年产万吨聚丙烯液相本体法聚合车间工艺设计分析.docVIP

物料衡算 ⑴ 聚合时所用催化剂CS-2的用量计算 催化剂CS-2外观褐色细颗粒，活性指标：≥20000Gpp/gTiCl3，查RTiCl3/PP（质量）取值为（40~60ppm），即TiCl3/PP≤50ppm，则由公式 上式中：Wcat(催化剂的用量，kg； V(聚合釜容积，m3； K(装料系数，0.75； (丙烯在30℃时的密度，kg/m3； (钛烯比，ppm； 0.8(催化剂中TiCl3含量 ⑵ 聚合时活化剂的用量计算 上式中：WAL(活化剂的用量，kg； CTi(催化剂中TiCl3的含量，一般为80%的质量 CAL(浓的活化剂中Al（C2H5）2Cl含量，一般为98%； (AL(Al（C2H5）2Cl的分子量，114； (cat(TiCl3的分子量，134.5； RAL/Ti(活化剂与Ti之比，0.04。 因为活化剂为25g/100ml，所以应加三乙基铝： ⑶ 聚合时氢气用量计算 H2在聚合过程中作分子量调节剂，产品熔融指数为MⅠ=2.0~6.0g/10min，在这里取MⅠ=3.8g/10min。由加氢量与熔体流动速率关系知： 上式中：MI(熔体流动速率，g/10min； [H2] (液体丙烯中H的摩尔百分率。 代入数据得 又由于 则 ⑷ 聚合时第三组分DDS的用量 密度(=1.070-1.080g/ml（25℃），这里取(=1.08，分子量为244.4。一般来说丙烯为8m3时，DDS为250ml，则丙烯为9-10m3时，DDS为281.5ml。 故 质量为 ⑸ 进入聚合釜反应丙烯的质量 在30℃时，时， （其中K为装料系数，V为反应釜体积） ⑹ 聚合回收损失的丙烯气体 投入丙烯的理论量为4410kg，则生成聚丙烯的量为 其中70%为转化率 聚合回收损失的丙烯气体（损失的丙烯气体）为： ⑺ 进入闪蒸釜中的丙烯 查《化学工艺设计手册》知：等规聚丙烯的密度(：0.92(0.94，这里取，则聚合釜内PP的体积为 而聚合釜的总体积V0为12m3，则聚合釜剩余的体积V2为 采用高压回收，聚合釜中回收后，压力为1.2MPa，温度为50℃通过闪蒸釜后残压为0.3MPa，温度为40℃，由知 故进入闪蒸釜的丙烯的量为 进入闪蒸釜中的丙烯m3为 ⑻ 聚合高低压回收的丙烯气体的量 回收的气体丙烯的质量m4为 则 聚合高低压回收的气体丙烯m5为 ⑼ 聚合过程损失的聚丙烯的量 由设计任务书知，全装置总收率按91%计，聚合及回收等损失：聚丙烯(1.6%；闪蒸聚丙烯(1.8%；包装损失聚丙烯(1.8%。故聚丙烯的实际产量m6为 聚合过程损失的聚丙烯的量为 ⑽ 聚合生成的聚丙烯的量（即进入闪蒸釜的聚丙烯的量）为 综上所述，聚合釜物料衡算结果如表4-1所示。 表4-1 聚合釜物料衡算表 物料名称 进料（kg） 出料（kg） 丙烯 4752 催化剂 0.2815 0.2815 活化剂 0.124543 0.124543 DDS 0.30402 0.30402 H2 0.402 0.402 釜内生成的聚丙烯 3035.657 高压回收丙烯 低压回收丙烯 聚合回收损失丙烯 68.178 损失聚丙烯 51.343 进入闪蒸釜丙烯 合计 4753.112 4753.112 4.1.4 闪蒸过程的物料平衡计算（采用14m3的闪蒸釜） 图4.2 闪蒸过程过程流程草图 ①(进入聚合釜的PP；②(进入聚合釜的丙烯；③(损失的PP； ④(损失的丙烯；⑤(闪蒸釜内N2；⑥(损失N2；⑦(损失的丙烯； ⑧(从闪蒸釜回收丙烯；⑨(出闪蒸釜的PP；⑩(回收N2 ⑴ 进入聚合釜的PP： ⑵ 进入聚合釜的丙烯： ⑶ 损失的PP： ⑷ 损失的丙烯： ⑸ 充入闪蒸釜内N2的量的计算 未通入N2时，闪蒸釜压为-0.066MPa（表压），故此刻闪蒸釜内丙烯的压力为0.1-0.066=0.034MPa。令充入N2后，表压为 ，则实际压力为0.22MPa ⑴ 一次充入N2 则釜内充入N2后压力为 则的可燃气含量百分比泄压至-0.066MPa