【正文】 燥后由分級(jí)器 S803 進(jìn)行分類，分離出不合格尺寸的顆粒。尺寸合格的顆粒送到 D807， D807底部出來(lái)的顆粒通過顆粒輸送系統(tǒng) PK802 送至均化料倉(cāng) D901。 包裝區(qū) 正常生產(chǎn)時(shí)，每一滿罐（ D901A/B/C/D） PP 粒料為一批料，批料均化時(shí)間為 610 小時(shí)。均化操作是從同一料倉(cāng)通過均化管線自料倉(cāng)的不同高度取料，再通過 PK901 送往同一料倉(cāng)頂部的操作。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。 成品包裝工段共有 A、 B 兩條 CZQ 型全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線由包裝單元、碼垛單元、電氣控制及上位管理系統(tǒng)，輔助及公用工程系統(tǒng)組成。 循環(huán)水場(chǎng) 本裝置還包括有一個(gè)循環(huán)水場(chǎng)，負(fù)責(zé)向裝置內(nèi)提供循環(huán)冷卻水。 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 18 第三章 物料衡算 物料衡算是對(duì)進(jìn)出生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)工序或單臺(tái)設(shè)備的物料進(jìn)行平衡計(jì)算。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 [2]。 物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律。對(duì)于沒有化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過程來(lái)說(shuō)，質(zhì)量守恒定律為：進(jìn)入一個(gè)裝置的全部物料質(zhì)量等于離開這個(gè)裝置的全部物料質(zhì)量再加上裝置內(nèi)積累起來(lái)的物料質(zhì)量。寫成公式為： 流入量 =流出量 +積累量 +損失量 對(duì)于有化學(xué) 反應(yīng)的過程來(lái)說(shuō)，要將化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系結(jié)合到質(zhì)量守恒定律中，寫成公式為： 流入量 +反應(yīng)生成量 =流出量 +反應(yīng)消耗量 +積累量 +損失量 設(shè)計(jì)名稱 10 萬(wàn)噸 /年 聚丙烯 聚合 工段 工藝 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)條件 全套裝置工藝參數(shù) 生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn) 10 萬(wàn)噸 生產(chǎn)時(shí)間：年工作時(shí)數(shù) 7200 小時(shí) 每噸聚丙烯消耗全額： 噸丙烯（ 100%） 全裝置總收率按 98%計(jì)算，提耗為 2%（以 噸 100%丙烯為基準(zhǔn)計(jì)算收率和損耗），損耗分配如下： 精制工段丙烯損失 % 閃蒸工段丙烯損失 % 汽蒸工段丙烯損失 % PP 粉料損失 汽蒸工段 %，造粒工段 % 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 19 丙烯進(jìn)料量 （按小時(shí)計(jì)算） PP 每小時(shí)凈生產(chǎn)量： 100000/7200= 需要 100%丙烯： = 則取 丙烯為基準(zhǔn)計(jì)算收率和損耗 扣除損耗的則參加反應(yīng)的丙烯： (%%%)= 按轉(zhuǎn)化率 53%，則需要 100%丙烯進(jìn)料量為： 原料純度為 %，則原料量為： 催化劑用量 ① .主催化劑（ CSⅡ型和 DQⅠ型） 主催活性： 25~31kgPP/gcat，取 30 kgPP/gcat。 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： ( )/= 給電子體 DONOR 用量： ( )/= 烴油十脂： 則催化劑總量： +++=，即 R200 小環(huán)管的物料衡算 主催化劑去聚合TE AL預(yù)聚合DON ORD30 2 丙烯原料 圖 31 R200 物料平衡圖 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 20 進(jìn)料：丙烯進(jìn)料流量 2700~3300kg/h，取 3000kg/h 主催 催化劑總量 主催化劑： 100~150gPP/gcat，取 100gPP/gcat 則預(yù)聚合生成 PP： 100=46367g= 未反應(yīng)的丙烯： = 出料： PP 丙烯 催化劑 表 31 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 氫氣用量 H2 消耗定額： ~,此處取值： 則 H2 用量： = 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 21 R201 大環(huán)管反 應(yīng)器的物料衡算 圖 32 R201 物料平衡圖 轉(zhuǎn)化率 53% 進(jìn)料：丙烯 = PP 生成 PP： 53%= 出料： PP += 丙烯 = 表 32 R201 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ kg） 總量（ kg） 輸入 丙烯（ R200） 丙烯（ D302） PP(R200) 輸出 丙烯 PP R201 R200 丙烯 催化劑 D302 丙烯 丙烯 D301 氫 氣 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 22 D301 閃蒸罐的物料衡算 進(jìn)料： PP 丙烯 圖 33 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 33 D301 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ kg） 總量（ kg） 輸入 丙烯 26380 PP 輸出 丙烯（ D301頂） 26380 PP(D301 頂 ) 丙烯（ D301底） PP(D301 底） D301 PP+丙烯 丙烯 + PP PP+丙烯 R201 T301 F301 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 23 F301 布袋過濾器的物料衡算 圖 34 F301 物料平衡圖 D301→F301 PP 粉： 丙烯氣： T301→F301 丙烯： 2860 kg PP 粉： 進(jìn)料：則 D301 丙烯： 2860+= 〉→ F301 T301 PP： += D501 損失丙烯 %： 1000 %= 則從 F301 頂部出丙烯： = 出料： F301 頂部（ T301）：丙烯氣 F301 底部（ D501）： 丙烯 F301 T301 D301 丙烯 +PP 丙烯 +PP 回收T301 丙烯 D501 丙烯 +PP 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 24 表 34 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） 回收丙烯（ F301 頂部） PP(F301 底 ) T301 循環(huán)丙烯洗滌塔的物料衡算 T301 的液位 50%，體積 11m3 則回流的液相丙烯： 11 103=2860kg 進(jìn)料： D301→ T301 PP 粉： 丙烯： F301→ T301 丙烯： 損失丙烯 %，損失 1000 %=則回收至 D302 的丙烯 += 小閃線內(nèi)隨回流丙烯到 F301 的 PP 有 圖 35 T301 物料平衡圖 T301 回收丙烯 F301丙烯 損失丙烯 D301 丙烯 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 25 表 35 T301 物料衡算表 物料名稱 物料質(zhì)量（ kg） 總量（ kg） 輸入 丙烯（ D301） PP(D301) 丙烯（ F301） 損失丙烯 輸出 回收丙烯 PP(F301) 回流丙烯 2860 D501 汽蒸罐的物料衡算 S501T501自F30 1來(lái) 的聚合物低壓蒸氣純凈氣體D50 2含 3 %wt 的冷凝水粉末 圖 36 D501 物料平衡圖 進(jìn)料： PP ，丙烯 ，水蒸汽： 損失 PP 粉： 1000 %= 則從 D501→ D502： PP 粉 = PP 粉夾帶水分 3%= D501→ T501 PP 粉： 丙烯 : 水蒸氣： = 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 26 表 36 D501 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ kg） 總量（ kg） 輸入 PP 丙烯 水蒸氣 輸出 損失 PP PP 粉 損失丙烯 水蒸氣 PP 粉夾帶水分 T501 水洗塔的物料衡算 D501→ T501 PP 粉： 丙烯： 水蒸汽： 還有少量的油、 HCl等 出料：塔底： PP 粉 水蒸汽 少量 HCl 塔頂：丙烯 進(jìn)入尾氣回收系統(tǒng) 油排至油桶 表 37 T501 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ kg） 總量（ kg） 輸入 PP 粉 丙烯 水蒸氣 輸出 PP 粉 丙烯 水蒸氣 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 27 D502 干燥塔的物料衡算 進(jìn)料：濕 PP 粉 += 熱氮?dú)? 出料： 塔底：干 PP 粉末 少量水分 %= 氮?dú)鈳ё叩乃譃?= 塔頂：濕氮?dú)猓?+= 干燥洗滌塔T5 02粉末D5 07S502濕氮?dú)庾訢5 01 來(lái)的聚丙烯料倉(cāng)D8 01 A/ B氮?dú)?圖 38 D502 物料平衡圖 表 38 D502 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ kg） 總量（ kg） 輸入 濕 PP 粉 熱氮?dú)? 輸出 干 PP 粉 水分 濕氮?dú)? 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 28 造粒 PP粉 損失 %為 %= 在聚合過程中催化劑和氫氣全用來(lái)生產(chǎn)成品 PP，損失的忽略不計(jì)。 得成品 PP 粉： ++== 則年生產(chǎn) PP: 7200=kg=100656t 故能得到所需的年產(chǎn)量，設(shè)計(jì)合理。 武漢工程大學(xué)課程設(shè)計(jì) 29 第四章 熱量衡算 熱量衡算是指根據(jù)能量守恒定律對(duì)設(shè)備在操作過程中傳入熱量或傳出熱量的平衡計(jì)算 [2]。連續(xù)操作過程熱量衡算的內(nèi)容主要是計(jì)算正常操作時(shí)的傳熱速率，為設(shè)備傳熱面積、傳熱介質(zhì)流量、工藝管徑等的計(jì)算及控制方案的選擇提供依據(jù)。 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)