【正文】 壓力 MPa 14 R201 溫度 ℃ 6971 15 D301 料位 % 1550 16 E201 溫度 ℃ 911 17 R201 密度 Kg/m3 560585 18 D301 頂部溫度 ℃ 6875 19 F301 料位 % 2055 20 F301D501 壓差 MPa ≥ 21 T301 頂部壓力 MPa 22 T301 液位 % 4060 23 D302 液位 % 5575 24 P301 出口壓力 MPa 25 D301 頂部丙烯流量 Kg/h 700010000 26 D501 料位 % 2060 畢業(yè)設計（論文） 24 27 D502 料位 % 2060 28 T701 液位 % 4060 29 T701 頂部壓力 MPa 30 PK705 出口壓力 MPa 31 工藝熱氮溫度 ℃ 80100 32 EX801 負荷 T/h 613 33 EX801 ℃ 200260 34 G/P 入口壓力 MPa 35 S/C 前后壓差 MPa ≤10 36 PCW 溫度 ℃ 5080 37 PCW 溫度 M3/h ≥130 38 熱油溫度 ℃ 260330 39 每袋產(chǎn)品凈量 Kg 四 動力指標 1 循環(huán)水上水壓力 MPa ≥ 2 循環(huán)水上水溫度 ℃ ≤32 3 低壓蒸汽壓力 MPa ≥ 4 儀表風壓力 MPa ≥ 5 新鮮水壓力 MPa ≥ 6 脫鹽水壓力 MPa ≥ 畢業(yè)設計（論文） 25 7 氮氣純度 % ≥ 8 氮氣含水量 ppm ≤10 9 氮氣含氧量 ppm ≤10 10 氮氣壓力 MPa 五 環(huán)保指標 （一）裝置外派污水 1 CODCr mg/l ≤500 2 懸浮物 mg/l ≤300 3 含油量 mg/l ≤100 4 PH 值 （二）裝置邊溝廢水 1 PH 值 2 含油量 mg/l ≤10 （三）噪音 DB(A) ≤85 畢業(yè)設計（論文） 26 第 2 章 物料衡算 物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律。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。 7200= 由于造粒工段損失聚丙烯 ％，則實際生產(chǎn)中 PP 的產(chǎn)量為： 247。 56％ = t/h 原料純度為 ％，則原料量為： 247。 30= g/h ② 其他 按主催化劑∶助催化劑∶ Donor∶油脂 =∶ ∶ ∶ 得： Teal 用量 ： 247。 = g/h 畢業(yè)設計（論文） 28 油脂用量 ： 247。 原材料消耗定額 原料 消耗定額表 名稱 單位 消耗定額 原料 丙烯 t/h 氫氣 g/h 化學品 固催化劑 g/h 三乙基鋁 g/h 給電子體 g/h ATMER163 g/h 烴油 +脂 g/h 畢業(yè)設計（論文） 29 167。 60） 4247。反應器內(nèi)的漿液密度應保持在 560～ 565Kg/m3，取560Kg/m3 又停留時間為 則 R201的體積為： V＝（ +） 247。 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 畢業(yè)設計（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。 因此，去汽蒸罐的丙烯為：（ － ） 2％＝ 去洗滌塔的丙烯為：（ － ） 98％＝ 表 24 D301 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ t/h） 總量（ t/h） 輸入 聚丙烯 丙烯 輸出 損耗丙烯 聚丙烯 丙烯（去 D501） 丙烯（去 T301） 畢業(yè)設計（論文） 34 汽蒸罐 D501 物料衡算 圖 25 D501 物料平衡圖 進料：聚丙烯： 丙烯： 低壓蒸汽： 損耗丙烯： ％＝ 出料：去 D502 聚丙烯粉料： 聚丙烯粉料夾帶冷凝水： 3％＝ 水蒸氣： － ＝ 去 T501 的丙烯： － ＝ 表 25 D501 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ t/h） 總量（ t/h） 輸入 聚丙烯 汽蒸罐 D501 聚丙烯 丙烯 低壓蒸汽 損耗丙烯 水蒸氣 含 3％水的聚丙烯 去 T501 丙烯 畢業(yè)設計（論文） 35 丙烯 低壓蒸汽 輸出 損耗丙烯 絕干聚丙烯粉料 聚丙烯夾帶冷凝水 去 T501 丙烯 水蒸氣 干燥器 D502 物料衡算 圖 26 D502 物料平衡圖 經(jīng)過干燥處理后的聚合物中水分應低于 ％ wt，取 ％ wt 進料：濕聚丙烯： ＋ ＝ 熱氮氣： 出料：絕干聚丙烯粉料： 夾帶少量水分： ％＝ 熱 氮氣帶走水分： － ＝ 濕氮氣： ＋ ＝ 表 26 D502 物料平衡表 干燥塔 D502 濕聚丙烯 熱氮氣 干聚丙烯 濕氮氣 畢業(yè)設計（論文） 36 物料名稱 物料質(zhì)量（ t/h） 總量（ t/h） 輸入 濕聚丙烯 熱氮氣 輸出 絕干聚丙烯 聚丙烯夾帶少量水分 濕氮氣 圖 27 擠壓造粒單元物料平衡圖 進料：聚丙烯： ＋ ＝ 損耗聚丙烯： ％＝ 產(chǎn)品： － ＝ 則年生產(chǎn)聚丙烯量為： 7200＝ 104 t/a 與設計任務年產(chǎn) 2 萬噸相當?；瘜W反應對溫度通常有很大的依賴關系，因為反應速率與溫度條件有關，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。 主 要設備熱量衡算 R200熱量衡算 操作條件 [10]：反應溫度： 20℃ 畢業(yè)設計（論文） 38 操作壓力： MPa 停留時間：約 4 分鐘 管內(nèi)由丙烯、催化劑、聚丙烯組成的漿液濃度為 420～ 430 Kg/m3，反應器直管部分帶有夾套，夾套內(nèi)通冷凍水，使 R200 內(nèi)溫度保持在 10～ 20℃之間。=0 夾套水出口溫度 ／ ℃ t2180。 ℃ Cp= 催化劑比熱 ／ kJ／ kg℃ Cc3= 水的比熱 ／ kJ／ kg 漿料要吸收熱量為： Q1+=∑ CiWi△ ti = 2850 (2010)+ 602594（ ） + 150（ 2010） =42180++3015 = kJ／ h 令 R200 總 傳 熱 損 失 為 10 ％ ， 即 熱 量 損 耗 為 ： Q 損 =Q 10％ = kJ／ h 則夾套水撤除的熱量為： Q2+=Q 90％－ Q+ = = Kg/h 因為 Q=CwW△ tw 則夾套冷凍水用量為： W=Q 247。 ( 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 畢業(yè)設計（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。=70 丙烯原料進口溫度 ／℃ t2=10 夾套水進口溫度 ／℃ t3=10 夾套水出口溫度 ／℃ t3180?！? Cp= 丙烯比熱 ／ kJ／ kg℃ Cc= 水的比熱 ／ kJ／ kg 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％ = 畢業(yè)設計（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。（ 20） =表 36 R201 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 反應物料吸收熱量 冷凍水撤除熱量 傳熱損失熱量 閃蒸罐 D301 熱量衡算 熱損失10％ 蒸汽 D301 氣態(tài)丙稀＋聚丙烯 液態(tài)丙?。郾? 出料（ 72℃ ） 進料（ 70℃ ） 飽和蒸汽 畢業(yè)設計（論文） 44 圖 33 D301 熱量平衡圖 表 37 D301 物料平衡表 物料名稱 物料質(zhì)量（ Kg/h） 總量（ Kg/h） 輸入 聚丙烯 丙烯 輸出 損耗丙烯 聚丙烯 丙烯（去 D501） 丙烯（去 T301） 表 38 設計基礎數(shù)據(jù) 項目 數(shù)據(jù) 丙稀得率 ／ C3／ PP Xc= 丙稀單程轉(zhuǎn)化率 yc3=56% 漿料進入 D301 時的溫度 ／℃ t1=70 漿料離開 D301 時的溫度 ／℃ t2=72 聚丙烯的比熱 ／ kJ／ kg℃ 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（ 365－ ） ]（ kJ／ mol） 計算 D301 進出口物料熱容和汽化焓，這里只是進行簡單的算術平均，于是將 t1=70℃ ， t2=72℃代入上述兩式可得： 畢業(yè)設計（論文） 45 C1c3＝ 00J／ mol K H1c3＝ ／ mol H2c3＝ ／ mol 由此可得 D301 內(nèi)物料平均熱容和熱焓為： Cc3＝（ ＋ ）247。 K＝ 247?！? Hc3＝（ ＋ ）247。（ 10－ 3）＝ ／ kg 含有丙稀和聚丙烯的漿料從 LV231 出料至 LV301 出料時，聚丙烯吸收的熱量為： Q1+＝ CpFp△ tp＝ （ 72－ 70）＝ kJ/h 丙稀吸收的熱量為： Q2+＝ Fc3Hc3＋ Cc3Fc3△ tc3 ＝ ＋ （ 72－ 70） ＝ kJ/h 即漿料吸收的總熱量為： Q+＝ Q1+＋ Q2+ ＝ kJ/h 在 D301 系統(tǒng)中，熱量主要由閃蒸線夾套蒸汽 wL 和 D301 盤管蒸汽 wS提供，上述蒸汽均為飽和蒸汽，壓力保持在 。即 Q－ （ 1－ 10％） Q+ （ wL＋ wS） wL＋ wS