年产10万吨聚丙烯聚合工段工艺设计本科毕业设计论文.doc

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，近年来的产量增长很快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料衡算、能量衡算、主要生产设备选型此外，制定生产安全和环境保护的规条绘制工艺流程图。 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。 ：聚丙烯Spheripol工艺1 综述 1 1.1聚丙烯简介 1 1.2 聚丙烯基本性能 1 1.3聚丙烯工业发展概况及前景 2 1.4 国内聚丙烯产业存在的主要问题 4 1.5 国内聚丙烯产业未来发展方向 5 2 工程设计条件 6 2.1设计原则 6 2.2 设计任务 6 3 生产工艺的选择 7 3.1生产工艺简介 7 3.1.1浆液法 7 3.1.2液相本体法 7 3.1.3本体-气相组合法 7 3.1.4气相法 8 3.2选择生产工艺 9 3.3 工艺原理 10 3.4 Spheripol工艺流程草图 11 3.5工艺流程概述 12 3.5.1 聚合区工艺 12 3.5.2 造粒区 14 3.5.3 包装区 14 3.5.4 循环水场 14 3.6 催化剂的选定 15 4 物料衡算 16 4.1 设计条件 16 4.1.1 全套装置工艺参数 16 4.1.2 丙烯进料量 16 4.2 催化剂用量 17 4.3 氢气用量 17 4.4原材料消耗定额 17 4.5 小环管的物料衡算 18 4.6 大环管反应器的物料衡算 19 4.7 闪蒸罐的物料衡算 20 5 热量衡算 21 5.1 计算依据 21 5.2 小环管的热量衡算 22 5.3 大环管反应器的热量衡算 24 6 设备选型 25 6.1设备选型原则 25 6.2 小环管的选型 26 6.2.1 小环管的工艺参数 26 6.2.2 主要作用 26 6.2.3 选型 26 6.3 大环管反应器的选型 27 6.3.1大环管反应器的工艺参数 27 6.3.2 特点 27 6.3.3 选型及结构 27 6.4闪蒸罐的选型 28 6.5汽蒸罐的选型 29 6.6袋式过滤器的选型 30 7 工厂选址和总平面布置 32 7.1选厂指导方针 32 7.2选厂一般要求 33 7.4平面布置的原则 34 7.5 厂房布局 35 8 生产安全与环境保护 35 8.1 生产安全 35 8.1.1生产工艺的安全措施 36 8.2 环境保护 37 8.2.1环境保护设计依据 37 8.2.2三废治理 37 8.2.3噪声控制 38 总结 39 致谢 40 参考文献 41 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。聚丙烯比聚乙烯稍微要脆一些，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外线吸收剂来改善。 [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，冲击强度也随之增大。聚丙烯有突出的抗弯曲疲劳强度，如用聚丙烯注塑—体活动铰链，能承受七千万次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹，