1、 目目 錄錄 第一章 文獻綜述.1 1.1 聚丙烯概述.1 1.2 聚丙烯的性質(zhì).1 1.3 聚丙烯工藝發(fā)展過程.1 1.4 幾種主要聚丙烯工藝.3 1.4.1 spheripol 工藝.3 1.4.2 hypol 工藝.3 1.4.3 novolen 工藝.4 1.4.4 unipol 氣相工藝.4 1.4.5 amocochiaso 氣相法工藝.5 1.5 新型催化劑體系的優(yōu)勢.5 1.5.1 pp 生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和改善 .5 1.5.2 pp 產(chǎn)品性能的改進和提高 .6 1.5.3 高剛性、高結(jié)晶度的產(chǎn)品.6 1.5.4 薄膜產(chǎn)品性能的改善.6 1.5.5 紡粘纖維和熔噴纖維.6 1.5

2、.6 無規(guī)共囊物.7 1.5.7 抗沖擊共聚產(chǎn)品.7 1.6 中國聚丙烯工業(yè).7 1.7 展望.8 第二章 工藝流程設(shè)計.9 2.1 工藝原理.9 2.2 催化劑的選定.10 2.3 生產(chǎn)工藝的選定.10 2.4 工藝流程草圖.13 2.5 工藝流程概述.13 2.5.1 聚合區(qū)工藝.14 2.5.2 造粒區(qū).17 2.5.3 包裝區(qū).17 2.5.4 循環(huán)水場.17 第三章 物料衡算.18 3.1 設(shè)計名稱.18 3.2 設(shè)計條件.18 3.2.1 全套裝置工藝參數(shù).18 3.2.2 丙烯進料量 （按小時計算）.19 3.3 催化劑用量.19 3.4 r200 小環(huán)管的物料衡算 .19 3.

3、5 氫氣用量.20 3.6 r201 大環(huán)管反應(yīng)器的物料衡算 .21 3.7 d301 閃蒸罐的物料衡算.22 3.8 f301 布袋過濾器的物料衡算.23 3.9 t301 循環(huán)丙烯洗滌塔的物料衡算.24 3.10 d501 汽蒸罐的物料衡算.25 3.11 t501 水洗塔的物料衡算.26 3.12 d502 干燥塔的物料衡算.27 3.13 造粒.28 第四章 熱量衡算.29 4.1 計算依據(jù).29 4.2 r200 小環(huán)管的熱量衡算 .30 4.3 r201 大環(huán)管反應(yīng)器的熱量衡算 .31 4.4 d301 閃蒸罐的熱量衡算.32 4.5 d501 氣蒸罐的熱量衡算.32 4.6 d5

4、02 干燥罐的熱量衡算.33 第五章 設(shè)備選型.35 5.1 r200 小環(huán)管的選型 .35 5.1.1 r200 小環(huán)管的工藝參數(shù).35 5.1.2 主要作用.35 5.1.3 選型.35 5.2 r201 大環(huán)管反應(yīng)器的選型 .36 5.2.1 r201 大環(huán)管反應(yīng)器的工藝參數(shù).36 5.2.2 特點.36 5.2.3 選型及結(jié)構(gòu).36 5.3 設(shè)備一覽表.37 第六章 安全備忘錄.38 6.1 前言.38 6.2 工藝中物質(zhì)性質(zhì)及危害.38 6.3 生產(chǎn)工藝的安全措施.41 6.4 生產(chǎn)界區(qū)內(nèi)的消防設(shè)施.42 第七章 環(huán)境保護與治理建議.43 7.1 環(huán)境保護的意義.43 7.2 聚丙烯

5、生產(chǎn)中環(huán)境污染來源.43 7.3 環(huán)境治理與保護.44 參考文獻.46 設(shè)計小結(jié).47 致 謝.48 第一章第一章 文獻綜述文獻綜述 1.1 聚丙烯概述聚丙烯概述 聚丙烯 英文名稱:polypropylene 分子式:c3h6n 簡稱:pp 聚丙烯由丙烯聚合而制得的一種熱塑性樹脂。有等規(guī)物、無規(guī)物和間規(guī) 物三種構(gòu)型，工業(yè)產(chǎn)品以等規(guī)物為主要成分。聚丙烯也包括丙烯與少量乙烯 共聚物在內(nèi)。通常為半透明無色固體，無臭無毒。由于結(jié)構(gòu)規(guī)整而高度結(jié)晶 化,故熔點高達 167左右,耐熱,制品可用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點。密度 0.90g/cm3,是最輕的通用塑料。耐腐蝕 ,抗張強度 30mpa，強度、剛性和透 明

6、性都比聚乙烯好。缺點是耐低溫沖擊性差，較易老化，但可分別通過改性 和添加抗氧劑予以克服。 1.2 聚丙烯的聚丙烯的性性質(zhì)質(zhì) 聚丙烯無毒、無味，密度小， 強度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓 聚 乙烯，可在 100 度左右使用。具有良好電性能和高頻 絕緣性不受濕度影響 ， 但低溫時變脆、不耐磨、易老化 .適于制作一般 的機械零件,耐腐蝕零件和絕 緣零件。常見的酸、堿有機溶劑對它幾乎不起作用，且可用于食具。 1.3 聚丙烯工藝發(fā)展過程聚丙烯工藝發(fā)展過程 1956年意大利化學(xué)家納塔改進齊格勒催化劑，成功地合成了結(jié)晶等規(guī)聚丙 烯，開創(chuàng)了聚丙烯技術(shù)的新時代。聚丙烯生產(chǎn)最初采用的是淤漿工藝，催化劑 活性很低，

7、生產(chǎn)規(guī)模很小，工藝冗長落后，設(shè)備復(fù)雜。由于采用己烷等溶劑作 稀釋劑，不僅需要脫催化劑殘渣和脫無規(guī)物工序，而且還需設(shè)置溶劑回收工序 和設(shè)備。因而使設(shè)備投資費用高，工廠占地的面積大，操作和維修人員多等一 系列問題。隨著科學(xué)技術(shù)的進步和生產(chǎn)的發(fā)展，出現(xiàn)了溶劑工藝，即以某種溶 劑作稀釋劑將丙烯稀釋，反應(yīng)過程在液態(tài)下進行。但此方法也存在缺點，如需 要脫灰和脫無規(guī)物，需要溶劑回收工序和設(shè)備等，因而又研究出本體工藝。這 種工藝不需要專門的溶劑作為稀釋劑，而是甩液態(tài)丙烯本身作稀釋劑進行聚合 反應(yīng)。若采用高活性催化劑，如日本三井油化公司的高效高立體定向催化劑， 則既可省掉脫灰脫無規(guī)物工序，又可省掉溶劑回收工序和

8、設(shè)備。此后，本體工 藝進一步演變?yōu)橐合啾倔w和氣相率體兩種工藝。到現(xiàn)在為止，氣相工藝是最先 進的流化床工藝。 聚丙烯是世界五大通用合成樹脂(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和 abs樹脂)之一1，近年來我國的產(chǎn)量增長很快，2000年首次突破3000 kt達到 3035.1 kt，2005年又突破5000 kt增長到5229.5 kt，2006年增長到5841.5 kt，比上 年增長11.7，創(chuàng)歷史產(chǎn)量最高紀(jì)錄。2002年至2006年連續(xù)5年增長幅度保持兩位 數(shù)。2007年17月全國規(guī)模以上企業(yè)聚丙烯產(chǎn)量已到達4041.6 kt，同比增長 18.6，為歷史同期最高的水平，預(yù)計全年有望超過7000

9、 kt。我國聚丙烯原料的 來源一般是催化裂化產(chǎn)物分離的丙烯，也有石油裂解氣分離的丙烯，雖然以煉 廠丙烯為原料時，氣體分離精餾裝置可使乙烷、乙烯、丙烷、炔烴和二烯烴等 雜質(zhì)含量符合高效催化劑聚合時的要求，但由于其分離的丙烯中還含有一定量 的硫等雜質(zhì)，從而使聚丙烯催化劑中毒而活性下降，影響裝置的正常生產(chǎn)，同 時也導(dǎo)致聚丙烯產(chǎn)品一些主要性能，如結(jié)晶度、等規(guī)指數(shù)、灰分、熔體流動速 率和拉伸強度等受到較大的影響，因此，原料丙烯的凈化顯得十分重要。 90年代，聚丙烯(pp)i藝技術(shù)在提高效率、降低成本和擴大產(chǎn)品范圍等方面 都取得了很大的進步，這使得聚丙烯技術(shù)進一步向前推進，各種工藝的競爭地 位發(fā)生變化。m

10、ontell公司是當(dāng)今世界上最大的聚丙烯生產(chǎn)商和技術(shù)轉(zhuǎn)讓廠商。 它的spheripol工藝是其前身himont公司于1982年創(chuàng)立的，目前全世界采用 spheripol工藝的生產(chǎn)線已多達84條，產(chǎn)量達到12.8mta，約占全世界pp總產(chǎn)能 的50% ，1997年monte|l公司對spheripol聚丙烯工藝進行了重大改進，進一步擴 展了裝置的生產(chǎn)操作彈性，優(yōu)化各生產(chǎn)工序的運轉(zhuǎn)條件，提高了聚丙烯產(chǎn)品的 質(zhì)量和加工性能。拓寬了新產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。使采用該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品具有更 為廣泛的應(yīng)用范圍和更加優(yōu)越的加工性能。新一代工藝技術(shù)的改進和優(yōu)化的核 心內(nèi)容是新型催化劑體系的開發(fā)和運用，其工藝流程的新設(shè)計

11、和優(yōu)化主要是圍 繞上述核心技術(shù)而開展的。目的是擴大產(chǎn)品的范圍，提高產(chǎn)品性能。 1.4 幾種主要聚丙烯工藝幾種主要聚丙烯工藝 目前世界上常甩的先進聚丙烯工藝主要有himont公司和tenimont公司的 spheripol工藝、日本三井油化公司的hypol工藝、德國basf公司的novolen工藝、 聯(lián)合碳化物公司的unipol工藝和amocochisso公司的氣相法工藝。 1.4.1 spheripol 工藝工藝 該工藝包括助催化劑和催化荊的制備、頂聚合和聚合反應(yīng)、聚合物脫氣干 燥、添加劑進料和遣粒以及包裝運輸。聚合反應(yīng)在環(huán)管式反應(yīng)器中進行，所有 原料都以穩(wěn)定的速率和適當(dāng)配比輸入環(huán)狀反應(yīng)器中

12、反應(yīng)壓力為 2.9d3.5mpa(表)，溫度為6070，對壓力、溫度和淤漿密度可以進行監(jiān)測 和自動控制。聚丙烯顆粒進入裝袋系統(tǒng)，自動將產(chǎn)品稱重、裝袋和縫合，再送 入傳送帶用金屬探測器用于檢測產(chǎn)品是否含有金屬粒，能把混有金屬粒的袋子 自動剔出。合格產(chǎn)品袋子被送入碼垛機，最后進入倉庫。這種工藝穩(wěn)定可靠， 產(chǎn)品范圍寬、品種多、質(zhì)量好，在世界上轉(zhuǎn)讓的廠家很多，占世界聚丙烯產(chǎn)量 比例較大，有較高的信譽。 1.4.2 hypol 工藝工藝 hypol工藝采用日本三井油化公司的專利技術(shù)，它是一種液相和氣相結(jié)合的 本體工藝，采用hyhs-第二代高效高立體定向催化劑。金套生產(chǎn)線由原料提 純、催化劑進斟、聚合、干

13、燥、造粒、包裝和碼垛諸工序組成。改進后的hypol 新工藝，聚合反應(yīng)分兩段進行。第一段液相聚合在丙烯溶劑中進行，聚合壓力 為2.943.92mpa(表)，溫度為6575，依靠蒸發(fā)冷凝回流系統(tǒng)帶走反應(yīng)熱。 聚合形成的漿液進入第二段氣相反應(yīng)釜，操作壓力為1.671.92mpa(表)，溫度 為80。進入反應(yīng)器的液態(tài)丙烯靠聚合反應(yīng)熱加熱并蒸發(fā)。聚合物流化所用氣 體從氣相反應(yīng)器的下部吹進，并進行循環(huán)。聚合物干燥后送入擠壓造粒工序， 聚合物通過篩板篩選后被擠壓，經(jīng)模板進入水下切割機，把擠出的聚合物切成 小顆粒。一條包裝生產(chǎn)線的能力為17.5 th，用自動稱重檢查器對裝袋的粒料 進行稱量、檢測，將合格產(chǎn)品袋

14、子送入打印機，再送入碼垛機碼垛。整個工廠 采用集散式控制系統(tǒng)(即dcs系統(tǒng))。同時還對異常反應(yīng)如工藝流體泄漏、公用 工程發(fā)生故障等情況提供保護措施。主要有全線緊急停車系統(tǒng)、局幫停車系統(tǒng)、 手控啟動系統(tǒng)、易燃?xì)怏w報警系統(tǒng)等。同時該工藝還設(shè)置有工藝聯(lián)鎖系統(tǒng)，在 緊急情況下，可切斷工藝物流并隔離設(shè)備。 hypol工藝的最大優(yōu)點是丙烯聚合采用了最好的催化劑即hyhs一，這種 催化劑的活性相當(dāng)高，其收率高選lt聚丙烯g鈦。由于采用了高活性的催化荊， 可不脫灰不脫無規(guī)物，因而使不造粒工藝的實現(xiàn)成為可能。 1.4.3 novolen 工藝工藝 novolen 工藝是最早發(fā)展起來的氣相聚丙烯工藝之一，早在 1

15、969 年第一套 工業(yè)化裝置就開始生產(chǎn)。為了適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展，basf 對本身的丙烯聚合工 藝和設(shè)備進行了不斷革新和完善，同時把催化劑技術(shù)和新產(chǎn)品開發(fā)作為自己工 作的重心。basf 的催化劑體系是以改型的齊格勒一納塔體系為基礎(chǔ)。由于生 產(chǎn)各種均聚物以及抗沖擊和無規(guī)共聚物只需一個反應(yīng)器，因而很經(jīng)濟。同時， 產(chǎn)品完全可以滿足鏈塑、雙向拉膜、纖維、單絲、熱望成形、吹塑成形和擠壓 成形的要求。工藝流程主要由丙烯提純進料、催化劑制備、添加劑制備及加入、 聚臺、擠壓成形、裝袋和碼墚等部分組成?？刂葡到y(tǒng)采取以微處理機為基礎(chǔ)的 集散式控制系統(tǒng)。該工藝的主要缺點是工藝流程長，如催化劑加工工序和設(shè)備 既多又復(fù)雜，

16、因而后處理和回收系統(tǒng)流程很長。同時，建廠投資大，操作和維 修人員比其他工藝要多。目前世界上采用這種工藝廠家較少。 1.4.4 unipol 氣相工藝氣相工藝 unipol聚丙烯工藝是把美國聯(lián)合碳化物公司的氣相流化床技術(shù)與殼牌公司 的shac超高活性催化劑融為一體。這種工藝簡單、靈活、安全和經(jīng)濟。采用 這種工藝可省掉催化劑鈍化、脫灰、脫無規(guī)物和后處理工序。聯(lián)合生產(chǎn)線穩(wěn)定 可靠，切換產(chǎn)品有很大靈活性，能生產(chǎn)多種用途產(chǎn)品。由于工藝和設(shè)備簡單， 可靠性高，因而大大減少了維修工作量，節(jié)省操作和維護人員。該工藝能耗低， 效率高，工程建設(shè)投資少，建設(shè)工期短。該工藝主要由原料供應(yīng)和凈化，催化 劑制備、聚合、樹

17、脂脫氣和回收、加添加劑和造粒等部分組成。丙烯經(jīng)過凈化 和干燥后送入反應(yīng)系統(tǒng)。反應(yīng)系統(tǒng)由l臺反應(yīng)器、l臺循環(huán)氣體冷卻器和l臺循環(huán) 氣體風(fēng)機組成。反應(yīng)在壓力約3.5mpa、溫度6070的條件下進行。提純后的 丙烯、氫、shac催化劑連續(xù)進入反應(yīng)器，生產(chǎn)出自由流動的粒狀樹脂。含有 氣體反應(yīng)物和惰性氣體的循環(huán)氣物流在風(fēng)機作用下連續(xù)通過循環(huán)氣路進行循環(huán)。 循環(huán)氣的作用是讓反應(yīng)器里自由流動的粒狀樹脂流化起來，同時把聚合熱帶走。 經(jīng)過凈化達到產(chǎn)品質(zhì)量要求的樹脂進入造粒系統(tǒng)。添加劑加入、遣粒、包裝、 碼垛等工藝和設(shè)備與其他工藝基本相似。unipol聚丙烯工藝采用現(xiàn)代比較簡單 的控制系統(tǒng)進行監(jiān)測控制。主要采用常

18、規(guī)變量閉路對流量、溫度和壓力進行控 制，有些控制和監(jiān)測靠計算機完成。由于該工藝具有一系列獨有的優(yōu)點，因此 是一種很有發(fā)展前途的工藝。 1.4.5 amocochiaso 氣相法工藝氣相法工藝 該工藝是美國amoco公司開發(fā)的，1975年開始的中型試驗。1979年amoco 公司在美國得克薩斯州建成丁一座采用氣相法工藝的工業(yè)化聚丙烯工廠。由于 既不脫灰，也不脫無規(guī)物，因而在低建設(shè)投資和低制造成本方面得到好處。該 工藝是將超高活性催化劑和awuoco公司的氣相工藝相結(jié)合開發(fā)的丙烯共聚物工 藝。采用這種工藝時，丙烯在高括性催化劑的作用下以氣相狀態(tài)不斷進行反應(yīng)， 形成粒狀結(jié)晶聚丙烯。經(jīng)過氣體分離和催化

19、劑脫活之后，將粉料造粒并攪勻以 各運輸 該工藝是由催化荊涮備、聚合和成品處理三個工序組成。工藝采用臥式 反應(yīng)釜，主要特點是投資費用低，產(chǎn)品品種多，質(zhì)量高，操作穩(wěn)定，工藝安全 而且能耗低。但由于設(shè)備較其他幾種工藝復(fù)雜和使用的催化荊的活性不算太高， 因而世界上采用這種技術(shù)的廠家不太多。 1.5 新型催化劑體系的優(yōu)勢新型催化劑體系的優(yōu)勢 由于聚丙烯合成對催化劑的要求很高，好的催化劑可以使聚丙烯的產(chǎn)率和 純度提高，使用雙醚類新型催化劑體系，其優(yōu)勢可體現(xiàn)在 pp 生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品質(zhì) 量的提高兩個方面。 1.5.1 pp 生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和改善生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和改善 1)具有極高的活性，更有利于氫反應(yīng)，使催化劑

20、的消耗量降低； 2)使催化劑體系中的外給電子取消成為可能，使產(chǎn)品的灰分和成本降低； 3)預(yù)聚的pp粒型控制更好； 4)無需外給電子，催化劑本身可設(shè)計成使產(chǎn)品具有一定的二甲苯可溶物與 二甲苯不溶物之比，大大簡化了制備工藝； 5)催化劑殘留物含量低，更有利于添加劑的加入和成分調(diào)節(jié)； 6)由于新型催化劑對氫氣反應(yīng)更為有利，因此，均聚、無規(guī)共聚、嵌段共 聚的mfr的控制范圍擴大，特別是因為它具有分子量分布窄的特點，使得以往 用過氧化物進行流變控制的操作方法可以被取代，這可以降低成本，并避免由 于過氧化物降解所產(chǎn)生的揮發(fā)物影響健康和安全。 1.5.2 pp 產(chǎn)品性能的改進和提高產(chǎn)品性能的改進和提高 新工

21、藝技術(shù)與新的催化劑體系相結(jié)合，使聚丙烯的分子量分布、撓曲模量、 等規(guī)度，抗沖擊等性能指標(biāo)有了較明顯的改善。這類樹脂具有很高的結(jié)晶度和 剛性，光澤度好，較大幅度地提高了均金山油化纖聚物、無規(guī)共聚物和抗沖共 聚物產(chǎn)品的各項指標(biāo)。 1.5.3 高剛性、高結(jié)晶度的產(chǎn)品高剛性、高結(jié)晶度的產(chǎn)品 應(yīng)用新型催化劑并結(jié)合新雙峰技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有更寬的分子量分布和高 的等規(guī)度，可提高產(chǎn)品撓曲模量，而單獨使用新催化劑和新雙峰技術(shù)則達不到 其這種效果。 1.5.4 薄膜產(chǎn)品性能的改善薄膜產(chǎn)品性能的改善 應(yīng)用新型催化劑并結(jié)合新雙峰技術(shù)使產(chǎn)品的分子量變得更寬，生產(chǎn)的bopp 產(chǎn)品的拉伸性能得到了改善，使之更適應(yīng)新型bop

22、p高速生產(chǎn)線的高速拉伸要求。 均聚pp產(chǎn)品進一步改善了剛性，在用于芯層料時具有很大的優(yōu)點，同時，耐熱 性能、光學(xué)性能以及薄膜表面泄出物也大大改觀。由于使用了新型催化劑體系， 產(chǎn)品的灰分大為降低，使生產(chǎn)電容薄膜成為可能。 1.5.5 紡粘纖維和熔噴纖維紡粘纖維和熔噴纖維 采用新催化劑體系使其在纖維領(lǐng)域具有了新的優(yōu)勢，主要有以下優(yōu)勢： 1)能夠生產(chǎn)很高mfr的產(chǎn)品； 2)具有很窄的分子量分布，使纖維的加工性能大大提高； 3)可以不使用過氧化物降解； 4)高流動性，適用于生產(chǎn)高速紡絲和細(xì)旦紡絲產(chǎn)品； 5)高純度。 1.5.6 無規(guī)共囊物無規(guī)共囊物 由于使用新催化荊體系的產(chǎn)品分子量分布窄，使熱定型和吹

23、塑產(chǎn)品的透明 度提高，同時也改善了抗沖擊性能。在吹膜、注膜、拉膜和熱定型生產(chǎn)中，產(chǎn) 品在透明度、光澤度、沖擊性能、化學(xué)穩(wěn)定性、水氣阻隔性等方面都有了不同 程度的改進，可部分替代ps、pet和pvc等等產(chǎn)品。 1.5.7 抗沖擊共聚產(chǎn)品抗沖擊共聚產(chǎn)品 采用新催化劑體系改善了抗沖擊共聚產(chǎn)品的剛性抗沖擊性的平衡，形成 了又一種抗沖擊共聚產(chǎn)品系列。由于新技術(shù)的采用。給抗沖擊共聚產(chǎn)品帶來了 以下幾個明顯的優(yōu)點： 1)更高的堅挺度； 2)無論在室溫下還是在低溫下，其抗沖擊性能均表現(xiàn)良好； 3)良好的抗變形能力； 4)更佳的尺寸穩(wěn)定性； 5)在相同的剛性抗沖擊性能下可使mfr更高(更適合薄壁注塑)。 1.6

24、 中國聚丙烯工業(yè)中國聚丙烯工業(yè) 中國聚丙烯的工業(yè)生產(chǎn)始于 20 世紀(jì) 70 年代，經(jīng)過 30 多年發(fā)展，已經(jīng)基本 上形成了溶劑法、液相本體-氣相法、間歇式液相本體法、氣相法等多種生產(chǎn)工 藝并舉，大中小型生產(chǎn)規(guī)模共存的生產(chǎn)格局?，F(xiàn)在中國的大型聚丙烯生產(chǎn)裝置 以引進技術(shù)為主，中型和小型聚丙烯生產(chǎn)裝置以國產(chǎn)化技術(shù)為主。 中國聚丙烯在以后幾年里產(chǎn)量會有較大的增長，但生產(chǎn)仍然供不足需，中 國已經(jīng)成為全球最大的聚丙烯凈進口國。但由于國內(nèi)產(chǎn)量很快增長，進口依存 度總體上呈下降趨勢。中國聚丙烯未來幾年內(nèi)，表觀消費量依然會保持較高增 速，進口量將會增大，聚丙烯產(chǎn)業(yè)在中國的前景廣闊。 1.7 展望展望 1.隨著科

25、技發(fā)展，對聚丙烯的需求量及品種將會進一步增加。因此，科研 人員應(yīng)開拓聚丙烯的新的應(yīng)用范圍，同時不斷開發(fā)新品種。2由于催化劑的性 能和質(zhì)量是決定聚丙烯品種和質(zhì)量的最關(guān)鍵的因素，因此，目前美、日、意和 德等國家對催化劑的研究皆特別重視，并取得了很多成果。就活性而言，日本 三井油化的 hyhs-高效高立體定向催化劑的活性高達 1 t 聚丙烯s 鈦，皆高 于其他幾家公司的催化劑。我國目前引進的幾套大型聚丙烯裝置都使用進 1l 的 催化劑。所以，加快研制國產(chǎn)的高活性催化劑是擺在我國科研人員面前的一項 急迫任務(wù)。3要增加聚丙烯品種，提高聚丙烯的質(zhì)量，擴大應(yīng)用范圍，必須注 重開發(fā)新型添加荊和改性劑。雖然在這

26、方面已取得不少成果，但仍需繼續(xù)努力。 并要開發(fā)更多的新型催化劑。4尋求不造粒新工藝。就造粒工序而言，耗電多， 設(shè)備昂貴。若能開發(fā)出使粉片狀壤丙烯存放期延長而不變質(zhì)的新工藝，省掉造 粒工序，則能大大降低成本，提高經(jīng)濟效益，為提高聚丙烯產(chǎn)量，增加品種， 創(chuàng)造有利條件。 第二章第二章 工藝流程設(shè)計工藝流程設(shè)計 2.1 工藝原理工藝原理 從中轉(zhuǎn)罐區(qū)送來的丙烯需經(jīng)過預(yù)精制、保安精制后才能成為精丙烯進入反 應(yīng)系統(tǒng)。 其中 t001 為固堿塔，脫除大量水和無機硫 2naoh+co2=na2co3+h2o 2naoh+h2s=na2s+2h2o naoh+nh2o=naohnh2o t002 為分子篩塔，利用

27、分子篩的吸附原理，脫除微量的水，該塔可以再生。 t701 為汽提塔，利用汽提塔的操作原理脫除丙烯中的輕組分，尤其是一氧 化碳。 t702 為脫硫塔，主要是脫除羰基硫。 cos+h2o=h2s+co2 zno+h2s=zns+h2o t703 為 3 分子篩塔，繼續(xù)脫除微量的水。該塔可以再生。 t704 為脫砷塔，主要是脫除砷化氫。 2ash3+2cuo=2cuas+2h2o+h2 2ash3+al2o3=2alas+3h2o 丙烯聚合的過程包括鏈引發(fā)、鏈增長、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止。 鏈引發(fā) catrch2chcatch2chr ch3 ch3 鏈增長 cat-ch2chrnch2chcat-ch2c

28、h(ch2ch)nr ch3 ch3 ch3 ch3 鏈轉(zhuǎn)移 向單體轉(zhuǎn)移 cat-ch2ch(ch2ch)nrch2chcat- ch2ch2ch2=c(ch2ch)nr ch3 ch3 ch3 ch3 ch3 ch3 向氫氣轉(zhuǎn)移 cat-ch2ch(ch2ch)nrh2cat-h+ch3ch(ch2ch)nr ch3 ch3 ch3 ch3 向烷基鋁轉(zhuǎn)移 cat-ch2ch(ch2ch)nral(c2h5)3cat-c2h5+ ch3 ch3 (c2h5)2alch3ch(ch2ch)nr ch3 ch3 鏈終止 catch2ch(ch2ch)nrcathch2c(ch2ch) nr ch3

29、 ch3 ch3 ch3 2.2 催化劑的選定催化劑的選定 配合 spheripol 工藝，選擇第四代超高活性的 cs-型和 dq-型球型催化劑3。 球型催化劑可以控制聚丙烯粒子的形態(tài)，具有反應(yīng)器顆粒技術(shù)的特點，有利于 生產(chǎn)高性能的聚丙烯。同時“反應(yīng)器顆粒技術(shù)”可以免除造粒過程，所以在提 高了反應(yīng)效率的同時，又大大的降低了生產(chǎn)成本。 2.3 生產(chǎn)工藝的選定生產(chǎn)工藝的選定 在綜述中對聚丙烯的生產(chǎn)工藝已經(jīng)做了詳細(xì)的比較，在這里選擇 spheripol 工藝。該技術(shù)自 1982 年首次工業(yè)化以來，是迄今為止最成功、應(yīng)用最為廣泛的 聚丙烯生產(chǎn)工藝。spheripol 工藝是一種液相預(yù)聚合同液相均聚和氣

30、相共聚相結(jié) 合的聚合工藝，工藝采用高效催化劑(spheripol 工藝一開始使用 gf-2a、ft- 4s、ucd-104 等高效催化劑，催化劑活性達到 40kgpp/gcat，產(chǎn)品等規(guī)度為 90%- 99%，可不脫灰、不脫無規(guī)物)，生成的 pp 粉料粒度呈圓球形，顆粒大而均勻， 分布可以調(diào)節(jié)，既可寬又可窄，可以生產(chǎn)全范圍、多用途的各種產(chǎn)品。預(yù)聚合 反應(yīng)是在均聚反應(yīng)之前先將催化劑組分同少量丙烯預(yù)先進行聚合反應(yīng)，以保護 催化劑和聚合產(chǎn)品的顆粒度。預(yù)聚合是液相聚合，采用一組由兩根管組成的環(huán) 管反應(yīng)器。均聚反應(yīng)也是液相聚合，一般都采用兩組串連的環(huán)管反應(yīng)器，每組 反應(yīng)器由四根管子組成。目前改進的 sp

31、heripol 工藝的環(huán)管反應(yīng)器由一組環(huán)管組 成，通過對立管根數(shù)及其直徑的不同設(shè)計來適應(yīng)不同的處理能力，反應(yīng)熱通過 環(huán)管外壁夾套內(nèi)循環(huán)流動的水來撤除。嵌段共聚反應(yīng)則采用氣相法，反應(yīng)器是 一個或兩個串聯(lián)的密相流化床反應(yīng)器。該工藝采用獨特的環(huán)管式反應(yīng)器，具有 單位體積傳熱面積大，總傳熱系數(shù)高，單程轉(zhuǎn)化率高、流速快、混合好、不會 在聚合區(qū)形成塑化塊、產(chǎn)品切換牌號的時間短等優(yōu)點，而且結(jié)構(gòu)簡單，材質(zhì)采 用低溫碳鋼即可。環(huán)管反應(yīng)器則是利用軸流泵使?jié){液高速循環(huán)，通過夾套冷卻 撤熱，由于傳熱面積大，撤熱效果好，因此其單位反應(yīng)器體積產(chǎn)率高，能耗低。 spheripol 工藝經(jīng)濟性好，原料和公用工程消耗低，人工費

32、和三廢處理等費用也 少，生產(chǎn)成本較低，因此 spheripol 工藝成為當(dāng)今世界最為先進和流行的 pp 生 產(chǎn)工藝之一。 表 2-1 幾種聚丙烯工藝對比 工藝名稱工藝特點 淤漿法工 藝 1.丙烯單體溶解在惰性液相溶劑中（如己烷中） ，在催化劑作用下進行溶 劑聚合，聚合物以固體顆粒狀態(tài)懸浮在溶劑中，采用釜式攪拌反應(yīng)器； 2.有脫灰、脫無規(guī)物和溶劑回收工序，流程長，較復(fù)雜，裝置投資大， 能耗高，但生產(chǎn)易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好； 3.以離心過濾方法分離聚丙烯顆粒，再經(jīng)氣流沸騰干燥和擠壓造粒； 溶液法工 藝 1.使用高沸點自鏈烴作溶劑，在高于聚丙烯熔點的溫度下操作，所得聚 合物全部融解在溶劑中呈均相分布；

33、2.高溫氣提方法蒸發(fā)脫除溶劑得熔融聚丙烯，再擠出造粒得粒料產(chǎn)品； 3.方法工藝流程復(fù)雜，且成本較高，聚合溫度高，采用特殊的高溫催化 劑使產(chǎn)品應(yīng)用范圍有限； 氣相法 1.系統(tǒng)不引入溶劑，丙烯單體以氣相狀態(tài)在反應(yīng)器中進行氣相本體聚合； 2.流程簡短，設(shè)備少、生產(chǎn)安全、生產(chǎn)成本低； 3.聚合反應(yīng)器有流化床、立式攪拌床及臥式攪拌床等； 液相本體 法（含液 相氣相組 合式） 1.系統(tǒng)中不加溶劑，丙烯在反應(yīng)器中進行液相本體聚合，乙烯丙烯在流 化床反應(yīng)器中進行氣相共聚； 2.流程簡單、設(shè)備少、投資省、動力消耗及生產(chǎn)成本低； 3.均聚采用釜式攪拌反應(yīng)器，或環(huán)管反應(yīng)器，無規(guī)共聚和嵌段共聚在攪 拌式流化床中進行；

34、 2.4 工藝流程草圖工藝流程草圖 丙烯單體 精制 配制催化 劑 小環(huán)管 反應(yīng)器 中預(yù)聚 大環(huán)管 反應(yīng)器 中聚合 添加丙烯單 體 來自 丙烯 原料 罐 來自 不同 催化 劑儲 罐 閃蒸罐中 進行氣固 分離 粉料 進入 布袋 過濾 器 丙烯 氣體 進入 洗滌 塔 粉料進入 氣蒸罐 蒸汽 進入 水洗 塔 尾氣進入尾 氣回收系統(tǒng) 物料進入 干燥罐干 燥 聚丙烯粉 料送去造 粒 底部流出物料進 入布袋過濾器 廢料和尾 氣進入回 收系統(tǒng) 圖 2-1 工藝流程草圖 2.5 工藝流程概述工藝流程概述 全裝置的工藝流程分為聚合區(qū)、造粒區(qū)、包裝區(qū)和循環(huán)水場1。 聚合區(qū)分為 000#、100#、200#、3003

35、、500#、600#、700#、制氫站等工段。 2.5.1 聚合區(qū)聚合區(qū)工藝工藝 本裝置使用的催化劑分為主催化劑和助催化劑三乙基鋁（teal） 、給電子體 （donor） 。teal 密封在鋼瓶內(nèi)貯存和運輸。首先利用 n2將 teal 從鋼瓶壓 送到 teal 貯罐 d111，再分批壓送到 teal 計量罐 d101。d101 中的 teal 按 照一定的流量控制通過計量泵 p101 精確地輸送到催化劑混合罐 d201。 donor 對產(chǎn)品的等規(guī)度調(diào)節(jié)具有重要的作用。使用時先將 100% donor 溶液通過氣動泵 p103 送至給電子體貯罐 d110a/b。為了方便計量，并根據(jù)產(chǎn) 品性能的不

36、同要求，再向 d110a/b 中加入一定量的白油，配成不同濃度的 donor 溶液。本裝置一般使用 10%和 30%兩種，配制好的 donor 溶液按照 一定的流量控制通過 p104 精確地輸送到 d201。donor 系統(tǒng)必須在 n2封狀態(tài) 下使用和保存。 配制主催化劑膏體所需要的脂先在 e102 中進行加熱，熔化后通過齒輪泵 p105 送至油脂混合罐 d105，再按照油脂為 21 的比例向 d105 中加入白油。 通過 z110 鼓泡排氣后待用。使用時需將 d105 升溫至 70，按需要量通過 p105 將加熱好的油脂混合物送到催化劑分散罐 d106 中，主催化劑從 d106 上 部的 h

37、v136 振動加入。通過嚴(yán)格的配制程序，最后將主催化劑混合在 10的 油膏中，以保證主催化劑能均勻地加入反應(yīng)系統(tǒng)。 使用時，先用 n2將主催化劑油膏壓至催化劑計量罐 d108a/b。從催化劑計 量泵 p108 打出的油進入 d108 頂部，通過對活塞的壓力，將 d108 中的催化劑 送出至 d201，通過對油的計量可以精確地計量催化劑的加入量。 主催化劑、teal、donor 在 d201 中被混合均勻，溫度控制在 10。主 催化劑在 d201 中被活化。催化劑混合物通過 d201 上部的溢流管進入到催化劑 在線混合器 z203 中，同時由 fv204 控制的、流量為 3300kg/h 的一股

38、丙烯也同 時加入，并一起進入預(yù)聚合反應(yīng)器 r200。預(yù)聚合的目的在于使催化劑表面包裹 上一層聚丙烯薄層，當(dāng)催化劑進入環(huán)管反應(yīng)器時，這個薄層起保護催化劑的作 用，防止催化劑在突遇高溫時發(fā)生爆裂，生成大量細(xì)粉。經(jīng)過預(yù)聚的催化劑再 進入到環(huán)管反應(yīng)器 r201 中。 氫氣在本裝置的作用是分子量調(diào)節(jié)劑。裝置內(nèi)使用的氫氣由制氫站供給，制 氫站包括水電解制氫裝置和氫氣純化裝置兩部分。由水電解產(chǎn)生的氫氣經(jīng)過催 化脫氧、吸附干燥后得到高純度的氫氣，進入到氫氣貯罐 d993 中。d993 的壓 力控制在 1.2-1.3mpa，當(dāng) d993 的壓力超高時，需要將氫氣放空。d993 中的氫 氣被壓縮機 pk705 壓

39、縮至 5.0mpa，經(jīng) f202 過濾后進入到丙烯總管。 本裝置使用的丙烯由中轉(zhuǎn)罐區(qū)送來。丙烯先進入固堿塔 t001 和分子篩塔 t002，除去其中大量的水分，精制合格后的丙烯進入丙烯球罐 q-1/2，兩個球 罐可以切換使用。球罐中的丙烯通過 p-1 送往保安精制。 保安精制主要包括汽提塔t701、脫硫塔 t702、脫水塔 t703、脫胂塔 t704， 它們分別可以脫除丙烯中的輕組分（乙烷、一氧化碳、氫氣） 、硫、水、砷等主 催化劑“毒素” 。從 t701 系統(tǒng)中的 e701 排出的輕組分，進入尾氣回收系統(tǒng)。從 保安精制出來的丙烯被稱為“精丙烯” ，經(jīng) f701 過濾后進入到丙烯進料罐d302

40、 中。 d302 中的丙烯通過丙烯進料泵 p301 送往環(huán)管反應(yīng)器 r201。為保持 p301 出 口壓力的穩(wěn)定，多余的丙烯通過 fv331 返回 d302。 r201 的丙烯主要有兩個來源，一個由 p301 直接送入，另一個由 p301 經(jīng) e201、z203 和 r200 后進入 r201。 r201 需要嚴(yán)格控制其反應(yīng)條件：溫度 70，壓力 3.4mpa，密度 560- 580kg/m3。 r201 帶有一臺軸流泵 p201，用來維持物料在反應(yīng)器內(nèi)的循環(huán)。聚合反應(yīng)放 出的熱量由反應(yīng)器夾套水帶走，夾套水通過 e202 與循環(huán)冷卻水進行熱交換來實 現(xiàn)夾套水溫度的穩(wěn)定。 r201 的壓力控制是

41、通過與之相連的 d202 的壓力控制來實現(xiàn)的。d202 的壓 力控制主要是通過調(diào)節(jié)進入 e203 蒸發(fā)的液相丙烯流量來實現(xiàn)，另外從 d202 頂 部出來的氣相丙烯，也具有一定的調(diào)節(jié)作用。 r201 的出料由 d202 的液位控制。 從 r201 中流出的漿料在閃蒸線內(nèi)完全汽化后，進入閃蒸罐 d301。當(dāng)后續(xù) 系統(tǒng)故障時，可以從 d301 前的三通閥 hv301，將物料排向排放系統(tǒng)。 物料在 d301 中進行氣、固分離，粉料從 d301 底部進入袋濾器 f301，氣相 丙烯由 d301 頂部進入丙烯洗滌塔 t301。d301 頂部的動力分離器 a301 可以使 粉料盡可能不被帶走。丙烯在 t30

42、1 內(nèi)經(jīng)冷卻和循環(huán)洗滌后，由丙烯泵 p302 送 回 d302。另有一股丙烯從 t301 底部排出，在小閃蒸線內(nèi)汽化后，與 d301 底 部流出的物料一起進入 f301，目的是將洗滌下來的粉料排出。t301 系統(tǒng)中的 e301 可將不凝氣排放到尾氣回收系統(tǒng)。 物料在 f301 內(nèi)再次減壓至 0.05-0.08mpa，閃蒸出來的丙烯氣經(jīng)濾袋和安全 過濾器 f302 過濾后，進入低壓丙烯洗滌塔 t302。t302 內(nèi)的循環(huán)液由白油和添 加劑 atmer163 按 21 混合而成。氣相丙烯中夾帶的粉料和 teal 被洗滌下來。 當(dāng)油中的 teal 含量超過 8%時，t302 需換油，每次更換一半。廢

43、油由齒輪泵 p303 送往 d607，進行廢油處理。 當(dāng)?shù)蛪洪W蒸系統(tǒng)故障時，可由 f301 前的三通閥 hv311 將物料排放至排放系 統(tǒng)。 從 t302 頂部出來的丙烯，經(jīng) e304 冷卻，d304 緩沖后，進入循環(huán)氣壓縮機 pk301，pk301 將丙烯壓縮至 1.6-1.8mpa 后，返回到 t301 入口。 f301 內(nèi)的粉料向下進入汽蒸罐 d501。汽蒸的目的是為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量， 降低產(chǎn)品灰份和氯含量。d501 是一個帶攪拌器（a501）的流化床。蒸汽由底 部進入，將粉料中的殘余催化劑分解后，由 d501 頂部出來進入水洗塔 t501。 蒸汽中帶有少量的丙烯、油、hcl、粉料等。粉

44、料、hcl 和蒸汽在 t501 中被洗 滌下來，由塔底排出。少量的丙烯和油被 t501 頂部的 e501 冷卻后進入尾氣壓 縮機 pk501。pk501 將殘余丙烯壓縮至 0.4mpa 后進入尾氣回收系統(tǒng)。少量的 油貯存在廢油罐 d506 中，最后排至油桶。 t501 的操作溫度為 90-100，它的熱水同時還作為 t301 底再沸器 e303 的 熱源循環(huán)使用。 d501 中的物料依靠重力進入干燥罐 d502。d502 內(nèi)有螺旋篩板，可以使物 料不發(fā)生混流。熱氮氣從 d502 底部進入，對物料進行干燥后，由頂部出來進 入水洗塔 t502，n2在 t502 中被冷卻，并降低濕度后，進入鼓風(fēng)機

45、c502。從 c502 出來的 n2在 e503 中加熱至 80-100，又從 d502 底部進入。t502 的循 環(huán)液在 e502 中進行冷卻，以穩(wěn)定 t502 的操作溫度。 從 d502 底部排出的合格粉料，由粉料輸送系統(tǒng) pk801 送至聚丙烯粉料緩沖 倉 d802，等待造粒。 2.5.2 造粒區(qū)造粒區(qū) 造粒系統(tǒng)由添加劑配制單元，計量加料單元，cmp230x-12aw 連續(xù)混煉機， 水下切粒機，顆粒水（pcw）系統(tǒng)，顆粒干燥器、分級器組成。 通過混合器 m801a/b 配制好的添加劑，經(jīng) w802 計量后，再與經(jīng) w801 計 量后的 pp 粉料混合之后進入預(yù)混器 m802，混合后加到混

46、煉機腔，混煉樹脂和 添加劑，并通過排氣口放出富余氮氣及揮發(fā)物，由齒輪泵加壓，樹脂通過換網(wǎng) 器，清除樹脂中的雜質(zhì)，送到模板。在水室中，擠壓成條的樹脂被切粒機旋轉(zhuǎn) 的切刀切成顆粒。這些顆粒由 pcw 系統(tǒng)送到脫水干燥器 d805，干燥后由分級 器 s803 進行分類，分離出不合格尺寸的顆粒。尺寸合格的顆粒送到 d807，d807 底部出來的顆粒通過顆粒輸送系統(tǒng) pk802 送至均化料倉 d901。 2.5.3 包裝區(qū)包裝區(qū) 正常生產(chǎn)時，每一滿罐（d901a/b/c/d）pp 粒料為一批料，批料均化時間 為 6-10 小時。均化操作是從同一料倉通過均化管線自料倉的不同高度取料，再 通過 pk901

47、送往同一料倉頂部的操作。均化結(jié)束后，可根據(jù)生產(chǎn)安排停 pk901 或?qū)?pk901 目標(biāo)料倉切向 d902，將 d901a 中粒料送至 d902，進行包裝。 成品包裝工段共有 a、b 兩條 czq 型全自動包裝碼垛生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線由 包裝單元、碼垛單元、電氣控制及上位管理系統(tǒng)，輔助及公用工程系統(tǒng)組成。 2.5.4 循環(huán)水場循環(huán)水場 本裝置還包括有一個循環(huán)水場，負(fù)責(zé)向裝置內(nèi)提供循環(huán)冷卻水。 第三章第三章 物料衡算物料衡算 物料衡算是對進出生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)工序或單臺設(shè)備的物料進行平衡計算。物 料衡算的主要內(nèi)容是根據(jù)各種物料之間的定量轉(zhuǎn)化關(guān)系，計算進出整個生產(chǎn)裝 置、生產(chǎn)工序或單臺設(shè)備的各股物料的數(shù)量

48、及組成2。 物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律。對于沒有化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過程來說， 質(zhì)量守恒定律為：進入一個裝置的全部物料質(zhì)量等于離開這個裝置的全部物料 質(zhì)量再加上裝置內(nèi)積累起來的物料質(zhì)量。寫成公式為： 流入量=流出量+積累量+損失量 對于有化學(xué)反應(yīng)的過程來說，要將化學(xué)反應(yīng)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(yīng)生成量=流出量+反應(yīng)消耗量+積累量+損失量 3.1 設(shè)計名稱設(shè)計名稱 10 萬噸/年聚丙烯聚合工段工藝設(shè)計 3.2 設(shè)計條件設(shè)計條件 3.2.1 全套裝置工藝參數(shù)全套裝置工藝參數(shù) 生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn) 10 萬噸 生產(chǎn)時間：年工作時數(shù) 7200 小時 每噸聚丙烯消耗全額：1.

49、02 噸丙烯（100%） 全裝置總收率按 98%計算，提耗為 2%（以 1.02 噸 100%丙烯為基準(zhǔn)計算收 率和損耗） ，損耗分配如下： 精制工段丙烯損失 0.5% 閃蒸工段丙烯損失 0.5% 汽蒸工段丙烯損失 0.8% pp 粉料損失 汽蒸工段 0.1%，造粒工段 0.1% 3.2.2 丙烯進料量丙烯進料量 （按小時計算）（按小時計算） pp 每小時凈生產(chǎn)量：100000/7200=13.98t 需要 100%丙烯：13.981.02=14.17t 則取 14.17t 丙烯為基準(zhǔn)計算收率和損耗 扣除損耗的則參加反應(yīng)的丙烯：14.17(1-0.5%-0.5%-0.8%)=13.91t 按轉(zhuǎn)

50、化率 53%，則需要 100%丙烯進料量為：13.91/0.53=26.25t 原料純度為 99.5%，則原料量為：26.25/0.995=26.38t 3.3 催化劑用量催化劑用量 .主催化劑（cs-型和 dq-型） 主催活性：2531kgpp/gcat，取 30 kgpp/gcat。 則主催用量：13.911000/30=463.67g 其它 按主催助催 teal給電子體 donor烴油十脂 =0.060.350.0150.35 助催 teal 用量：(0.35463.67)/0.06=2704.72g 給電子體 donor 用量：(0.015463.67)/0.06=115.92g 烴油

51、十脂：2704.72g 則催化劑總量：463.67+2704.72+115.92+2704.72=5989.03g，即 6.00kg 3.4 r200 小環(huán)管的物料衡算小環(huán)管的物料衡算 主 催 化 劑 去聚合 teal 預(yù)聚合 donor d302 丙烯原料 圖 3-1 r200 物料平衡圖 進料：丙烯進料流量 27003300kg/h，取 3000kg/h 主催 463.67g 催化劑總量 6.00kg 主催化劑：100150gpp/gcat，取 100gpp/gcat 則預(yù)聚合生成 pp：463.67100=46367g=46.37kg 未反應(yīng)的丙烯：3000-46.37=2953.63k

52、g 出料：pp 46.73kg 丙烯 2953.63kg 催化劑 6.0kg 表 3-1 r200 物料平衡表 物料名稱物料質(zhì)量 （kg） 總量（kg） 丙烯3000輸入 催化劑6.00 3006.00 丙烯2953.63 pp46.37 輸出 催化劑6.00 3006.00 3.5 氫氣用量氫氣用量 h2消耗定額：0.0090.31kg/tpp,此處取值：0.20kg/tpp 則 h2用量：0.2013.91=2.78kg 3.6 r201 大環(huán)管反應(yīng)器的物料衡算大環(huán)管反應(yīng)器的物料衡算 r201r200 pp46.37kg 丙烯 2953.63kg 催化劑 6.0kg d302 丙烯 234

53、72.74kg pp14003.19kg 丙烯 12376.81kg d301 氫 氣 圖 3-2 r201 物料平衡圖 轉(zhuǎn)化率 53% 進料：丙烯 26.381000-46.37=25333.63kg pp 46.37kg 生成 pp：26333.6353%=13956.82kg 出料：pp 13956.82+46.37=14003.19kg 丙烯 26.381000-14003.19=12376.81kg 表 3-2 r201 物料平衡表 物料名稱物料質(zhì)量 （kg） 總量（kg） 丙烯（r200）2953.63 丙烯（d302）23472.74 輸入 pp(r200)46.37 26426

54、.37 丙烯12376.81輸出 pp14003.19 26426.37 3.7 d301 閃蒸罐的物料衡算閃蒸罐的物料衡算 進料：pp 14003.19kg 丙烯 12376.81kg d301 pp+丙烯 丙烯+ pp pp+丙烯 r201 t301 f301 圖 3-3 d301 物料平衡圖 d301 頂部丙烯帶走粉塵為 10%，底部粉塵帶走丙烯 10% d301 塔頂出料為： 丙烯：12376.8190%=11139.13kg pp：14003.1910%=1400.32kg d301 塔底出料為： pp：14003.1990%=12602.87kg 丙烯：12376.8110%=12

55、37.68kg 表 3-3 d301 物料平衡表 物料名稱物料質(zhì)量 （kg） 總量（kg） 丙烯12376.81輸入 pp14003.19 26380 丙烯（d301 頂） 11139.13 pp(d301 頂)1400.32 輸出 丙烯（d3011237.68 26380 底） pp(d301 底）12602.87 3.8 f301 布袋過濾器的物料衡算布袋過濾器的物料衡算 f301 t301 d301 丙烯+pp 丙烯+pp 回收 t301 丙烯 d501 丙烯+pp 圖 3-4 f301 物料平衡圖 d301f301 pp 粉： 12376.81kg 丙烯氣：1237.68kg t301

56、f301 丙烯：2860 kg pp 粉：877.456kg 進料：則 d301 丙烯：2860+1237.68=4097.68kg f301 t301 pp：12602.87+1400.32=14003.19kg d501 損失丙烯 0.8%：14.1710000.8%=113.36kg 則從 f301 頂部出丙烯：4097.68-113.36=3564.494kg 出料：f301 頂部（t301）：丙烯氣 3984.32kg f301 底部（d501）：pp14003.19kg 丙烯 113.36kg 表 3-4 f301 物料平衡表 物料名稱物料質(zhì)量 （kg） 總量（kg） 丙烯（d30

57、1）1237.68 pp(d301)12602.87 pp(t301)1400.32 輸入 丙烯（t301）2860 18100.87 丙烯（f301 底部）113.36 回收丙烯（f301 頂部）3984.32 輸出 pp(f301 底)14003.19 18100.87 3.9 t301 循環(huán)丙烯洗滌塔的物料衡算循環(huán)丙烯洗滌塔的物料衡算 t301 的液位 50%，體積 11m3 則回流的液相丙烯：110.50.52103=2860kg 進料：d301t301 pp 粉：1400.32kg 丙烯：11139.13kg f301t301 丙烯：3984.32kg 損失丙烯 0.5%，損失 14

58、.1710000.5%=70.85kg/h 則回收至 d302 的丙烯 11139.13+3984.32-2860-70.85=12192.6kg 小閃線內(nèi)隨回流丙烯到 f301 的 pp 有 1400.32kg t301 回收丙烯 f301 丙烯 損失丙烯 d30 1 丙 烯 圖 3-5 t301 物料平衡圖 表 3-5 t301 物料衡算表 物料名稱物料質(zhì)量 （kg） 總量（kg） 丙烯（d301）11139.13 pp(d301)1400.32 輸入 丙烯（f301）3984.32 16452.92 損失丙烯70.85 回收丙烯12192.6 pp(f301)1400.32 輸出 回流丙

59、烯2860 16452.92 3.10 d501 汽蒸罐的物料衡算汽蒸罐的物料衡算 s501 t501 自f301來的聚合 物 低壓 蒸氣 純凈 氣體 d502含3%wt的冷 凝水 粉末 圖 3-6 d501 物料平衡圖 進料： pp 14003.19kg，丙烯 113.36kg，水蒸汽：13502.65kg 損失 pp 粉：14.1710000.1%=14.17kg 則從 d501d502： pp 粉 14003.19-14.17=13989.02kg pp 粉夾帶水分 13989.023%=419.67kg d501t501 pp 粉：14.17kg 丙烯: 113.36kg 水蒸氣：13

60、502.6455-419.67=13082.98kg 表 3-6 d501 物料平衡表 物料名稱物料質(zhì)量 （kg） 總量（kg） pp14003.19 丙烯113.36 14116.55輸入 水蒸氣13502.6513502.65 損失 pp14.17 pp 粉13989.02 損失丙烯113.36 14116.55 水蒸氣13082.98 輸出 pp 粉夾帶水分419.67 13502.65 3.11 t501 水洗塔的物料衡算水洗塔的物料衡算 d501t501 pp 粉：14.17kg 丙烯： 113.36kg 水蒸汽：13085.98kg 還有少量的油、hcl 等 出料：塔底：pp 粉