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Amoco气相聚丙烯工艺 设计报告 XXX 浙江大学聚合反应工程国家重点实验室 年月日 一、项 目背景 1 二、Amoco气相聚丙烯工艺简介 2 2.1 工艺与反应器简介 2 2.1.1 工艺简介 2 2.1.2 反应器简介 3 2.2 工艺特点 4 2.2.1 采用高活性催化剂 4 2.2.2 独特的反应器设计 4 2.2.3 生产各种范围的优质产品的能力 5 2.2.4 切换迅速、过渡料少 5 2.2.5 环境清洁、操作安全 6 2.2.6 产品质量稳定 6 三、工艺控制特点 7 3.1 控制模型的建立 7 3.2 工艺的关键控制 10 四、反应器特点 14 4.1 反应器结构特点 14 4.2 搅拌器结构特点 15 五、中试工艺设计计算书 17 5.1 物料与热量衡算 17 5.2 工艺设计与控制 18 六、反应器设计说明与设计计算书 20 七、总结 21 一、项 目背景 自从本世纪50年代Ziegler-Natta催化剂发现以来，聚烯烃已发展成为 所有热塑性塑料中最大的品种，这除了由于烯烃原料单体易得、聚烯烃 高性能价格比外，更重要的是由于聚烯烃催化剂的不断更新，使聚烯烃 发展速度一直是合成树脂中最快的一类。聚烯烃催化剂的发展更是简化 了工艺、降低了成本，而且还提高了产品的性能。 70年代中期，Amoco公司开发成功了以卧式搅拌床为气相聚合反应 器的丙烯聚合工艺。Amoco气相聚丙烯工艺具有流程简单、占地少，设 备台数少、投资省、能耗低，三废排放少、操作费用低等突出的优点， 是 目前世界上最先进的工艺之一。目前，国内已经有燕山石化和扬子石 化引进了Amoco 200kt/a聚丙烯装置。 中试装置建设的目的是实现实验室研究成果倒工业生产装置的成功 放大，同时也可以更好地理解工业生产中地运行规律。具体地说，进行 中试研究是为了掌握实验装置与生产装置之间的流动、混合、传热、浓 度和温度分布、停留时间分布、壁效应等的差别对反应过程与产品质量 的影响。 本项 目的目的是以Amoco气相聚丙烯工艺为基准，在中试装置分析 的基础上建立完整的装置和主要工艺设备的物料平衡和工程数据采集方 法，同时对中试装置和工业装置数据进行对比分析，提出中试数据到工 业生产的具有实用价值的放大方法，使中试研究结果能为工业生产提供 依据。 二、Amoco气相聚丙烯工艺简介 2.1 工艺与反应器简介 2.1.1 工艺简介 Amoco气相聚丙烯技术于1979年实现工业化，采用该工艺已经建成 的聚丙烯装置的全球生产能力已经达到2000kt/a ，其工艺流程如图2.1所 示。该工艺主要包括两个卧式搅拌床气相反应器、催化剂进料、粉末分 离与输送、气锁系统、粉料脱活及干燥、尾气压缩、挤压造粒、粒料掺 合与贮存、原料精制及公共单元等。 图2.1 Amoco气相聚丙烯工艺流程图 主催化剂、助催化剂和给电子体以及经过脱硫，脱COS、AS，脱 氧，脱水等精制后的丙烯原料，加入到两个聚合反应器中，乙烯和氢气 根据牌号不同加入到第1/第2反应器，进行连续气相聚合反应。反应温 o 度为50～90 C ，压力为2.31MPa 。反应热由喷洒到粉末床层的循环液态 丙烯 （极冷液）气化吸热带走。蒸发的反应气由旋风分离器将粉末和气 体分离，粉末由喷射器重新送回聚合反应器中，气体则由顶部冷凝器进 行部分冷凝，从而控制反应器压力。冷凝液和未冷凝气体在顶部分离器 中分离。冷凝液由淬冷液泵打回聚合反应器，未冷凝气体由循环气压缩 机送回反应器底部。补充的新鲜丙烯进入顶部分离器，分子量调节剂则 在循环气压缩机入口处加入。 在一定的氢气浓度下，实现产品的分子量控制，通过调整催化剂进