年产10万吨聚丙烯聚合工段工艺设计

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1、设计总说明聚丙烯是丙烯单体聚合而形成的高分子聚合物。它作为一种高分子塑料，在现代工业生产中占有重要的地位，是五大通用合成树脂(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和ABS树脂)之一。聚丙烯性能优异，用途广泛，近年来国内的产量增长也很快，是生产发展速度最快的塑料品种之一。本文主要概述了国内聚丙烯工业的研究发展，包括聚丙烯市场的供求情况，聚丙烯的分类及其生产工艺的简单介绍，从中选定Spheripol工艺作为年产10万吨聚丙烯生产工艺设计项目的参考。介绍了Spheripol工艺的工艺流程，然后，用收集的工艺参数科学地进行工艺物

2、料衡算、能量衡算、主要生产设备选型。此外，制定了生产安全和环境保护的规条，绘制了生产工艺流程图。通过本设计，可以对环管法聚丙烯合成车间工艺及聚合工段设计有一个初步的认识和了解，了解到环管法聚丙烯合成的基本流程。关键词：聚丙烯；Spheripol工艺；设计；衡算；选型目录1综述11.1聚丙烯简介11.2聚丙烯基本性能11.3聚丙烯工业发展概况及前景21.4国内聚丙烯产业存在的主要问题41.5国内聚丙烯产业未来发展方向52工程设计条件62.1设计原则62.2设计任务63生产工艺的选择73.1生产工艺简介73.1.1浆液法7

3、3.1.2液相本体法73.1.3本体-气相组合法73.1.4气相法83.2选择生产工艺93.3工艺原理103.4Spheripol工艺流程草图113.5工艺流程概述123.5.1聚合区工艺123.5.2造粒区143.5.3包装区143.5.4循环水场143.6催化剂的选定154物料衡算164.1设计条件164.1.1全套装置工艺参数164.1.2丙烯进料量164.2催化剂用量174.3氢气用量174.4原材料消耗定额174.5小环管的物料衡算184.6大环管反应器的物料衡算194.7闪蒸罐的物料衡算205热量衡算215

4、.1计算依据215.2小环管的热量衡算225.3大环管反应器的热量衡算246设备选型256.1设备选型原则256.2小环管的选型266.2.1小环管的工艺参数266.2.2主要作用266.2.3选型266.3大环管反应器的选型276.3.1大环管反应器的工艺参数276.3.2特点276.3.3选型及结构276.4闪蒸罐的选型286.5汽蒸罐的选型296.6袋式过滤器的选型307工厂选址和总平面布置327.1选厂指导方针327.2选厂一般要求337.4平面布置的原则347.5厂房布局358生产安全与环境保护358.1生产

5、安全358.1.1生产工艺的安全措施368.2环境保护378.2.1环境保护设计依据378.2.2三废治理378.2.3噪声控制38总结39致谢40参考文献4144年产10万吨聚丙烯聚合工段工艺设计44年产10万吨聚丙烯聚合工段工艺设计1综述1.1聚丙烯简介聚丙烯俗称PP料，是由丙烯在催化剂的作用下聚合而成的一种热塑性塑料。它的分子结构与聚乙烯相似，但是碳链上相间的碳原子带有一个甲基(–CH3)。聚丙烯的分子结构式为：-[-H2C—CHCH3-]-n，有等规、无规和间规三种构型，工业产品以等规物为主。聚丙烯比聚乙烯稍微

6、要脆一些，熔融温度为160°C。聚丙烯也包括丙烯和少量乙烯共聚物在内。聚丙烯通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化，故熔点高达167℃，耐热，制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/cm3，是最轻的通用塑料。耐腐蚀，抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。聚丙烯可以用注塑、吹塑、挤出、模压、真空成型等方法加工，注塑成型是最主要的加工方法。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。聚丙烯最大的缺点是耐老化性能比聚乙烯差，但是可以在聚丙烯塑料中添加抗氧化剂和紫

7、外线吸收剂来改善。由于聚丙烯制品具有重量轻，抗冲击强度高、耐环境（耐高低温、耐污染、耐潮湿、耐老化）性能好，长寿命等优点。所以其应用范围不断的扩大，逐渐取代金属和其他塑料、木材、化学纤维等，用于包装、运输、纺织、建材、家具、家电、日用品等诸多领域。因此今后十年聚丙烯的需求将继续保持高速增长的态势，并且在纺织纤维、薄膜、注塑制品、管材等领域有很好的前景[1]。1.2聚丙烯基本性能[2]物理性能聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90~0.91克/立方厘米，是目前所有塑料中最轻的品牌之一。它对水特别

8、稳定，在水中24h的吸水率仅为0.01%，分子量约8~15万。成型性好，但因收缩率大（为1%~2.5%）。制品表面光泽好，易于着色。力学性能聚丙烯的结晶性高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其屈服、拉伸、压缩强度和硬度、弹性等都比HDPE高，但在室温及低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲力强度较差，分子量增大时，冲击强度也