年产22万吨聚丙烯生产工艺设计毕业设计(编辑修改稿)

年产22万吨聚丙烯生产工艺设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

级聚合工艺 .它把本体法丙烯聚合工艺的优点同气相法聚合工艺的优点融为一体 ,是一种不脱灰 ,不脱无规物能生产多种牌号聚丙烯产品的组合式工艺技术 . Hypol 工艺与 Spheripol 工艺技术基本相同 ,主要区别在于 Hypol 工艺中均聚物不能从气相反应器旁路排出 ,部分从高压脱气罐来的闪蒸气被打回到气相反应器 .生产均聚物时 ,第一气相反应器实际上也起闪蒸作 用 .气相反应器是基于流化床和搅拌 (刮板 )容器特殊设计的 .反应器在生产抗冲击性共聚物时 ,无污垢 ,不需要清洗 .在生产均聚物期间 ,气相反应器又可用做终聚合釜 ,提高了生产能力 ,而且气相反应器操作灵活 ,可生产乙烯含量25%的抗冲击性共聚物 . (3)Borstar 工艺 :Borealis 公司 (北欧化工 )的 Borstar 工艺 (北星双峰 )PP 工艺是 1998年才开发成功的 PP 新型生产工艺 ,Borstar 工艺源于北星双峰聚乙烯工艺 ,工艺采用与北星双峰聚乙烯工艺相同的环管和气相反应器 ,设计基于 ZN 催化剂 ,也能使用正在中试 中的单活性中心催化剂 .其基本配置是采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 ,再串联一台或两台气相反应器生产抗冲共聚物 ,这取决于最终产品中的橡胶含量 ,如生产高橡胶相含量的抗冲共聚物则需要第二台气相共聚反应器 . 厂址选择 1. 符合所在地区 ,城市 ,乡镇总体规划布局 . 沈阳建筑大学毕业设计 11 2. 节约用地 ,不占用良田及经济效益高的土地 ,并符合国家现行土地管理 ,环境保护 ,水土保持等法规有关规定 . 3. 有利于保护环境与景观 ,尽量远离风景游览区和自然保护区 ,不污染水源 ,有利于三废处理 ,并符合现 行环境保护法规规定 . ,运输方便 . 5. 燃料质量符合要求 ,保证供应 . 6. 厂区用地面积应满足生产工艺和运输要求 ,并预留扩建用地 . ,按国家、省、市所规定的定额 ,计算所需面积 . 8. 外形应尽可能简单 ,如为矩形场地长宽比一般控制在 1: ,较经济合理 . ,运输联系及场地排水。 一般情况下 ,自然地形坡度不大于5‰ ,丘陵坡地不大于 40‰ ,山区建厂不超过 60‰为宜 . ,泥石流 ,滑坡 ,流砂 ,溶洞等危害地段 ,以及较厚的三级自重湿陷性黄土 ,新近堆积黄土 ,一级膨胀土等地质恶劣区 . ,采空区 ,以及古井 ,古墓 ,坑穴密集的地区 . ,物料性质 ,外部运输条件 ,运输距离等因素合理确定采用的运输方式 (铁路 ,公路 ,水运 ,空运 ). 聚 合温度 ：温度对丙烯聚合反应有较大影响。 在 50℃ 以下时反应速度较慢 ,随着温度的升高反应加速 ,催化剂得率和丙烯的转 化率明显提高。 等规度随温度的升高有下降的趋势 ,在 70℃ 以上时下降较为明显 ,这是因为配位催化剂的稳定性下降而使等规度下降。 对 TiCL4A1(C2H5)3 而言 ,形成的络合中心在高温下也较稳定 ,等规度的下降并不太大 .反应温度以 7078℃ 左右为宜 ,最高不应超过 80℃ .除反应温度外 ,升温速度对反应控制也有较大的影响 .升温过快容易造成反应失控而超温超压 ,液相丙烯满釜 ,压力剧增 ,甚至产生暴聚结块 .这步很重要 . 搅拌效率 :搅拌效率高 ,物料均匀 ,反应热易传出 ,可避免因局部过热而造成结块或颗粒不均匀 ,搅拌效率也是借助挡板的 形状 ,安装位置和角度的作用来实现的 . 反应 应时间的影响 :由于三氯化钛的活性寿命较长 ,一般控制到 „干锅 ”即人为地停止反应 ,回收聚丙烯降温泄压 .“干锅 ”是指反应物系中液相消失 ,但气相丙烯仍很多 ,还继续进行气相聚合 .因此转化率 ,得率明显地受反应时间的影响 . 沈阳建筑大学毕业设计 12 分子量的调节 :氢气在聚合反应中起链转移的作用 ,因此 ,氢气被用作聚丙烯分子量的调节剂 .随着 H2/C3比例增大 ,聚丙烯分子量相应变小 ,熔融指数相应增大 ,此时催化活性和单釜产量会提高 ,但等规度略有下降 .氢气加入的量对获得不同质量的产品很关键 . “干锅 ”程度的影响 :于锅后如不及时回收丙烯 ,则气 —固相反应继续进行 .氢量足够的话 ,氢与催化剂表面接触的机会增加。 生成分于量较低的聚合物。 如果氢量甚少则可能生成分子量较高的聚合物 .再则气相反应时因固体传热不好 ,容易发生超温 ,对熔融指数也会产比一定的影响 . 聚合釜撤热效果的影响 等 :聚合反应为放热反应 ,当反应发生时会产生大量热 ,此时若聚合釜撤热效果不佳 ,可能会导致聚合反应放出的热量撤不出去 ,使反应剧烈 ,难控制 ,被迫回收丙烯来稳定操作 ,因氢气较轻在聚合釜顶部 ,在回收丙烯时 ,回收大部分氢气 ,从而使 MI 难控制 ,降低了 MI 的合格率 .因此应注 意清理釜壁和夹套 ,保证聚合釜的撤热效果 . (1)原料精制 :液 态的丙烯通 过固碱 塔、 水解塔 、 脱硫塔 、 分子筛 、 脱氧塔 、 脱砷塔去除 硫化物 、 CO、 H2O、 氧等杂质后 ,进入 到 精丙烯计量罐 . (2)聚合反应 :精制 过 后的丙烯经 过 计量加入到聚合釜内 ,并将活化剂 、 给电子体 、 催化剂 、 分子量调节剂 (氢气 )按一定配比分别加入聚合釜 .各种 物料加完 之 后 ,开始向聚合釜的 夹套 加 入热水升温聚合 ,整个过程可以 采用 手动控制也可以 使 用计算机 来 半自动控制 .每 个 釜 的 反应时间约 3~4h,聚合 的 压力约 ,聚合 的 温度约为 75℃ .反应 至 有 70%～80%丙烯 聚合 成 为 聚丙烯时 (实际生产中 ,根据聚合釜搅拌器电机的电流大小判断 ),停止聚合反应 .将丙烯 加 入高压丙烯冷凝器 ,用循环 的 冷却水将丙烯冷凝回收 到 平衡压力 ,冷凝后 的液 态 丙烯 储存在 高压丙烯回收罐 中 ,用来供给 下一釜聚合时投料用 .将固体 的 聚丙烯粉料喷入闪蒸釜 . (3)闪蒸 :为了让 丙烯与聚丙烯分离 采 用闪蒸的方法 (即多次抽真空、 多次 充氮气 ),得到不含丙烯的聚丙烯粉料后 ,由闪蒸釜 的 下料口送 到 料仓后 进行 包装 然后 以粉料 的形态出厂 .未 能够 反应的低压丙烯 回收 到气柜内 .等到 聚合釜喷料完 成之后 ,就可以 继续 进行下一釜 的 投料操作 . (4)粉料包装 :利用设备 的 高 度 差 ,打开闪蒸釜下 端的 出料阀 ,将闪蒸釜 中的 物料装入袋 ,并同时完成称重封袋工作 . (5)丙烯回收 :回收 到气柜内的丙烯气 ,经 过 压缩机 的 压缩并冷凝液化 之 后 ,送入粗丙 沈阳建筑大学毕业设计 13 烯储罐 . (6)丙烯系统 :从 罐区来的粗丙烯经 通过 流量调节阀 (FICQ－ 3101)到达 粗丙烯精制系统 ,丙烯精制是 为了 除去丙烯中 含有 的杂质 ,主要是 S,O,水等 .丙烯精制先经 过 固碱塔(T3101A,B).进行 脱硫脱水 ,后 通过 水解塔 (T3102)中的 A911 水解催化剂 使得 有机硫 转变为无机硫后 ,再经 过 脱硫 塔 (T3103)中的 Z919 氧化锌脱硫 .脱除大量水 和 微量硫的粗丙烯经四个分子筛干燥塔 (T3104A、 B/C、 D。 T3105A、 B/C、 D)深度干燥脱水后经过脱氧塔(T3106A/B),其中分子筛 及 脱氧设备为双系列 ,可切换操作。 通过 锰系列脱氧剂脱氧后的丙烯送入脱砷塔 (T3107),经 RAS998 高效脱砷剂脱砷后达到聚合级的精丙烯送入精丙烯计量罐。 整个精制系统均在表压小于 和常温下进行操作 . 精丙烯罐 ( 容积 36m3操作压力低于表压 )内纯度为 99%丙烯经丙烯 投料泵 (P3101A/B)输送通过流量调节阀 (FICQ3202)到聚合釜 ()投料 . 精丙烯在聚合釜内 通过 催化剂、助催化剂、外给电子体和氢气的 共同 作用 ,在温度 为73~84℃ ,压力 为 通过 搅拌发生聚合反应 ,反应 时间 约 为 2~3小时。 反应结束 后 丙烯气 通过 高压回收系统回收 .反应生成的聚丙烯粉料在聚合釜的余压下 经过 上喷料阀(XV323 XV323 XV323 XV3234)和下喷料阀 (XV324 XV324 XV324 XV3244)分多次 (不少于三次 ,喷料时需注意 闪蒸釜接料压力不得大于 )喷入净化合格 (釜内氧含量小于 ‰) 的闪蒸釜 (R3202A、 B、 C、 D)内 .生成的聚丙烯粉料中含有的丙烯气经低压回收系统回收至气柜 .回收后对闪蒸釜内的进行真空泵 (P3202A/B)抽真空后通氮气置换丙烯气 ,置换合格 (可燃气含量小于 ‰) 后进行氮气充压 (充氮压力须小于),利用氮气压力经闪蒸釜底阀 (XV326 XV326 XV326 XV3264)将釜内聚丙烯粉料送入料仓包装 . 聚合釜内末参与转化的高压气相丙烯经高压回收阀 (PV3206C、 D、 E、 F)依次先进入丙烯气沉降罐 V3210A 和 V3210B,后通过 Y 型过滤器过滤再进入丙烯冷凝器(E3101A、 B)的管程 ,用循环冷水冷凝至 35℃ 后进入丙烯回收罐 (V3102). 聚丙烯粉料中的丙烯气经由闪蒸釜的低压回收阀 (XV327 XV327 XV327XV3274),先到一级旋风除尘器 (V3211A、 B、 C、 D),后经二级旋风除尘器 (V3212),再到布袋除尘器 (V3213)除尘后进入气柜 .气柜内的丙烯气经丙烯压缩机压缩冷凝后进入粗丙烯贮罐再利用 . 另外因超压产生的气相丙烯由压力容器上 方的安全阀经丙烯气放空总管（ VT3201） 沈阳建筑大学毕业设计 14 去气柜或火炬燃烧 . (6)活化剂系统 :活化剂运输槽 (V3202)内的活化剂先经精氮充压压入活化剂高位槽(V3204)缓冲 ,后由精氮充压经控制阀 (LIC3201A,LIC3202A)分别压入活化剂计量罐(V3205A,V3205B),计量罐的活化剂经精氮充压后再由控制阀 (LIC3201B,3202B)压入活化剂加料罐 (V3206A,V3206B)后 ,先后通过活化剂加料 阀(FV3202,FV3202B,FV3202C,FV3202C)和 (XV3221,XV3222,XV3223,XV3224)分别向四个聚合釜加入 . (7)氢气系统 :外购的氢气由氢气钢瓶充入氢气储罐 (V3207,压力低 )后分为两路 ,一路去精制系统的脱氧塔 (T3106A,B)进行工艺再生时使用 ,另一路经控制阀(PV3205A) 进 入 氢 气 计 量 罐 (V3208) 后 分 别 经 阀 (PV3205B,PV3205C,PV3205D PV3205E)向四个聚合釜加入 . (8)热水循环水系统 :罐区来的粗丙烯经流量调节阀 (FICQ3101)进入粗丙烯精制系统 ,丙 烯精制的目的是除去丙烯中的杂质 ,主要是硫、氧、水等 .丙烯精制先经固碱塔(T3101A、 B),脱硫脱水 ,后经水解塔 (T3102)中的 A911水解催化剂将有机硫转化为无机硫后 ,再经脱硫塔 (T3103)中的 Z919氧化锌脱硫 .脱除大量水及微量硫的粗丙烯经四个分子筛干燥塔 (T3104A、 B/C、 D。 T－ 3105A、 B/C、 D)深度干燥脱水后经过脱氧塔 (T3106A/B),其中分子筛和脱氧设备为双系列 ,可切换操作。 经锰系列脱氧剂脱氧后的丙烯送入脱砷塔(T3107),经 RAS998高效脱砷剂脱砷后达到聚合级 的精丙烯送入精丙烯计量罐 .整个精制系统均在表压小于 和常温下进行操作 . 精丙烯罐 ( 容积 36m3操作压力低于表压 )内纯度为 99%丙烯经丙烯投料泵 (P3101A/B)输送通过流量调节阀 (FICQ3202)到聚合釜 ()投料 . 在聚合釜内的精丙烯在催化剂、助催化剂、外给电子体和氢气的作用下 ,在温度73~84℃ ,压力 时经搅拌发生聚合反应 ,反应约 2～ 3小时。 反应结束时丙烯气经高压回收系统回收 .反应生成的聚丙烯粉料在聚合釜的余压下 通过上喷料阀 (XV323XV323 XV323 XV3234)和下喷料阀 (XV324 XV324 XV324 XV3244)分多次(不少于三次 ,喷料时需注意闪蒸釜接料压力不得大于 )喷入净化合格 (釜内氧含量小于 ‰ )的闪蒸釜 (R－ 3202A、 B、 C、 D)内 .生成的聚丙烯粉料中含有的丙烯气经低压回收系统回收至气柜 .回收后对闪蒸釜内的进行真空泵 (P3202A/B)抽真空后通氮气置换丙烯气 ,置换合格 (可燃气含量小于 ‰ )后进行氮气充压 (充氮压力须小于 ),利用 沈阳建筑大学毕业设计 15 氮气压力经 闪蒸釜底阀 (XV326 XV326 XV326 XV3264)将釜内聚丙烯粉料送入料仓包装 . 聚合釜内末参与转化的高压气相丙烯经高压回收阀 (PV3206C、 D、 E、 F)依次先进入丙烯气沉降罐 V210A 和 V3210B,后通过 Y 型过滤器过滤再进入丙烯冷凝器 (E3101A、B)的管程 ,用循环冷水冷凝至 35℃ 后进入丙烯回收罐 (V3102). 聚丙烯粉料中的丙烯气经由闪蒸釜。