【正文】 ℃ Hc3＝（ ＋ ）247。 K H1c3＝ ／ mol H2c3＝ ／ mol 由此可得 D301 內(nèi)物料平均熱容和熱焓為： Cc3＝（ ＋ ）247?！? Cw= 聚丙烯單位時間產(chǎn)量 ／ Kg/h Fp= R201 中未反應的丙稀量 ／ Kg/h Fc3= 資料表明，丙稀氣體熱容和汽化焓分別 為： Cc3＝ ＋ 10－ 3T－ 10－ 7T2＋ 10－ 10T3（ J／mol 反應物料所需吸收熱量為： Q1+＝ ∑ CiWi△ ti ＝ 150（ 7020） + 2850 （ 7020）+ （ 7020 ） + （ 7010） =15075+210900++ =／ h 令 R201 總熱損失為 10％，則損失熱量為： Q 損 = Q 10％ = 河南 科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 43 ／ h 則夾套水撤除的熱量為： Q2+=Q 90％ Q+= kJ／ h 因為 Q=CwW△ tw 則夾套冷凍水的用量為： W=Q247?！? Cp= 丙烯比熱 ／ kJ／ kg ( 15)= 表 33 R200 熱量平衡表 項目 熱量（ kJ／ h） 總量（ kJ／ h） 流入熱量 產(chǎn)生的聚合熱 流出熱量 漿料吸收的熱量 冷凍水撤除熱量 傳熱損失的熱量 河南 科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 聚合反應器 R201 熱量衡算 操作條件 [11]：反應溫度： 70℃ 反應壓力： 停留時間： 淤漿濃度： 50％（以重量計） 環(huán)管反應器直管部分裝有夾套，夾套水使 R201 溫度維持在 70℃左右。℃ Cc3= 水的比熱 ／ kJ／ kg=0 夾套水出口溫度 ／ ℃ t2180。化學反應對溫度通常有很大的依賴關(guān)系，因為反應速率與溫度條件有關(guān)，而溫度條件則取決于產(chǎn)生或吸收的熱量，以及換熱條件，通過熱量衡算可以確定反應器的溫度條件和換熱面積。 閃蒸罐 D301 物料衡算 圖 24 D301 物料平衡圖 閃蒸罐 D301 自 R201 來的丙烯和聚丙烯 去 T301 的丙烯 損失丙烯 聚丙烯 去 D501 丙烯 河南 科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 進料：聚丙烯： 丙烯： 損耗丙烯： ％＝ 出料：聚丙烯： 聚合反應器中沒有反應的丙烯進入閃蒸操作。 60） 4247。 = g/h 河南 科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 油脂用量 ： 247。 56％ = t/h 原料純度為 ％，則原料量為： 247。寫成公式為： 流入量 =流出量 +積累量 +損失量 對于有化學反應的過程來說 ，要將化學反應的計量關(guān)系結(jié)合到質(zhì)量守恒定律中，寫成公式為： 流入量 +反應生成量 =流出量 +反應消耗量 +積累量 +損失量 [15] 167。濕度增加的氮氣在干燥洗滌塔 T502 中進行冷卻洗滌，使氮氣在低溫下脫除水分，降低濕度后的氮氣再經(jīng)加熱后循環(huán)使用，這樣處理過后的聚合物中的水分低于 %wt。因為在催化劑活性沒有完全失去時，造粒產(chǎn)品可能發(fā)黃，同時也可利用蒸汽的較高溫度盡可能地除去催化劑和給電子體分解后產(chǎn)生的氯化氫、甲醇等，這也能有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。 PK301 系統(tǒng) 是丙烯氣壓縮系統(tǒng)，它可將 的氣體加壓至 ，所以在壓縮機系統(tǒng)收集到的油再返回 T302。 丙烯洗滌部分 河南 科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 丙烯洗滌是回收的一部分，其目的是將丙烯凈化，洗去所帶有的粉末和少量三乙基鋁。而在溫度突然高升到反應所需的70℃時不會爆裂，保證了顆粒粒度，防止了大量細粉的生成。 D201 操作壓力為 ,操作溫度 10℃，其溫度控制是通過夾套循環(huán)水的補充冷凍水量來實現(xiàn)的，由泵 P203 給夾套水提供循環(huán)動力。因此必須經(jīng)過保安精制。 固堿塔頂出來的丙烯進入裝填 3Ao 分子篩的丙烯脫水塔 T002A/B，正常時，一臺使用，一臺備用，丙烯從塔底進，塔頂出。丙烯從塔的底部側(cè)面進，塔頂出。催化劑膏在注入到 D108 之前先取樣分析，確定催化劑濃度。催化劑加完后 HV136閥關(guān)閉。 A106 上帶有密封系統(tǒng)，包括密封油罐 Z106 和油脂循環(huán)線， Z106 頂部與 D106 頂部氮封系統(tǒng)相連，用于油罐的密封，油罐 Z106 上的 LAL131 低報時，應及時補油。鼓泡至少兩小時，直到從 P105 出口取樣分析含水量小于 20ppm 為止。整個回路上應有蒸汽拌熱。沖洗油從油桶由 P102 將油打到要沖洗的管線和設(shè)備處，廢油匯集到廢油罐 D102中，再由 P102 打到廢油處理罐 D607 進行處理。 表 1 各代催化劑的性能 各代催化劑的比較 活性 /㎏ PP/g cat (㎏ PP/gTi) 等規(guī)度 /% 形態(tài)控制 工藝要求 1 δ+DEAC ～ (3～ 5) 90～94 不能 脫灰，脫無規(guī)物 2 δ TiCl3/Ether+DEAC 3～ 5 (12～ 20) 94～97 可以 脫灰 3 TiCl4/Ester/MgCl2+AlR3/Ester 5～ 10 (～ 30) 90～95 可以 脫無規(guī)，不脫灰 4 TiCl4/Diester/MgCl2+TEA/Silane 10～ 25 (300～ 600) 95～99 可以 不脫灰，不脫無規(guī) 5 TiCl4/Diether/MgCl2+TEA/Silane 25～ 35 (700～ 1200) 95～99 可以 不脫灰，不脫無規(guī) 6 茂金屬 +MAO 5 103～ 9103 （以鋯計） 90～99 可能成功 不脫灰，不脫無規(guī) 河南 科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 第 1 章 工藝流程確定 167。因此，類似茂金屬催化 河南 科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 劑類型的單活性中心催化體系可以被認為是第六代的聚丙烯催化劑。在催化劑合成中采用這種給電子體化合物，不僅可以得到具有極高活性和立構(gòu)規(guī)整度的催化劑，而且最特別的是此催化劑可以在不加入任何外給電子體化合物的情況下達到同樣的效果。特別是發(fā)現(xiàn)了采用鄰苯二酸酯作為內(nèi)給電子體，用烷氧基硅烷為外給電 河南 科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 子體的催化體系后，可以得到很高活性和立構(gòu)規(guī)整度的聚丙烯。這個催化劑體系可以簡單的表示為 [13]: MgCl2˙ TiCl4˙ PhCOOEtAlEt3˙ CH3PhCOOEt 70 年代末， Montedision 和三井油化分別將此體系的催化劑用于工業(yè)生產(chǎn)。研究發(fā)現(xiàn)，載體氯化鎂的活化是一個關(guān)鍵，必須采用經(jīng)過活化的活性氯化鎂作為載體才有可能獲得高活性的催化劑，但是僅此還不能解決聚丙烯的立構(gòu)整規(guī)性問題。這種催化劑通常被稱作 Solvay 催化劑，它是第二代聚丙烯催化劑的代表。 1959 年， Stauffer 化學公司采用這類催化劑進行了工業(yè)化。為了使所得到的聚丙烯樹脂能作為正式產(chǎn)品提供給下游塑料加工用戶使用，還需要從聚 合物中脫除催化劑殘渣（脫灰）和無規(guī)聚合物組分（脫無規(guī)），因此，此時的聚丙烯裝置工藝流程很長，工序多而復雜。到目前為止，聚丙烯催化劑的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了好幾個不同的發(fā)展階段 [7]。 在日常生產(chǎn)方面 ,PP 可以制作家具 ,如桌、椅、板凳、菜藍、衛(wèi)生間家用衛(wèi)生設(shè)備如箱、盆、桶、盛水器等，還可用作各種其他擠出或注塑塑料制品。 在包裝材料方面， PP 更顯示其獨特的作用。 由于 PP 良好的機械性能，可以用來制造各種機械設(shè)備的零附件，經(jīng)改性后可制造 工業(yè)管道、農(nóng)用管道、電機風扇、基建模板等。 ③均聚采用釜式攪拌器（ Hypol 工藝），活環(huán)管反應器（ Spheripol工藝），無規(guī)共聚和嵌段共聚均攪拌式流化床中進行。 ②流程簡短，設(shè)備少，生產(chǎn)安全，生產(chǎn)成本低。 工藝條件： T=70～ 75℃ P= 溶液聚合法 工藝特點：①使用高沸點直鏈烴作溶劑，在高于聚丙烯熔點的溫度下操作，所得聚合物全部溶解在溶劑中呈均相分布。在這種形勢下，原中國石化總公司決定在“九五”期間利用煉廠氣丙稀資源建設(shè)一批大型 PP 生產(chǎn)裝置，包括九江石化總廠、長嶺煉化總廠、武漢石化廠、福建煉化股份公司、濟南煉油廠及荊門石化總廠等 6 家企業(yè)的 70kt/aPP裝置，這 6 套裝置均由中 國石化北京石油化工工程公司 (簡稱 BPEC)承擔設(shè)計采用國產(chǎn)化 SPP 工藝建設(shè)而成 [8]。與此同時，國內(nèi)不斷消化吸收世界先進工藝、設(shè)備技術(shù)，加緊實現(xiàn)催化劑、工藝技術(shù)設(shè)計與設(shè)備制造的國產(chǎn)化。到 1995 年，全國已在約 50 個廠中建立近七十套國內(nèi)液相本體法聚丙烯生產(chǎn)裝置。絡(luò)合Ⅱ型催化劑不但可以用于溶劑法聚丙烯工藝，而且由于它的高活性合高定向能力，也為用于液相本體法 PP 工藝打下了良好基礎(chǔ)。 Himont 公司均聚反應采用液相法環(huán)管反應器，而嵌段共聚反應采用氣相法密相流化床反應器 [8]。 1980 年，美國 Amoco（阿莫科）公司采用自己的高效催化劑，選用臥式攪拌床，開發(fā)了新的氣相聚合工藝，并建成世界上最大的氣相法 PP生產(chǎn)裝置（ 135kt/a）。 1964 年，美國 Dart（達特）公司的 Rexall（雷克薩爾分公司）首用第一代催化劑及釜式反應器開創(chuàng)了液相本體法 PP 生產(chǎn)工藝。 1954 年，意大利 Natta (納塔 )教授在 Zigle 發(fā)明的催化劑基礎(chǔ)上，發(fā)展了烯烴聚合催化劑，用具有定向能力的 TiCl3為催化劑，以丙烯為原料進行聚合，成功制得了高結(jié)晶性高立構(gòu)規(guī)整性（等規(guī)）的聚丙烯 [2]，并創(chuàng)立了定向聚合理論。要是 PP不老化是不可能的，只有通過添加抗氧劑、紫外線吸收劑、防老劑等來減緩 PP 的老化速度，改善其抗老化性能。 PP 是非極性有機化合物，對極性有機溶劑都很穩(wěn)定，醇類、酚類、醛類、酮類和大多數(shù)羧酸都不 易使其發(fā)生溶脹。 ④ 良好的物理機械性能 PP 拉伸屈服強度一般可達 30～ 38MPa，這也是通用合成樹脂 中最高的品種之一，它表面強度大，彈性較好，耐磨性良好。 聚丙烯的有關(guān)性質(zhì)如下： 聚丙烯的物理性質(zhì) ① 可塑性 PP 是一種典型的熱塑性塑料，它受熱時易熔化，冷卻時固化成型，且這一過程可以多次重復進行。 其他安全措施 ..................................... 64 第 6 章 “三廢”處理與環(huán)境保護 ....................................................... 65 167。 干燥器 D502 ................................... 60 第 5 章 聚丙烯裝置的安全生產(chǎn) ......................................................... 63 167。 主要設(shè)備選型 ..................................... 52 167。 閃蒸罐 D301 熱量衡算 .......................... 43 河南 科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 167。 總物料平衡表 .................................. 37 第 3 章 熱量衡算 .................................................................................. 37 167。 閃蒸罐 D301 物料衡算 .......................... 32 167。 主要設(shè)備物料衡算 ................................. 29 167。 丙烯進料量 .................................... 27 167。 聚合物的汽蒸和干燥 .............................. 19 167。 催化劑的配置和計量 ............................... 13 167。本設(shè)計中就詳細介紹了聚丙烯隨催化劑的發(fā)展而發(fā)展的情況。 河南 科技大學畢業(yè)設(shè)計（論文） 年產(chǎn) 10 萬噸聚丙烯的工藝設(shè)計 摘 要 聚丙烯是丙烯單體聚合而形成的高分子聚合物，是一種通用合成樹脂。 本設(shè)計是以中原 石化的 SPP 工藝為設(shè)計基礎(chǔ)，設(shè)定年產(chǎn)量為兩萬噸，然后進行物料衡算、熱量衡算、設(shè)備選型等過程，最終完成的一份比較完整的設(shè)計說明書。 丙烯預精制和丙烯保安精制及氫氣壓縮 .............. 15 167