【正文】 品種改革、技術(shù)改造提供方便。第三，生產(chǎn)要安全。其次，必須從生產(chǎn)需要出發(fā)，最大限度的滿足生產(chǎn)包括設(shè)備維修的要求。⑩ 設(shè)備布置應(yīng)整齊，盡量使主要管道走向一致。⑧有毒、有腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備應(yīng)分別集中布置，并設(shè)圍堰，以便集中處理。⑤充分考慮本裝置（車間）與其他部門在總平面布置圖上的位置，力求緊湊、聯(lián)系方便，縮短輸送管線，達(dá)到節(jié)省管材費(fèi)用及運(yùn)行費(fèi)用的目的。③明火設(shè)備必須布置在處理可燃液體或氣體設(shè)備的全年最小頻率風(fēng)向的下側(cè)，并集中布置在裝置（車間）邊緣。 車間設(shè)備布置的原則 （一）車間設(shè)備布置的原則①從經(jīng)濟(jì)和壓降觀點(diǎn)出發(fā)，設(shè)備布置應(yīng)順從工藝流程，但若與安全、維修和施工有矛盾時，允許有所調(diào)整。車間有大有小，但基本上由生產(chǎn)、輔助、生活設(shè)施三部分組成。6 車間設(shè)備布置設(shè)計車間布置設(shè)計是以工藝為主導(dǎo)，并在其他專業(yè)、流程圖、土建、自控、設(shè)備、安裝、電力、冷凍、暖風(fēng)、外管等密切配合之下完成的。選泵時，由于工藝過程設(shè)計中管道系統(tǒng)壓力降計算比較復(fù)雜，因此泵的揚(yáng)程要留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚?。在確定泵的流量時應(yīng)綜合考慮裝置的富裕能力及裝置內(nèi)各設(shè)備能力的協(xié)調(diào)平衡。在選泵時（1）要綜合考慮泵的流量。 其他設(shè)備的選型其它的設(shè)備主要是泵的選擇。()= 179。在閃蒸罐設(shè)計中，閃蒸罐的容積V可按下式求取： V=W/(d x f)式中： V—閃蒸罐所需容積 W—聚合釜聚乙烯產(chǎn)量 d—聚乙烯密度 f—裝料系數(shù)，179。但考慮到物料出口時粘度有所增加，為減小阻力并為安裝調(diào)節(jié)閥，出料口管管徑取DN由于丙烯腈和聚丙烯腈的密度差不多。,進(jìn)料時間τ1=90min,則每秒進(jìn)料流率：V進(jìn)=V物/τ1=247。 ：26/6h8000= 富余量：() 100%=% 能滿足生產(chǎn)要求。(2/3)m3= 填料系數(shù)為70%，則所用反應(yīng)釜體積為：V=V物/70%=247。本設(shè)計采用的聚合工藝為日本三井石化公司的CX工藝。對從國外引進(jìn)的設(shè)備，同樣必須強(qiáng)調(diào)設(shè)備及其所采用材質(zhì)的可靠性，特別對生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，一定要在充分調(diào)查研究和對比的基礎(chǔ)上，作出科學(xué)的選定。 設(shè)備成熟可靠 作為工業(yè)生產(chǎn)，不允許把不成熟或未經(jīng)生產(chǎn)考驗(yàn)的設(shè)備用于設(shè)計。=235795kg/h5 設(shè)備選型 選型原則 滿足工藝要求 設(shè)備的選擇和計算必須充分考慮工藝上的要求，力求做到技術(shù)上先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)上合理，亦即選用的設(shè)備能與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，并應(yīng)獲得最大的單位產(chǎn)量；能適應(yīng)產(chǎn)品品種變化的要求，并確保產(chǎn)品的質(zhì)量；能降低勞動強(qiáng)度，提高勞動生產(chǎn)率；能降低原材料及相應(yīng)的公用工程（水，電，氣）的單耗；能改善環(huán)境保護(hù)，設(shè)備制造較易，材料易得，操作及維修保養(yǎng)方便?！?47。=94914kJ 反應(yīng)釜的熱損失為10%，因此冷卻水需帶走的熱量為：Q冷=(Q反Q潛)=(20081824kJ94914kJ)=21985601 kJ 所需冷水質(zhì)量為：M水=Q冷/(C(H2O) 參與反應(yīng)乙烯質(zhì)量：M(C2H4)= 生成聚乙烯的反應(yīng)熱為：Q反= 3392 .9kJ在此忽略副反應(yīng)，一般來說，0℃時與25℃時的反應(yīng)熱相差下大，熱量衡算時就拿25℃時的反應(yīng)熱當(dāng)作0℃時的反應(yīng)熱?！?47。℃1(85 25)℃= 總進(jìn)料的內(nèi)能變量：△E=1617330kJ+ 723600kJ + = 加料總時間為：t= = 物料平均每小時升溫所需的能量為：Q平均=△E總/t=247?！?85 25)℃=723600kJ 氫氣的質(zhì)量流量為：m=M(H2)= 氫氣的內(nèi)能變量為：△E=mCp△T=℃(8525)℃=1617330kJ 已烷的質(zhì)量流量為：m=M(C6H14) = 己烷的內(nèi)能變量為：△E=mCp△T=kg1kg1℃1己烷的蒸發(fā)潛熱℃1己烯Cph1表41 各物質(zhì)熱容數(shù)據(jù)表物質(zhì)名稱熱容乙烯Cp℃1 蒸發(fā)潛熱： kJ 基準(zhǔn)溫度為： 0℃ 比熱： kJ反應(yīng)溫度為85℃，輸出物質(zhì)的溫度為55℃。86g/mol= 放空的己烷的質(zhì)量：M放空= M閃M罐M膜= = 放空的己烷的物質(zhì)的量：N放空=M放空/Mmol=247。28g/mol= （2）己烷出料衡算： 進(jìn)入回收罐的己烯的質(zhì)量為：M罐= 進(jìn)入回收罐的己烷的物質(zhì)的量：N罐=M罐/Mmol=247。28g/mol= 進(jìn)入膜分離的乙烯的質(zhì)量：M膜= 進(jìn)入膜分離的乙烯的物質(zhì)的量：N膜=M膜/Mmol=247。86g/mol=29069 .8mol （3），物質(zhì)的量為：N(HDPE)=247。86g/mol= 閃蒸罐物料衡算 閃蒸罐進(jìn)料衡算 進(jìn)入閃蒸罐的物質(zhì)為乙烯、己烷、聚乙烯，由聚合釜出料得其各自進(jìn)入量為： （1）乙烯進(jìn)料量：M閃=1t 乙烯的物質(zhì)的量為：N閃=M閃/Mmol=1t247。100000 g/mol=58mol 乙烯未反應(yīng)部分總質(zhì)量：M剩余== 進(jìn)入回收罐的部分質(zhì)量為：M罐= 進(jìn)入閃蒸罐的質(zhì)量為：M閃=1t 放空的質(zhì)量為：M放空=M剩余M罐 M閃== 放空的物質(zhì)的量:N放空=M放空/Mmol=247。=6m3/h 乙烯的摩爾進(jìn)料速率為：Vn=N(C2H4)/t=301786mol247。 28(g/ mol)=301786mol ，乙烯進(jìn)料時間設(shè)計為：= 乙烯的進(jìn)料速率：Vm= M(C2H4)/ρ=247。= 乙烯的體積為：V(C2H4)=m/ρ=8450kg247。98%= 已知乙烯相對密度（水=1）：ρ=（液體）體積為：V(C2H4)=m/ρ=5920kg247。Mmol=1009mol2g/mol=2018g 氫氣的加入速率為：Vm=2018g/h= 由生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)得乙烯的轉(zhuǎn)化率為： 1000247。mol1K1 得：N(H2)=106Pa25m3247。m386(g/mol)= ，己烷相對于水的密度為(水=1)ρ=，此時其體積速率為：Vv=Vm/ρ=3000kg/h247。 ，則加己烷速率為：Vm= 247。26= 由于加料時需先進(jìn)性氣體置換，置換完畢后聚合釜通過己烷進(jìn)料管加入己烷。200000247。 聚合釜進(jìn)料衡算 首先確定生產(chǎn)20萬噸聚乙烯的衡算基準(zhǔn)。牌號5000S3300S1300J2200J2208J2100JH2濃度（%）25~3025~3048~5348~5345~5345~50H2/C2（mol比）~~~~~~MFR(g/10min)~~~~~ 物料衡算 聚合反應(yīng)機(jī)理 在前人的工作基礎(chǔ)上[10]，根據(jù)我國工作者的研究成果[11]，淤漿法HDPE反應(yīng)機(jī)理可概述如下[12]： (l)催化劑的自活化反應(yīng) (32) (2)催化劑的助活化反應(yīng) (33) (3)鏈的引發(fā)反應(yīng) (34) (4)鏈的增長反應(yīng) (35)…………………… (36)(5)鏈向單體的轉(zhuǎn)移反應(yīng) . (37)(6)鏈向分子量調(diào)節(jié)劑轉(zhuǎn)移反應(yīng) (38) (7)鏈自發(fā)轉(zhuǎn)移反應(yīng) (39) (8)催化劑的失活反應(yīng) (310) (311) CTi一四氯化鈦濃度 Cp一潛在的催化劑活性中心數(shù) Cd一失活的催化劑活性中心數(shù) Dn一鏈長為n的死聚體量 Ka一催化劑活性中心自活化反應(yīng)速率常數(shù) Kc一催化劑活性中心助活化反應(yīng)速率常數(shù) Kl—鏈引發(fā)反應(yīng)速率常數(shù) Kp一鏈增長反應(yīng)速率常數(shù) KtrM一鏈向單體轉(zhuǎn)移反麻速率常數(shù) KtrH一鏈向H轉(zhuǎn)移反應(yīng)速率常數(shù) KtrS一鏈自發(fā)轉(zhuǎn)移反應(yīng)速率常數(shù) Kd一催化劑失活反應(yīng)速率常數(shù) P0一催化劑活性中心空穴量 P1一鏈節(jié)長度等于1的活聚物量 Pn一鏈節(jié)長度等于n的活聚物量 化學(xué)主反應(yīng)式： . (312) 反應(yīng)釜物料衡算 由質(zhì)量守恒有： ∑M進(jìn)料∑M出料=∑M積累 當(dāng)物料沒有累積時： ∑M進(jìn)料=∑M出料 本設(shè)計計算時按，出料量=入料量來計算。表31是HDPE裝置并聯(lián)一牌號MFR，H2/C2，H2濃度標(biāo)準(zhǔn)值[8]。也是間歇聚合的一個重要條件，氫氣是乙烯聚合物的分子量調(diào)節(jié)劑。根據(jù)流程的改變及牌號的改變而變化。在正常生產(chǎn)裝置巾，控制MFR的方法是控制聚合釜?dú)庀嘀袣錃馀c乙烯的摩爾比，其規(guī)律是MFR隨聚合釜內(nèi)氣相中氫氣與乙烯的摩爾比增高而上升[7]。3 物料衡算 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 乙烯規(guī)格 本設(shè)計中，乙烯采用的是石油裂解氣生產(chǎn)的乙烯原料。反應(yīng)完成后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到具有良好流動性能的粉狀BCEI催化劑[4]。本設(shè)計采用了由北京化工研究院研究開發(fā)的高效淤漿BCE催化劑，它是在BCH催化劑的基礎(chǔ)上北京化工研究院研究開發(fā)的新一代高性能乙烯淤漿聚合催化劑[3]?？紤]到冷量的允分利用，分離過程的每一單元操作都設(shè)有復(fù)雜的換熱系統(tǒng)，因此使得整個流程比以上講的復(fù)雜得多。 該流程的制冷工作是由乙烯、丙烯二元冷凍系統(tǒng)完成的。塔頂?shù)玫骄酆霞壘蚁?%)，塔底乙烷回裂解爐作原料。塔釜的乙烷、乙烯則去乙烯精餾塔。 第二脫甲烷塔：在塔壓23kg/cm頂溫28℃、釜溫9℃條件下操作，以脫除加氫后的乙烷、乙烯餾份中的甲烷和氫。塔底分出的乙烷、乙烯餾份，和來自冷箱的氧氣一同進(jìn)入乙炔加氧反應(yīng)器，除去乙炔后去第二脫甲烷塔。塔頂分凝器用乙烯蒸發(fā)制冷，蒸發(fā)溫度101℃；塔底用20℃丙烯蒸氣加熱。塔頂餾份進(jìn)入干烯器，經(jīng)分子篩干燥后去第一脫甲烷塔。 第一脫乙烷塔：在塔壓35kg/cm頂溫10℃、釜溫102℃條件下操作。由于裂解氣的組成不同，處理規(guī)模、設(shè)備條件不一樣以及對最終產(chǎn)品不同的要求，因此深冷分離流程的組合安排也有較大的差異。各種氣態(tài)烯烴和烷烴的物理常數(shù)列于表22，其中也包括氫氣、氮?dú)夂鸵谎趸?，因?yàn)樗鼈兪橇呀鈿庵谐Ｒ姷慕M分。裂解氣中的各組分，其沸點(diǎn)不同而且大都較低，例如：甲烷的沸點(diǎn)161℃，℃，℃。工業(yè)上常用的分離方法，主要有深冷法和油吸收法。此外。京華系統(tǒng)包括壓縮、冷凍、活性炭吸附、干燥（固堿、硅膠、分子篩）等過程。主要產(chǎn)品有：高密度薄膜7000F、注塑產(chǎn)品2200J和吹塑中空產(chǎn)品5200B。聚合的淤漿經(jīng)分離干燥，混煉造粒得到各種性能優(yōu)良的HDPE產(chǎn)品。單一催化劑體系和簡單的聚合操作，使產(chǎn)品牌號切換容易，周期短，切換時不符合規(guī)格的產(chǎn)品少。CX工藝通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器，而不改變催化劑體系可以生產(chǎn)雙峰型樹脂，分子量分布可以自由調(diào)節(jié)，且容易控制，生產(chǎn)樹脂的MI（聚合物熔融指數(shù)）范圍也很寬。 工藝選擇 本設(shè)計采用了日本三井石化公司低壓淤漿法生產(chǎn)HDPE的CX工藝[2]。在溶液法工藝中，聚合物也能溶解在反應(yīng)溶劑中，此反應(yīng)溶劑一般為環(huán)己烷。 溶液法的最大特點(diǎn)是高壓聚合反應(yīng)后的產(chǎn)物是以熔融狀態(tài)出現(xiàn)的，可以直接去造粒。 氣相法是近幾年發(fā)展起來的技術(shù)，有較好的共聚性及氫調(diào)敏感性，故可生產(chǎn)不同用途的產(chǎn)品。環(huán)管反應(yīng)器的產(chǎn)生較好地解決了撤熱問題，提高了單線生產(chǎn)能力。PE產(chǎn)品主要適用于中空吹塑、注塑和擠出各種制品，如各種容器、網(wǎng)、打包帶，并可用作電纜覆層、管材、異型材、片材等。 PE的生產(chǎn)技術(shù)有3種，即淤漿法、氣相法和溶液法。低壓法生產(chǎn)HDPE和LLDPE，主要采用鈦系和絡(luò)系催化劑，歐洲和日本多采用齊格勒型鈦系催化劑，而美國多采用絡(luò)系催化劑。此外，國外各公司普遍采用低溫高活性催化劑引發(fā)聚合體系，可降低反應(yīng)溫度和壓力。從技術(shù)發(fā)展情況看，高壓法生產(chǎn)LDPE是PE樹脂生產(chǎn)中技術(shù)最成熟的方法，釜式法和管式法工藝技術(shù)均已成熟，目前這兩種生產(chǎn)工藝技術(shù)并存。2009年，隨著世界經(jīng)驗(yàn)的復(fù)蘇，聚乙烯產(chǎn)業(yè)有所恢復(fù)，新技術(shù)，新產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用迫在眉睫。但是供應(yīng)過剩的根源還在于需求的銳減。供求關(guān)系是決定價格的根本，但市場對終端產(chǎn)品價格的承受能力是上下游成本順利傳導(dǎo)的關(guān)鍵。 意義 聚乙烯作為化工產(chǎn)業(yè)，有著較長的產(chǎn)業(yè)鏈：原油石腦油乙烯聚乙烯塑料制品，影響價格的因素從原油到塑料制品，紛繁復(fù)雜。 對生產(chǎn)聚乙烯的工藝流程能夠駕輕就熟，能夠?qū)に囋O(shè)計完成物料衡算、能量衡算，以及設(shè)備和管道尺寸選型與設(shè)計。