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高分子合成工艺学
课 程 设 计
学 院: 化 学 化 工 学 院
题 目:
学生姓名:
专业班级:
指导教师:
2015年 月 日
实验装置图……………………………………………17聚丙烯生产开车方案………………………………18装置正常操作………………………………………19装置正常停工…………………………………………20
参考资料………………………………………………21
小结……………………………………………………22
设计内容及要求
一、设计题目
年产13万吨聚丙烯(环管法)运行方案的设计
二、设计任务
1、设计项目:聚丙烯生产运行方案的设计;
2、设计工艺:环管法液相本体聚合工艺;
3、设计产能:年产1万吨;
4、设计范围:生产工艺的正常开车,正常运行,正常停车。
三、工艺条件
R200:R201
预聚釜R200:=18℃,P=3.5MPa
环管高H=9m,体积V=0.46m3
物料流速=4m/s停留时间=4min
聚合釜R201:=70℃,P=3.2MPa
环管高H=m,体积V=m3,
物料流速=78m/s停留时间=1.5,
终点用密度控制射线检测
四、设计内容
1、聚丙烯的合成工艺
1.2多釜串联气液组合生产聚丙烯的仿真实验;
环管法气液组合聚合工艺的介绍
1.4多釜串联与环管法两种工艺的评价
2、环管法聚丙烯运行方案的设计
2.2设计原料的进料量;
2.3设计聚丙烯生产开车、停车方案;
2.4设计聚丙烯生产运行方案。
五、设计要求
1、给出聚合工艺的历史、现状及发展史;
2、给出环管法
3、给出环管法聚合工艺流程及工艺参数;
4、给出完整的开机方案、运行方案及停机方案。
ρmin=0.621g/cm3
当转化率为65%时:
ρmax=0.668g/cm3
故可得反应终点密度范围为:0.621g/cm3~0.668g/cm3
原料进料量
聚丙烯年产量为13万吨,按每年300天计算,则
t/h
根据反应方程式
取转化率为60%,则液态丙烯的进料为18.0556/0.6=30.0926t/h
再由进料比R200:R201
R200的进料量为:
R201的进料量为:
取催化剂的催化效率为:550kgPP/gTi,则需要Ti的量为:
主催化剂TiCl4的量为:
氢气用量为液态丙烯量的0.5%(体积),则
物料平衡表
进料量 t/h 出料量t/h R200:2.7357 聚丙烯:18.0556 R201:27.357 液态丙烯:12.037 3.3实验装置图
先用气态丙烯置换出系统中的氧气,降低系统中氧气浓度已达到实验条件要求。桶装的固体催化剂在装置内要用烃油和脂配制成混合均匀的催化剂膏,然后用液压操作的催化剂注入器加入反应器系统。助催化剂和给电子体分别用计量泵加入预聚合反应器,4种催化剂高效载体催化剂系统由A(Ti催化剂)、B(三乙基铝)及C(给电子体)、D(路易斯碱载于氯化镁载体)组成。在进入预聚合反应器之前先在D200内与接触混合活化,使不同的催化剂颗粒和单个催化剂颗粒内部具有相同的催化活性,然后用经换热器E200降温的低温丙烯将催化剂混合物带入预聚合反应器R200。R200预聚合反应器是一个小的环管反应器,在温度18oC,压力为3.5Mpa左右下,催化剂被生成的少量聚丙烯包裹,以提高催化剂颗粒的机械强度,避免在主反应阶段因强度聚合反应而使催化剂颗粒破碎。预聚合也能显著提高催化剂的活性。预聚合后的催化剂淤浆进入环管反应器R201,在此加入单体丙烯和调节分子量的氢气。一部分的丙烯进行了聚合,余下的丙烯仍为液态而作为固体聚合物的稀释剂。循环泵P201使淤浆高速循环并混合均匀,以防止固体沉积和改进传热效果。P202输送循环水,控制聚合反应温度为70℃左右,反应的压力为3.2Mpa,。
3.4聚丙烯生产开车方案
3.4.1 丙烯置换
1).R200置换
(1)现场启动气态丙烯进料阀P0P2010
(2)开FIC200阀,将气态丙烯引入R200
(3)当PI达0.5MPa时,关FIC200阀
(4)开现场火炬A0A2200和P0P2000放空
(5)放至0.05MPa,关现场火炬A0A2200和P0P2000
2).R201置换
(1)开FIC201阀,将气态丙烯引入D201
(2)当PIC201达0.5MPa时,关FIC201
(3)开现场火炬A0A2010和P0P2010放空
(4)放至0.05MPa,关现场火炬A0A2010和P0P2010
3.4.2 升压
1).R200升压
(1)
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