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1、 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 1 頁 第一章 文 獻 綜 述 1.聚丙烯概述 1.1 概述 聚丙烯是一種結構規(guī)整的結晶性聚合物，為白色粒料、無味、無毒、質輕的熱 塑性樹脂。密度 0.90~0.91g/cm,表觀密度≥0.38 g/cm。機械性能優(yōu)良，抗拉伸 屈服強度打（≥22MPa） ，表面硬度大，彈性好，耐磨性能好。耐熱性能良好， 具有 160℃以上的熔點和 120℃以上的軟化點?；瘜W穩(wěn)定性好，聚丙烯基本不吸 水，與大多數(shù)化學藥品不發(fā)生作用，耐酸堿和有機溶劑。聚丙烯具有良好的絕 緣性。聚丙烯缺點是易脆化，低溫沖擊強度差，但可以用添加劑、共混或共聚 等方法

2、來改進。聚丙烯（Polypropylene ，PP ）是熱塑性塑料中發(fā)展最快的一種， 目前產量規(guī)模已經超過聚乙烯和聚氯乙烯。 （一）發(fā)展過程 我國的聚丙烯工業(yè)化生產始于 1971 年，當時蘭州化學工業(yè)公司從英國維克 斯吉瑪公司引進 5kt/a 漿液法聚丙烯裝置投產，而后燕山石化公司從日本三井油 化公司引進 80kt/a 漿液法聚丙烯裝置和遼陽石油化纖公司從美國阿莫科 （Amoco）公司引進 35kt/a 漿液法聚丙烯裝置；80 年代引進了日本三井油化公 司的 Hypol 工藝（液相-氣相本體法）在揚子石化公司建設 140kt/a 聚丙烯裝置， 又引進了意大利海蒙特（Himont）公司的 Sph

3、eripol 工藝（液相-氣相本體法） 在齊魯石化公司和上海石化股份公司分別建設 70kt/a 聚丙烯裝置，使國內的聚 丙烯生產技術達到比較先進的水平。 與此同時，80 年代采用國內自行開發(fā)的技術和催化劑，利用煉廠催化裂化 裝置的丙烯建設了一批規(guī)模較小的間歇式液相本體法聚丙烯裝置；進入 90 年代 國內聚丙烯的發(fā)展更快，利用蒸汽裂解裝置和煉廠的丙烯建設了 20 多套聚丙烯 裝置，其中最大的為燕山石化 200kt/a 采用阿莫科公司氣相本體法工藝，一般的 生產能力為 70kt/a，使聚丙烯成為我國發(fā)展最快的一種合成樹脂。到 1998 年底， 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文）

4、 第 2 頁 全國共有聚丙烯生產企業(yè) 50 多家，總生產能力已達到 2620kt/a，成為我國合成 樹脂中生產能力最大的一個品種。在這些生產能力中采用 Spheripol 工藝的約占 45%，采用 Hypol 工藝的約占 21%，采用國內自行開發(fā)的間歇式液相本體法工 藝的約占 25%，采用其他工藝的約占 9%。目前我國已能自行設計液相-氣相本 體法（釜式或環(huán)管式）聚丙烯裝置，開發(fā)了能用于上述工藝的催化劑，并向外 國轉讓了聚丙烯催化劑的專利技術。 （二）我國聚丙烯生產的主要問題 （1） 裝置規(guī)模偏小 目前我國聚丙烯裝置規(guī)模最大的為北京燕山石化公司聚丙烯裝置，生產能力 200kt/a，一般

5、生產能力在 40~70kt/a，相當一部分聚丙烯裝置，生產能力只有 3~10kt/a。因此除了一些規(guī)模較大的聚丙烯裝置生產成本稍低外，其余中型的聚 丙烯裝置由于單位生產能力投資較大，生產成本較高。采用國內的間歇式本體 法聚丙烯裝置由于投資低，原料丙烯來自煉廠副產，價格低，因此目前尚有一 定的競爭能力，但由于產品品種單一，只生產均聚物，質量差，消耗高，且生 產的都是粉料，應用上受到一定限制。 （2） 抗沖共聚產品、專用料等高檔產品生產較少 由于多種原因，如生產控制要求嚴格，產品市場開拓難度大，技術開發(fā)滯后， 因此多數(shù)企業(yè)生產的都是通用料和大路貨，而市場短缺的洗衣機專用料、BOPP 薄膜料、汽車

6、專用料等幾乎全部依賴進口。 （3） 產品質量不穩(wěn)定，售后服務差 國內生產的聚丙烯注塑料主要為均聚物，只能用于生產日用品等對性能要求 不高的產品。也有部分經過改性的產品用于生產家用電器的部件，但嵌段共聚 物的抗沖擊性能較差，特別如洗衣機內桶專用樹脂，在流動性和抗沖擊性能等 方面不能滿足要求，因此國外聚丙烯就乘虛而入。 又如 BOPP 料，成膜性及熔體強度較差，只能用于生產普通的光膜和部分珠 光膜，能用于生產煙膜和電工膜的不多。用于寬幅、高速 BOPP 生產線的原料 都要依賴進口。 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 3 頁 此外，國內生產的聚丙烯纖維料不能滿

7、足高檔無紡布和運動服裝的用料要求， 主要是灰分和可紡性差。 （三）我國聚丙烯的消費狀況 40 年來，以聚合物為基礎的丙烯已經成為為用戶提供價格優(yōu)惠、性能優(yōu)良 的樹脂家庭中的一員。聚丙烯以其濃度低、拉力強；焊接溫度高；剛性和撞擊 強度平衡好；應力裂縫阻力強；化學抗阻性高；承受溫度不變形等特性為用戶 提供了經濟實惠的效用。聚丙烯樹脂有三種類型：均聚物，無規(guī)共聚物和抗振 共聚物。 樹脂可適應于許多不同的紡絲工藝，如擠壓，熱成型，注入成型，吹模成 型。聚丙烯廣泛用于生產繩、索所用的纖維和長絲；地毯背面和發(fā)貨麻袋打包 的包裹等所用機織織物；消耗品如菱形花紋蓋布和醫(yī)用服裝所用非機織織物； 用于卷煙和食

8、品包裝的彈性模；汽車內部裝潢，家庭用具，小型器具，洗碟機 襯里，冷凍機襯里，箱包和玩具的吹膜部件。 聚丙烯樹脂不斷尋找著適合多種經營市場新的應用，替換成本較高的材料， 如 ABS、尼龍、熱塑高彈體（TPE）等。由于其價格、性能的要求，樹脂這個 家庭已經很滿意其在近 20 年來產品每年增長近 10%的成績，而且 1996 年全球 產量達 22.7 百萬噸的優(yōu)異成績。 進入新千年，聚丙烯的前途以其高于 GNP 增長的速度成長還會是很光明的。 亞洲東南部地區(qū)和太平洋周邊國家具有巨大的增長潛力，因為其人口密集，市 場廣闊，經濟增長迅速，平均收入和消費水平等方面都很有潛力。在亞洲東南 部地區(qū)（不包括日本

9、）人均聚丙烯的消費大約為 1.85kg，而歐洲西部為 11.2kg，日本為 19.6kg，美國為 20.9kg。全球聚丙烯年需求量增長為 6%，亞洲 南部地區(qū)的增長速度更高一些（10%） 。 在中國，1996 年，聚丙烯的需求為 220 萬噸，中國為世界第三大市場，僅 次于美國和日本，進口大約 44%。中國現(xiàn)有的大多數(shù)聚丙烯工廠的生產規(guī)模不 大，而且主要生產均聚物。今年來，工廠建設規(guī)模擴大，均聚物，無規(guī)共聚物 和抗沖共聚物產量大幅增加。雖然我國聚丙烯工業(yè)發(fā)展迅速，但仍不能滿足國 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 4 頁 內市場對 聚丙烯的需求。從 80 年代初開

10、始，我國每年都要進口幾十萬噸的聚丙烯樹脂， 到 90 年代，聚丙烯的進口量以平均每年 11.3%的速度增長。1995 年我國聚丙烯 進口量突破 100 萬噸，1999 年達到 147.3 萬噸。 預測 2005 年，聚丙烯生產能力將達到 400 萬噸/年，產量為 370 萬噸，需 求量為 540 萬噸，缺口 170 萬噸；到 2010 年聚丙烯生產能力將達到 510 萬噸/ 年，產量為 480 萬噸，需求量為 670 萬噸，預計缺口 190 萬噸。 我國的聚丙烯的消費以編織袋和捆扎繩為主，注塑、薄膜、纖維等所占比 較小，說明我國聚丙烯消費市場還不成熟。預計未來十年中，我國聚丙烯的應 用結構將逐

11、漸接近發(fā)達國家的水平，用于工業(yè)、汽車、家電制品的注塑級聚丙 烯將有明顯增長，纖維級聚丙烯、BOPP、家用電器專用料、汽車專用料的需求 將會有較大的增長，編織袋消費的比例將下降。同時丙綸纖維及無紡布將是我 國聚丙烯樹脂發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮囊粋€市場，并且在醫(yī)療衛(wèi)生材料方面的消費增長 將大幅度地增加。 80 年代以后，世界聚丙烯生產技術的發(fā)展有以下特點： （1） 本體法 Montell 的 Spheripol 工藝和 Amoco、UCC 的氣相法工藝占有優(yōu) 勢，生產工藝趨向簡化，建設投資及生產成本逐漸降低。 （2） 茂金屬催化劑技術使產品的性能得到顯著改進，將會進一步擴大聚丙 烯的應用領域。改進的 Zie

12、gler-Natta 催化劑也使聚丙烯產品的性能得到很大 的改進。 （3） 聚丙烯催化劑的發(fā)展已經導致以聚丙烯為基礎的工程塑料的發(fā)展，如 Himont 的 Catalloy 和 Hivalloy 工藝，通過這些技術生產的聚合物大大拓寬了 產品的應用范圍。 （4） 新開發(fā)的丙烯/乙烯嵌段共聚 PP、高乙烯含量抗沖 PP 共聚物，高熔體 強度熱成型 PP、超高流動性 PP 等共聚物改進了聚丙烯的性能，開辟了新的 市場，許多高增長率的聚丙烯的應用都要求采用共聚物，共聚物性能比均聚 物好并且穩(wěn)定，共聚物的應用領域正在逐步擴大。 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 5 頁

13、（5） 聚丙烯改性產品的消耗量正在不斷增加，改性可使聚丙烯在很寬的應 用范圍內適應市場的要求。 （6） 近年來我國聚丙烯行業(yè)也得到了十分迅猛的發(fā)展，而且潛在的市場空 間仍十分廣闊。隨著石化行業(yè)的發(fā)展，我國的聚丙烯技術必將迅速達到世界領 先水平。 （四）我國聚丙烯的發(fā)展前景 隨著我國國民經濟的快速增長，預計到下世紀初國內聚丙烯的應用結構將 向發(fā)達國家的應用結構靠攏，即注塑級聚丙烯將有明顯增長，纖維級聚丙烯、 BOPP、家用電器、汽車等專用料需求會有較大的增長，編織袋應用比例將有所 下降。 但編織制品仍將是國內聚丙烯消費的第一大領域，其主要用戶是糧食、化 肥、水泥的包裝，其次是糖、鹽、蔬菜及其

14、他工業(yè)用包裝。今后編織制品一方 面將向大型、重型化包裝袋發(fā)展。各種功能性編織袋，如耐高溫、耐老化等編 織袋的需求也將有一定的發(fā)展。 注塑制品為聚丙烯的第二大消費領域，主要用于硬包裝（如容器、周轉箱、 托盤、瓶蓋等） 、消費用品（如廚具、家具、花盆、旅行箱等） 、運輸（如汽車 內裝飾、保險杠、蓄電池殼等） 、器械及醫(yī)療制品（如注射器、工具箱、料盆等） ，在這些應用中聚丙烯將替代傳統(tǒng)材料如木材、玻璃和金屬等。 薄膜是聚丙烯的第三消費領域，包括 BOPP、CPP 等，其中 BOPP 由于其 具有防潮、機械強度高、尺寸穩(wěn)定性好、質輕、無毒、無臭、印刷性能良好而 廣泛用于印刷、涂布、香煙及食品包裝袋、真

15、空鍍鋁、電容器等方面，預計到 2005 年僅 BOPP 的需求量將達到 630~660kt。 丙綸將是聚丙烯發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮钠贩N，除用作服用纖維外，產業(yè)用丙綸是 最活躍的市場。隨著對工程質量的重視，聚丙烯無紡布將在道路、水庫、堤壩 建設等方面的應用將迅速增加。此外，在醫(yī)療及衛(wèi)生材料方面的消費增長也會 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁 變很快。預計到了 2005 年，丙綸的需求量將達到 550~600kt。據(jù)初步預測， 2000~2005 年國內聚丙烯的需求將以年均 7%左右的速度增長，到 2005 年全國 聚丙烯的消費量 將達到 6000kt 左右。根據(jù)有

16、關建設計劃報道，1999~2000 年新增的聚丙烯生產 能力有大慶石化總廠 100kt/a，荊門石化總廠 70kt/a，前郭煉油廠 40kt/a，華北 化學藥劑廠 50kt/a，2000 年全國聚丙烯生產能力將達到 2900kt 左右。 “十五” 期 間，根據(jù)目前安排，預計可新增的聚丙烯生產能力有揚子石化公司 200kt/a，上 海石化股份公司 200kt/a，廣東惠州殼牌項目 240kt/a，此外大慶、吉化、茂名等 乙烯及幾套 140kt/a 乙烯擴建，預計可新增聚丙烯生產能力約 600kt/a，合計新 增聚丙烯生產能力 1240kt/a。如果這些計劃能夠順利實施，則到 2005 年全國聚

17、丙烯生產能力將達到 4100kt/a 左右，產量約 3700kt，與需求相比，差距很大， 自給率仍維持在 60%左右。由此可見， “十五” 期間必須進一步加快發(fā)展我國的石 化工業(yè)，否則大量進口石化產品不可避免。 （5）今后的發(fā)展和對策 a.我國烯烴聚合技術當前的發(fā)展方向應從降低成本和提高產品性能入手。 研究簡化工藝流程，開發(fā)并采用新型催化劑、反應器和新工藝，提高設備利用 率，降低功能物耗。同時，要提高現(xiàn)有產品的物理機械性能和加工性能，研究 開發(fā)新品種、新牌號。 b.過去，我國企業(yè)引進技術大多采用外商總承包、成套裝置引進的方式。 據(jù)了解，引進相同類型的生產裝置，國內工程建設投資往往高

18、于國外，這是由 于國外一般只引進軟件及自己不能生產的關鍵設備，由自己的工程公司總承包。 建議我國今后引進技術也采用國外的方式，這樣既可以降低投資費用 20%~25%，同時又能加快提高隊伍的技術水平，增強自行開發(fā)能力。 c.聚烯烴行業(yè)應設立和增加風險基金，以加速成果轉化和工業(yè)推廣應用 的進程。 d.逐步改變以單純追求數(shù)量、增長速度、產值的外延式擴大再生產的思 想，轉向追求以質量、效益、提高技術和管理水平為主的內涵式的經濟增長方 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 式的思想觀念。 e.由于多年來對科技投入欠債太多，應該有選擇地加大對引進技術消

19、化、 吸收、開發(fā)和創(chuàng)新的投入，保證在設備、條件、人員培養(yǎng)方面有足夠的經費， 同 時又要強調有所為有所不為，避免力量分散。 f.組織產學研合作，科研、設計、生產單位共同攻關。2000 年，中國石 化決定由上海石化公司、北京石化工程公司和北京化工研究院共同開發(fā)具有國 際水平的新一代環(huán)管 200kt/aPP 裝置，并將其列為核心技術之一，要求在產品 牌號、催化劑、工藝流程、能耗、投資費用等方面達到國際同類裝置的相同水 平。目前第一套新一代環(huán)管 200kt/aPP 裝置已于 2003 年建成并運轉正常，第二 套生產裝置也將于 2004 年建成開車，這是我國聚烯烴技術開發(fā)新的里程碑。 g.制

20、定適應市場經濟條件下的獎勵政策，鼓勵有關單位通力合作，特別 是在信息，大型儀器與中試設備共同使用方面，避免各單位都搞“大而全、小而 全”，浪費人力、物力與財力。 h.由于我國聚烯烴工業(yè)的技術、管理水平與國外大公司相差較大，應加 大對外開放力度，與國外采取多種合作方式，如引進技術、合資辦廠、共同開 發(fā)、引進和培養(yǎng)人才等，以達到互惠互利和提高我國聚烯烴行業(yè)水平的目的。 2. 聚丙烯生產工藝技術 2.1 概述 從上個世紀至今 40 多年來，已有二十幾種生產聚丙烯的工藝技術路線，各種 工藝技術按聚合類型可分為溶液法、漿液法、本體法、本體和氣相組合法、氣 相生產工藝。按生產工藝的發(fā)展和年代劃分，可

21、分為第一代工藝，工藝過程復 雜，主要是 70 年代以前的生產工藝、采用第一代催化劑；70 年代開發(fā)了第二 代催化劑，生產工藝中取消了脫灰過程，稱為第二代工藝；80 年代以后，隨著 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 8 頁 高活性，高等規(guī)度的載體催化劑的開發(fā)成功和應用，生產工藝中取消了脫灰和 脫無規(guī)物，稱為第三代工藝。 2.2 工藝介紹 （一）漿液法工藝 漿液法工藝也稱為淤漿法或溶劑法工藝，是最早的聚丙烯生產工藝。從 1957 年第一套工業(yè)化裝置一直到 80 年代中后期，漿液法工藝在長達近 30 年的 時間里一直是最主要的聚丙烯生產工藝。雖然由于催化劑的進展使聚丙

22、烯生產 工藝發(fā)展成為更加簡單的氣相法和本體工藝，但是目前世界上有許多老的漿液 法 PP 生產裝置仍在生產一些高質量的聚丙烯產品，一些廠家對老裝置進行技 術改造而不是廢棄原有裝置，使裝置繼續(xù)發(fā)揮作用。 此流程一般包括以下步驟： （1）Z-N 催化劑的配制 （2）在規(guī)定的操作條件下，丙烯在乙烷或庚烷等烴類溶劑中在催化劑存在下進 行均聚，或在乙烯及其他無規(guī)共聚或嵌段共聚。 （3）閃蒸回收并循環(huán)使用未反應的丙烯。 （4）講甲醇或其他醇直接加入漿液中，分解聚合物所包裹的催化劑或其殘存物， 并用水洗滌漿液，俗稱脫灰。從甲醇溶液中回收甲醇循環(huán)使用。 （5）經脫灰的漿液進行沉降離心分離，除去溶劑和無規(guī)物。然后

23、將所得的聚合 物干燥，加入添加劑混煉和造粒，最后得到的產品即為聚丙烯樹脂造粒料。 （6）含無規(guī)物的溶劑通過薄膜蒸發(fā)器分離無規(guī)物，溶劑經精制后循環(huán)使用。 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 （二）溶液法聚合工藝 溶液法工藝流程復雜，且成本較高，溶液法聚合溫度可高達 140℃以上， 結晶 PP 溶解在 α-烯烴中，在這個溫度下，聚合熱可以轉化成一種有用的能量， 如蒸汽熱等。Eastman 工藝是唯一工業(yè)化生產結晶 PP 的溶液法聚合工藝。 （三）本體聚合工藝 此法全流程分為原料精制、聚合反應、閃蒸去活、造粒包裝、丙烯回收等五 個部分，本工藝不許脫灰、脫無規(guī)物，

24、亦無溶劑回收工序、工藝流程短，操作 簡單。 （四）本體法-氣相法組合工藝 此法工藝過程包括原料精制、催化劑制備、預聚合及液相本體反應系統(tǒng)、氣 相反應系統(tǒng)、聚合物脫氣及單體、聚合物氣蒸干燥、擠壓造粒等工序。 2.3 工藝選擇 此次設計主要選擇液相本體法聚丙烯工藝，因為比起其他幾種工藝，液相本 體法有以下特點： ①1①因為在液相丙烯中聚合，不使用惰性溶劑，反應系統(tǒng)內單體濃度高，聚合 速度快，催化劑活性高，并且聚合反應轉化率高，反應器的時空生產能力更大。 ①2①由于聚合過程不用溶劑，沒有溶劑的精制和循環(huán)，因而工藝流程簡單，設 備少，采用單釜間歇式操作。 ①3①原料適應性強，可以用煉廠丙烯為原料進行生

25、產。 ①4①顆粒本身的熱交換性好，反應器采用全凝器，容易除去聚合熱，并使測熱 控制簡單化，可以提高單位反應器體積的聚合量。 ①5①無溶劑回收和脫灰，脫無規(guī)物后處理工序，生產中所產生的三廢少，對環(huán) 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁 境污染不嚴重。 ①6①在液相丙烯中，能除去對產品性質有不良影響的低分子量無規(guī)聚合物和催 化劑殘渣，因此，在產品潔凈度方面，可得到高質量的產品。 ①7①漿粘度低，機械攪拌簡單，耗能少。 雖然液相本體法有上述如此優(yōu)點，但是也存在一些缺點，如裝置規(guī)模小，單 線生產能力低，規(guī)模稍大需采用多釜并聯(lián)操作，操作麻煩，占地面積大，裝置 自動

26、化水平低，目前尚未推廣微機使用，產品質量較差等。 但是，綜述整個領域聚合工藝的特點，相比較而言，間歇式液相本體聚合工 藝還是比較適合國內聚丙烯的生產，其地位越來越重要，因此此次選擇間歇式 液相本體法聚合工藝。 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 第二章 設 計 說 明 書 1.緒言 本次設計為 3 萬噸/年聚丙烯車間工藝設計，我們以荊門石化為參考范例。 通過利用圖書館進行必要地文獻調研和數(shù)據(jù)補充。在此基礎上進行工藝路線選 擇，聚合實施方法的確定，物料衡算，熱量衡算，設備選型與計算以及車間平 面設計。其設計主要依據(jù)及設計原則如下： 1.1 設計依據(jù)

27、1. 設計任務書； 2. 指導老師提供的數(shù)據(jù)，資料； 3. 畢業(yè)實習相關資料； 4. 圖書館所查資料。 1.2 設計原則 1. 滿足設計任務書及產品規(guī)劃的要求； 2. 預留有工廠擴建的余地，并考慮其長遠規(guī)劃； 3. 在不影響生產的基礎上盡量選擇國內技術和配套設備，以節(jié)約投 資，降低成本； 4. 為提高產品質量，采取國外先進技術和設備以增強競爭力； 5. 大量采用當?shù)卦虾腿剂希龅揭虻刂埔?，經濟合理? 6. 土建及公用工程既要滿足生產要求，又要結合當?shù)貙嶋H情況，力 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文）

28、 第 12 頁 求做到省時省力，安全適用。 7. 滿足綠化和環(huán)保要求，注意“三廢”處理，注意排煙、除塵、降低 噪音等。 根據(jù)以上原則及計算結果，我的設計選擇一個車間，兩條平行生產線，八 個聚合釜和四個閃蒸釜，共計四層樓，車間長 36m，寬 24m。本設計按荊 門石化小聚為藍本，在工藝的設計有所拓展。 2.工藝流程設計 2.1 工藝設計原則 工藝設計的基本原則： ①1①安全可靠，經濟合理，技術先進。 ①2①合理地選擇工藝 流程和設計指標。 ①3①為生產挖掘潛力和為發(fā)展留有余地。 ①4①合理考慮機械化、自動化裝備水平。機械化水平應與工廠規(guī)模和裝備水平 相適應。 ①5①注意環(huán)境保護，減

29、少污染。設計應嚴格執(zhí)行國家環(huán)境保護，工業(yè)衛(wèi)生等方 面有關規(guī)定。 ①6①考慮土建、公用等設計的要求，并為之提供可靠依據(jù)。 2.2 工藝流程選擇 ①1①選擇工藝流程的原則 1.保證產品質量要求； 2.盡可能縮短生產周期，簡化流程； 3.先進、可靠、使用、合理； 4.提高機械化程度，降低勞動強度； 5.生產調節(jié)具有靈活性。 ①2①確定工藝流程的依據(jù) 1.原料的組成和性質； 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁 2.初試和工業(yè)性實驗； 3 輔助材料和燃料的供應情況； 4.產品品種及質量要求； 5.工廠規(guī)模及技術裝備水平； 6.建廠地區(qū)氣候條件

30、。 2.3 催化劑選擇 Z-N 催化劑是由主催化劑和助催化劑兩部分組成。主催化劑是一種過渡金屬 的鹽類，多為鹵化物，而助催化劑是一種主族金屬的烴基化物，也稱為活化劑。 目前，主要沿著三大方向努力研發(fā)①新類型單活性中心催化劑 ②復合催化 劑③高溫催化劑。 本次設計選用 CS-1 型高效催化劑 CS-1 型高效催化劑是一種載體催化劑， 它由主體、載體和第三組份組成，主體是 TiCl4， 常溫下為液態(tài)。載體采用結晶 結構，陽離子半徑與 TiCl3 相近的 MgCl2，常溫下為固態(tài)。第三組份一般為芳 香族羧酸脂。 CS-1 型高效載體催化劑有以下幾個優(yōu)點： 1.高活性 2.高定向能力 3

31、.產品質量好 4.氫調靈敏 5.載鈦量低 6.粒度均勻 7.聚合動力學行為 另外，CS-1 型高效載體催化劑的熱穩(wěn)定性比絡合- Ⅱ型催化劑好。 2.4 工藝流程敘述 間歇液相本體法生產聚丙烯的產品說明、工藝說明及技術特點如下： 1.產品說明 ①產品名稱及結構 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 14 頁 產品名稱：聚丙烯（英文全稱：Polypropylene, 簡稱：PP ） 分子量：30 萬左右 ②裝置生產能力 有 8 個 12 立方米聚合釜，年生產能力 3 萬噸。 ③產品性質 PP 由等規(guī)、間規(guī)及無規(guī)物組成，一般要求其等規(guī)物含量在 92%以上，

32、PP 是比 重較輕的一種聚烯烴樹脂，熔點為 170-172℃，耐熱性高，可在 100-120℃長期 使用，在 150℃無外力作用下也不會變形，不失去結晶性，模塑品表面光滑， 透氣性透水性低。 2.5 等規(guī)聚丙烯（iPP）的物理性能： 表 2.1 等規(guī)聚丙烯的物理性能表 類 別 性 能 數(shù) 值 一 比重，092~0.94 般 粉料的表面密度， kg/L 0.38~0.48 物 吸水率， % 0.03~0.48 性 成型收縮率， %

33、1.0~2.0 線膨脹系數(shù)， 6~10 熱 熱變形溫度（負荷 18.6kg） 性 (負荷 0.45MPa) 能 馬丁耐熱， ℃ 44 連續(xù)耐熱 ℃ 121 脆化溫度 ℃ -35~15 玻璃化溫度 ℃ -10.0 比熱（Cp ） ， Kj/(g.k) 1.8423 導熱系數(shù)， Kw/(mK) 3.817 機 抗張屈服強度 M

34、Pa 27~37 械 伸長率， % ＞200 性 拉伸彈性模量， MPa （1.1~1.6 ）10 3 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁 能 彎曲強度， MPa 42~56 沖擊強度（缺口） ， MPa 0.22~0.5 （無缺口） 不斷 彎曲強度模量， MPa （0.12~0.16） 103 壓縮模量， MPa

35、 39~56 硬度（洛氏） ， R85~110 比勞強度（round）, MPa 11.0~22.0 斷裂伸長率， % 200~600 PP 具有優(yōu)良的突出性能：優(yōu)良的耐酸堿、耐極性物質腐蝕性質（發(fā)煙硝酸 和發(fā)煙硫酸除外） ，剛性延伸性好，耐應力開裂性比聚乙烯好，耐磨性比聚苯乙 烯好，不及聚氯乙烯和丙烯酸甲酯?？扇苡谑畾浠?、1.2.4-三氯代苯中。 但 PP 存在低溫脆性，沖擊強度，拉伸強度及硬度低，成型收縮率大，易 老化等缺點，好在可在加工過程進行改性，以擴大產品的應用范圍。 2.6iPP 的化學性質

36、 ①1①受熱易降解為低級烴； ①2①在空氣空 230℃附近出現(xiàn)氧氣影響，溫度愈高，影響愈顯著，反應產物熱 分解； ①3①除發(fā)煙硝酸和發(fā)煙硫酸外，耐其他化學藥品性很好。 2.7 產品規(guī)格（荊門石化企業(yè)標準） 外觀：白色、無結塊的微球粉粒 等規(guī)度：≥92% 灰分：≤0.05% 氯含量：≤0.25% 表觀密度：≥0.40g/cm 熔融指數(shù)：1.9~4.2g/10min 抗張屈服強度：≥27.0MPa 2.8 產品用途 由于 PP 樹脂有許多優(yōu)良的特性和良好的加工性能，有廣泛的用途，僅次于 PE 和 PVC，是塑料制品的第三大品種。三分之一用于合成纖維，三分之二用 于塑料。在汽車配件

37、，電器配件，各種機器外殼，各種管道薄膜等方面有廣泛 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 16 頁 的使用。 2.生產原理 ①1①丙烯精制原理 由于間歇式液相本體法工藝流程簡單，動力消耗和生產成本低，裝置投資少， 見效快，三廢少，污染小等優(yōu)點，本裝置采用該工藝。但該工藝對于原料質量 較高，外進丙烯必須精制才可用于聚合。丙烯的精制采用固堿粗脫水和酸性物 質，催化水解 COS，ZNO 脫硫，活性三氧化二鋁和分子篩吸附水，催化脫氧和 一氧化碳。 ①2①聚合反應原理 該工藝采用 Z-N 型催化劑，PP 等規(guī)的高低和所用的催化劑體系有關，現(xiàn)采 用 CS-1 型催化體系，主催化

38、劑的晶體對催化劑性能特別是定向性有顯著的影響。 其反應機理如下：丙烯聚合的過程包括鏈引發(fā)、鏈增長、鏈轉移和鏈終止。 ⑴ 鏈引發(fā) [Cat]＋－－R ＋CH 2＝CH→[Cat]＋－－CH 2－CH－R ∣ ∣ CH3 CH3 ⑵ 鏈增長 [Cat]＋-―CH 2－CH－R ＋nCH 2＝CH→[Cat]＋-―CH 2－CH(CH 2－CH)nR ∣ ∣ ∣ ∣ CH3 CH3 CH3 CH3 ⑶ 鏈轉移 ① 向單體轉移 [Cat]＋－CH

39、 2－CH(CH 2－CH)nR＋CH 2＝CH→[Cat]＋- －CH 2－CH 2＋CH 2=C(CH2－CH)nR ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 17 頁 ② 向氫氣轉移 [Cat]＋-―CH 2－CH(CH 2－ CH)nR＋H 2→[Cat]＋-―H+CH 3－CH(CH 2－CH) nR ∣ ∣ ∣ ∣ CH3 CH3

40、 CH3 CH3 ③ 向烷基鋁轉移 [Cat]＋- －CH 2－CH(CH 2－ CH)nR＋Al(C 2H5)3→[Cat]＋-－C 2H5+ ∣ ∣ CH3 CH3 (C2H5)2Al－CH 3－CH(CH 2－CH)nR ∣ ∣ CH3 CH3 ④ 鏈終止 [Cat]＋――CH 2－CH －(CH 2－CH)－nR→[Cat] ＋――H＋CH 2＝C－(CH 2－CH)－nR ∣ ∣ ∣ ∣ CH3 CH3

41、 CH3 CH3 丙烯聚合反應的機理相當復雜，一般來說，可以劃分為 4 個基本反應步驟： 活化反應，形成活性中心；鏈引發(fā)；鏈增長及鏈終止。 對于活性中心，主要有兩種理論：單金屬活性中心模型理論和雙金屬活性 中心模型理論。普遍接受的是單金屬活性中心理論。該理論認為活性中心是呈 八面配位并存在一個空位的過渡金屬原子。 以 TiCl3 作為催化劑為例子，首先單體與過渡金屬配位，形成 TI 化合物， 減弱了 Ti-C 鍵，然后單體插入過渡金屬和碳原子之間，隨后空位與增長鏈交換 位置，下一個單體又在空位上繼續(xù)插入。如此反復進行，丙烯分子上的甲基就 依照一定方向在主鏈上有規(guī)則的

42、排列，即發(fā)生陰離子配位定向聚合，形成等規(guī) 或間規(guī) PP，間規(guī)單體插入的立構化學則由鏈終止端控制的。 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 18 頁 pheripol 工藝是一種液相預聚合同液相均聚和氣相共聚相結合的聚合工藝， 工藝采用高效催化劑(Spheripol 工藝一開始使用 GF-2A、FT-4S、UCD-104 等高 效催化劑，催化劑活性達到 40kgPP/gcat，產品等規(guī)度為 90%-99%，可不脫灰、 不脫無規(guī)物)，生成的 PP 粉料粒度呈圓球形，顆粒大而均勻，分布可以調節(jié)， 既可寬又可窄，可以生產全范圍、多用途的各種產品。預聚合反應是在均聚反 應之前

43、先將催化劑組分同少量丙烯預先進行聚合反應，以保護催化劑和聚合產 品的顆粒度。預聚合是液相聚合，采用一組由兩根管組成的環(huán)管反應器。均聚 反應也是液相聚合，一般都采用兩組串連的環(huán)管反應器，每組反應器由四根管 子組成。目前改進的 Spheripol 工藝的環(huán)管反應器由一組環(huán)管組成，通過對立管 根數(shù)及其直徑的不同設計來適應不同的處理能力，反應熱通過環(huán)管外壁夾套內 循環(huán)流動的水來撤除。嵌段共聚反應則采用氣相法，反應器是一個或兩個串聯(lián) 的密相流化床反應器。該工藝采用獨特的環(huán)管式反應器，具有單位體積傳熱面 積大，總傳熱系數(shù)高，單程轉化率高、流速快、混合好、不會在聚合區(qū)形成塑 化塊、產品切換牌號的時間短等優(yōu)點

44、，而且結構簡單，材質采用低溫碳鋼即可。 環(huán)管反應器則是利用軸流泵使?jié){液高速循環(huán)，通過夾套冷卻撤熱，由于傳熱面 積大，撤熱效果好，因此其單位反應器體積產率高，能耗低。Spheripol 工藝經 濟性好，原料和公用工程消耗低，人工費和三廢處理等費用也少，生產成本較 低，因此 Spheripol 工藝成為當今世界最為先進和流行的 PP 生產工藝之一。 (2①影響聚合反應的因素： （1）原料雜質 高效催化劑中所含的鈦化合物和 MgCl2 及活化劑三乙基鋁化學性質都非 ?；顫?，遇到水或氧時，會發(fā)生反應，容易失去活性，活化劑能在空氣中自燃， 與水、醇、醛、酮、羧酸、酰氯等發(fā)生反應。因此，丙烯中含有

45、少量雜質會破 壞催化劑體系的活性。 通常，使用高效催化劑時，丙烯中的含水量應控制在 510-6 以下。 硫是丙烯中極具有害的雜質，特別是羰基硫（COS） 、二硫化碳（CS2)能 使聚合反應發(fā)生鏈終止。使用高效催化劑時，丙烯中的 CO 含量一般控制在 110-6 以下。 微量的炔烴與二烯烴對釜內轉化為聚丙烯的丙烯所占的比例（丙烯轉化率） 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 19 頁 、產品的等規(guī)度也都有明顯的影響，使它們下降。 丙烯中的一氧化碳將影響催化劑的定向能力。CO、CO2 能使聚合反應發(fā) 生鏈終止，降低催化劑的活性，使用高效催化劑時，丙烯總的

46、 CO 含量一般控 制在 110-6 以下。 在反應系統(tǒng)管線中的物質如醛、酮等，漏入聚合釜內，也對聚合反應起破 壞作用，微量的醛、酮就會是活性大大降低。因此，要防止這些物質進入反應 系統(tǒng)。高效催化劑與絡合-Ⅱ型催化劑相比，對丙烯原料要求更高：COS 和 CO 要求均少于 1ppm，同時輸送活化劑和保護催化劑的精氮以及調節(jié)分子量的氫氣 雜質要求越少越好，水和氮氣量均應少于 10ppm。 ①2①高效催化劑體系 高效催化劑體系由 CS-1，三乙基鋁和 DDS（二甲氧基二苯基硅烷）三部分 組成。 A.CS-1：用量增加，反應速率增加，反應時間相應縮短，但催化劑得率和轉化 率降低，用量過高時由

47、于 CS-1 初活性很高，聚合釜散熱相當困難，易發(fā)生超溫 超壓，產生暴聚，形成塑化塊。用量過少時，反應時間長，甚至不反應。本裝 置規(guī)定 12 立方米聚合釜為 40-100g。 B.三乙基鋁：其主要作用是將四氯化鈦還原成三氯化鈦，使三氯化鈦烷基化， 形成活性中心，同時破壞原料及系統(tǒng)有害雜質，保護催化劑的活性中心。活化 劑用量過多，產品中灰分增高而影響產品質量。本裝置規(guī)定 12 立方米加入量為 600-1500ml。 C.DDS：作為第三組分，主要作用是提高催化劑體系的定向能力。因為 DDS 可 使催化劑活性中心選擇性中毒，從而提高定向能力和產品等規(guī)度。其加入量少， 產品等規(guī)度低，甚至產生粘料造成

48、堵釜；但加入量越多，會降低催化劑的活性， 抑制聚合反應。同時使灰分增加。本裝置規(guī)定 12 立方米釜加入量為 50- 250ml。 ①3①反應溫度 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 20 頁 液相丙烯臨界溫度為 91.89。在此溫度以上為氣相。溫度越接近臨界點，蒸 發(fā)潛熱越小，不利于蒸發(fā)潛熱散熱。同時，溫度愈高，液態(tài)丙烯的比重下降大， 致使在溫度低時正常投料系數(shù)變?yōu)楦叩耐读舷禂?shù)而不安全，造成設備超壓。因 此，本體聚合中，聚合溫度絕對不要高于 80℃。另外，溫度過高或升溫過快， 反應速度太快，在傳熱不好的情況下，容易引起局部暴聚，塑化結塊，出不了 料甚至出安全事故

49、。溫度低，又延長反應時間，一般控制在 75℃左右為宜，控 溫和升溫都要平穩(wěn)。 ①4①反應時間 延長反應時間，催化劑得率和轉化率會明顯提高，但反應速率急劇下降。同 時，一經“干鍋 ”繼續(xù)反應，則塑化結塊明顯增多，影響產品質量，并造成出料 困難。反應過早結束，一則丙烯轉化率低，催化劑得率低，造成原料消耗高； 二則影響產品質量，使產品灰分，揮發(fā)過高。 ①5①氫氣 氫氣作為分子量調節(jié)劑，無氫氣時，分子量很高，達 150 萬以上，無法做 成塑料制品，當氫量達到 100-200ppm 時，分子量在 30 萬左右，氫量繼續(xù)增加， 對分子量影響變小，氫濃度可視產品的分子量高低要求而定，隨著 H2/丙烯比

50、 的增大，聚丙烯的分子量相應變小，熔體的流動速率增大，此時，催化劑和單 釜產量會有所提高，聚合物的等規(guī)度會有所下降，但當氫氣加入量較大時使用 高效催化劑時，單聚合釜產量有時會降低。 2.9 后處理原理 因反應副產物少，加入助劑少分解的殘渣甚微，故只需閃蒸未聚合的丙烯， 丙烯等揮發(fā)組分，接觸空氣使催化劑和活化劑失活就可得到產品。無溶劑的回 收和精制，無脫灰脫無規(guī)物。工藝流程簡單。 2.10.尾氣回收原理 2.10.1 生產原理 本車間尾氣含丙烯 90%以上，含氮約 5-10%，另含少量丙烷、氧等。該裝 置采用冷凝法回收丙烯丙烷，基本原理是利用丙烷丙烯比氧氮臨界溫度高的多， 而臨界壓力低得

51、多。當壓縮至 1.5-2.0MPa 時，用循環(huán)水和 -7℃鹽水冷卻丙烯丙 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 21 頁 烷足以冷凝成液體而回收。氧氣氮氣作為不凝氣排至氣分車間。 2.10.2 影響因素 ①1①氮氣含量的影響 由于在 2.0MPa，40℃ 以下的狀態(tài)下，氮氣呈氣體狀態(tài)，故聚丙烯尾氣中氮 氣含量高，需要排放的氮氣量也多，故帶走的丙烯也越多，同時尾氣中氮氣含 量影響壓縮機的正常工作。本裝置規(guī)定聚丙烯尾氣中氮氣含量≤8%。 （2）不凝氣排放壓力 在排放點溫度一定時，不凝氣排放壓力越高，排放的不凝氣中丙烯含量越 少；反之，丙烯含量越高。故不凝氣排放壓力越高，

52、丙烯的排放量就越少?？?慮到設備耐壓等級，本裝置規(guī)定不凝氣的排放壓力為 1.95~2.0MPa。 ①3①冷凝溫度 在一定的排放壓力下，冷凝溫度越低，丙烯在不凝氣中含量就越低。 3.工藝操作流程 ①1①精制過程： 液相丙烯自液化器罐區(qū)送到預精制罐，由丙烯原料泵輸送，經固堿塔、 脫硫塔回循環(huán)精制，脫除大量的水、CO2、無機硫。粗脫合格后的丙烯進入汽 提塔、緩沖罐，汽提后丙烯經出口冷卻器進入精制塔深度脫水、脫氧、脫砷后 進入丙烯貯罐，為聚合投料作準備。 ①2①預聚過程 精丙烯四次經聚合釜投料 一步：氫氣自氫氣緩沖罐，采用壓差法定量加入聚合釜，并投 3m丙烯。 二步：將第三組分（DDS）定量

53、加入催化劑料斗，用 1m丙烯沖入。 三步：用精氮將活化劑計量罐中活化劑定量加入活化劑料斗，用 3m丙烯沖入 聚合釜。 四步：在精氮保護下將定量催化劑加入催化劑料斗，用 1m丙烯沖入聚合釜。 投料完畢，自動通蒸汽進熱水槽保證溫度恒定在 80℃，用熱水泵將熱水 送至聚合釜夾套加熱升溫，熱水回熱水槽循環(huán)使用，釜溫在 30~50 分鐘內由平 緩地常溫升溫到 70℃。當水溫達到 75℃時，將熱水（自動狀態(tài)下逐漸關閉）切 換成循環(huán)冷卻水（自動調節(jié)循環(huán)冷卻水閥開度） ，撤去聚合反應放出的熱量，控 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 22 頁 制反應熱，平穩(wěn)的將聚合釜溫升至（

54、771）℃，壓力恒定在（3.60.1）MPa， 反應結束（2h-3.5h) 出現(xiàn)“干鍋跡象”，開啟回收系統(tǒng)，將未反應的氣相丙烯經冷 凝器冷凝成液相后回收，重復使用。 回收結束后，釜內留有余壓（1.2MPa-1.7MPa） ，分三次將釜內物料噴入 凈化合格的閃蒸罐，閃蒸汽全進入氣柜；閃蒸罐內的氣體用氮氣置換，置換氣 體也進入氣柜，反復置換三至四次至閃蒸罐內丙烯含量＜1.5%（體積）后出料。 （3）尾氣回收利用過程： 排至氣柜的丙烯尾氣，經分液罐分液后進入壓縮機一級入口，一級入口的 氣體經分液罐后進入壓縮機二級入口，二級入口的丙烯氣體經潤滑油分離器分 液，進入尾氣冷凝器冷卻成液相，送到回

55、收丙烯貯罐，重復利用或退回罐區(qū)。 4.工藝控制方案 ①1①反應器的溫度控制 ①液相攪拌釜式反應器的聚合熱量通過采用反應器夾套的水冷及氣體冷 卻冷凝循環(huán)系統(tǒng)而被撤除，主要通過氣體冷卻冷凝循環(huán)系統(tǒng)來控制該反應器的 聚合溫度。 ②氣相反應器的溫度控制一循環(huán)氣冷卻器控制。有的地方采用帶循環(huán)水 泵的直接冷卻水系統(tǒng)，有的地方采用的是使用間接冷卻水的間接冷卻系統(tǒng)。在 正常操作時，用間接冷卻水和冷卻水來冷卻循環(huán)氣體。在開車時，則采用間接 冷卻水和蒸汽給氣體加熱，此時，間接冷卻器被旁通。 ①2①壓力控制 恒定保持在其反應溫度相對應的飽和蒸汽壓力下，該壓力主要由丙烯及 氫氣蒸汽壓力之和來決定。 ①3

56、①反應器液位控制 采用壓差式液位計，保持反應器低部與其氣相之間的壓差不變。 ①4①催化劑活性的控制因素 ①反應溫度 對于液相反應器而言，聚合量呈指數(shù)，而且使?jié){料膨脹。 ②單體分壓 單體分壓決定于反應器的溫度，是因變量。 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 23 頁 ③停留時間 聚合量隨催化劑停留時間的增加而增加，改變反應器內 的反 應體積，就很容易地改變催化劑的停留時間。 4.2 聚合終點的判定 ①釜溫不變而釜壓下降或釜溫上升而釜壓不變 ②攪拌電流明顯增加，約 50---60A ③反應時間 2--

57、-3.5 小時 2.11 原料輔助材料性能、規(guī)格 ①1①丙烯 無毒，有刺激性氣味、易燃、易爆、常溫常壓下為無色透明氣體，壓力下 為無色透明液體。 分子量 42.078 沸點 -47.7℃ 臨界溫度 91.89℃ 臨界壓力 4.54MPa ①進裝置丙烯 丙烯 ≥98%（體積） 雙烯烴 ≤10ppm 硫 ≤3ppm 水 ≤100ppm 氧 ≤30ppm 一氧化碳 ≤5ppm 二氧化碳 ≤10ppm ②精制后丙烯 水 ≤20ppm 氧 ≤10ppm 硫 ≤3ppm 其

58、他同進裝置丙烯， ①2①催化劑 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 24 頁 CS-2 型催化劑 外觀：褐色細顆粒 活性指標：≥20000g PP/gTiCl3 ①3①活性劑 三乙基鋁 Al（C2H5)3 該活化劑遇空氣立即自燃，遇水將劇烈反應放出大 量熱，引起爆炸。 外觀 無色透明液體 含量 ＞95% 沸點 186.6℃ 冰點 -52℃ ①4①第三組分 二苯基二甲氧基硅烷 DDS 外觀 無色或微黃色透明液體 含量 ＞87% 折光率 1.535~1.545（25℃ ） 密度 1.06~1

59、.10（25℃ ） ①5①氫氣 氫氣是一種無色、無味、無毒、極易著火和爆炸的氣體，可燃范圍寬。 ①進裝置氫氣 純度 ≥99.5% 氧 ≤0.2% 水 ≤1500ppm ②精制后氫氣 純度 ≥99.9% 氧 ≤10ppm 水 ≤10ppm ①6①氮氣 ①粗氮 氮 ≥99.5%（體積） 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 25 頁 氧 ≤0.2%（體積） 水 ≤150ppm（體積） ②精氮 氮 ≥99.99%（體積） 氧 ≤10ppm（體積

60、） 水 ≤10ppm（體積） ①7①活性氧化鋁 粒度 Φ3~5mm 強度 ≥2~8Kg/粒 靜態(tài)吸附容量 161% 相對濕度 60% 堆比重 0.89kg/l 吸水率 ＞100%（wt) 密度 2.3Kg/l 比重面 30020m/g 孔容 0.32~0.432/kg (8)分子篩（3A ） 球形、粒半徑 Φ4~6mm 吸水量 ≥210g/kg 堆比重 0.7kg/l 耐磨濕度 0.5%（wt) (9)氧化鋅脫硫劑 外觀 淡黃色或灰白色柱狀顆粒物 規(guī)格 Φ55~10m

61、m 堆比重 0.85~1.1kg/l 硫容 ≥50N/cm（側壓） 氧化鋅含量 大于 80%（重量） 工藝條件 溫度 常溫 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 26 頁 壓力 1~10MPa 液空速 2~5/h-1 入口含硫量 1~5ppm 出口含硫量 ＜0.1ppm 床高/直徑 ＞3 使用壽命 一年以上 ①10①產品規(guī)格 外觀 白色、無結塊的微球粉粒 技術指標 合格品 等規(guī)度 ≥92% 灰分 ≤500mg/kg 氯含量 ≤250mg/kg 表觀密度

62、 ≥0.40g/cm 熔融指數(shù) 1.9~4.2g/10min 擴張屈服強度 ≥27.0MPa (11)聚合溫度： 73~79℃，聚合時間 4~6 小時 2.12 異常情況處理 1 事故預防與處理 1.1 生產異常情況判斷和處理 1.1.1 精制塔再生時升溫慢 （1）吸附劑含水量大 無須處理 （2）再生氣含水高 加強脫水操作 （3）再生氣流量小 增大再生氣流量 （4）再生氣溫度低 提高電加熱器溫度 （5）塔放空筒阻力大 提高再生氣壓力 1.1.2T--5 壓力超高 （1）流程不通或閥門開度不夠

63、 打通流程，開大閥門 （2）塔系統(tǒng)阻力高，塔內片堿消耗大 甩掉部分塔，考慮加片堿 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 27 頁 （3）塔內丙烯溫度高 檢查 T--5 蒸汽包 1.1.3T--5 液堿托不下 （1）塔底結晶，結塊堵塞 脫堿前后均要開蒸汽吹掃 5 分鐘 （2）脫液堿閥故障 更換閥門 1.1.4 容器超壓 （1）超過規(guī)定裝料系數(shù) 放低網(wǎng)降壓，將超量丙烯倒走 （2）熱丙烯進入容器 降低回收速度 （3）冷卻器冷卻水中斷 盡快恢復 L-1、2、3、201、202

64、、 203、4、5 的冷卻水 1.1.5 T--8 壓力低 （1）TRC305 未開 打開 TRC 給定值后投自動控制 （2）PV301 自動控制紊亂，開度太大 檢查 PV301 設定是否符合操作要求， 重新設定 1.1.6 R--18 液位控制不穩(wěn)定 （1）FV303 和 LV303 串級控制失效 改手動控制，重新設置各給定值， 系統(tǒng)穩(wěn)定后在串級 （2）P--8 抽空，出口壓力太低 需灌泵，并適當提高 R--18 的壓力 （3）R--18 內不凝氣

65、量太多 打開 PV302 進行不凝氣排放 1.1.7 T--8 液位控制不穩(wěn)定 （1）FV303 和 LV303 串級控制失效 同上 （2）T--8 壓力波動太大 調整 TRC 開度，調整 PIC301 給定 值 1.1.8 丙烯投料異常（投不進去或緩慢） （1）投料流程不通 檢查并打通流程（包括開投料泵） （2）R--203 液位不夠 待 R--203 有足夠料在投 （3）質量流量計給定值有誤 重新調整給定值（SP） （4）三通故障 處理流量計控制三通 （5）管線堵塞

66、查找并處理堵塞處 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 28 頁 1.1.9 聚合自控效果差 （1）反應不正常 手動控制 （2）設定值錯誤 重新給設定值 （3）調節(jié)過快或過慢，系統(tǒng)震蕩 手動控制平穩(wěn)，調節(jié) P、I、D 值 1.1.10 自動粘料 （1）反應過猛 整催化體系 （2）系統(tǒng)太臟 嚴格精心操作 （3）DDS 未加或跑損 增大 DDS 量 （4）回收不徹底 加強工藝操作 （5）催化劑定向指標差 更換催化劑 注：粘料一般只在噴料過程中才能發(fā)現(xiàn)，上述處理或為預防，或為后處理，粘 料判斷是在釜溫下降后釜內結塊（嚴重） ，表現(xiàn)為噴料時攪拌電流越來越高，釜 內有撞擊聲音，此時馬上停止攪拌，加丙烯氣繼續(xù)噴料，盡可能多噴一些粘料 至閃蒸罐。 1.1.11 結塊或爆聚 （1）配比過高 調整催化劑體系 （2）撤熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障導致無法撤熱 檢查回復水系統(tǒng) （3）稀湯