【正文】 K＝ 247。（ 20） =表 36 R201 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 流出熱量 反應(yīng)物料吸收熱量 冷凍水撤除熱量 傳熱損失熱量 閃蒸罐 D301 熱量衡算 熱損失10％ 蒸汽 D301 氣態(tài)丙?。郾? 液 態(tài)丙稀＋聚丙烯 出料（ 72℃ ） 進(jìn)料（ 70℃ ） 飽和蒸汽 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 44 圖 33 D301 熱量平衡圖 表 37 D301 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 丙烯 輸出 損耗丙烯 聚丙烯 丙烯（去 D501） 丙烯（去 T301） 表 38 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 丙稀得率 ／ C3／ PP Xc= 丙稀單程轉(zhuǎn)化率 yc3=56% 漿料進(jìn)入 D301 時(shí)的溫度 ／℃ t1=70 漿料離開 D301 時(shí)的溫度 ／℃ t2=72 聚丙烯的比熱 ／ kJ／ kg=70 丙烯原料進(jìn)口溫度 ／℃ t2=10 夾套水進(jìn)口溫度 ／℃ t3=10 夾套水出口溫度 ／℃ t3180。 ℃ Cp= 催化劑比熱 ／ kJ／ kg 因此，去汽蒸罐的丙烯為：（ － ） 2％＝ 去洗滌塔的丙烯為：（ － ） 98％＝ 表 24 D301 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ t/h） 總量（ t/h） 輸入 聚丙烯 丙烯 輸出 損耗丙烯 聚丙烯 丙烯（去 D501） 丙烯（去 T301） 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 汽蒸罐 D501 物料衡算 圖 25 D501 物料平衡圖 進(jìn)料：聚丙烯： 丙烯： 低壓蒸汽： 損耗丙烯： ％＝ 出料：去 D502 聚丙烯粉料： 聚丙烯粉料夾帶冷凝水： 3％＝ 水蒸氣： － ＝ 去 T501 的丙烯： － ＝ 表 25 D501 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ t/h） 總量（ t/h） 輸入 聚丙烯 汽蒸罐 D501 聚丙烯 丙烯 低 壓蒸汽 損耗丙烯 水蒸氣 含 3％水的聚丙烯 去 T501 丙烯 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 丙烯 低壓蒸汽 輸出 損耗丙烯 絕干聚丙烯粉料 聚丙烯夾帶冷凝水 去 T501 丙烯 水蒸氣 干燥器 D502 物料衡算 圖 26 D502 物料平衡圖 經(jīng)過(guò)干燥處理后的聚合物中水分應(yīng)低于 ％ wt，取 ％ wt 進(jìn)料：濕聚丙烯： ＋ ＝ 熱氮?dú)猓? 出料：絕干聚丙烯粉料： 夾帶少量水分： ％＝ 熱 氮?dú)鈳ё咚郑?－ ＝ 濕氮?dú)猓?＋ ＝ 表 26 D502 物料平衡表 干燥塔 D502 濕聚丙烯 熱氮?dú)? 干聚丙烯 濕氮?dú)? 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 物料名稱 物料質(zhì)量（ t/h） 總量（ t/h） 輸入 濕聚丙烯 熱氮?dú)? 輸出 絕干聚丙烯 聚丙烯夾帶少量水分 濕氮?dú)? 擠壓造粒單元物料衡算 圖 27 擠壓造粒單元物料平衡圖 進(jìn)料：聚丙烯： ＋ ＝ 損耗聚丙烯： ％＝ 產(chǎn)品： － ＝ 則年生產(chǎn)聚丙烯量為： 7200＝ 104 t/a 與設(shè)計(jì)任務(wù)年產(chǎn) 2 萬(wàn)噸相當(dāng)。 原材料消耗定額 原料 消耗定額表 名稱 單位 消耗定額 原料 丙烯 t/h 氫氣 g/h 化學(xué)品 固催化劑 g/h 三乙基鋁 g/h 給電子體 g/h ATMER163 g/h 烴油 +脂 g/h 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 167。 7200= 由于造粒工段損失聚丙烯 ％，則實(shí)際生產(chǎn)中 PP 的產(chǎn)量為： 247。 聚合物干燥部分 聚合物離開汽蒸罐 D501 后進(jìn)入干燥器 D502，其中含有約 3%wt 的冷凝水， 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 這對(duì)于后面的造粒過(guò)程是不允許的，因此本裝置采用熱氮循環(huán)干燥法除去水分。在開車時(shí)， D302 還能為裝置提供置換用氣相丙烯和充料用液相丙烯。 預(yù)聚合反應(yīng)器（ R200） 為了能使聚合物顆粒尺寸均勻，形狀達(dá)到要求，就需要催化 劑顆粒形狀也均勻。 精制合格的丙烯送入丙烯罐區(qū)。 丙烯預(yù)精制和丙烯保安精制 丙烯預(yù)精制 從氣分來(lái)到丙烯含有水及硫化物、 CO、 CO O ASH3 等雜質(zhì)，其中大部分水及硫化物、 CO2 在預(yù)精制工段脫除，其雜質(zhì)在保安精制工段脫除。在該操作中， D106 上的 N2 封閥 HV314 必須打開以平衡 D106 中的壓力，而加壓 N2 閥 HV13放空閥 HV315 和抽真空閥 HV132 必須關(guān)閉。 D105 上設(shè)有 N2 密封，由現(xiàn)場(chǎng)表 FIC131 控制 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 N2 封流量。在 D11D101 加入 TEAL 過(guò)程中，罐內(nèi)密封用 N2 經(jīng)過(guò)安全罐 D103 進(jìn)入 TEAL 密封罐 Z103 后從罐頂放空，所攜帶的 TEAL 留在 Z103 中。 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。不過(guò)，盡管此催化劑活性很高，可以在聚合工藝中免去脫除催化劑殘?jiān)牟襟E，但是其聚合定向能力還不夠理想，還有 6%～ 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)。故采用此類催化劑的聚合工藝仍需有后處理系統(tǒng)。研究還發(fā)現(xiàn)將鋁還原的三氯化鈦進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的研磨，或者，將三氯化鈦與三氯化鋁的混合物進(jìn)行研磨，可以在三氯化鈦中產(chǎn)生共結(jié)晶的三氯化鋁。 聚丙烯之所以是各種聚丙烯烴材料中發(fā)展最快的一種，關(guān)鍵在于其催化劑技術(shù)的飛速發(fā)展。 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 在建筑業(yè)， PP 用玻璃纖維增強(qiáng)改性或用橡膠、 SBS 改性后可制作建筑用模板，發(fā)泡后可用作裝飾材料。 工藝條件： T=40～ 70℃ P=～ 液相本體法（含液相氣相組合式） 工藝特點(diǎn)：①系統(tǒng)中不加溶劑，丙稀單體以液相狀態(tài)在釜式反應(yīng)器中進(jìn)行液 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 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 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 資大，能耗高，但生產(chǎn)易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好。 1989 年揚(yáng)子石化公司引進(jìn)日本三井油化 Hypol 工藝建成 140kt/aPP 裝置， 1990 年和 1991 年齊魯石化公司和上海石化總廠先后采用 Himont 公司 SPP 工藝建成 70kt/aPP 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。 1971 年，以 Solvay（索爾維）公司開發(fā)的 TiCl3R2O（異戊醚） TiCl4Al(C2H5)2Cl絡(luò)合型催化劑為典型代表的第二代催化劑（絡(luò)合Ⅰ型催化劑）使液 相本體法 PP 有了很大發(fā)展。 國(guó)外聚丙烯生產(chǎn)工藝發(fā)展史。但是可以通過(guò)共聚或共混攻性來(lái)改善它的耐低溫沖擊性能。 廢氣 .............................................. 66 167。 聚合反應(yīng)器 R201 ............................... 53 167。 預(yù)聚合反應(yīng)器 R200 熱量衡算 .................... 37 167。 預(yù)聚合反應(yīng)器 R200 物料衡算 .................... 30 167。 計(jì)算基礎(chǔ) .......................................... 26 167。 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，因此被廣泛地應(yīng)用于化工、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，在聚烯烴樹脂中，是僅次于聚氯乙烯、聚乙烯之后的第三大通用塑料。 聚丙烯之所以是各種聚丙烯烴材料中發(fā)展最快的一種，關(guān)鍵在于其催化劑技術(shù)的飛速發(fā)展。 聚合物閃蒸和脫氣 ................................ 18 167。 原材料消耗定額 ................................... 28 167。 擠壓造粒單元物料衡算 .......................... 36 167。 總熱量平衡表 .................................. 52 第 4 章 設(shè)備選型 .................................................................................. 52 167。 靜電的 防范 措施 ................................ 64 167。 ③ 密度小 PP相對(duì)密度為 ～ ，是所有樹脂中最輕的。 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)。 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)。該公司于 1983 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 年 11 月與美國(guó) Hercules 公司合營(yíng)，改稱 Himont（海蒙特）公司。 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，該工藝以液相丙稀為原料，采用絡(luò)合Ⅱ型三氯化鈦為催化劑，以一氯二乙基鋁為活化劑，以 H2為聚合物分子量調(diào)節(jié)劑。 94 年我國(guó) PP 產(chǎn)量接近 86 萬(wàn)噸，進(jìn)口 81 萬(wàn)噸， 95 年國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口都超高 100 萬(wàn)噸。 工藝條件： T=160～ 250℃ 氣相本體法 工藝特點(diǎn)：①系統(tǒng)不引入溶劑，丙稀單體以氣相狀態(tài)在 反應(yīng)器中進(jìn)行氣相本體聚合。 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 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)。該催 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 化劑體系的產(chǎn)率和等規(guī)度都比較低，產(chǎn)品的等規(guī)指數(shù)大約只有 90%。 Solvay公司的研究人員為了增加可接觸的鈦原子中心，引入了路易斯堿，由此開發(fā)出了新的三氯化鈦催化劑，其比表面積由原來(lái) AA三氯化鈦催化劑的 30～ 40m2/g，提高到了 150m2/g 以上，活性增加了五倍，等規(guī)指數(shù)提高到約 95%，采用一氯二乙基鋁（ DEAC）為助催化劑于 1975 年投入工業(yè)生產(chǎn)。聚合時(shí)，該催化劑與助催化劑三烷基鋁與第二種給電子體聯(lián)合使用。 第五代催化劑 80 年代初的后半期， Montell 公司發(fā)現(xiàn)了一種新的給電子體 1， 3－二醚類化合物。該表為上面所有各代催化劑在己烷漿液聚合或本體聚合條件下得到的數(shù)據(jù)。 Donor 由 D110 底部抽出，經(jīng)過(guò) F104A/B 過(guò)濾掉大于 10um的顆粒，由計(jì)量泵 P104A/B 送到 D201 中。 D106 中油脂加料結(jié)束后，啟動(dòng)螺帶式攪拌器 A106 攪拌。這樣催化劑膏就配制好了，由于 D106 的夾套既用于加熱，又用于冷卻，就設(shè)置了加熱器 E101，當(dāng) D106 溫度要維持 70℃ 時(shí)，用蒸汽將由泵 P106打循環(huán)的夾套水加熱；當(dāng)需要冷卻時(shí)，就關(guān)低壓蒸汽，向循環(huán)中加入冷凍水 河南 科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 實(shí)現(xiàn)降溫，加壓 N2 在 HV133 打開后可使 D106 中的壓力達(dá)到 10Kg/cm3，該壓力也是下游 D108 中充填需要的壓力。D003B 備用。在 D201 中 A201 攪拌罐使催化劑體系充分摻合，混合均勻并使催化劑的反應(yīng)中心活化。 低壓脫氣 為了將經(jīng)高壓閃蒸后的物料中的丙烯進(jìn)一步脫除，設(shè)置了低壓脫氣部分，經(jīng)過(guò)這部分處理后，粉末中丙烯含量將大大降低。這 對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量具有一定的意義。對(duì)于沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)