1500吨年聚丙烯排水管生产车间工艺设计.doc
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1500吨/年聚丙烯排水管生产车间工艺设计
目录
一、前言…………………………………………………………………2
（一）PP的发展史……………………………………………………………2
（二）PP管的优点……………………………………………………………2
（三）PP管的市场需求………………………………………………………3
二、工艺设计……………………………………………………………3
（一）设计原则………………………………………………………………3
（二）设计依据………………………………………………………………3
（三）PP排水管规格…………………………………………………………6
（四）PP管配方………………………………………………………………6
（五）生产方法选择…………………………………………………………10
（六）生产工艺流程…………………………………………………………10
（七）工艺计算………………………………………………………………11
（八）设备选型和台数计算…………………………………………………12
（九）热量衡算………………………………………………………………19
（十）生产工艺参数…………………………………………………………19
（十一）产品质量指标………………………………………………………19
（十二）常见不正常现象原因分析及解决办法……………………………21
三、车间布置……………………………………………………………22
四、安全与环保…………………………………………………………23
（一）采暖……………………………………………………………………23
（二）通风……………………………………………………………………23
（三）三废治理和环境保护…………………………………………………23
五、参考文献……………………………………………………………24
一、前言
（一）PP的发展史
１９５５年意大利的Ｎａｔｔａ教授首先合成等规聚丙烯，使用的是Ｚｉｅｇｌｅｒ催化剂。
１９５７年意大利蒙特卡帝尼公司利用其成果在Ｆｅｒａｒａ建造第一个生产聚丙烯的工业化装置，年产量为６０００ｔ。
同年美国Ｈｏｅｃｈｓｔ公司建成年产量为９０００ｔ的聚丙烯装置。
到１９６２年德国、日本、法国都相继工业化生产聚丙烯。
聚丙烯是热塑性塑料中发展最快的，到１９８８年世界ＰＰ生产总量已达１００万吨，在纤维、薄膜、注射模塑制品，包装中都有广泛的用途。
（二）PP管的优点
1.耐腐蚀性：
一般用于腐蚀性液体的输送，能耐大多数化学物品的腐蚀，可在很大的范围内承受PH值范围在1-14的高浓度酸和碱的腐蚀，并且具有良好的长期稳定性！
2.卫生性能：
PP管材分子中仅有碳、氢元素，无毒无味，卫生性能可靠。
符合GB/T17219规定。
3.耐热保温：
PP管长期使用温度可达100-110℃度左右，导热系数仅为钢管的1/200，故有较好的保温性能。
4.连接可靠：
PP管道故障率,与非塑料材料相比,要低得多。
管道热熔接口的强度高于管材本体，接缝不会由于管道移动或载荷的作用而断开。
5.方便施工PP管道质量轻，塑料管路系统重量还不到金属的1/7，焊接工艺简单，安装更迅捷，施工方便。
6.节能省时：
PP管内表面比铸铁管光滑的多、摩擦系数小、流体阻力小、可降低输水能耗5%以上，综合节能好，制造能耗降低75%。
管道工程综合造价低，满足复杂的工艺管道，也能在较狭小空间内以最少代价安装。
无污染的管路系统确保了系统有更长的服务年限，缩短了停止运转的时间，节省服务成本，降低维护费用。
7.耐磨损、不结垢：
PP管及管件内壁均匀光滑，流动阻力小并且不结垢。
-在输送矿砂泥浆时，PP管的耐磨性是钢管的4倍以上。
8.减小振动和噪声：
PP管具有优良的隔声性能，可显著减少由液体流动引起的振动和噪声。
9.防冻裂：
PP材料弹性优良使得管材和管件截面可随着冻胀的液体一起膨胀而不会胀裂。
10. 防结露，热损失少：
PP材料为不良热导体，可减少结露现象并减少热损少。
11.长久的使用寿命-----在额定温度、压力状况下，PP管道可安全使用50年以上。
（三）PP管的市场需求
近年来，塑料管材的应用领域在不断的扩大，特别是建筑用管材在我国发展很快，为塑料管材的发展创造了良好的机会。
为了进一步节约能源和利于环保，国家将大力推广化学建材作为一项重要的国家产业政策。
在塑料管道方面，逐步以新型优质的塑料管道代替原有的金属或其他管材是必然的发展趋势。
近10年，我国塑料管道在化工建材大发展的背景下经历着高速发展。
2010年全国塑料管道产量超过800万吨，其中广东、浙江、山东占据产量的42%。
塑料管道在多个领域相对传统金属管、混凝土管都具备较多优势，因此获得了较多地区的推荐使用。
有专家分析，中国塑料管道在目前管道市场中占有率已超过30%。
中国塑料加工工业协会塑料管道专业委员会最近发布的《中国塑料管道行业“十二五”期间（2011~2015）发展建议》提出，“十二五”期间，塑料管道生产量的速度增长将保持在10%左右，到2015年，预期全国塑料管道产量将超过1320万吨，塑料管道在全国各类管道中市场占有率超过50%。
聚丙烯管材是塑料管材中重要的品种之一，在建筑、农业、输水工程，以及工业领域已获得广泛的应用。
在德国，室内安装用的上、下水管材全部采用塑料管，其中，PP管占很高的份额。
是因为PP管是耐磨性和在火灾情况下的燃烧无害性；在辐射采暖系统中站28%，远大于铝塑复合管的14%，氧化聚氯乙烯管（cPVC）是13%，目前在我国的上海市，在给水系统中聚丙烯管已成为仅次于硬聚氯乙烯（PVCv）的主要管材之一。
另外，由于聚丙烯完全无毒，管材和管件配套性好，施工方便等突出优点，更利于取代金属管工作和推广。
二、工艺设计
（一）设计原则
树立绿色化学，绿色化工，绿色材料意识和创新观念。
要做到产品的成本尽可能低，原材料和主要材料的供应尽可能的方便，尽可能节约能源，处理好工业三废，保证生产技术的先进性及成熟程度。
合理选择厂址，生产工艺及设备，尽量选用国产设备和标准设备。
提高生产自动化程度，机械化程度，节约劳动力，重视环境保护，保障安全生产，充分利用原材料，机械设备等各种资源。
（二）设计依据
1、依据广东石油化工学院高分子材料与工程专业课程设计任务书，及老师要求。
2、依据中华人民共和国城镇建设行业标准CJ/T278-2008
A、聚丙烯混配料
生产管材、管件的原材料应以聚丙烯（PP）树脂（均聚聚丙烯或共聚聚丙烯）为主，加人必要的添加剂。
B、回用料
原料中允许加人满足本标准性能要求的本厂回用料，加人量不得大于500，不允许使用外部回用料和再生料。
C、聚丙烯原料物理性能应符合表1规定。
表1原料的物理性能
项目
指标
熔体质量流动速率（230℃,2.16kg）/（g/10min）
MFR≤3.0
氧化诱导时间OIT（200℃）/min
≥8
静液压试验
80℃（140h）
均聚聚丙烯，6.0MPa
管材、管件在试验期间不破裂、不渗漏
95℃（1000h）
均聚聚丙烯，3.5MPa
1）仅适用于BD管材原料。
D、密封圈
密封圈的规格要求应符合HG/T3091的要求。
当温度大于40℃时推荐使用三元乙丙橡胶（EPDM）。
E、产品分类
a、本标准采用的管系列数为S20,S16和S14o
b、应用选择
管材的应用选择应符合表2规定。
公称外径d/mm
管系列
应用领域
32-315
S20
B
75-315
S16，S14
B、BD
注:
"B'，用于建筑物内重力污、废水排放;"BD”除了用于建筑物内重力污、废水排放，还能用于建筑物埋地管。
F、要求
a、颜色
管材、管件颜色一般为灰色、黑色或白色，色泽应均匀一致，其他颜色供需方可协调生产。
b、外观
管材、管件的内外表面应清洁、光滑，不允许有气泡、明显的划伤、凹陷、杂质、颜色不均等缺陷。
管材端头应平整，并与管轴线垂直。
管材尺寸
c、外径
平均外径dem应符合表3的要求。
表3平均外径
公称外径dn
平均外径dem
平均外径最小值dem，min
平均外径最大值dem，max
32
32.0
32.3
40
40.0
40.3
50
50.0
50.3
63
63.0
63.3
75
75.0
75.4
90
90.0
90.4
110
110.0
110.4
125
125.0
125.4
160
160.0
160.5
200
200.0
200.6
250
250.0
250.8
315
315.0
316.0
d、管材长度
管材长度一般为4000mm或6000mm，其允许偏差为0mm-40mm，也可由供需方协商确定。
e、倒角
α、管端倒角的角度应与管轴线成15°-45°之间，管端的保留壁厚应至少是最小壁厚的1/3。
β、管端无倒角时，管端应去毛边。
f、壁厚
壁厚e应符合表4规定，任一点壁厚不小于emin，平均壁厚em小于或等于规定的em，max。
表4壁厚单位为毫米
公称外径
dn
壁厚
管系列
S20
S16
S14
emin
em，max
emin
em，max
emin
em，max
32
1.8
2.2
1.8
2.2
1.8
3.0
40
1.8
2.2
1.8
2.2
1.8
3.0
50
1.8
2.2
1.8
2.2
1.8
3.0
63
1.8
2.2
2.0
2.4
2.2
3.1
75
1.9
2.3
2.3
2.8
2.6
3.1
90
2.2
2.7
2.8
3.3
3.1
3.7
110
2.7
3.2
3.4
4.0
3.8
4.4
125
3.1
3.7
3.9
4.5
4.3
5.0
160
3.9
4.5
4.9
5.6
5.5
6.3
200
4.9
5.6
6.2
7.1
250
7.7
8.7
315
9.7
10.9
（三）PP排水管规格
表5PP排水管规格
管系列
外径d/mm
管材长度L/mm
壁厚e/mm
环刚度KN/m2
S16
160
4000
5.2
≥4.0
（四）PP管配方
表6PP管配方
原料
份数
均聚聚丙烯（PP）
HDPE
抗氧化剂1010
DLTP
炭黑
碳酸钙
100
20
0.4
0.2
0.5
10
1、原料、配方说明
A、PP
聚丙烯（PP塑料）是继尼龙之后发展的又一优良树脂品种，它是一种高密度、无侧链、高结晶必的线性聚合物，具有优良的综合性能。
未着色时呈白色半透明，蜡状；比聚乙烯轻。
透明度也较聚乙烯好，比聚乙烯刚硬。
比重：
0.9-0.91克/立方厘米。
成型收缩率：
⒈0-2.5%。
成型温度160-220℃。
干燥条件，物料性能密度小，强度刚度，硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨易老化.适于制作一般机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件。
成型性能：
⒈结晶料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解.⒉流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔.凹痕，变形.⒊冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注
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