí) 的精丙烯送入精丙烯計(jì)量罐 .整個(gè)精制系統(tǒng)均在表壓小于 和常溫下進(jìn)行操作 . 精丙烯罐 ( 容積 36m3操作壓力低于表壓 )內(nèi)純度為 99%丙烯經(jīng)丙烯投料泵 (P3101A/B)輸送通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥 (FICQ3202)到聚合釜 ()投料 . 在聚合釜內(nèi)的精丙烯在催化劑、助催化劑、外給電子體和氫氣的作用下 ,在溫度73~84℃ ,壓力 時(shí)經(jīng)攪拌發(fā)生聚合反應(yīng) ,反應(yīng)約 2～ 3小時(shí) 。通過(guò) 錳系列脫氧劑脫氧后的丙烯送入脫砷塔 (T3107),經(jīng) RAS998 高效脫砷劑脫砷后達(dá)到聚合級(jí)的精丙烯送入精丙烯計(jì)量罐。對(duì) TiCL4A1(C2H5)3 而言 ,形成的絡(luò)合中心在高溫下也較穩(wěn)定 ,等規(guī)度的下降并不太大 .反應(yīng)溫度以 7078℃ 左右為宜 ,最高不應(yīng)超過(guò) 80℃ .除反應(yīng)溫度外 ,升溫速度對(duì)反應(yīng)控制也有較大的影響 .升溫過(guò)快容易造成反應(yīng)失控而超溫超壓 ,液相丙烯滿釜 ,壓力劇增 ,甚至產(chǎn)生暴聚結(jié)塊 .這步很重要 . 攪拌效率 :攪拌效率高 ,物料均勻 ,反應(yīng)熱易傳出 ,可避免因局部過(guò)熱而造成結(jié)塊或顆粒不均勻 ,攪拌效率也是借助擋板的 形狀 ,安裝位置和角度的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的 . 反應(yīng) 應(yīng)時(shí)間的影響 :由于三氯化鈦的活性壽命較長(zhǎng) ,一般控制到 ?干鍋 ”即人為地停止反應(yīng) ,回收聚丙烯降溫泄壓 .“干鍋 ”是指反應(yīng)物系中液相消失 ,但氣相丙烯仍很多 ,還繼續(xù)進(jìn)行氣相聚合 .因此轉(zhuǎn)化率 ,得率明顯地受反應(yīng)時(shí)間的影響 . 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 分子量的調(diào)節(jié) :氫氣在聚合反應(yīng)中起鏈轉(zhuǎn)移的作用 ,因此 ,氫氣被用作聚丙烯分子量的調(diào)節(jié)劑 .隨著 H2/C3比例增大 ,聚丙烯分子量相應(yīng)變小 ,熔融指數(shù)相應(yīng)增大 ,此時(shí)催化活性和單釜產(chǎn)量會(huì)提高 ,但等規(guī)度略有下降 .氫氣加入的量對(duì)獲得不同質(zhì)量的產(chǎn)品很關(guān)鍵 . “干鍋 ”程度的影響 :于鍋后如不及時(shí)回收丙烯 ,則氣 —固相反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行 .氫量足夠的話 ,氫與催化劑表面接觸的機(jī)會(huì)增加 。 Sumitimo 工藝 :由日本 Sumitimo(住友 )化學(xué)公司于 1974年開(kāi)發(fā)成功 .基本上與 Rexene本體法相似 ,但 Sumitimo 本體法工藝包括除去無(wú)規(guī)物及催化劑殘余物的一些措施 .通過(guò)這些措施可以制得超聚合物 ,用于某些電氣和醫(yī)學(xué)用途 .Sumitimo本體法工藝使用 SCC絡(luò)合催化劑 (以一氯二乙基鋁還原四氯化鈦 ,并經(jīng)過(guò)正丁醚處理 ),液相丙烯在 5080℃ ,下進(jìn)行聚合 ,反 應(yīng)速率高 ,聚合物等規(guī)指數(shù)也較高 ,還采用高效萃取器脫灰 ,產(chǎn)品等規(guī)指數(shù)為 96%97%,產(chǎn)品為球狀顆粒 ,剛性高 ,熱穩(wěn)定性好 ,耐油及電氣性能優(yōu)越 . 氣相法工藝 目前工業(yè)上普遍應(yīng)用的氣相法工藝主要有 Univation 公司的 Unipol 工藝 ,BP 公司的Innovene 工藝和 Basell 公司的 Sphefilene 工藝 . 氣相法工藝主要特點(diǎn) :采用獨(dú)特的接近活塞流的臥式攪拌床反應(yīng)器 .用這種獨(dú)特的反應(yīng)器 ,因顆粒停留時(shí)間分布范圍很窄 ,可以生產(chǎn)剛性和抗沖擊性非常好的共聚物產(chǎn)品 .這種接近平推流的反應(yīng)器可 以避免催化劑短路 .當(dāng)有乙烯存在時(shí) ,可以生成大顆粒共聚物 ,而不是在均聚物顆粒內(nèi)生成細(xì)粉 ,這些細(xì)粉將降低共聚物的低溫沖擊強(qiáng)度 ,并形成不必要的膠狀體 .因此 ,氣相法工藝很窄的反應(yīng)停留時(shí)間分布可以實(shí)現(xiàn)用多個(gè)全混反應(yīng)釜均聚反應(yīng)器才能生產(chǎn)的高抗沖共聚物的要求 .另外 ,由于這種獨(dú)特的反應(yīng)器設(shè)計(jì) ,氣相法工藝的產(chǎn)品過(guò) 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 渡時(shí)間很短 ,理論上產(chǎn)品的過(guò)度時(shí)間要比連續(xù)攪拌反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器短 2/3,因而產(chǎn)品切換容易 ,過(guò)渡產(chǎn)品很少 . 本體法 氣相法組合工藝 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 . (1)Spheripol 工藝 :Spheripol 工藝由巴塞爾 (Basell)聚烯烴公司開(kāi)發(fā)成功 .該技術(shù)自1982年首次工業(yè)化以來(lái) ,是迄今為止最成功 ,應(yīng)用最為廣泛的聚丙烯生產(chǎn)工藝 . 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 ,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) ,既可寬又可窄 .可以生產(chǎn)全范圍 ,多用途的各種產(chǎn)品 .其均聚和無(wú)規(guī)共聚產(chǎn)品的特點(diǎn)是凈度高 ,光學(xué) 性能好 ,無(wú)異味 . (2)Hypol 工藝 :Hypol 工藝由日本三井化學(xué)公司于 20世紀(jì) 80年代初期開(kāi)發(fā)成功 ,采用HYHSII 催化劑 (TKII),是一種多級(jí)聚合工藝 .它把本體法丙烯聚合工藝的優(yōu)點(diǎn)同氣相法聚合工藝的優(yōu)點(diǎn)融為一體 ,是一種不脫灰 ,不脫無(wú)規(guī)物能生產(chǎn)多種牌號(hào)聚丙烯產(chǎn)品的組合式工藝技術(shù) . Hypol 工藝與 Spheripol 工藝技術(shù)基本相同 ,主要區(qū)別在于 Hypol 工藝中均聚物不能從氣相反應(yīng)器旁路排出 ,部分從高壓脫氣罐來(lái)的閃蒸氣被打回到氣相反應(yīng)器 .生產(chǎn)均聚物時(shí) ,第一氣相反應(yīng)器實(shí)際上也起閃蒸作 用 .氣相反應(yīng)器是基于流化床和攪拌 (刮板 )容器特殊設(shè)計(jì)的 .反應(yīng)器在生產(chǎn)抗沖擊性共聚物時(shí) ,無(wú)污垢 ,不需要清洗 .在生產(chǎn)均聚物期間 ,氣相反應(yīng)器又可用做終聚合釜 ,提高了生產(chǎn)能力 ,而且氣相反應(yīng)器操作靈活 ,可生產(chǎn)乙烯含量25%的抗沖擊性共聚物 . (3)Borstar 工藝 :Borealis 公司 (北歐化工 )的 Borstar 工藝 (北星雙峰 )PP 工藝是 1998年才開(kāi)發(fā)成功的 PP 新型生產(chǎn)工藝 ,Borstar 工藝源于北星雙峰聚乙烯工藝 ,工藝采用與北星雙峰聚乙烯工藝相同的環(huán)管和氣相反應(yīng)器 ,設(shè)計(jì)基于 ZN 催化劑 ,也能使用正在中試 中的單活性中心催化劑 .其基本配置是采用雙反應(yīng)器即環(huán)管反應(yīng)器串聯(lián)氣相反應(yīng)器生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)共聚物 ,再串聯(lián)一臺(tái)或兩臺(tái)氣相反應(yīng)器生產(chǎn)抗沖共聚物 ,這取決于最終產(chǎn)品中的橡膠含量 ,如生產(chǎn)高橡膠相含量的抗沖共聚物則需要第二臺(tái)氣相共聚反應(yīng)器 . 廠址選擇 1. 符合所在地區(qū) ,城市 ,鄉(xiāng)鎮(zhèn)總體規(guī)劃布局 . 沈陽(yáng)建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 2. 節(jié)約用地 ,不占用良田及經(jīng)濟(jì)效益高的土地 ,并符合國(guó)家現(xiàn)行土地管理 ,環(huán)境保護(hù) ,水土保持等法規(guī)有關(guān)規(guī)定 . 3. 有利于保護(hù)環(huán)境與景觀 ,盡量遠(yuǎn)離風(fēng)景游覽區(qū)和自然保護(hù)區(qū) ,不污染水源 ,有利于三廢處理 ,并符合現(xiàn) 行環(huán)境保護(hù)法規(guī)規(guī)定 . ,運(yùn)輸方便 . 5. 燃料質(zhì)量符合要求 ,保證供應(yīng) . 6. 廠區(qū)