【導(dǎo)讀】聚丙烯作為熱塑性塑料在塑料領(lǐng)域內(nèi)有十分廣泛的應(yīng)用。和聚合工藝的不同，所得聚合物性能，用途也不同。聚丙烯是一種結(jié)構(gòu)規(guī)整的。結(jié)晶性聚合物，是透明、相對(duì)密度低的通用樹(shù)脂。聚丙烯樹(shù)脂具有高熔點(diǎn)、高。隨著我國(guó)合成工藝的不斷發(fā)展，聚丙烯以其優(yōu)異的性能越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。于各個(gè)領(lǐng)域，強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭和巨大的需求潛力推動(dòng)聚丙烯行業(yè)的快速發(fā)展，旺盛的市場(chǎng)需求同樣也催生著聚丙烯產(chǎn)能的快速增長(zhǎng)。設(shè)計(jì)顯得尤為重要。通過(guò)進(jìn)行本設(shè)計(jì)，對(duì)聚丙烯工藝形成初步認(rèn)識(shí)。合釜的選型設(shè)計(jì)。在確定了聚合釜漿料流量的前提下，可以得到聚合釜的直徑。D=，然后通過(guò)攪拌器的轉(zhuǎn)速確定攪拌器的功率P=98kw。經(jīng)過(guò)最后核算，本次設(shè)計(jì)符合預(yù)期目標(biāo)，各項(xiàng)參數(shù)均已達(dá)標(biāo)。

　　

【正文】 103 ㎏ /m3 把 TK、 AT、 OF 并入己烷，把 H2 并入丙烷計(jì)算 對(duì)閃蒸器做物料平衡 F39。 + W1 + S1 = V1 + L39。1 F39。 =F PP總 == kg/h S1 = PP 總 40? =? ? 310? = kg/h +W1 = V1 +L39。1 對(duì) HE 列平衡方程 F39。 ? 39。FHE + W1 ? 1WHE + S1 ? 1SHE =V1 ? 1VHE +L39。1 ? 139。LHE （ ++++） +W1 += +39。1 +W1 = +39。1 對(duì) E204 列熱平衡方程 H39。F+ H1S+ H1W= H1V+ H39。1L H39。F= PR?? PR+ PAH? PA+ HEH? HE =[120+49（ +） +102（ +++） ] 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 = H1S= HEH? S 1 =83= H1W= HEH? W 1 =193W1= W1 H1V= V1 （ ? 1VHE HEH? +? 1VPR PRH? +? 1VPA PAH? ） =V1 （ %109+%174+%166） = H39。1L= L39。1 （ ? 39。1LHE HEH? +? 39。1LPR PRH? +? 39。1LPA PAH? ） （ 41） =? L39。1 （ %49+%120+%102） = L39。1 + = +39。1 由上得： L39。1 = V1 = W1 = L1 = L39。1 + PP 總 =+= L39。1 中各組分為 L39。PA1 = L39。1 ? 39。1LPA =%= L39。PR1 = L39。1 ? 39。1LPR =%= L39。HE1 = L39。1 ? 39。1LHE =%= V1 中各組分為 VPA1 = V1? 1VPA =%= V1PR=V1 ? 1VPR =%= VHE1 = V1? 1VHE =%= ② 氣體己烷用量 W1 W )g(1 =W )(1l =W2 = ③ 吸入分離罐的氣液相流量 V2， L2 及噴淋己烷量 S2 對(duì) R205 做物料衡算 L39。3 = L39。1 + L2 L39。3 = F39。 = kg/h L2 = L39。3 L39。1 = = L2 中各組分 L PA2 = L2 ? 2LPA =%= L PR2 = L2 ? 2LPR =%= L HE2 = L2 ? 2LHE =%= 對(duì) R206 列物料平衡方程 V1 + S2 = V2+ L2 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 + S2 = V2+ 對(duì) R206 列己烷平衡方程 V1 ? 1VHE + S2 =% V2+ L2 ? 2LHE + S2 = V2+ 由上得： V2= S2 = V2中各組分為 V PA2 = V2 ? 2VPA = %= V PR2 = V2 ? 2VPR = %= V HE2 = V2 ? 2VHE = %= ④ 中間罐出料量及組成 L3 =L39。3 + PP 總 =+＝ 組成 L HE3 =LHE1 +L HE2 =+= L PR3 =LPR1 +L PR2 =+= L PA3 =LPA1 +L PA2 =+= 閃蒸系統(tǒng)的物料平衡見(jiàn)表 46。 表 46 物料平衡表（ kg/h） 組分 進(jìn)料 出料 （ 4） （ 7） （ 9） PR PA HE PP 總 合計(jì) 核算 離心分離系統(tǒng)的物料衡算 (1)計(jì)算依據(jù) 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 ① 濾餅的濕基濕含量： 20% ② 沖洗己烷： 3 3m /h（ 40℃ ） ③ 濾液中含無(wú)規(guī)物： APP ④ 濾液中含粉末： % (2)計(jì)算項(xiàng)目 ① 沖洗己烷量 ② 濾餅出料量及組成 ③ 濾液出料量及組成 (3)計(jì)算 離心系統(tǒng)物料衡算見(jiàn)示意圖 43。 離心機(jī)1F 濾餅F濾液4F2F 沖洗己烷3 離心系統(tǒng)物料衡算示意圖 43 ① 沖洗己烷： F3 =3 HE? =1920 kg/h ② 濾液出料量及組成 入口物料的濕基濕含量： w1 == 入口物料的干基濕含量： X1 =11w1w? = 出口物料的干基濕含量： X2 =22w1w? = 除去濕分： WHE =（ PP 總 32 %F4 ）（ X1 X2 ） F4 = WHE + 32 APP+%F4 + F3 ? WHE = F4 = ③ 濾餅出料量及組成 32沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 F2 =F1 36%%F4 32APP =－ －32 = 濾餅中的己烷量為： HE=0 .25= F2 —濾餅 F4 —濾液 WHE —絕干己烷量 離心機(jī)物料組成見(jiàn)表 47。 表 47 離心機(jī)的物料平衡表 組分 進(jìn)料 出料 F1 F3 F2 F4 PA PR HE 1920 IPP APP 合計(jì) 1920 核算 閃蒸干燥器的物料衡算 (1)計(jì)算依據(jù) ① 進(jìn)料及組成 ② 進(jìn)料溫度： 40℃ ，干基濕含量： 25% ③ 出料溫度： 70℃ ，干基濕含量： % ④ 干燥介質(zhì)為氮?dú)夂图和榈幕旌衔? 入口溫度： 140℃ ，壓力： （表壓） 出口溫度： 90℃ ， 壓力： （表壓） ⑤ 脈沖氮?dú)膺M(jìn)料量 ： 70 ㎏ /h ⑥ 氣液分離罐中冷凝液中含粉末： % 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 罐中壓力： 溫度： 40℃ ⑦ 機(jī)械損失為進(jìn)入物料的 % ⑧ 粉末的臨界濕含量： 4%（干基） ⑨ 粉末的平衡濕含量： %～ %(干基 ) ⑩ 干燥器熱損失： 5% (2)計(jì)算項(xiàng)目 ① 物料出干燥器的流量及組成 ② 干燥介質(zhì)的用量及出口干基濕含量 ③ 干燥介質(zhì)出干燥器的露點(diǎn)溫度 ④ 干燥廢氣排放量及組成 ⑤ E302 的熱負(fù)荷 (3)計(jì)算 計(jì)算基準(zhǔn)：物料基準(zhǔn)㎏ /h 相態(tài)基準(zhǔn)為液態(tài) 溫度基準(zhǔn)為 0℃ 閃蒸干燥 器物料衡算見(jiàn)示意圖 44。 40 ℃BDT 2 =90 ℃Q 2 =70 ℃X 2 =4 %Q 1 =40 ℃N 2 =70T=40℃P= 閃蒸干燥器物料衡算示意圖 44 ① 物料出干燥器的流量及組成 氣液分離罐的壓力為 ， 40℃ 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 2N2N gHE查圖， P 0HE =104 Pa YHE =10HEPP= 4?= Y2N=1 YHE = XHE = ???? ? 22 NNHEHE HEHE MYMY MY ???? ? X =1 XHE = H1 =2NHEXX = = 脫出的己烷量為： WHE =G0 （ X1 X2 ） = ? ?? ? ? ?%80% 22 ????? FF = ? ?? ? ???? = ㎏ /h G0 = ㎏ /h 其中 G0 —絕干物料量 出口粉末中含己烷量為 W 粉末HE =G0 X 2 == ㎏ /h 物料出干燥器流量為： += ㎏ /h 其中絕干 PP 為： ㎏ /h 己烷為： ㎏ /h ② 干燥介質(zhì)的用量及出口干基濕含量 查熱容表，得（ kJ/kg℃ ） 粉末的熱容： CS = C2N= HE 的熱容： CgHE = ClHE = HE 的潛熱為： 0? =370 kJ/kg??8 C1H= C + C H 1 =+= CM =CS + ClHE （ X1 +X2 ） /2=+（ +） /2= C1H—混合氣體熱容 CM —粉末熱容 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 2N 2N2NLC1H（ T1 T2 ） （ 15%） = G0 C M （ 2? 1? ） +WHE [ 0? +（ CgHE T 2 ClHE 1? ） ] （ 43） （ 14090） =（ 7040） +[370+（ 40） ] 干燥介質(zhì)用量為： L= ㎏絕干氣 /h 其中含 N2 量為： L =LX == ㎏絕干氣 /h 混合氣體的干基比容為： H? =（2NM1 +HE1MH ） ? 入P =（ 1 ? ） (1 4 0 2 7 3 .1 5 ) 0 .1 0 12 7 3 .1 5 0 .1 1 8??? = /㎏ 入口混合氣體體積流量： VH =LH? =? = 由干燥器內(nèi)物料平衡方程： G0 （ X1 X2 ） =L （ H2 H1 ） ()=( 2? ) 出口氣體干基濕含量： H2 = ㎏ HE/㎏絕干氣 ③ 干燥廢氣排放量及組成 脈沖氮?dú)膺M(jìn)料量： 70㎏ /h H1 = R304 中排出的己烷含量： BDHE =70= ㎏ /h 排出的 BD 量： BD=70+ BDHE = ㎏ /h 冷凝的己烷量： ? WHE = WHE BDHE== ㎏ /h 損失的粉末： %? WHE = ㎏ /h 閃蒸干燥器的物料平衡見(jiàn)表 48。 表 48 閃蒸干燥器物料平衡表 組分 輸入 輸出 （ 2） （ 1） （ 6） （ 7） （ 5） 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 HE N2 70 PP 合計(jì) 70 核算 流化床干燥器的物料衡算 (1)計(jì)算依據(jù) ① 粉末進(jìn)干燥器溫度： 75℃ ， 干基濕含量： % ② 粉末出干燥器溫度： 110℃ ，干基濕含量： % ③ 干燥介質(zhì)入口溫度： 124℃ ，壓力： ④ 干燥介質(zhì)出口溫度： 110℃ ，壓力： ⑤ 氣液分離罐的溫度： 10℃ ， 壓力： ⑥ 脈沖氮?dú)膺M(jìn)料量 30㎏ /h ⑦ 床內(nèi)蒸汽盤管水蒸氣溫度： 155℃ ，壓力 ⑧ 熱損失： 5% ⑨ 氣液分離罐凝液中含粉末： % (2)計(jì)算項(xiàng)目 ① 干燥介質(zhì)入口干基濕含量 ② 干燥 介質(zhì)用量及水蒸氣用量 ③ 氣體出干燥器的露點(diǎn)溫度 ④ 廢氣排放量及組成 ⑤ 冷凝液量及損失粉末量 ⑥ 粉末機(jī)械損失量 ⑦ 校核產(chǎn)量 (3)計(jì)算 計(jì)算基準(zhǔn)：物料基準(zhǔn)為：㎏ /h 相態(tài)基準(zhǔn)為液態(tài) 溫度基準(zhǔn)為 0℃ 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 流化床干燥器物料衡算見(jiàn)示意圖 45。 10℃ 3MPaN 2 =30kg/hL SX 2 = %110℃H 1Q 1 =75℃X 1 = %124℃ 7MPa 流化床干燥器物料衡算示意圖 45 ① 干燥介質(zhì)入口干基濕含量 入口干基濕含量： X1 = ㎏ HE/㎏絕干物料 出口干基濕含量 ： X2 = ㎏ HE/㎏絕干物料 在 R303 中溫度為 10℃ ，可以推知此時(shí)己烷的露點(diǎn)溫度： Td =10℃ 查圖，得 P 0HE =9866Pa YHE = 9866?= Y2N=1 YHE = XHE = ??? ?= X2N= 1－ XHE ＝ H1 = 2NHEXX = 脫己烷量為： WHE =G0 （ X1 X2 ） =（ ） = ㎏ /h 粉末中含己烷量： W 粉末HE = G0 X 2 =? = ㎏ /h ② 干燥介質(zhì)用量及水蒸氣用量 己烷及氮?dú)獾撵手狄?jiàn)表 49。 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 2N 2N 表 49 己烷及氮?dú)忪手当恚?kJ/㎏） 溫度 /℃ 24（ g） 110（ g） 10（ g） 75（ g） HE N2 C1H=C2N +CgHE H 1 =+= CM =CS +ClHE （ X1 +X2 ） /2=+（ +） /2= 干燥器內(nèi)熱平衡方程：（熱損失 5%已列入） 20%[G0 C M （ 2? 1? ） + WHE CgHE (T2 1? ） ? =LCH1(T1 T2 ） 這里干燥介質(zhì)提供的熱量為總熱量的 1/5，盤管提供熱量為總熱量的 4/5，代入已知數(shù)據(jù) L（ 124110） =[（ 11075） +（ 11075） ] ? L= L39。 = ?XL H1 =? = L =LX =? = 蒸汽用量 D 用下面公式： D（ I155 I110 ） =80% [ G0 C M （ 2? 1? ） + WHE CgHE（ T2 1? ） ] 查得 I155 = kal/㎏ I110 =110 kal/㎏ D()? = ? ? ? ?? ? .. ???????? ? D= ㎏ /h ③ 廢氣排放量及組成 脈沖氮?dú)膺M(jìn)料量： 30㎏ /h H1 = R304 中排出的己烷含量： BD )304R(HE =30= ㎏ /h 排出的 BD 量： BD=30+ BDHE = ㎏ /h 冷凝的己烷量： ? WHE = WHE BD )304R(HE = ㎏ /h 損失的粉末： %? WHE = ㎏ /h ⑤ 冷凝液量及損失粉末量 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 總損失 =W粉末離心機(jī) +W粉末閃蒸器 +W粉末流化床 =++＝ ㎏ /h ⑥ 粉末機(jī)械損失量 機(jī)械損失量 =%PP總 總損失 =－ ＝ ㎏ /h ⑦ 校核產(chǎn)量 總產(chǎn)量 =－ ＝ ㎏ /h 年產(chǎn)量 =8000=107㎏ /年 比設(shè)計(jì)產(chǎn)量高，主要原因是無(wú)規(guī)物含量高，而分離系統(tǒng)中除去的無(wú)規(guī)物較實(shí)際的少。 流化床干燥器物料平衡見(jiàn)表 410。 表 410 流化床干燥器物料平衡表 輸入 輸出 (1) (4) (3) (13) HE N2 PP 合計(jì) 核算 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 第 5 章 聚合釜 設(shè)備計(jì)算 設(shè)計(jì)依據(jù) (1)物料衡算（見(jiàn)表 41） (2)熱量衡算（見(jiàn)表 43） 計(jì)算項(xiàng)目 (1)聚合釜的體積 (2)確定夾道尺寸 (3)攪拌器設(shè)計(jì) 計(jì)算 （ 1）聚合釜的體積 出聚合釜的漿料流量 G= ㎏ /h 漿料密度 sl? =690kg/ 3m 漿料的體積流量 SLV=G/? = 3m /h 取停留時(shí)間為 5h RV