年產10萬噸聚丙烯的工藝設計.doc

畢業(yè)設計（論文）年產10萬噸聚丙烯的工藝設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。它作為一種高分子塑料，在現(xiàn)代化工生產中占有重要的地位，是五大工程塑料之一。聚丙烯之所以是各種聚丙烯烴材料中發(fā)展最快的一種，關鍵在于其催化劑技術的飛速發(fā)展。本設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。本設計是以中原石化的S-PP工藝為設計基礎，設定年產量為兩萬噸，然后進行物料衡算、熱量衡算、設備選型等過程，最終完成的一份比較完整的設計說明書。另外聚丙烯來源豐富，價格便宜，易于加工成型，產品綜合性能優(yōu)良，因此被廣泛地應用于化工、化纖、輕工、家電、建筑、包裝、農業(yè)、國防、交通運輸、民用塑料制品等各個領域，在聚烯烴樹脂中，是僅次于聚氯乙烯、聚乙烯之后的第三大通用塑料。關鍵詞：聚丙烯S-PP工藝液相本體聚合催化劑ABSTRACTPolypropyleneisagenericsyntheticresin,whichispolymerizatedbypropylenemonomer.Asapolymerplastic,inthemodernchemicalproductionitoccupiesanimportantpositionandwasoneofthefivemajorengineering畢業(yè)設計（論文）plastics.Polypropyleneisthefastestdevelopingmaterialinvarietyofhydrocarbonmaterials.Thekeyreasonisthecatalystsrapiddevelopment.Thisdesignintroducedpolypropylenesdevelopmentwiththedevelopmentofcatalyst.ThedesignisbasedontheZhongyuanPetrochemicalS-PPtechnologyandsetfor20,000tonsofannualoutput.Thenproceedtothematerialbalance、energybalanceandequipmentselection,Finallyreachedamorecompletedesignspecification.Another,Becauseofitsrichresource,lowprice,easytoprocesstakesshape,fineproductoverallperformance,thereforeitiswidelyappliedtochemical,thechemicalfiber,thelightindustry,theelectricalappliances,thebuilding,thepacking,agricultural,thenationaldefense,thetransportation,thecivilplasticproductandsoon.Inthepolyolefineresin,itisonlyinferiorafterthePVC、PEthethirdgeneralplastic.KEYWORDS：PolypropyleneS-PPcraftliquidphasepolymerizationcatalyst畢業(yè)設計（論文）目錄前言.1第1章工藝流程確定.131.1催化劑的配置和計量.131.2丙烯預精制和丙烯保安精制及氫氣壓縮.151.3預聚合與液相本體聚合.171.4聚合物閃蒸和脫氣.181.5聚合物的汽蒸和干燥.191.6生產原材料的規(guī)格.20第2章物料衡算.262.1計算基礎.262.1.1設計條件.262.1.2丙烯進料量.272.1.3催化劑用量.272.1.4氫氣用量.282.2原材料消耗定額.282.3主要設備物料衡算.292.3.1CO汽提塔T701物料衡算.292.3.2預聚合反應器R200物料衡算.302.3.3聚合反應器R201物料衡算.312.3.4閃蒸罐D301物料衡算.322.3.5汽蒸罐D501物料衡算.342.3.6干燥器D502物料衡算.352.3.7擠壓造粒單元物料衡算.362.3.8總物料平衡表.37第3章熱量衡算.373.1主要設備熱量衡算.373.1.1預聚合反應器R200熱量衡算.373.1.2聚合反應器R201熱量衡算.413.1.3閃蒸罐D301熱量衡算.43畢業(yè)設計（論文）3.1.4汽蒸罐D501熱量衡算.463.1.5干燥器D502熱量衡算.493.1.6總熱量平衡表.52第4章設備選型.524.1主要設備選型.524.1.1預聚合反應器R200.524.1.2聚合反應器R201.534.1.3汽蒸罐D501.544.1.4干燥器D502.60第5章聚丙烯裝置的安全生產.635.1靜電的危害與防范.635.1.1靜電的危害.635.1.2靜電的防范措施.645.2其他安全措施.64第6章“三廢”處理與環(huán)境保護.656.1廢水.666.2廢氣.666.3廢渣.66參考文獻.66致謝.68畢業(yè)設計（論文）1前言聚丙烯（Polypropylene，?？s寫為PP）是丙烯（Proplylene，縮寫為PR）單體聚合而形成的高分子聚合物，是一種通用合成樹脂（或通用合成塑料）。聚丙烯的有關性質如下：1、聚丙烯的物理性質可塑性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。由于這一特性，使聚丙烯加工成型十分方便，可以很容易用擠出、注塑、吹塑等方法直接加工成型。耐熱性PP熔點較高，為164170（純等規(guī)物熔點達176），軟化點為150以上，是通用樹脂中耐熱性能最好的一種。密度小PP相對密度為0.900.91，是所有樹脂中最輕的。良好的物理機械性能PP拉伸屈服強度一般可達3038MPa，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。介電性能優(yōu)良吸水性小抗沖擊強度較低畢業(yè)設計（論文）2這是PP的最大缺點，特別是在低溫下其抗沖擊強度急劇下降。但是可以通過共聚或共混攻性來改善它的耐低溫沖擊性能。2、聚丙烯的化學性質PP具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性，它與絕大多數(shù)化學品接觸幾乎不發(fā)生作用，其熱化學穩(wěn)定性也好，在100下，無機酸、堿、鹽溶液除具有強氧化性者外，其余對PP幾乎都無破壞作用。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。只有芳烴和氯代烴（如苯、四氯化碳、氯仿等）在80以下時對聚丙烯有溶解作用。由于聚丙烯結構中存在叔碳原子，因此易被氧化性介質侵蝕。PP在光、紫外線、熱、氧存在的條件下會發(fā)生老化現(xiàn)象，使其變質，失去原有的性質。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。下面簡要為大家介紹一下國內外聚丙烯的生產發(fā)展狀況。1、國外聚丙烯生產工藝發(fā)展史。1953年，德國Zigle（齊格勒）發(fā)明用TiCl4金屬烷基化合物作催化劑，以乙烯為原料進行聚合得到聚乙烯。1954年，意大利Natta(納塔)教授在Zigle發(fā)明的催化劑基礎上，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，成功制得了高結晶性高立構規(guī)整性（等規(guī)）的聚丙烯2，并創(chuàng)立了定向聚合理論。畢業(yè)設計（論文）31957年，根據(jù)Natta教授的研究成果，意大利Montecatini(蒙特卡蒂尼)公司在Frara首建世界上第一套間歇式PP工業(yè)生產裝置（6Kt/a）。同年，美國Hercules(大力神)公司也建成了一套9Kt/aPP裝置3。19581962年，德、美、法、日等國先后都實現(xiàn)了PP工業(yè)化生產。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生產工藝。1969年，Bsaf（巴斯夫公司）開發(fā)了立式攪拌床氣相聚合Novolen工藝。1971年，以Solvay（索爾維）公司開發(fā)的TiCl3-R2O（異戊醚）-TiCl4-Al(C2H5)2Cl絡合型催化劑為典型代表的第二代催化劑（絡合型催化劑）使液相本體法PP有了很大發(fā)展。70年代后，Phillips（菲利浦）石油公司首用環(huán)管式反應器實現(xiàn)了液相本體法PP生產工業(yè)化。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生產裝置（135kt/a）。1983年，美國UCC（聯(lián)合碳化物）公司借鑒流化床聚乙烯工程放大生產經驗，和成功開發(fā)超高活性PP催化劑(Shac)的