聚丙烯粉末制造车间工艺设计(编辑修改稿)

聚丙烯粉末制造车间工艺设计(编辑修改稿)内容摘要：

33 离心机的最大体积流量 34 离心机的台数 35 第 6 章 原材料消耗定额及消耗量 36 公用工程消耗定额及消耗量 37 第 7 章 车间成本估计 38 第 8 章 环保及安全措施 39 三废排 放及处理方法 39 安全措施 39 第 9 章 结 论 40 参考文献 41 致 谢 42 附 录 42 沈阳工业大学专科生毕业设计（论文） 1 第 1 章 总 论 概述 聚丙烯性能 聚丙烯 （ 英文名称 :Polypropylene）是一种半结晶性的热塑性塑料，是由丙烯单体在催化剂的作用下经聚合反应制的得。 具有 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。 具有良好的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 . 适于制作一般机械零件 ,耐腐蚀零件和绝缘零件。 聚丙烯（ PP）因其具有 的 良好 性能 ，加之原料价格低廉，来源丰富，使其应用在近些年来得到了迅猛的发展，随着聚丙烯工业的突飞猛进，它已成为五大工程塑料中居于重要位置的一个品种。 聚丙烯国内外 发展史 1954年 德国化学家 Zieglar于 1953年用三氯化钛 三乙基铝做催化剂，在低压下使乙烯聚合得到高密度聚乙烯树脂。 Ziegler将该技术转让给意大利蒙埃公司，在此基础上，于 1954年首次用三氯化钛 氯二乙基铝组成络合催化 剂，并用其成功地合成了高结晶性、立体等规的聚丙烯，并创立了定向聚合理论。 1983年，美国联合碳化物公司开发了 Unspool聚丙烯工艺技术，并实现了工业化生产。 此后，世界上一些大的化工公司相继成功地开发出自己的聚丙烯生产技术。 沈阳工业大学专科生毕业设计（论文） 2 我国聚丙烯工业起步较晚。 1962 年完成室内试验工作后，北京化工研究院开始研制聚丙烯的生产技术。 1964 年取得了较好的实验结果， 1965 年建成年产60t 连续聚合聚丙烯中试装置。 1964 年兰州化学工业公司从英国威克斯吉玛公司引进 5000t/a 溶剂法聚丙烯装置， 1970 年投产生产均聚产品。 20 世纪 80 年代初，随着我国石化工业的迅速发展，聚丙烯的生产也得到巨大发展。 从 1983年南京扬子石化公司从日本引进本体法高效催化剂聚丙烯装置开始，我国陆续引进了十几套采用第三代高活性、高等规度催化剂的聚丙烯生产工艺。 20世纪 90 年代，我国聚丙烯工业又有新的发现，利用蒸汽裂解装置，以炼厂的丙烯为原料，建成 20多套聚丙烯装置，使聚丙烯成为我国发展最快的一种聚合树脂。 目前，我国共有聚丙烯生产装置近 100 套。 在未来几年内，我国聚丙烯表现消费量依然会保持较高增速，进口量将会增大，聚丙烯产业在我国的前景非常 广阔。 国内生产情况 我国聚丙烯工业目前已经基本上形成了溶剂法、间歇式液相本体法、液相本体 — 气相法、气相法等多种生产工艺并举 , 大中小生产规模共存的生产格局。 现在大型聚丙烯生产装置以引进技术为主 ,中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为主。 20xx20xx 年中国 PP 能力将增加 400 万吨 /年，此期间内需求将增长 60 万吨 /年。 扩能的产量将使中国理论上的 PP自给率达到 80%85%，然而，在实际上由于成本问题和原料的适用性，中国国内的 PP 开工率仍将大大低于 PE 的开工率。 这意味着，中国在 20xx20xx 年仍将进日 200 万 — 400 万吨 /年 PP,20xx20xx年基本进口 200 万吨 /年， 20xx20xx 年将加速 20xx 年上半年中国进日了 235 万吨 PP。 中国 PP 消费预计以年均约 7%的速度增长， 20xx 年将超过 1400 万吨 /年，到 2018 年将达到 1770 万吨 /年。 最近建成的 PP 项日包括福建建炼油石化公司在泉州的 40 万吨 /年装置。 中石化沙伯天津石化公。 司在天津的 45 万吨 /年装置。 辽宁华锦化学集团在盘锦的 22 万吨 /年装置；中石油在独山 r的 5:5 万吨 /年装置；陕西延长石油公司在洛川的 20 万吨 /年装置；中石化 在湛江的 14 万吨 /年装置。 至少有 12 套以上装沈阳工业大学专科生毕业设计（论文） 3 置总能力为 340 万吨 /年预期将在 20xx 年在中国建设，这将使中国 PP 能力提高到约 1500 万吨 /年。 20xx 年国内新增聚丙烯项目 聚丙烯的生产方法 目前，全球 PP 的生产工艺主要有淤浆法、液相本体法和气相法工艺。 其中本体法工艺仍占主要地位 ， 气相法生产工艺因其生产流程简单，单线生产能力大，投资省而备受青睐，发展迅速。 而传统的浆液法工艺的比例正在逐步减少。 近年来，随着催化剂技术的进步和市场对新产品需求的不断增加，世界各大 PP生产厂家除不断地改进已经 工业化的生产工艺外，还开发出了一些创新性的新的生产工艺技术。 (1)Spherizone 工艺 利用 多区循环反应器技术，是日前世界上最新颖、最先进的 PP 生产工艺。 该工艺采用气相循环技术，采用齐格勒纳塔催化剂，可生产出保持韧性和加工性能的同时又具有高结晶度和刚性的更加均一的聚合物。 它可在单一反应器中制得高度均一的多单体树脂或双峰均聚物。 即循环反应器有 2 个互通的区域，不同的区域起到其它工艺中的多个气相和淤浆环管反应器所起的作用。 这 2 个区域能生产具有不同相对分子质量和 /或单体组成分布的树脂，进一步打一大了PP的性能 范围。 (2)Borealis 工艺 工艺源于北星双峰聚乙烯生产工艺，工艺采用与其相同的环管和气相反应器，采用齐格勒纳塔催化剂，也可以使用正在中试中的单活性中心催化剂。 采沈阳工业大学专科生毕业设计（论文） 4 用双反应器即环管反应器串联气相反应器生产均聚物和无规共聚物，再串联 1台或 2台气相反应器则可生产抗冲共聚物产品。 (3)超临界聚合工艺 传统的丙烯聚合温度在临界点以下，为防止轻组分 (如氢气、乙烯等 )生成气泡，聚合温度一般控制在 70 一 80℃ ，而且高于这个温度也会使催 化剂失活。 采用超临界聚合反应工艺，操作温度一般在 93 一 100℃ ，得到的 PP以颗 粒形式存在。 另外，反应器在超临界条件下操作，可增加生产不同品级 PP的灵活度，通过不加氢气或加少量氢气，生成极高相对分子质量的聚合物，且相对分子质量分布窄。 产品具有高弹性或高结晶性和高挠曲模量，可呈双峰分布。 超临界聚合反应工艺具有反应器壁不易挂胶、传热效果好、反应器生产效率高、便于用氢气调节相对分子质量等优点，丙烯在超临界状态下可以将大量的氢气加人到反应器内而不会在反应器的叶片中产生气穴，同样也可将共聚单体按所需量加人到反应器中。 聚丙烯的用途 我国 PP产品主要用于生产编织制品、薄膜制品、注塑制品 、纺织制品等。 (1)薄膜制品 聚丙烯薄膜制品透明而有光泽，对水蒸气和空气的渗透性小，它分为吹膜薄膜、流延薄膜、双向拉伸薄膜。 (2)注塑制品 可用于汽车、电气、机械、仪表、无线电 、纺织、国防等工程配件，日用品周转箱，医疗卫生 器材，建筑材料。 沈阳工业大学专科生毕业设计（论文） 5。 (3)挤塑制品 可做管材、形材、单丝、渔用绳索。 打包带、捆扎绳、编织袋，纤维，复合涂层，片材，板材等。 吹塑中空成型制品各种小型容器等。 (4)其它 低发泡、钙塑板，合成木材，层压板，合成纸，高发泡可作结构泡沫体。 沈阳工业大学专科生毕业设计（论文） 6 发展前景和建议 世界各大公司为了提高聚丙烯产品在市场中的竞争力，都在致力于新生产工艺、新型催化剂和新产品的研究开发。 我国目前 PP工业的技术水平及生产能力与国外相比还存在一定的差距，主要是生产规模偏小、集约化程度低、产品档次和附加值低、市场竞争力差等。 因此我国聚丙烯工业应当在如下方面做出努力； 首先，要在过去的生产工艺基础上研发新工艺，提高生产能力；其 次，在催化剂的改进方面要深入研究，尽可能提高催化剂在反应中的活性。 再次，多开发新产品，尤其是特殊性能牌号产品的研发，从而弥补国内聚丙烯产业的不足，以促进所料和树脂行业的快速发展。 设计原则依据及范围 设计原则 本设计按以下原则进行： (1)遵守国家有关法律及法规； (2)立足国内， 深入研究 和 全面 消化国外引进的设备和工艺； (3)力求生产技术先进，经济合理，实施可行，安全可靠； (4)防止环境污染，保护生态平衡 ，有利于可持续发展。 设计依据 (1)学 校发的设计任务书； (2)辽化 54生产装置技术资料； (3)原材料，半成品，成品规格，质量指标参照辽化企业标准执行； (4)设备设计， PI 图绘制规范按辽化设计院规范执行。 设计范围及深度 (1)设计范围 本设计包括聚合，精制，干燥工段的设计。 (2)设计深度 本设计深度为初步设计。 沈阳工业大学专科生毕业设计（论文） 7 生产规模 本装置生产规模 本装置生产规模为 107 千克 /年聚丙烯粉末。 设计的开工时间 设计运转时间为 8000 小时 /年。 生产方式 生产方式为连续自动化生产。 装置组成 生产工段 100工段 ：己烷回收； 200工段：催化剂制备及聚合； 300工段：分离和干燥； 400工段：造粒； 500工段：颗粒混合和装袋； 600工段：公用工程。 辅助生产设施 包括控制室，配电室，实验室及办公室。 本装置所需的乙烯，丙烯，水，电，蒸汽均由厂区系统管网提供。 生产制度 开工时间每年 8000 小时，。