精品年产15万吨聚丙烯生产工艺设计说明书毕业论文说明书Word格式文档下载.docx

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武汉工程大学化工与制药学院

摘要

本设计的内容是关于15万吨年聚丙烯的生产工艺设计，设计中包括工艺流程设计、物料衡算、能量衡算，设备选型，安全环保和经济技术评价。

在本文中比较详细的计算出来了原料的单位用量、产品的单位产量，由算得的换热面积选择出来适合本工艺的各种设备，按照选择的工艺设计出了工艺流程图和生产车间图样，并在最后编写了可行性研究报告、商业规划书和用户手册。

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：

聚丙烯工艺流程环管法物料衡算能量衡算

Abstract

Thisdesigncontentisabout150000tonsyearpolypropyleneproductiontechnologydesign,designincludingprocessflowdesign,materialcalculation,energycalculation,equipmentselection,safeenvironmentalprotectionandeconomictechnologyevaluation.Inthispaperadetailedcalculationoutofrawmaterials,productofdosageunitsunitoutput,isbytheprocessdesignoutoftheprocessflowdiagramandproductionworkshoppattern,andinthelastwrotethefeasibilitystudyreport,businessplanningbooksandusermanuals.

Throughthedesign,canHuanGuanmethodofpolypropylenesynthesisprocessandpolymerizationdesignworkshopsectioninapreliminaryunderstandingandknow,andunderstandtoHuanGuansynthesismethodofthebasicprocessofpolypropylene.

Keywords：

PolypropyleneprocessflowHuanGuanmethodmaterialcalculationenergycalculation

目录

摘要-2-

Abstract-2-

目录-3-

前言-6-

第一章文献综述-7-

1.1聚丙烯概述-7-

1.2聚丙烯的性质-7-

1.3聚丙烯工艺发展过程-7-

1.4几种主要聚丙烯工艺-9-

1.4.1Spheripol工艺……………………………………………………………………….-9-

1.4.2Hypol工艺………………………………………………………………………..….-9-

1.4.3Novolen工艺……………………………………………………………………….-10-

1.4.4Unipol气相工艺……………………………………………………………………-10-

1.4.5AmocoChiaso气相法工艺………………………………………………………-11-

1.5新型催化剂体系的优势-11-

1.5.1PP生产工艺的优化和改善………………………………………………………...-11-

1.5.2PP产品性能的改进和提高…………………………………………………….......-12-

1.5.3高刚性、高结晶度的产品………………………………………………………...-12-

1.5.4薄膜产品性能的改善……………………………………………………………...-12-

1.5.5纺粘纤维和熔喷纤维……………………………………………………………...-12-

1.5.6无规共聚物………………………………………………………………………...-13-

1.5.7抗冲击共聚产品…………………………………………………………………...-13-

1.6中国聚丙烯工业-13-

1.7展望-13-

第二章工艺流程设计-14-

2.1工艺原理-14-

2.2催化剂的选定-15-

2.3生产工艺的选定-15-

2.4工艺流程草图-17-

2.5工艺流程概述-17-

2.5.1聚合区工艺………………………………………………………………………...-17-

2.5.2造粒区……………………………………………………………………………...-20-

2.5.3包装区……………………………………………………………………………...-20-

2.5.4循环水场…………………………………………………………………………...-21-

第三章物料衡算-21-

3.1设计名称-21-

3.2设计条件-22-

3.2.1全套装置工艺参数………………………………………………………………...-22-

3.2.2丙烯进料量（按小时计算）…………………………………………………….-22-

3.3催化剂用量-22-

3.4R200小环管的物料衡算-23-

3.5氢气用量-24-

3.6R201大环管反应器的物料衡算-24-

3.7D301闪蒸罐的物料衡算-25-

3.8F301布袋过滤器的物料衡算-25-

3.9T301循环丙烯洗涤塔的物料衡算-27-

3.10D501汽蒸罐的物料衡算-28-

3.11T501水洗塔的物料衡算-28-

3.12D502干燥塔的物料衡算-29-

3.13造粒-29-

第四章热量衡算-30-

4.1计算依据-30-

4.2R200小环管的热量衡算-30-

4.3R201大环管反应器的热量衡算-32-

4.4D301闪蒸罐的热量衡算-33-

4.5D501气蒸罐的热量衡算-33-

4.6D502干燥罐的热量衡算-34-

第五章设备选型-35-

5.1R200小环管的选型-35-

5.1.1R200小环管的工艺参数…………………………………………………………..-35-

5.1.2主要作用…………………………………………………………………………...-35-

5.1.3选型………………………………………………………………………………...-35-

5.2R201大环管反应器的选型-36-

5.2.1R201大环管反应器的工艺参数…………………………………………………..-36-

5.2.2特点………………………………………………………………………………...-36-

5.2.3选型及结构………………………………………………………………………...-36-

5.3设备一览表-37-

第6章经济技术分析-38-

6.1市场分析和建设规模-38-

6.2工艺技术-40-

参考文献-41-

致谢-42-

前言

此次设计的题目：

年产15万吨环管法聚丙烯合成车间工艺及聚合工段设计，共分为五个部分：

文献综述、工艺流程设计、物料衡算、能量衡算以及设备框算。

文献综述介绍了聚丙烯的性能、生产工艺、晶型、产业发展现状、用途以及催化剂的选择。

工艺流程设计详细介绍了工艺原理、生产工艺的选择及催化剂的选用，着重叙述了聚合的工艺流程，使我们对整个生产过程有了充分的认识，还对装置及一些化学介质做了说明。

在物料衡算中，根据生产流程对主要设备的进出料情况做了衡算，确定进出设备的物料和设备内部各种物料的流动状况和组成。

在能量衡算中，由物料的流量、状态及性质做出热量的衡算，以及夹套水的用量，确定需要移走或补充的能量。

在设备框算中，则包括了车间内各主要单元的化工计算过程，确定各设备的有效容积、结构尺寸、传热面积等。

同时，根据设计的需要绘制了聚合工段的工艺流程图、循环丙烯洗涤塔的装配图、车间的平面布置总图、设备平面布置图和设备立面布置图。

本次设计虽然经过多次修改，但难免存在不妥之处，望各位老师在检查过程中给予纠正。

第一章文献综述

1.1聚丙烯概述

聚丙烯

英文名称:

Polypropylene

分子式:

[C3H6]n

简称:

PP

　　聚丙烯由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。

有等规物、无规物和间规物三种构型，工业产品以等规物为主要成分。

聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯共聚物在内。

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℃左右,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。

密度0.90gcm3,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。

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。

1.2聚丙烯的性质

聚丙烯无毒、无味，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。

适于制作一般的机械零件，耐腐蚀零件和绝缘零件。

常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，且可用于食具。

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。

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10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]

1.3聚丙烯工艺发展过程

1956年意大利化学家纳塔改进齐格勒催化剂[2]，成功地合成了结晶等规聚丙烯，开创了聚丙烯技术的新时代。

聚丙烯生产最初采用的是淤浆工艺，催化剂活性很低，生产规模很小，工艺冗长落后，设备复杂。

由于采用己烷等溶剂作稀释剂，不仅需要脱催化剂残渣和脱无规物工序，而且还需设置溶剂回收工序和设备。

因而使设备投资费用高，工厂占地的面积大，操作和维修人员多等一系列问题。

随着科学技术的进步和生产的发展，出现了溶剂工艺，即以某种溶剂作稀释剂将丙烯稀释，反应过程在液态下进行。

但此方法也存在缺点，如需要脱灰和脱无规物，需要溶剂回收工序和设备等，因而又研究出本体工艺。

这种工艺不需要专门的溶剂作为稀释剂，而是甩液态丙烯本身作稀释剂进行聚合反应。

若采用高活性催化剂，如日本三井油化公司[3]的高效高立体定向催化剂，则既可省掉脱灰脱无规物工序，又可省掉溶剂回收工序和设备。

此后，本体工艺进一步演变为液相本体和气相率体两种工艺。

到现在为止，气相工艺是最先进的流化床工艺。

聚丙烯是世界五大通用合