年产5万吨乙丙橡胶装置聚合工段的工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)

年产5万吨乙丙橡胶装置聚合工段的工艺设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

齐格勒－纳塔型催化剂作用下，按配位聚合机理进行共聚合反应。 工艺流程 本设计的主要工艺流程为： （ 1）原料、催化剂和溶剂 乙烯由界区外通过管道送入装置，由 PRC0201控制压力为 1200KPa，用 FRCQ0203 控制流量后送入乙烯气集管。 丙烯由界区外由管道送入装置，用 FRCQ0202 控制流量后送入乙烯气集管。 氢气由界区外由管道送入装置用 C0201（氢气压缩机）进 行压缩，用 PRC0202控制 C0203的出口压力为 1200KPa，并用 FRCQ0201 控制流量后送入乙烯气集管。 通过调节计量泵 P0102， P0103， P0104 的冲程，将所需的助催化剂按规定的比例送入R0201 中。 当生产 EPT 时，根据二烯烃单体的种类，用 P0111 或 P0112 将之送入 R0201。 （ 2）聚合反应 当原料、催化剂、溶剂在 R0201 中经充分搅拌后，由 P0101 将主催化剂 V（ VX） Cat送入 R0201 中，并用 HPHX 以 （ VX） Cat 进行稀释，用 E0205 来的 RHX提供聚合反应发生所需要的热量，聚合反应开始连续进行。 当 R0201 釜中的聚合物溶液符合控制指标时，将聚合液由溢流管线送入 R0202（溢流釜）中。 通常将 R0202 的液位 LRCS202 设定在 40％。 R0202 种的地方聚合物溶液由聚合流加料泵 P0202 送到 T0201（单体回收塔）中部，为便于 P0202 泵的输送，防止聚合物的粘附，通过 FI2020，以 150L/h 的流量用 HPHX 对P0202 泵进行冲洗。 R0201 的操作压力是 ～ ， 操作温度是 35～ 55℃。 （ 3）未反应单体的回收 根 据 R0202 的液位 LRC0202 控制进入 T0201 中的聚合溶液的量，在 T0201 塔中，未反应的单体经闪蒸而从塔的顶部进入 T0202（单体吸收塔）中，为防止闪蒸气体中夹带有聚合物胶粒，在 T0201 塔的顶部以 2t/h流量的 LPHX进行喷淋，使夹带的胶粒重又回到塔底。 化工与材料工程学院毕业设计 6 T0201 塔的操作条件是：顶部温度 ℃～ ℃，底部温度 ℃～ ℃，操作压力。 来自 E0706 的 HX 经 PRCA0204控制压力为 500KPa 后，进入 E0204B（己烷加热器），用 PRC0203 控制 7S 的压力为 600KPa、 E0204A（己烷蒸发器）使己烷汽化，通过 TRC0202控制蒸汽流量以使己烷蒸汽的温度为 105℃（ EPT）和 160℃（ EPR）汽化后的己烷进入 T0201底部，作为单体闪蒸的热源。 T0201 塔底的聚合物溶液，进入 Z0201（过滤器），使凝胶等杂志得以过滤，过滤后的聚合物溶液，根据 T0201 的液位（ LRCA0201 设定为 50％）控制 P0203（聚合物进料泵）出口阀 LRCV0203 的开度，将聚合物溶液送入 R0301（失活器）中 ,（当 LRCV0221 两侧的压差 PDRS0223 被启动，说明使用的 Z0201 过滤器堵塞，需要重新更换）。 从 T0201 顶部闪蒸出来的未反应单体进入 T0202（单体吸收塔）顶部，在 T0202 塔的顶部同样加入了 LPHX，以 FRC0205 控制其流量，对反应得单体进行吸收，为了提高 LPHX中吸收的未反应单体数量使用 250t/h流量的 CCW，对经过 T0202 塔上部的闪蒸气体进行冷却，之后在 T0202塔的下部再用 ABR（流量通过 TRC0223 控制）对闪蒸气体冷凝。 在 T0202塔的底部，吸收了大量未反应单体的己烷，用泵 P0204（己烷循环泵），经 E0205（循环己烷加热器，仅开车时用，且出口温度 TRC0202 不宜超过 60℃），送往 R0201 的底部，其流量由 T0202 的液位控制，通常 T0202 的液位 LRC0202设定为 30％，另有一部分循环己烷则与由 P0206 来的含有微量水的己烷一起从 R0201 顶部流入，其作用有两个： 一是消泡；二是利用己烷中含有的微量水分杀死 R0201挥发出来气体中含有的催化剂，避免可能发生的对反应热去除系统的影响。 （ 4）反应热的去除 聚合反应热通过循环气体和己烷蒸汽的显热和潜热得以去除。 来自 R0201 的循环气体，经 E0201（高位冷却器、冷却介质 CCW）和 E0202（高位冷凝器、冷凝介质 ABR）的冷却和冷凝后，进入 V0201（顶部累积器），经冷却和冷凝后的循环气体温度大大下降，而有一部分液化，在 V0201 中的冷凝液体经过滤后进入 P0201（冷凝液循环泵），通过 FRC0203 将流量控制在 3t/h 把冷凝液送入反应釜 R0201 种。 V0201 的液位 LRC0201 通常设定在 30％，一旦超高，就启动阀门，加大送往 R0201 的冷凝液体量。 V0201 中的不凝气体，使用 C0202（循环气体鼓风机）循环送入 R0201 种，其流量通过 FRC0201 来控制。 如果 R0201 的聚合压力超高，就将不凝气体 送往火炬系统烧掉以维持聚合压力的稳定。 开车注意事项 （ 1）对所有设备、管道、阀门、管件等进行全面检查、核对。 （ 2）对各种仪表、仪器、调节阀、电动阀进行全面检查、调校、试用。 （ 3）对电器设备、照明等具体送电条件的，送电试运行并进行检查。 （ 4）配备消防器材，并对消防设备进行试用检查。 （ 5）检查所有设备的气密性。 ，落实有关事项 （ 1）确认已完成对设备和管线的吹扫和清洗。 （ 2）确认通信联络系统：调度电话、对讲电话、火警电话及行政电话灵活好用。 （ 3）确认安全设施：泄漏报警系统 、火灾报警系统及消防系统、电器防爆系统、静电接地系统等状况良好，处于可操作和可使用状态。 （ 4）确认工艺系统、设备、机器、管路等符合运转要求。 化工与材料工程学院毕业设计 7 （ 5）确认密封油系统已开始运转处于可使用状态。 工艺设备选择 本设计主要工艺设备如下表 11所示： 表 11 设备一览表 序号 工艺位号 设备名称 台数 型 式 材 质 备注 1 R0201 反应器 1 立式圆筒型 SA51670+SB162 衬 2 V0202 溢流罐 1 立式圆筒型 A51660+A240316L 3 V0203 顶部 累积器 1 立式圆筒型 A51660+A240316L 4 E0201 顶部冷凝器 1 BFM（卧式） 865 5 E0202 顶部冷却器 1 BFM（卧式） 865 6 E0204 己烷加热器 1 BEM（卧式） 7 E0203 排放气冷凝器 1 BFM（卧式） 865 8 P0201AB 己烷循环泵 2 离心式3HFN374 壳体： SCPH2 转子：SCS13A 9 P0202AB 聚合液加料泵 2 离心式175/100400ID 壳体： SCS16 转 子：SCS16 10 P0203AB 聚合溶液加料泵 2 离心式150/80600PD 壳体： SCS16 转子：SCS16 11 T0201 单体回收塔 1 蒸馏筛板式 里： SA51660316LS 内件： AISI304 12 T0202AB 单体吸收塔 2 立式热交换器 壳程： A51660 管程： A51660 13 C0201 循环气鼓风机 1 透平 200TC SCS13 化工与材料工程学院毕业设计 8 工艺控制条件 本设计主要工艺控制条件如下表 12 所示： 表 12 4045 牌号的标准操作条件一览 表 项 目 操作条件 项 目 操作条件 聚合 ML 控制范ML1+4100OC 4755 乙烯、丙烯进料比（ wt％） 56 产品 ML 控制范围ML1+4100OC 45+5 H2/C〞 2 乙烯含量（ +） wt％ 56 C〞 3/C〞 2 碘值（ +2） 22 乙烯浓度（％） 18 充油量（ PHR） － 丙烯浓度（％） 54 挥发份（ wt％） 氢气浓度（％） 钒含量（ ppm） 乙烯容量（ T） 主催化剂 VCat 丙烯容量（ T） 二烯烃 ENB CH3OH 进了量（ t/h） HASTB 混合率 20 冲洗水进料量（ t/h） 聚合负荷（ kg/h） 3480 工艺蒸汽（ t/h） 聚合温度（ OC） 45 E402 蒸汽压（ kPa） 1200 聚合压力（ kPa） 600 树脂温度（ OC） ≤ 300 主催化剂生产率 340 筛孔数 150 二烯烃转化率（％） 105 PTW温度（ OC） 60 T0201 顶（ t/h） 空气温度（ OC） － T0201 底（ t/h） TK502 空气进料量（ m3/h） － T0202 顶（ t/h） Z5301 受压压力（ MPa） 10 R0201 聚合物浓度（ g/Ls） 87 压块温度（ OC） 6065 C0201 循环气（ m3/h） 4000 Z5301 受压时间（秒） 6 E0203B 温度（ OC） 105 HASTB 混合比率 － 生产控制条件 本设计主要生产条件及原料如下表 1表 14 所示： 表 13 分析项目一览表 化工与材料工程学院毕业设计 9 序号 样品名称 取样地点 分析项目 控制目标 分析频率 1 干聚合物 T0201底 MFR 1/4h 1/2h 2 压缩机润滑油 C0202 粘度 新 油 粘 度 15% 1/月 1/周 表 14 原料一览表 样品名称 取样地点 分析项目 控制指标 分析频率 1 乙烯 界区 乙烯 % 1/月 1/周 甲烷、乙烷、丙烷、丙烯 % 乙炔 5volppm 氢气 10volppm 氧化有机物（甲醇） 1volppm 氧气 5volppm 水 5volppm 2 丙烯 界区 总硫 1ppm 1/月 1/周 丙烷 % 甲烷、乙烷、丙烷 % 乙烯 100volppm 化工与材料工程学院毕业设计 10 丁烷和丁烯 10volppm 甲基乙炔 5volppm 丙二烯 10volppm 1,3丁二烯 5volppm 3 氢气 界区 氢气 10volppm 1/月 1/周 甲醇 — 氧气 5volppm 水 5volppm 总硫 1volppm 氢气 98 %wt 甲烷 %wt 4 反应气 氧气 5volppm 按需要 1/月 氢气 氮 气 甲烷 乙烷 乙烯 丙烯 公用工程规格 化工与材料工程学院毕业设计 11 主要公用工程规格如下列表所示： 表 15 工艺水 (过滤水 )表 压 力 + 温 度 1－ 22 OC Fe2++Fe3+ 氧耗量 4mg/L 溶氧量 ≥ 5mg/L 可溶固体 100mg/L 可溶 SiO2 12mg/L 总硬度 (CaCO3) 1mg/L－ N/L 总碱度 (CaCO3) － N/L 浊度 3 度 PH 表 16 脱盐水表 压 力 温 度 DEW + 20+10 OC HPDEW MPa 20+10 OC 表 17 循环冷却水表 压 力 上水 + 下水 + 温 度 上水≤ 31 OC 下水≤ 41 OC Fe2++Fe3+ 氧耗量 12mg/L 可溶固体 300mg/L 可溶 SiO2 36mg/L 总碱度 (CaCO3) 3mg/L－ N/L 总碱度 (CaCO3) － N/L 浊度 10 度 PH 7－ 污垢热阻 OC/KJ 表 18 电力表 电 压 型 式 频 率 高压 6KV+7％ 三相三线中性点不接地 50+－ Hz 低压 380/220V+7％ 三相五线中性点接地 50+－ Hz 化工与材料工程学院毕业设计 12 表 19 氮气表 压 力 温 度 水含量 油含量 氧含量 13N MPa。