年產(chǎn)10萬噸聚丙烯的工藝設(shè)計(jì).doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）年產(chǎn)10萬噸聚丙烯的工藝設(shè)計(jì)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(chǎn)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(guān)鍵在于其催化劑技術(shù)的飛速發(fā)展。本設(shè)計(jì)中就詳細(xì)介紹了聚丙烯隨催化劑的發(fā)展而發(fā)展的情況。本設(shè)計(jì)是以中原石化的S-PP工藝為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，設(shè)定年產(chǎn)量為兩萬噸，然后進(jìn)行物料衡算、熱量衡算、設(shè)備選型等過程，最終完成的一份比較完整的設(shè)計(jì)說明書。另外聚丙烯來源豐富，價(jià)格便宜，易于加工成型，產(chǎn)品綜合性能優(yōu)良，因此被廣泛地應(yīng)用于化工、化纖、輕工、家電、建筑、包裝、農(nóng)業(yè)、國防、交通運(yùn)輸、民用塑料制品等各個(gè)領(lǐng)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(guān)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(shè)計(jì)（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(shè)計(jì)（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(jì)量.131.2丙烯預(yù)精制和丙烯保安精制及氫氣壓縮.151.3預(yù)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(chǎn)原材料的規(guī)格.20第2章物料衡算.262.1計(jì)算基礎(chǔ).262.1.1設(shè)計(jì)條件.262.1.2丙烯進(jìn)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(shè)備物料衡算.292.3.1CO汽提塔T701物料衡算.292.3.2預(yù)聚合反應(yīng)器R200物料衡算.302.3.3聚合反應(yīng)器R201物料衡算.312.3.4閃蒸罐D(zhuǎn)301物料衡算.322.3.5汽蒸罐D(zhuǎn)501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(shè)備熱量衡算.373.1.1預(yù)聚合反應(yīng)器R200熱量衡算.373.1.2聚合反應(yīng)器R201熱量衡算.413.1.3閃蒸罐D(zhuǎn)301熱量衡算.43畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）3.1.4汽蒸罐D(zhuǎn)501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(shè)備選型.524.1主要設(shè)備選型.524.1.1預(yù)聚合反應(yīng)器R200.524.1.2聚合反應(yīng)器R201.534.1.3汽蒸罐D(zhuǎn)501.544.1.4干燥器D502.60第5章聚丙烯裝置的安全生產(chǎn).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(hù).656.1廢水.666.2廢氣.666.3廢渣.66參考文獻(xiàn).66致謝.68畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(guān)性質(zhì)如下：1、聚丙烯的物理性質(zhì)可塑性PP是一種典型的熱塑性塑料，它受熱時(shí)易熔化，冷卻時(shí)固化成型，且這一過程可以多次重復(fù)進(jìn)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(diǎn)較高，為164170（純等規(guī)物熔點(diǎn)達(dá)176），軟化點(diǎn)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(duì)密度為0.900.91，是所有樹脂中最輕的。良好的物理機(jī)械性能PP拉伸屈服強(qiáng)度一般可達(dá)3038MPa，這也是通用合成樹脂中最高的品種之一，它表面強(qiáng)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(qiáng)度較低畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2這是PP的最大缺點(diǎn)，特別是在低溫下其抗沖擊強(qiáng)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(xué)性質(zhì)PP具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，它與絕大多數(shù)化學(xué)品接觸幾乎不發(fā)生作用，其熱化學(xué)穩(wěn)定性也好，在100下，無機(jī)酸、堿、鹽溶液除具有強(qiáng)氧化性者外，其余對(duì)PP幾乎都無破壞作用。PP是非極性有機(jī)化合物，對(duì)極性有機(jī)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(shí)對(duì)聚丙烯有溶解作用。由于聚丙烯結(jié)構(gòu)中存在叔碳原子，因此易被氧化性介質(zhì)侵蝕。PP在光、紫外線、熱、氧存在的條件下會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，使其變質(zhì)，失去原有的性質(zhì)。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(nèi)外聚丙烯的生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r。1、國外聚丙烯生產(chǎn)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(jìn)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(chǔ)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(jìn)行聚合，成功制得了高結(jié)晶性高立構(gòu)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(shè)計(jì)（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(chǎn)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(shí)現(xiàn)了PP工業(yè)化生產(chǎn)。1964年，美國Dart（達(dá)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(yīng)器開創(chuàng)了液相本體法PP生產(chǎn)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(luò)合型催化劑為典型代表的第二代催化劑（絡(luò)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(yīng)器實(shí)現(xiàn)了液相本體法PP生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，和成功開發(fā)超高活性PP催化劑(Shac)的