年产万吨聚丙烯液相本体法聚合车间工艺设计分析

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1、物料衡算⑴聚合时所用催化剂CS-2的用量计算催化剂CS-2外观褐色细颗粒，活性指标：≥20000Gpp/gTiCl3，查RTiCl3/PP（质量）取值为（40~60ppm），即TiCl3/PP≤50ppm，则由公式上式中：Wcat¾催化剂的用量，kg；V¾聚合釜容积，m3；K¾装料系数，0.75；¾丙烯在30℃时的密度，kg/m3；¾钛烯比，ppm；0.8¾催化剂中TiCl3含量⑵聚合时活化剂的用量计算上式中：WAL¾活化剂的用量，kg；CTi¾催化剂中TiCl3的含量，一般为80%的质量CAL¾浓的活化剂中Al（C2H5

2、）2Cl含量，一般为98%；mAL¾Al（C2H5）2Cl的分子量，114；mcat¾TiCl3的分子量，134.5；RAL/Ti¾活化剂与Ti之比，0.04。因为活化剂为25g/100ml，所以应加三乙基铝：⑶聚合时氢气用量计算H2在聚合过程中作分子量调节剂，产品熔融指数为MⅠ=2.0~6.0g/10min，在这里取MⅠ=3.8g/10min。由加氢量与熔体流动速率关系知：上式中：MI¾熔体流动速率，g/10min；[H2]¾液体丙烯中H的摩尔百分率。代入数据得又由于则⑷聚合时第三组分DDS的用量密度r=1.070-1.

3、080g/ml（25℃），这里取r=1.08，分子量为244.4。一般来说丙烯为8m3时，DDS为250ml，则丙烯为9-10m3时，DDS为281.5ml。故质量为⑸进入聚合釜反应丙烯的质量在30℃时，时，（其中K为装料系数，V为反应釜体积）⑹聚合回收损失的丙烯气体投入丙烯的理论量为4410kg，则生成聚丙烯的量为其中70%为转化率聚合回收损失的丙烯气体（损失的丙烯气体）为：⑺进入闪蒸釜中的丙烯查《化学工艺设计手册》知：等规聚丙烯的密度r：0.92~0.94，这里取，则聚合釜内PP的体积为而聚合釜的总体积V0为12m3，

4、则聚合釜剩余的体积V2为采用高压回收，聚合釜中回收后，压力为1.2MPa，温度为50℃通过闪蒸釜后残压为0.3MPa，温度为40℃，由知故进入闪蒸釜的丙烯的量为进入闪蒸釜中的丙烯m3为⑻聚合高低压回收的丙烯气体的量回收的气体丙烯的质量m4为则聚合高低压回收的气体丙烯m5为⑼聚合过程损失的聚丙烯的量由设计任务书知，全装置总收率按91%计，聚合及回收等损失：聚丙烯¾1.6%；闪蒸聚丙烯¾1.8%；包装损失聚丙烯¾1.8%。故聚丙烯的实际产量m6为聚合过程损失的聚丙烯的量为⑽聚合生成的聚丙烯的量（即进入闪蒸釜的聚丙烯的量）为综上

5、所述，聚合釜物料衡算结果如表4-1所示。表4-1聚合釜物料衡算表物料名称进料（kg）出料（kg）丙烯4752催化剂0.28150.2815活化剂0.1245430.124543DDS0.304020.30402H20.4020.402釜内生成的聚丙烯3035.657高压回收丙烯低压回收丙烯聚合回收损失丙烯68.178损失聚丙烯51.343进入闪蒸釜丙烯合计4753.1124753.1124.1.4闪蒸过程的物料平衡计算（采用14m3的闪蒸釜）图4.2闪蒸过程过程流程草图①¾进入聚合釜的PP；②¾进入聚合釜的丙烯；③¾损失的

6、PP；④¾损失的丙烯；⑤¾闪蒸釜内N2；⑥¾损失N2；⑦¾损失的丙烯；⑧¾从闪蒸釜回收丙烯；⑨¾出闪蒸釜的PP；⑩¾回收N2⑴进入聚合釜的PP：⑵进入聚合釜的丙烯：⑶损失的PP：⑷损失的丙烯：⑸充入闪蒸釜内N2的量的计算未通入N2时，闪蒸釜压为-0.066MPa（表压），故此刻闪蒸釜内丙烯的压力为0.1-0.066=0.034MPa。令充入N2后，表压为，则实际压力为0.22MPa⑴一次充入N2则釜内充入N2后压力为则的可燃气含量百分比泄压至-0.066MPa，内含丙烯气体压力为N2的压力为⑵二次充入N2即釜内充入N2后压

7、力则此时的可燃气含量百分比泄压至-0.06MPa，内含丙烯的压力为N2压力为⑶三次充入N2釜内充N2后压力为0.186MPa此时，的可燃气含量百分比，符合可燃气体体积分数要求。⑷充入闪蒸釜内的N2的压力为充入闪蒸釜的N2的质量为⑸完成置换时闪蒸釜内的温度为35℃，此时PP的密度为920kg/m3。则釜内丙烯气体的体积为⑹损失N2的质量为⑺损失的丙烯的质量为⑻从闪蒸釜内回收丙烯的量⑼出闪蒸釜的PP的量为⑽回收N2的质量为综上所述，闪蒸釜的物料衡算结果所表4-2所示。表4-2闪蒸釜的物料衡算表物料名称进料（kg）出料（kg）丙

8、烯气体聚丙烯3035.6572977.896N2的质量64.91847.234损失的丙烯气体0.0265损失的PP57.761损失的N217.684合计4.2工艺流程设计4.2.1生产过程及主要工序组成⑴液相本体法聚丙烯生产的主要工序由四个部分组成：丙烯气体的精制→丙烯的聚合→闪蒸→尾气处理⑵生产过程示