【正文】 技 術(shù) 和 催 化 劑 的 發(fā) 展 ， 其 增 長 速 度 已 大 大 落 后于 低 壓 法 。我 國 主 要 采 用 齊 格 勒 催 化 劑 的 淤 漿 法 。 用 途 十 分 廣 泛 ， 主 要 用 來 制 造 薄 膜 、 容 器 、 管 道 、 單 絲 、 電 線 電 纜 、 日 用 品等 ， 并 可 作 為 電 視 、 雷 達(dá) 等 的 高 頻 絕 緣 材 料 。 采 用 不 同 的 生 產(chǎn) 方 法可 得 不 同 密 度 (～ ） 的 產(chǎn) 物 。 受 輻 射 后 可 發(fā) 生 交 聯(lián) 、 斷 鏈 、 形 成 不 飽 和 基 團(tuán) 等 反 映 。 化學(xué)性能聚 乙 烯 有 優(yōu) 異 的 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 ， 化 學(xué) 穩(wěn) 定 性 好 ,能 耐 大 多 數(shù) 酸 堿 的 侵 蝕 (不 耐 具 有氧 化 性 質(zhì) 的 酸 ),室 溫 下 耐 鹽 酸 、 氫 氟 酸 、 磷 酸 、 甲 酸 、 胺 類 、 氫 氧 化 鈉 、 氫 氧 化 鉀等 各 種 化 學(xué) 物 質(zhì) ， 硝 酸 和 硫 酸 對 聚 乙 烯 有 較 強(qiáng) 的 破 壞 作 用 。 聚 乙 烯 的 透 明 度 隨 結(jié) 晶度 增 加 而 下 降 在 一 定 結(jié) 晶 度 下 ， 透 明 度 隨 分 子 量 增 大 而 提 高 。 它 具 有 優(yōu) 良 的 耐 低 溫 性 能 (最 低 使 用 溫 度 可 達(dá)70～ 100℃ ),大學(xué)畢業(yè)設(shè)計2聚 乙 烯 吸 水 性 小 ,電 絕 緣 性 能 優(yōu) 良 ， 但 對 于 環(huán) 境 應(yīng) 力 (化 學(xué) 與 機(jī) 械 作 用 )是 很 敏感 的 ， 耐 熱 老 化 性 差 。 聚乙烯的性能 物理性能聚 乙 烯 無 臭 ， 無 毒 ,手 感 似 蠟 , 為 白 色 蠟 狀 半 透 明 材 料 ， 柔 而 韌 ， 比 水 輕 ， 無 毒 ，閃點(diǎn) 231℃ ，具 有 優(yōu) 越 的 介 電 性 能 。超 高 分 子 量 聚 乙 烯 性 能 優(yōu) 異 ， 沖 擊 強(qiáng) 度 非 常 高 ， 耐 疲 勞 ,耐 磨 ， 適 于 制 作 減震 ,耐 磨 及 傳 動 零 件 ， 工 程 塑 料 ， 也 可 以 用 來 做 防 彈 衣 。? UHMWPE： 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 。? HDPE：高密度聚乙烯、低壓聚乙烯 。? LLDPE： 線 形 低 密 度 聚 乙 烯 。 聚乙烯種類 ? LDPE：低密度聚乙烯、高壓聚乙烯 。關(guān)鍵字：高密度聚乙烯 催化劑 工藝 反應(yīng)釜 冷凝器大學(xué)畢業(yè)設(shè)計2目錄 ....................................................................1 聚乙烯概述 ...........................................................1 高密度聚乙烯概述 .....................................................5 聚乙烯發(fā)展現(xiàn)狀 .......................................................8 生產(chǎn)工藝研究新進(jìn)展 ...................................................9 .........................................................13 生產(chǎn)工藝的介紹 .....................................................13 生產(chǎn)工藝確定 .......................................................213. 生產(chǎn)流程簡述 ..........................................................24 流程簡述 ............................................................24 工藝流程簡圖 .......................................................264. 工藝 計算書 ............................................................27 物料衡算 ...........................................................27 熱量衡算 ............................................................29 第二釜頂冷凝器 ......................................................315. 主要設(shè)備的工藝計算及設(shè)備選型 ..........................................33 第二釜式反應(yīng)聚合釜(R202) ..........................................33 第二釜頂冷凝器 .....................................................35 主要裝置設(shè)備一覽表 .................................................386. 原材料、輔助原料的規(guī)格及消耗定額 ......................................41 主要原材料及輔助原料的規(guī)格 .........................................41 原材料、輔助原料的消耗定額 .........................................447. 產(chǎn)品后期 處理 ..........................................................48 雜志影響及消除 ......................................................48 包裝與儲運(yùn) ..........................................................49 回收利用再生處理技術(shù) ................................................498. 結(jié) 論 .................................................................52設(shè)計體會及收獲 ...........................................................53參考文獻(xiàn) .................................................................54致謝 .....................................................................55大學(xué)畢業(yè)設(shè)計1 聚乙烯概述 [1] 聚乙烯簡介 聚 乙 烯 基 本 概 述聚 乙 烯 英 文 名 稱 為 ： polyethylene ， 簡 稱 PE， 是 乙 烯 經(jīng) 聚 合 制 得 的 一 種 熱 塑性 樹 脂 。 在聚合反應(yīng)釜的計算中，首先由主要反應(yīng)方程式和轉(zhuǎn)化率確定物料質(zhì)量，再由質(zhì)量換算體積從而確定反應(yīng)釜的容積。 本設(shè)計選用的工藝是日本三井石化公司低壓淤漿法生產(chǎn)高密度聚乙烯，該工藝以高純度乙烯為主要原料, 丙烯或 1丁烯為共聚單體, 己烷為溶劑, 采用高效催化劑, 在 72～85℃ 條件下進(jìn)行低壓聚合反應(yīng)。乙烯單體是具有 ππ 共軛體系的烯類單體，處于絡(luò)合狀態(tài)的鋁鈦活性中心，使乙烯單體雙鍵上的電子云密度減少，從而打開乙烯雙鍵，使乙烯單體不斷在鋁鈦活性中心處聚合。大學(xué)畢業(yè)設(shè)計1摘要：本文的主要內(nèi)容為生產(chǎn)高密度聚乙烯裝置中的聚合階段的工藝流程設(shè)計、工藝計算、物料和能量衡算及主要設(shè)備的計算。本工藝的聚合機(jī)理屬于陰離子配位聚合。目前，工業(yè)生產(chǎn)高密度聚乙烯的方法主要有液 相 法 （ 又 分 為 溶 液 法 和 淤 漿 法 ） 和氣 相 法 （ 物 料 在 反 應(yīng) 器 中 的 相 態(tài) 類 型 ） 。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。其次，根據(jù)反應(yīng)類型、目的及物性特征確定反應(yīng)釜的類型和冷凝器的類型。 其 結(jié) 構(gòu) 式 　CH2=CH2+CH2=CH2+→ —CH2—CH2—CH2—CH2聚 合 壓 力 大 小 ： 高 壓 、 中 壓 、 低 壓 ； 聚 合 實 施 方 法 ： 淤 漿 法 、 溶 液 法 、 氣 相 法 ； 產(chǎn) 品 密 度 大 小 ： 高 密 度 、 中 密 度 、 低 密 度 、 線 性 低 密 度 ； 產(chǎn)品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量。高壓聚乙烯的柔軟性,伸長率,沖擊強(qiáng)度和滲透性較好，一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、電線包裹層等 。? MDPE： 中 密 度 聚 乙 烯 、 雙 峰 樹 脂 。低壓聚乙烯的熔點(diǎn),剛性,硬度和強(qiáng)度較高,吸水性小,有良好的電性能和耐輻射性，適 于 制 作 耐 腐 蝕 零 件 和 絕 緣 零 件 。 分 子 量 達(dá) 到 3000000～ 6000000 的 線 性 聚 乙 烯稱 為 超 高 分 子 量 聚 乙 烯 (UHMWPE)。? 改 性 聚 乙 烯 ： CPE、 交 聯(lián) 聚 乙 烯 （ PEX） 。 比 重 為 ～ ,成 型 收 縮 率 為～ % 成 型 溫 度 為 140～ 220℃ 。 透 水 率 低 ， 對 有 機(jī) 蒸 汽 透 過 率 較 大 。 常 溫 下 不 溶 于 任 何 已知 溶 劑 中 ， 70℃ 以 上 可 少 量 溶 解 于 甲 苯 、 乙 酸 戊 酯 、 三 率 乙 烯 等 溶 劑 中 。 聚 乙 烯 容 易 光 氧 化 、 熱氧 化 、 臭 氧 分 解 ， 在 紫 外 線 作 用 下 容 易 發(fā) 生 降 解 ， 碳 黑 對 聚 乙 烯 有 優(yōu) 異 的 光 屏 蔽 作用 。 成 型 特 性聚 乙 烯 的 性 質(zhì) 因 品 種 而 異 ， 主 要 取 決 于 分 子 結(jié) 構(gòu) 和 密 度 。 聚 乙 烯 可 用 一 般 熱 塑 性 塑 料 的 成 型 方 法加 工 。聚 乙 烯 的 成 型 特 性 為 ： 　 　 晶 料 ,吸 濕 小 ,不 須 充 分 干 燥 ,流 動 性 極 好 流 動 性 對 壓 力 敏 感 ,成 型 時 宜 用 高壓 注 射 ,料 溫 均 勻 ,填 充 速 度 快 ,保 壓 充 分 .不 宜 用 直 接 澆 口 ,以 防 收 縮 不 均 ,內(nèi) 應(yīng) 力 增大 .注 意 選 擇 澆 口 位 置 ,防 止 產(chǎn) 生 縮 孔 和 變 形 . 　 　 縮 范 圍 和 收 縮 值 大 ,方 向 性 明 顯 ,易 變 形 翹 曲 .冷 卻 速 度 宜 慢 ,模 具 設(shè) 冷 料 穴 ,并 有 冷 卻 系 統(tǒng) . 　 　 熱 時 間 不 宜 過 長 ,否 則 會 發(fā) 生 分 解 . 　 　 質(zhì) 塑 件 有 較 淺 的 側(cè) 凹 槽 時 ,可 強(qiáng) 行 脫 模 . 　　 ,不宜與有機(jī)溶劑接觸,以防開裂 生產(chǎn)方法 [1]主 要 方 法 為 ： 　 　 液 相 法 （ 又 分 為 溶 液 法 和 淤 漿 法 ） 和 氣 相 法 （ 物 料 在 反 應(yīng) 器 中 的 相 態(tài) 類 型 ） 。 另 外 也 可 分 為 高 壓 法 、 低 壓 法 、 中 壓 法 三 種 。低 壓 法 就 其 實 施 方 法 來 說 ， 有 淤 漿 法 、 溶 液 法 和 氣 相 法 。 近 年 來 ， 各 種 低 壓 法 工 藝發(fā) 展 很 快 。 聚乙烯技術(shù) [2]聚乙烯(PE) 是合成樹脂中產(chǎn)量最大的品種，由于性能優(yōu)異而廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及日常生活用品等領(lǐng)域。乙烯技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)能力的快速提升，為 PE 生產(chǎn)能力的快速增長提供了充足的原料保證。目前，國內(nèi)已擁有 PE 生產(chǎn)裝置 41 套，擬建和在建裝置 12 套，其中，氣相法PE 工藝占主導(dǎo)地位。預(yù)計，2022 年我國 PE 生產(chǎn)能力將達(dá) Mt/a，裝置開工率為 78%。 催化劑技術(shù) PE 技術(shù)的快速發(fā)展在很大程度上得益于催化劑性能的不斷改進(jìn)和提高，催化劑對聚合物的微觀和宏觀結(jié)構(gòu)都有重要的影響，直接決定了產(chǎn)品的性質(zhì)和應(yīng)用。 我國從 20 世紀(jì) 60 年代初開始聚烯烴催化劑的研究和開發(fā)，在 ZN 催化劑的國產(chǎn)化方面取得了很大的進(jìn)地中國石油化工股份有限公司(簡稱中國石化)北京化工研究院和上海化工研究院(分別簡稱北化院和上化院)分別開發(fā)了適用于氣相法 PE 生產(chǎn)工藝的固體催化劑 BCG、SLCG 系列和淤漿進(jìn)料催化劑 BCS、SLCS 系列，并先后在多套 PE裝置上得到應(yīng)用。大學(xué)畢業(yè)設(shè)計4 鉻系催化劑、非茂金屬催化劑和復(fù)合催化劑領(lǐng)域的研究和開發(fā)工作也取得了很大的進(jìn)步，上化院開發(fā)的 SCG3/4/5 鉻系催化劑，可應(yīng)用于 Unipol PE 生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)中等相對分子質(zhì)量分布和寬相對分子質(zhì)量分布的 LLDPE 及 HDPE 樹脂，催化劑性能穩(wěn)定，可以完全取代同類進(jìn)口催化劑。隨著 PE 產(chǎn)量的逐年提高，其生產(chǎn)技術(shù)也得到較大的改進(jìn)和提高。在消化、吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國已自主設(shè)計和建造了一些大型的 PE 裝置。目前，中國石化集團(tuán)上海工程有限公司和浙江大學(xué)等單位正在進(jìn)行 200