【導(dǎo)讀】聚丙烯樹脂是在上世紀(jì)五十年代初科研開發(fā)成功的.1953年10月,德國曼海姆馬克思-普朗克學(xué)的齊格勒。度的線型聚乙烯.意大利米蘭工業(yè)學(xué)院的納塔教授在。Ziegler教授的一些專利,和Ziegler教授之間有技術(shù)交換協(xié)議,Natta很快了解到Ziegler的。1963年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),以表彰兩人在聚合物科學(xué)方面的杰出貢獻(xiàn).6000kt/a的間歇式聚丙烯工業(yè)生產(chǎn)裝置.同年,美國大力神公司在美Newjersey. 的Parlin也建立了一套9000t/a的聚丙烯生產(chǎn)裝置.1958～1962年,德國、英國、法國、日本等國先后都實(shí)現(xiàn)了聚丙烯工業(yè)化產(chǎn).及釜式反應(yīng)器開創(chuàng)了液相本體法聚丙烯生產(chǎn)工藝.絡(luò)合型催化劑為典型代表,稱之為絡(luò)合Ⅰ型催化劑.實(shí)現(xiàn)了液相本。束了氣相法獨(dú)家經(jīng)營的局面.技術(shù)的生產(chǎn)能力及占全球聚丙烯生產(chǎn)能力的%,其市場份額8年來幾乎增長了一倍.應(yīng)器生產(chǎn)不同類型的產(chǎn)品.該技術(shù)的主要特點(diǎn)是能夠生產(chǎn)雙峰分布的產(chǎn)品.技術(shù)及常規(guī)催化劑體系的5kt/a溶劑法PP生產(chǎn)裝置.后,92-96年國內(nèi)建成了多所這兩種工藝的大型裝置.商產(chǎn)能情況見表1-1.

　　

【正文】 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 k） 25 C3H6的平均熱容 : 查化工手冊得 C3H6的 a=,b=, c= 105, d= 108 將 T1=, T2= 代入 : 2CO P=+ (+)－ 105 (+) +(+) = CO P=(mol k) 70oC 反應(yīng)后物料 20oC 物料 25oC 物料 25oC 反應(yīng)后物料 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 H2的平均熱容 : 查化工手冊得 H2的 a=, b=101, c=. d= 將 T1=, T2= : 2CO P=+103(+)106(+)+109(+2) = J/ (mo1k) CO P=(mo1k) 根據(jù)公式 : ΔH =nCp, mΔT 26 ΔH1 =(46000/42)()+(100/2)()=706075+5=105kJ/h 得出結(jié)論 。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。由此可得出 △ H2 ΔH2=(611332332)46106 /42 =計(jì)算 ΔH3 查化工手冊得聚丙烯的平均熱熔是 19000 J /(molk) 丙烯的平均熱熔計(jì)算 :根據(jù)公式 CO P=a+bT+cT2 +dT3 ca1/(molk) 25 2CO P=CO P。 +CO P, 24 T1=. T3= 查化工手冊得 C3H6的 a=,b=, c=105, d=108 將 Tl=, T2= 代入 : 2CO P=+(+)(+)+ (+)= 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 CO P=(molk) H2的平均熱容 : 查化工手冊得 H2的 a=, b=, c=, d=. 將 Tl=, T2= 代入 : 2CO P=+103(+)106(+) +109 (+) = :.CO P=(molk) ΔH3=∑nCO P () =(27600/(105)19000+18400/42+100/2)() =(5244+104+)45 =106kJ/h ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 =107+106 = k1/h 2)第二聚合反應(yīng)器 : 進(jìn)料溫度 : 聚丙烯 : 65OC 丙烯 : 50OC 乙烯 : 20OC 出料溫度 : 聚丙烯 : 65OC 丙 烯 : 65OC 氫氣 : 65OC 反應(yīng)溫度是 : 65OC 操作壓力 :進(jìn)口 , 出口 假設(shè)以下熱力學(xué)途徑 : ΔH ΔH1 ΔH3 ΔH2 T1 物料 T1 物料 T1 物料 T1 物料 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 C3H6的平均熱容 : 查化工手冊得 C3H6的 a=,b=, c=105, d=108 將 T1=, T2= : 2CO P=+101(+)105(+) +108( +) =++ =(molk） CO P=(mo1k) 查化工手冊得 C2H4的 a=, b=103, c=l06, d=109 將 T1=, T2= 代入 : 2CO P=+103(+)106(+) +109(+) = J/ (mo1k) CO P=(molk) 根據(jù)公式 : ΔH=nCp,mΔT 26 ΔH1=( 18800/42 )() =105+105 = 105 kJ/h 得出結(jié)論 :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。 由此可得出 △ H2。 ΔH2 =(611332332)106/42 =107kJ/h 計(jì)算 ΔH3 查化工手冊得聚丙烯的平均熱熔是 19000J /（ molk） 丙烯的平均熱熔計(jì)算 :根據(jù)公式 CO P=a+bT+cT2 +dT3 cal/(molk) 2CO P=CO P。 +CO P, 24 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 T1=, T2= 查化工手冊得 C3H6的 a=,b=101, c=l05,d=108 將 T1=, T2= 代入 : 2CO P=+ 101(+) 105(+) +108(+) = J/ (mo1k) CO P=(molk) 查化工手冊得 C3H6的 a=,b=103, c=106. d=109 將 T1=, T2= 代入 : 2CO P=+103(+)106(+) +109(+) = J/ (mo1k) CO P= J/ (molk) ΔH3=∑nCO P () =（ (4500027600)/(105 )19000+1600/42+100/28) () =(3306++)40 =105kJ/h ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3 = 107+106 =107 kJ/h 設(shè)備工藝計(jì)算與選型 臥式攪拌床反應(yīng)器 臥式攪拌床反應(yīng)器 :第一聚合反應(yīng)器和第二聚合反應(yīng)器的物料衡算和熱量衡算已經(jīng)算出下面對其進(jìn)行選型 ,由資料得到 AmocoCD 氣相聚合的停留時(shí)間是 5 分鐘 ,可以得出聚合反應(yīng)器的尺寸大小標(biāo)準(zhǔn) ,反應(yīng)器的填充比 為 70%得出 : 在反應(yīng)器內(nèi)的壓力是 ,溫度是 70℃ 已知在標(biāo)準(zhǔn)情況下主要?dú)怏w的密度可求出在反應(yīng)情況下的密度 . 在反應(yīng)條件下的主耍氣體的密度 是 : kg/m3 V=(46000/)5/60247。= 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 可以推算出其 R=2m,L=. 凈化塔的工藝計(jì)算及選型 原料凈化塔的數(shù)目較多但是凈化的進(jìn)料和出料及凈化成都相差不多 ,所以僅以除SO2的凈化塔為例進(jìn)行詳細(xì)的工藝計(jì)算 ,其他的凈化塔同理 . SO2的體積分?jǐn)?shù)為 %。要求的吸收率 φA=99% 己知塔內(nèi)的絕對壓力為 1 MPa,求出入塔的氣體體積流量 : MPa 對應(yīng)的氣體密度是 kg/ 1 MPa 下的丙烯密度 : 3212 / mkgPP ?????? ?? 己知其平均摩爾量是 42kg/ 300000kg/h。而且吸收塔才用的是 25mm25mm 的塑料鮑爾環(huán)以亂堆方式充填 .填料層的體積傳質(zhì)系數(shù) KYa=146kmo1/(m3h)。操作條件下的平衡關(guān)系為 Y=15X. 清水的密度是 ρL=1000 kg/m3。 則 : w 水 /w 丙 (ρ 丙 /ρ 水 ) =300000/47000 () = 查化工原理的亂堆填料泛點(diǎn)線可以得到橫坐標(biāo)為 時(shí)候的縱坐標(biāo)的值是 即 uF2ФFΨ/g( ρ 丙 /ρ 氣 ) = 查化工數(shù)值得到 25mm25mm (亂堆 )的填料因子 ф= 285m1。又因?yàn)橐合酁榍逅?,故液體密度校正系數(shù) ψ=1。水的黏度 μL = .? smU / a x? ?????? 假設(shè)空塔的丙烯流速為泛點(diǎn)氣速的 80%即 : u=Umax= =則 muVsD )(?????? ?? 經(jīng)過圓整 D= 對于吸收操作 ,用傳質(zhì)單元法計(jì)算填料層高度。 V=47000/42()= kmol/h L=300000/18=18667kmol/h Ω=π/4D2= = S=mV/L =15 沈陽建筑大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 = 清水吸收