年产11万吨聚丙烯合成工艺设计(10)

物料在F301内再次减压至0.05-0.08MPa，闪蒸出来的丙烯气经滤袋和安全过滤器F302过滤后，进入低压丙烯洗涤塔T302。T302内的循环液由白油和添加剂Atmer163按2：1混合而成。气相丙烯中夹带的粉料和TEAL被洗涤下来。当油中的TEAL含量超过8%时，T302需换油，每次更换一半。废油由齿轮泵P303送往D607，进行废油处理。

当低压闪蒸系统故障时，可由F301前的三通阀HV311将物料排放至排放系统。

从T302顶部出来的丙烯，经E304冷却，V304缓冲后，进入循环气压缩机PK301，PK301将丙烯压缩至1.6-1.8MPa后，返回到T301入口。

V301内的粉料向下进入汽蒸罐V501。汽蒸的目的是为了提高产品的质量，降低产品灰份和氯含量。V501是一个带搅拌器（A501）的流化床。蒸汽由底部进入，将粉料中的残余催化剂分解后，由V501顶部出来进入水洗塔T501。蒸汽中带有少量的丙烯、油、HCl、粉料等。粉料、HCl和蒸汽在T501中被洗涤下来，由塔底排出。少量的丙烯和油被T501顶部的E501冷却后进入尾气压缩机PK501。PK501将残余丙烯压缩至0.4MPa后进入尾气回收系统。少量的油贮存在废油罐V506中，最后排至油桶。

T501的操作温度为90-100℃，它的热水同时还作为T301底再沸器E303的热源循环使用。 V501中的物料依靠重力进入干燥罐V502。V502内有螺旋筛板，可以使物料不发生混流。热氮气从V502底部进入，对物料进行干燥后，由顶部出来进入水洗塔T501，N2在T501中被冷却，并降低湿度后，进入鼓风机C502。从C502出来的N2在E503中加热至80-100℃，又从V502底部进入。T501的循环液在E501中进行冷却，以稳定T501的操作温度。

从V502底部排出的合格粉料，由粉料输送系统PK801送至聚丙烯粉料缓冲仓V802，等待造粒。

2.5.2 造粒区

造粒系统由添加剂配制单元，计量加料单元，CMP230X-12AW连续混炼机，水下切粒机，颗粒水（PCW）系统，颗粒干燥器、分级器组成。

通过混合器M801A/B配制好的添加剂，经W802计量后，再与经W801计量后的PP粉料混合之后进入预混器M802，混合后加到混炼机腔，混炼树脂和添加剂，并通过排气口放出富余氮气及挥发物，由齿轮泵加压，树脂通过换网器，清除树脂中的杂质，送到模板。在水室中，挤压成条的树脂被切粒机旋转的切刀切成颗粒。这些颗粒由PCW系统送到脱水干燥器D805，干燥后由分级器S803进行分类，分离出不合格尺寸的颗粒。尺寸合格的颗粒送到D807，D807底部出来的颗粒通过颗粒输送系统PK802送至均化料仓D901。

2.5.3 包装区

正常生产时，每一满罐（D901A/B/C/D）PP粒料为一批料，批料均化时间为6-10小时。均化操作是从同一料仓通过均化管线自料仓的不同高度取料，再通过PK901送往同一料仓顶部的操作。均化结束后，可根据生产安排停PK901或将PK901目标料仓切向D902，将D901A中粒料送至D902，进行包装。

成品包装工段共有A、B两条CZQ型全自动包装码垛生产线，该生产线由包装单元、码垛单元、电气控制及上位管理系统，辅助及公用工程系统组成。

2.5.4 循环水场

本装置还包括有一个循环水场，负责向装置内提供循环冷却水。

3 物料衡算

物料衡算是对进出生产装置、生产工序或单台设备的物料进行平衡计算。物料衡算的主要内容是根据各种物料之间的定量转化关系，计算进出整个生产装置、生产工序或单台设备的各股物料的数量及组成[11]。

物料衡算的理论依据是质量守恒定律。对于没有化学反应的生产过程来说，质量守恒定律为：进入一个装置的全部物料质量等于离开这个装置的全部物料质量再加上装置内积累起来的物料质量。写成公式为：

流入量=流出量+积累量+损失量

对于有化学反应的过程来说，要将化学反应的计量关系结合到质量守恒定律中，写成公式为： 流入量+反应生成量=流出量+反应消耗量+积累量+损失量

3.1 设计名称

年产11万吨环管法聚丙烯合成车间工艺设计

3.2 设计条件

3.2.1 全套装置工艺参数

生产规模：年产11万吨 生产时间：年工作时数8000小时

每吨聚丙烯消耗丙烯理论量：1.02吨丙烯（100%）

全装置总收率按98%计算，提耗为2%（以1.02吨100%丙烯为基准计算收率和损耗），损耗分配如下：

精制工段丙烯损失 0.5% 闪蒸工段丙烯损失 0.5% 汽蒸工段丙烯损失 0.8%

PP粉料损失 汽蒸工段 0.1%，造粒工段 0.1%

3.2.2 丙烯进料量（按小时计算）

PP每小时净生产量：110000/8000=13.75t 需要100%丙烯：13.75*1.02=14.025t 则取14.025t丙烯为基准计算收率和损耗

扣除损耗的则参加反应的丙烯：14.025/(1-0.5%-0.5%-0.8%)=13.773t 按转化率55%，则需要100%丙烯进料量为：13.773/0.55=25.04t 原料纯度为99.5%，则原料量为：25.04/0.995=25.17t

3.3 催化剂用量

①主催化剂（CS-Ⅱ型和DQ-Ⅰ型）

主催活性：25~31kgPP/gcat，取30 kgPP/gcat。 则主催用量：13.773*1000/30=459.1g ②其它

按主催：助催TEAL：给电子体DONOR：烃油十脂=0.06：0.35：0.015：0.35 助催TEAL用量:(0.35*459.1)/0.06=2678.1g 给电子体DONOR用量：(0.015*459.1)/0.06=114.8g 烃油十脂：2678.1g

则催化剂总量：459.1+2678.1+114.8+2678.1=5930.1g,即5.93kg

3.4 R200小环管的物料衡算

主催化剂 DONOR TEAL 预聚合 丙烯原料 D302 去聚合 图3.2 R200物料平衡图

表3-2 R200物料平衡表

物料名称 物料质量（kg） 总量（kg）

输入 丙烯 催化剂

3000 5.93 2954.09 45.91 5.93

3005.93

输出

丙烯 PP 催化剂

3005.93

进料：丙烯进料流量 2700~3300kg/h，取3000kg/h 主催化剂 459.1g 催化剂总量 5.93kg

主催化剂：100~150gPP/gcat，取100gPP/gcat 则预聚合生成PP：459.1*100=45910g=45.91kg 未反应的丙烯：3000-45.91=2954.09kg 出料：PP 45.91kg 丙烯 2954.09kg 催化剂 5.93kg

3.5 氢气用量

H2消耗定额：0.009~0.31kg/tpp,此处取值：0.20kg/tpp 则H2用量：0.20*13.773=2.7546kg

3.6 R201大环管反应器的物料衡算

氢 气 PP45.91kg R200 丙烯2954.09Kg 催化剂5.93Kg R201 PP13867.76Kg D301 丙烯11305.84Kg 丙烯22170Kg D302 图3.3 R201物料平衡图

转化率55%

进料：丙烯 25.1736*1000-49.51=25124.09kg

PP 45.91kg

生成PP：25124.09*55%=13818.25kg 出料：PP 13818.25+45.91=13864.16kg 丙烯 25.1736*1000-13867.76=11305.84kg

表3-3 R201物料平衡表

输入

物料名称 丙烯（R200） 丙烯（D302） PP(R200)

输出

丙烯 PP

物料质量（kg）

2954.09 22170 45.91 11305.84 13864.16

25170 总量（kg）

25170

3.7 D301闪蒸罐的物料衡算

进料：PP 13867.76kg 丙烯 11305.84kg

T301 PP+丙烯 丙烯+ PP R201 D301 PP+丙烯 F301 图3.4 D301物料平衡图

D301顶部丙烯带走粉尘为10%，底部粉尘带走丙烯10% D301塔顶出料为：

丙烯：11305.84*90%=10175.26kg PP：13867.76*10%=1386.78kg D301塔底出料为：

PP：13867.76*90%=12480.98kg 丙烯 …… 此处隐藏：1944字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……