年產(chǎn)3萬噸聚丙烯生產(chǎn)工藝設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 課程設(shè)計課程名稱：年產(chǎn)3萬噸聚丙烯的工藝設(shè)計 院 系：化學(xué)化工學(xué)院班 級：高分子101班組 員：黃劍平 謝翼峰 陳俊杰 陳佳豪 莊梓鑫學(xué) 號：1、4、5、6、7目錄 TOC o 1-3 h z u 摘要：聚丙烯是丙烯單體聚合而形成的高分子聚合物，是一種通用合成樹脂。它作為一種高分子塑料，在現(xiàn)代化工生產(chǎn)中占有重要的地位，是五大工程塑料之一。 聚丙烯之所以是各種聚丙烯烴材料中發(fā)展最快的一種，關(guān)鍵在于其催化劑技術(shù)的飛速發(fā)展。本設(shè)計中就詳細(xì)介紹了聚丙烯隨催化

2、劑的發(fā)展而發(fā)展的情況。 本設(shè)計是以荊門石化的S-PP工藝為設(shè)計基礎(chǔ)，設(shè)定年產(chǎn)量為兩萬噸，然后進行物料衡算、熱量衡算、設(shè)備選型等過程，最終完成的一份比較完整的設(shè)計說明書。 另外聚丙烯來源豐富，價格便宜，易于加工成型，產(chǎn)品綜合性能優(yōu)良，因此被廣泛地應(yīng)用于化工、化纖、輕工、家電、建筑、包裝、農(nóng)業(yè)、國防、交通運輸、民用塑料制品等各個領(lǐng)域，在聚烯烴樹脂中，是僅次于聚氯乙烯、聚乙烯之后的第三大通用塑料。關(guān)鍵詞：聚丙烯 S-PP工藝 液相本體聚合 催化劑Abstract：Polypropylene is a generic synthetic resin ,which is polymerizated by

3、 propylene monomer .As a polymer plastic, in the modern chemical production it occupies an important position and was one of the five major engineering plastics. Polypropylene is the fastest developing material in variety of hydrocarbon materials .The key reason is the catalysts rapid development. T

4、his design introduced polypropylenes development with the development of catalyst. The design is based on the Jingmen Petrochemical S-PP technology and set for 20,000 tons of annual output .Then proceed to the material balance 、 energy balance and equipment selection, Finally reached a more complete

5、 design specification. Another, Because of its rich resource, low price, easy to process takes shape, fine productoverall performance,therefore it is widely applied to chemical,the chemical fiber, the light industry, the electrical appliances, the building, the packing, agricultural, the national de

6、fense, thetransportation, the civil plastic product and so on. In the polyolefine resin,it is only inferior after the PVC、PE the third general plastic.Keywords:Polypropylen S-PP craft liquid phase polymerization catalyst緒論 聚丙烯（Polypropylene，?？s寫為PP）是丙烯（Proplylene，縮寫為PR）單體聚合而形成的高分子聚合物，是一種通用合成樹脂（或通用合成塑

7、料）。 聚丙烯的有關(guān)性質(zhì)如下： 1、聚丙烯的物理性質(zhì)可塑性 PP是一種典型的熱塑性塑料，它受熱時易熔化，冷卻時固化成型，且這一過程可以多次重復(fù)進行。由于這一特性，使聚丙烯加工成型十分方便，可以很容易用擠出、注塑、吹塑等方法直接加工成型。耐熱性 PP熔點較高，為164170（純等規(guī)物熔點達176），軟化點為150以上，是通用樹脂中耐熱性能最好的一種。密度小 PP相對密度為0.900.91，是所有樹脂中最輕的。良好的物理機械性能 PP拉伸屈服強度一般可達3038MPa，這也是通用合成樹脂中最高的品種之一，它表面強度大，彈性較好，耐磨性良好。介電性能優(yōu)良吸水性小抗沖擊強度較低 這是PP的最大缺點，特

8、別是在低溫下其抗沖擊強度急劇下降。但是可以通過共聚或共混攻性來改善它的耐低溫沖擊性能。 2、聚丙烯的化學(xué)性質(zhì) PP具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，它與絕大多數(shù)化學(xué)品接觸幾乎不發(fā)生作用，其熱化學(xué)穩(wěn)定性也好，在100下，無機酸、堿、鹽溶液除具有強氧化性者外，其余對PP幾乎都無破壞作用。 PP是非極性有機化合物，對極性有機溶劑都很穩(wěn)定，醇類、酚類、醛類、酮類和大多數(shù)羧酸都不易使其發(fā)生溶脹。只有芳烴和氯代烴（如苯、四氯化碳、氯仿等）在80以下時對聚丙烯有溶解作用。 由于聚丙烯結(jié)構(gòu)中存在叔碳原子，因此易被氧化性介質(zhì)侵蝕。PP在光、紫外線、熱、氧存在的條件下會發(fā)生老化現(xiàn)象，使其變質(zhì)，失去原有的性質(zhì)。要是PP不老化是

9、不可能的，只有通過添加抗氧劑、紫外線吸收劑、防老劑等來減緩PP的老化速度，改善其抗老化性能。 下面簡要為大家介紹一下國內(nèi)外聚丙烯的生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r。 1、國外聚丙烯生產(chǎn)工藝發(fā)展史。 1953年，德國Zigle（齊格勒）發(fā)明用TiCl4金屬烷基化合物作催化劑，以乙烯為原料進行聚合得到聚乙烯。 1954年，意大利Natta (納塔)教授在Zigle發(fā)明的催化劑基礎(chǔ)上，發(fā)展了烯烴聚合催化劑，用具有定向能力的TiCl3為催化劑，以丙烯為原料進行聚合，成功制得了高結(jié)晶性高立構(gòu)規(guī)整性（等規(guī)）的聚丙烯2，并創(chuàng)立了定向聚合理論。 1957年，根據(jù) Natta 教授的研究成果，意大利Montecatini(蒙特卡蒂

10、尼)公司在Frara首建世界上第一套間歇式PP工業(yè)生產(chǎn)裝置（6Kt/a）。同年，美國Hercules(大力神)公司也建成了一套9Kt /aPP裝置3。 19581962年，德、美、法、日等國先后都實現(xiàn)了PP工業(yè)化生產(chǎn)。 1964年，美國Dart（達特）公司的Rexall（雷克薩爾分公司）首用第一代催化劑及釜式反應(yīng)器開創(chuàng)了液相本體法PP生產(chǎn)工藝。 1969年，Bsaf（巴斯夫公司）開發(fā)了立式攪拌床氣相聚合Novolen工藝。 1971年，以Solvay（索爾維）公司開發(fā)的TiCl3-R2O（異戊醚）-TiCl4-Al(C2H5)2Cl絡(luò)合型催化劑為典型代表的第二代催化劑（絡(luò)合型催化劑）使液相本體

11、法PP有了很大發(fā)展。 70年代后，Phillips（菲利浦）石油公司首用環(huán)管式反應(yīng)器實現(xiàn)了液相本體法PP生產(chǎn)工業(yè)化。 1980年，美國Amoco（阿莫科）公司采用自己的高效催化劑，選用臥式攪拌床，開發(fā)了新的氣相聚合工藝，并建成世界上最大的氣相法PP生產(chǎn)裝置（135kt/a）。 1983年，美國UCC（聯(lián)合碳化物）公司借鑒流化床聚乙烯工程放大生產(chǎn)經(jīng)驗，和成功開發(fā)超高活性PP催化劑(Shac)的Shell（殼牌）公司合作共同開發(fā)了“Unipol”PP氣相流化床聚合工藝，于1985年在Texas（德克薩斯）建立了80kt/a裝置，這是世界上第一個把高效催化劑與氣相流化床相結(jié)合的新工藝。同年，意大利的

12、Montecatini公司（即現(xiàn)在的蒙埃公司）也開發(fā)了“Spheripol”本體聚合新工藝，在意大利Brindise（希林迪西）建成投產(chǎn)80kt/aPP裝置。該公司于1983年11月與美國Hercules公司合營，改稱Himont（海蒙特）公司。Himont公司均聚反應(yīng)采用液相法環(huán)管反應(yīng)器，而嵌段共聚反應(yīng)采用氣相法密相流化床反應(yīng)器8。 2、國內(nèi)聚丙烯生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r 六十年代末，蘭州化學(xué)工業(yè)公司石油化工廠從英國引進了采用Vickers-Zimmer（維克吉瑪）工藝技術(shù)及常規(guī)催化劑體系的5kt/a溶劑法PP生產(chǎn)裝置。1973年，北京燕山石化公司向陽化工廠利用國內(nèi)研制的催化劑和溶劑法工藝，建成投產(chǎn)了一

13、套5kt/a國產(chǎn)溶劑法PP生產(chǎn)裝置。 1979年，北京化工研究院等單位在絡(luò)合型催化劑的基礎(chǔ)上研制成活性定向能力更好的絡(luò)合型催化劑即TiCl3-R2O(正丁醚)-Al(C2H5)2Cl催化劑。絡(luò)合型催化劑不但可以用于溶劑法聚丙烯工藝，而且由于它的高活性合高定向能力，也為用于液相本體法PP工藝打下了良好基礎(chǔ)。 1975年，遼寧瓦房店紡織廠與大連物化所協(xié)作，建立了一套300t/a(1.5m3)聚合釜間歇式液相本體PP中間試驗裝置。隨后，江蘇省丹陽化肥廠于1978年首先建成一套4m3聚合釜千噸液相本體法PP裝置，同年試車成功，在我國首先實現(xiàn)了液相本體法PP生產(chǎn)工業(yè)化。 國內(nèi)液相本體法（習(xí)慣稱之為小本體

14、法）PP工藝是間歇式單釜操作工藝，該工藝以液相丙稀為原料，采用絡(luò)合型三氯化鈦為催化劑，以一氯二乙基鋁為活化劑，以H2為聚合物分子量調(diào)節(jié)劑。到1995年，全國已在約50個廠中建立近七十套國內(nèi)液相本體法聚丙烯生產(chǎn)裝置。 80年代末，我國開始引進國外液相氣相組合式本體法聚丙烯工藝，使我國的聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)達到了比較先進的水平。1989年揚子石化公司引進日本三井油化Hypol工藝建成140kt/aPP裝置，1990年和1991年齊魯石化公司和上海石化總廠先后采用Himont公司S-PP工藝建成70kt/aPP裝置。其后，9296年，撫順石化公司乙烯化工廠，洛陽石化總廠，廣州石化總廠，獨山子乙烯工程，中原

15、乙烯工程，茂名石化公司，大連西太平洋石化公司先后建成了這兩種工藝的大型裝置。與此同時，國內(nèi)不斷消化吸收世界先進工藝、設(shè)備技術(shù)，加緊實現(xiàn)催化劑、工藝技術(shù)設(shè)計與設(shè)備制造的國產(chǎn)化。 隨著聚丙烯產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)及PP后加工生產(chǎn)的迅速發(fā)展。國內(nèi)市場對PP的需求量越來越大。94年我國PP產(chǎn)量接近86萬噸，進口81萬噸，95年國產(chǎn)和進口都超高100萬噸。在這種形勢下，原中國石化總公司決定在“九五”期間利用煉廠氣丙稀資源建設(shè)一批大型PP生產(chǎn)裝置，包括九江石化總廠、長嶺煉化總廠、武漢石化廠、福建煉化股份公司、濟南煉油廠及荊門石化總廠等6家企業(yè)的70kt/aPP裝置，這6套裝置均由中國石化北京石油化工工程公司(簡稱B

16、PEC)承擔(dān)設(shè)計采用國產(chǎn)化S-PP工藝建設(shè)而成8。 聚丙烯的合成工藝可以概括為以下幾種9 ： 1、溶劑聚合法 工藝特點：丙稀單體溶解在惰性液相溶劑中（如乙烷中），在催化劑的作用下進行溶劑聚合，聚合物以固體顆粒狀態(tài)懸浮在溶劑中，采用釜式攪拌反應(yīng)器。 有脫灰，脫無規(guī)物和溶劑回收工序，流程長，較復(fù)雜，裝置投資大，能耗高，但生產(chǎn)易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好。 以離心過濾方法分離聚丙烯顆粒再經(jīng)氣流沸騰干燥和擠壓造粒。 工藝條件：T=7075 P=1.0MPa 2、溶液聚合法 工藝特點：使用高沸點直鏈烴作溶劑，在高于聚丙烯熔點的溫度下操作，所得聚合物全部溶解在溶劑中呈均相分布。 高溫氣提方法蒸發(fā)脫除溶劑得熔融聚丙烯

17、，再擠壓造粒得粒料產(chǎn)品。 生產(chǎn)廠家只有美國Eastman Kodak公司一家。 工藝條件：T=160250 3、氣相本體法 工藝特點：系統(tǒng)不引入溶劑，丙稀單體以氣相狀態(tài)在反應(yīng)器中進行氣相本體聚合。 流程簡短，設(shè)備少，生產(chǎn)安全，生產(chǎn)成本低。 聚合反應(yīng)器有流化床（聯(lián)碳/殼牌Unipol工藝）、立式攪拌床（巴斯夫Novolen工藝）及臥式攪拌床（阿莫科/埃爾帕索工藝）。 工藝條件：T=4070 P=2.03.5MPa 4、液相本體法（含液相氣相組合式） 工藝特點：系統(tǒng)中不加溶劑，丙稀單體以液相狀態(tài)在釜式反應(yīng)器中進行液相本體聚合，乙烯丙稀在流化床反應(yīng)器中進行氣相共聚。 流程簡單，設(shè)備少，投資省，動力消

18、耗及生產(chǎn)成本低。 均聚采用釜式攪拌器（Hypol工藝），活環(huán)管反應(yīng)器（Spheripol工藝），無規(guī)共聚和嵌段共聚均攪拌式流化床中進行。 工藝條件：T=6575 P=3.04.0MPa 聚丙烯是合成樹脂中發(fā)展最快的一個品種，隨著丙稀聚合及催化劑技術(shù)的快速發(fā)展，聚丙烯的品種，牌號不斷增加，應(yīng)用范圍不斷擴展，聚丙烯已經(jīng)成為一種十分重要的合成材料。 近年來，世界聚丙烯生產(chǎn)能力不斷增加，聚丙烯催化劑經(jīng)歷幾代的發(fā)展不僅活性呈幾百倍甚至上千倍的提高，其等規(guī)度也達98%以上；聚丙烯生產(chǎn)工藝更加簡單，無需脫灰和脫無規(guī)物等；聚丙烯產(chǎn)品的表征手段進一步提高，牌號開發(fā)中微觀設(shè)計已可達分子水平，聚丙烯產(chǎn)品品種不斷增加

19、；隨著聚丙烯改性研究的深入，聚丙烯的應(yīng)用范圍更加廣泛1。 目前，PP已被廣泛應(yīng)用到化工、化纖、輕工、家電、建筑、包裝、農(nóng)業(yè)、國防、交通運輸、民用塑料制品等各個領(lǐng)域，在聚丙烯樹脂中，是僅次于聚氯乙稀、聚乙烯之后的第三大塑料。 由于PP良好的機械性能，可以用來制造各種機械設(shè)備的零附件，經(jīng)改性后可制造工業(yè)管道、農(nóng)用管道、電機風(fēng)扇、基建模板等。 在汽車制造業(yè)方面，改性PP可以制造汽車上的許多內(nèi)外部件，如汽車方向盤、儀表盤等。 在建筑業(yè)，PP用玻璃纖維增強改性或用橡膠、SBS改性后可制作建筑用模板，發(fā)泡后可用作裝飾材料。 在電氣用品方面，改性PP可用于制電視機、收錄機外殼及洗衣機內(nèi)桶，還可用作電線、電纜

20、和其他電器絕緣材料。 在包裝材料方面，PP更顯示其獨特的作用。PP最適合于拉制扁絲織成編織袋，編織袋廣泛用于各種固體物體的包裝。PP制作的打包帶（捆扎帶）比鐵皮打包帶更好。PP還可以制各種薄膜，包括用于重包裝材料的雙向拉伸薄膜（BOPP)。 在日常生產(chǎn)方面,PP可以制作家具,如桌、椅、板凳、菜藍、衛(wèi)生間家用衛(wèi)生設(shè)備如箱、盆、桶、盛水器等，還可用作各種其他擠出或注塑塑料制品。 在紡織工業(yè)方面，PP是重要合成纖維丙綸的原料。 聚丙烯之所以是各種聚丙烯烴材料中發(fā)展最快的一種，關(guān)鍵在于其催化劑技術(shù)的飛速發(fā)展。 從1954年Natta發(fā)明四氯化鈦，后來改用結(jié)晶三氯化鈦作主催化劑，用氯代二烷基鋁為助催化劑

21、制備立體規(guī)整結(jié)構(gòu)的聚丙烯以來，開發(fā)研究活性更高、性能更好的聚丙烯催化劑的工作就一直在全世界進行。到目前為止，聚丙烯催化劑的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了好幾個不同的發(fā)展階段7。按照Montell公司的劃分方法，將目前為止聚丙烯催化劑的發(fā)展階段確定為六代。1、第一代催化劑 聚丙烯最早是由Montecatini和Hercules實現(xiàn)工業(yè)化的，它們在1957年首先建成了工業(yè)生產(chǎn)裝置，所使用的催化劑是三氯化鈦和一氯二乙基鋁體系。該催化劑體系的產(chǎn)率和等規(guī)度都比較低，產(chǎn)品的等規(guī)指數(shù)大約只有90%。為了使所得到的聚丙烯樹脂能作為正式產(chǎn)品提供給下游塑料加工用戶使用，還需要從聚合物中脫除催化劑殘渣（脫灰）和無規(guī)聚合物組分（脫無

22、規(guī)），因此，此時的聚丙烯裝置工藝流程很長，工序多而復(fù)雜。 Natta的研究組和Esso公司等通過研究發(fā)現(xiàn)，如果將三氯化鈦與三氯化鋁的固體溶液來代替三氯化鈦作為主催化劑，那么所得到的催化劑的活性要比單純使用三氯化鈦高得多。研究還發(fā)現(xiàn)將鋁還原的三氯化鈦進行長時間的研磨，或者，將三氯化鈦與三氯化鋁的混合物進行研磨，可以在三氯化鈦中產(chǎn)生共結(jié)晶的三氯化鋁。這種含有1/3三氯化鋁的三氯化鈦稱為AA-三氯化鈦催化劑（AA表示經(jīng)鋁還原和活化的）。1959年，Stauffer化學(xué)公司采用這類催化劑進行了工業(yè)化。這就是第一代聚丙烯Z-N催化劑。2、第二代催化劑 關(guān)于減小催化劑微晶的尺寸，增加催化劑表面活性鈦原子比

23、例方面的研究工作，最成功的例子是70年代初由Solvay公司開發(fā)成功的三氯化鈦催化劑。Solvay公司的研究人員為了增加可接觸的鈦原子中心，引入了路易斯堿，由此開發(fā)出了新的三氯化鈦催化劑，其比表面積由原來AA-三氯化鈦催化劑的3040m2/g，提高到了150m2/g以上，活性增加了五倍，等規(guī)指數(shù)提高到約95%，采用一氯二乙基鋁（DEAC）為助催化劑于1975年投入工業(yè)生產(chǎn)。這種催化劑通常被稱作Solvay催化劑，它是第二代聚丙烯催化劑的代表。 雖然Solvay催化劑的活性得到了大幅度提高，但是此類催化劑中大部分的鈦鹽仍然是非活性的，它們會以殘渣的形式殘留在聚合物中從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量，因此仍需要

24、將其除去。故采用此類催化劑的聚合工藝仍需有后處理系統(tǒng)。3、第三代催化劑 采用將鈦化合物載負(fù)在高比表面積的載體上以提高催化劑效率的方法，從60年代就開始了研究，并且經(jīng)多長時間的研究后首先在乙烯聚合催化劑上獲得成功，但是類似的催化劑用于丙稀聚合時效果不理想。研究發(fā)現(xiàn)，載體氯化鎂的活化是一個關(guān)鍵，必須采用經(jīng)過活化的活性氯化鎂作為載體才有可能獲得高活性的催化劑，但是僅此還不能解決聚丙烯的立構(gòu)整規(guī)性問題。其后的研究又發(fā)現(xiàn)，加入適當(dāng)?shù)慕o電子體化合物可以提高催化劑的丙稀聚合定向能力。通過將氯化鎂、四氯化鈦及一種給電子體共研磨就可以得到活性高、立構(gòu)規(guī)整性好的聚丙烯催化劑。聚合時，該催化劑與助催化劑三烷基鋁與第

25、二種給電子體聯(lián)合使用。這個催化劑體系可以簡單的表示為13:MgCl2TiCl4PhCOOEt-AlEt3CH3PhCOOEt 70年代末，Montedision和三井油化分別將此體系的催化劑用于工業(yè)生產(chǎn)。該催化劑就是第三代催化劑，也是第一種載體催化劑。不過，盡管此催化劑活性很高，可以在聚合工藝中免去脫除催化劑殘渣的步驟，但是其聚合定向能力還不夠理想，還有6%10%的無規(guī)聚合物需要脫除，另外催化劑的顆粒性能也有待改進。4、第四代催化劑 在給電子體方面研究工作的進展，促使80年代初超高活性第三代催化劑的開發(fā)成功。特別是發(fā)現(xiàn)了采用鄰苯二酸酯作為內(nèi)給電子體，用烷氧基硅烷為外給電子體的催化體系后，可以得

26、到很高活性和立構(gòu)規(guī)整度的聚丙烯。Montell根據(jù)此催化體系使用的給電子體由單酯改變?yōu)殡p酯，并且聚合性能有顯著提高，因此將其定為第四代聚丙烯催化劑。此代催化劑可表示如下14：MgCl2TiCl4Ph(COOiBu)2AlEt3Ph2Si(OMe)2 在第四代催化劑中，還有一種由Himont公司開發(fā)的球形載體催化劑，這類催化劑除了具有第四代催化劑相類似的聚合活性和立體定向能力外，特別突出的是它能直接生成15mm的聚丙烯樹脂顆粒，可以不經(jīng)造粒而直接供后加工使用，為開發(fā)無造粒工序的聚丙烯工藝創(chuàng)造了條件。5、第五代催化劑 80年代初的后半期，Montell公司發(fā)現(xiàn)了一種新的給電子體1，3二醚類化合物。

27、在催化劑合成中采用這種給電子體化合物，不僅可以得到具有極高活性和立構(gòu)規(guī)整度的催化劑，而且最特別的是此催化劑可以在不加入任何外給電子體化合物的情況下達到同樣的效果。由于此類給電子體化合物突破了前兩代催化劑必須有內(nèi)、外給電子體協(xié)同作用的限制，僅僅用內(nèi)給電子體即可保持催化劑的高活性和高定向能力，因此Montell公司將其列為第五代聚丙烯催化劑。6、第六代催化劑茂金屬催化劑 Kaminsky、Sinn兩位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，一定種類的茂金屬化合物如果用甲基鋁氧烷(MAO)作主催化劑，此催化體系不但具有極高的聚合活性，而且可以合成出具有各種立構(gòu)規(guī)整度的等規(guī)或間規(guī)聚丙烯。這一發(fā)現(xiàn)不僅具有很高的科學(xué)價值，而且還有可

28、能合成出現(xiàn)有的聚丙烯所不具備的特性的新材料。因此，類似茂金屬催化劑類型的單活性中心催化體系可以被認(rèn)為是第六代的聚丙烯催化劑。 除去上述各類催化劑外，人們還在研究如何能把幾類不同的催化劑進行復(fù)合，例如把Z-N鈦鎂催化劑和單活性中心催化劑結(jié)合起來，發(fā)揮幾種催化劑的優(yōu)勢，以求合成出新的、性能更好的復(fù)合催化劑。 表1展示了各代聚丙烯催化劑的性能。該表為上面所有各代催化劑在己烷漿液聚合或本體聚合條件下得到的數(shù)據(jù)。表1 各代催化劑的性能各代催化劑的比較活性/PP/g cat(PP/gTi)等規(guī)度/%形態(tài)控制工藝要求1-TiCl30.33AlCl3+DEAC0.81.2(35)9094不能脫灰，脫無規(guī)物2-

29、TiCl3/Ether+DEAC35(1220)9497可以脫灰3TiCl4/Ester/MgCl2+AlR3/Ester510(30)9095可以脫無規(guī)，不脫灰4TiCl4/Diester/MgCl2+TEA/Silane1025(300600)9599可以不脫灰，不脫無規(guī)5TiCl4/Diether/MgCl2+TEA/Silane2535(7001200)9599可以不脫灰，不脫無規(guī)6茂金屬+MAO51039103（以鋯計）9099可能成功不脫灰，不脫無規(guī)1、漿液法 最早的漿液法工藝采用攪拌釜反應(yīng)器，加入一種惰性液態(tài)烴溶劑（如已烷、庚烷），在溫度低于90和能夠在液態(tài)溶劑中溶解1020丙烯

30、單體的壓力下進行聚合反應(yīng)。采用紫色結(jié)晶的TiCl3催化劑和AlEt2Cl助催化劑。顆粒狀的聚合物以2040的漿液濃度排出反應(yīng)器，閃蒸分離未反應(yīng)的單體。聚合物中加入HCl和乙醇或其他極性有機溶劑以去活并溶解催化劑，通過離心分離、過濾或水相萃取從聚合物中分離出殘余催化劑。無定形聚丙烯溶解在液態(tài)烴中，通過蒸發(fā)溶劑而分離回收2，催化劑的活性和產(chǎn)品的等規(guī)度都較低。 漿液法工藝由于需要凈化和循環(huán)溶劑和乙醇而能耗大和投資高。副產(chǎn)品無定形聚丙烯，最早幾乎沒有用途，后來可用于某些領(lǐng)域，可作為產(chǎn)品銷售。與其他丙烯聚合工藝方法相比，漿液法工藝反應(yīng)條件較溫和，能生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)越的產(chǎn)品，此法聚合反應(yīng)壓力低，裝置操

31、作簡單，設(shè)備維修容易。在某些產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域如大部分特殊拉伸PP膜，漿液法裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品比一些更先進的裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品更受歡迎。一般來說，漿液法工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品等規(guī)度稍低，分子量分布較寬，因而需要拉成薄膜的力較小，有較高的熔融強度使擠出的穩(wěn)定性較高。漿液法和使用的TiCl3催化劑的局限性在于隨著溶解聚合物的增加，反應(yīng)器易于結(jié)垢，因而生產(chǎn)高熔體流動速率的產(chǎn)品和高共聚單體含量的產(chǎn)品的經(jīng)濟性較差。2、溶液法 溶液法也是最老的聚丙烯工藝之一。工藝流程復(fù)雜，且成本較高，溶液法聚合溫度可高達140以上，結(jié)晶PP溶解在-烯烴中。Eastman工藝是惟一工業(yè)化生產(chǎn)結(jié)晶PP的溶液法聚合工藝，它采用了一種特殊改進的催化劑

32、體系鋰化合物，如氫化鋰鋁，這種催化劑能適應(yīng)高的溶液聚合溫度。這種工藝取消了使用乙醇和多步蒸餾的過程，主要用于生產(chǎn)一些與漿液法產(chǎn)品相比模量更低、韌性更高的特殊牌號產(chǎn)品。 溶液法工藝之所以只有Eastman公司采用，這與Eastman公司豐富的溶液聚合經(jīng)驗有關(guān)，該公司采用溶液聚合工藝大量生產(chǎn)用于照相膠片的醋酸纖維素，這種工藝雖然獨特但也有一定的靈活性，生產(chǎn)的產(chǎn)品與其他工藝相比更軟，熔點更低，由于采用特殊的高溫催化劑因而產(chǎn)品范圍有限。3、本體法 本體法聚合工藝以液態(tài)丙烯作為聚合介質(zhì)，液相本體聚合反應(yīng)速率遠高于溶劑聚合反應(yīng)速率，本體法由于沒有使用溶劑而減少了溶劑回收工序，流程短，易于操作。 與采用溶劑

33、的漿液法相比，采用液相丙烯本體進行聚合有很多優(yōu)點： 因為在液相丙烯中聚合，不使用惰性溶劑，反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)單體濃度高，聚合速率快，催化劑活性高，反應(yīng)器的時空生產(chǎn)能力更大； 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(shè)備少，生產(chǎn)成本低，“三廢”少； 顆粒本身的熱交換性好，反應(yīng)器采用全凝冷凝器，容易除去聚合熱，并使撤熱控制簡單化，可以提高單位反應(yīng)器體積的聚合量； 在液相丙烯中，能除去對產(chǎn)品性質(zhì)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(chǎn)品潔凈度方面，可得到高質(zhì)量的產(chǎn)品； 漿液粘度低，機械攪拌簡單，耗能小。 本體法工藝的主要缺點在于反應(yīng)氣體需氣化，冷凝后才能循環(huán)回反應(yīng)器。反應(yīng)

34、器的高壓液態(tài)烴類物料容量大，有潛在的危險性，此外，反應(yīng)器中乙烯的濃度不能太高，否則在反應(yīng)器中形成一個單獨的氣相，使得反應(yīng)器難以操作，因而共聚產(chǎn)品中的乙烯含量不會太高。4、本體和氣相組合法 80年代初，隨著第三、四代載體高活性/高立體選擇性（HY-HS）催化劑研制成功，Montedisom公司開發(fā)出采用環(huán)管反應(yīng)器具有劃時代意義的本體法新工藝Spheripol工藝，三井油化公司開發(fā)出采用釜式反應(yīng)器的生產(chǎn)抗沖共聚物。 下面以Spheripol工藝為例簡單介紹一下此工藝技術(shù)。 由于高效載體第四代聚丙烯球形催化劑和硅烷給電子體開發(fā)成功，這種新的工藝技術(shù)具有以下特征4： 能生產(chǎn)市場所需的全范圍產(chǎn)品，包括均

35、聚物、無規(guī)共聚物、抗沖共聚物，且能生產(chǎn)溶體流動速率更高的均聚物和更高橡膠相含量的高抗沖共聚物。 采用球形催化劑來控制聚合物的形態(tài)，使生產(chǎn)工藝更為簡單，并能充分獲得高生產(chǎn)率和高等規(guī)指數(shù)。 具有最小的停留時間，以降低牌號切換時的過渡成本。 使進入擠壓造粒的聚合物是完全惰性的，且不含輕質(zhì)烴，可以避免危害下游操作并減少環(huán)境污染。 Spheripol工藝是當(dāng)今最先進可靠的聚丙烯工藝之一，與其他技術(shù)不同的是，其催化劑生產(chǎn)的粉料呈圓球形，顆粒大而均勻，此外，均聚反應(yīng)采用液相環(huán)管反應(yīng)器，多相共聚采用氣相法密相流化床反應(yīng)器。 Spheripol工藝采用的液相環(huán)管反應(yīng)器有很多優(yōu)點，前文的本體法工藝中已有所介紹，如

36、： 有很高的反應(yīng)器時空產(chǎn)率（可達400kgPP/hm3），因而反應(yīng)器的容積較小，投資少。 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，材質(zhì)要求低，可用低溫碳鋼，設(shè)計制造簡單，由于管徑?。≒N500或PN600），即使壓力較高，管壁也較簿。 帶夾套的反應(yīng)器直腿部分可作為反應(yīng)器框架的支柱，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計降低了投資。 由于反應(yīng)器容積小，停留時間短，產(chǎn)品切換快，過渡料少。 聚合物顆粒懸浮于丙烯液體中，聚合物與丙烯之間有很好的熱傳遞。采用冷卻夾套撤出反應(yīng)熱，單位體積的傳熱面積大，傳熱系數(shù)大，據(jù)稱環(huán)管反應(yīng)器的總體傳熱系數(shù)高達1600W/(m2.)。 環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)的漿液用軸流泵高速循環(huán)，流體流速達7m/s，因此可使聚合物淤漿攪拌均勻，催

37、化劑體系分布均勻，聚合反應(yīng)條件容易控制而且可以控制得很精確，產(chǎn)品質(zhì)量均一，而且不容易產(chǎn)生熱點，不容易粘壁，軸流泵的能耗也較低。 反應(yīng)器內(nèi)聚合物漿液濃度高50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），反應(yīng)器的單程轉(zhuǎn)化率高，均聚的丙烯單程轉(zhuǎn)化率為5065。 以上這些特點使環(huán)管反應(yīng)器很適宜生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物。 此外，Spheripol工藝采用模塊化設(shè)計方式可以滿足不同用戶的要求，易于分步建設(shè)，裝置的生產(chǎn)能力也容易擴大。 Spheripol工藝有嚴(yán)格完善的安全系統(tǒng)設(shè)計，使裝置有很高的操作穩(wěn)定性和安全性。 Spheripol工藝過程包括原料精制、催化劑制備、預(yù)聚合及液相本體反應(yīng)系統(tǒng)，氣相反應(yīng)系統(tǒng)，聚合物脫氣及單體回收，聚合物

38、汽蒸干燥、擠壓造粒等工序。5、氣相法5，6 氣相法工藝中丙烯在氣相聚合，采用攪拌或流化床反應(yīng)器，用部分丙烯液體氣化和冷卻循環(huán)氣撤出反應(yīng)熱。 氣相法技術(shù)的優(yōu)點最早是建立在不脫灰，不脫無規(guī)物基礎(chǔ)上的，采用高效催化劑的氣相流化聚合工藝，具有一般高效本體法工藝的特點，不需要脫除催化劑殘渣，也不需要脫除無規(guī)物。由于是氣相聚合，生產(chǎn)過程中也不需閃蒸分離或離心干燥。 氣相法生產(chǎn)工藝，與漿液法和本體法工藝相比，具有下列一些特點： 可在寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)產(chǎn)品品種。 適宜抗沖聚丙烯的生產(chǎn)。 安全性好，開停車方便。 反應(yīng)器是氣固相出料，沒有液相單體需要氣化，蒸汽消耗量少，反應(yīng)器出口可直接得到干燥的產(chǎn)品，而不需干燥工序。

39、氣相法工藝流程較短，設(shè)備臺數(shù)少，固定投資費用低。 但氣相聚合工藝中也有其他工藝中沒有的技術(shù)困難和問題，如流化床反應(yīng)器中氣體的分布，床層的均勻流化，控制露點使氣體在反應(yīng)器中不致液化，聚合熱的移出及反應(yīng)溫度的控制，如何防止聚合物結(jié)塊，適宜氣相聚合的催化劑的開發(fā)等。第一章 工藝流程確定 前面介紹了五種聚丙烯工藝技術(shù)，但時至今日仍具競爭力和生命力的工藝技術(shù)主要是氣相法、本體法和兩者的組合技術(shù)。本體法工藝都有催化劑的預(yù)聚合過程，而氣相法工藝一般直接將催化劑加入聚合反應(yīng)器，流程較簡單，設(shè)備臺數(shù)相對較少。 有人在分析了現(xiàn)有的各種聚丙烯工藝后提出了如下的看法：最好的聚丙烯均聚物生產(chǎn)技術(shù)是環(huán)管反應(yīng)器，但是流化床

40、反應(yīng)器對聚丙烯共聚技術(shù)有較大的靈活性5，因此，均聚物和無規(guī)共聚物生產(chǎn)的最佳方案是本體法環(huán)管式反應(yīng)器，然后在壓力下閃蒸，高抗沖共聚物生產(chǎn)的最佳方案是混合型，均聚物閃蒸分離后進入流化床共聚反應(yīng)器。 根據(jù)以上比較及本次實習(xí)單位荊門石化所采用的工藝技術(shù)，將本次畢業(yè)設(shè)計的聚丙烯合成工藝定為Spheripol工藝（簡稱S-PP工藝），采用液相預(yù)聚和液相均聚相結(jié)合的聚合工藝。 S-PP工藝中聚丙烯生產(chǎn)的工藝流程如下：丙烯預(yù)精制精制預(yù)聚合聚合閃蒸汽蒸干燥擠壓造粒包裝（碼垛）入庫 下面具體介紹每個工段的基本情況：1.1 催化劑的配置和計量1.1.1三乙基鋁的儲存和計量單元TEAL鋼瓶體積為1m3，在N2保護下送

41、到裝置，用N2將TEAL壓送到三乙基鋁儲罐D(zhuǎn)111內(nèi)，再用N2將TEAL壓送到計量罐D(zhuǎn)101中。在D111、D101加入TEAL過程中，罐內(nèi)密封用N2經(jīng)過安全罐D(zhuǎn)103進入TEAL密封罐Z103后從罐頂放空，所攜帶的TEAL留在Z103中。TEAL從D101底部抽出，經(jīng)過濾器F101，由計量罐P101A/B送到催化劑預(yù)接觸罐D(zhuǎn)201。沖洗油從油桶由P102將油打到要沖洗的管線和設(shè)備處，廢油匯集到廢油罐D(zhuǎn)102中，再由P102打到廢油處理罐D(zhuǎn)607進行處理。1.1.2給電子體的配制和計量單元純度為100%的Donor和烴油用200L的桶送到裝置，由容積式氣動泵P103送到給電子體儲罐D(zhuǎn)110A/

42、B，加N2密封。這兩個罐加不同的給電子體，提高了操作的靈活性。Donor由D110底部抽出，經(jīng)過F104A/B過濾掉大于10um的顆粒，由計量泵P104A/B送到D201中。整個回路上應(yīng)有蒸汽拌熱。1.1.3主催化劑的配制和計量單元在E102中用蒸汽加熱脂使之融化，然后和油一起先后用齒輪泵P105打入到油脂混合罐D(zhuǎn)105中，油脂比例為2：1，加料至D105液位的80%，開啟攪拌器A105，使油脂混合均勻。D105上設(shè)有N2密封，由現(xiàn)場表FIC131控制N2封流量。D105底部和油脂加料（或循環(huán)）管線上設(shè)有蒸汽夾套，由TIC131控制TV131閥開度，使D105溫度保持在70，油脂混合均勻后，用

43、泵P105打循環(huán)，同時用Z110對D105鼓泡，以帶走氧氣和水分。鼓泡至少兩小時，直到從P105出口取樣分析含水量小于20ppm為止。達到要求即可將油脂送往D106，若D105中液位低于30%，就要另行加料。根據(jù)要配制的催化劑濃度，計量出要加入的油脂量，在FQS131上設(shè)定，讓油脂經(jīng)F105過濾后，經(jīng)FV131A閥由泵P105打入D106中。D106中油脂加料結(jié)束后，啟動螺帶式攪拌器A106攪拌。A106上帶有密封系統(tǒng)，包括密封油罐Z106和油脂循環(huán)線，Z106頂部與D106頂部氮封系統(tǒng)相連，用于油罐的密封，油罐Z106上的LAL131低報時，應(yīng)及時補油。約80Kg的催化劑桶稱重后，用提升機Z

44、104提升到一定高度，用N2吹掃催化劑進料管線，連接催化劑桶與D106的進料口，在N2封情況下，打開HV136，催化劑粉末在振蕩中加到D106中。在該操作中，D106上的N2封閥HV314必須打開以平衡D106中的壓力，而加壓N2閥HV133、放空閥HV315和抽真空閥HV132必須關(guān)閉。加料時D106溫度應(yīng)保持在70，這時催化劑分散效果最佳。催化劑加完后HV136閥關(guān)閉。攪拌分散好后，用D106的夾套水冷卻，冷卻至30時，催化劑體系已凍成膏。然后關(guān)閉N2封HV314，開D106中的催化劑冷至10，打開HV133破壞真空。這樣催化劑膏就配制好了，由于D106的夾套既用于加熱，又用于冷卻，就設(shè)置

45、了加熱器E101，當(dāng)D106溫度要維持70時，用蒸汽將由泵P106打循環(huán)的夾套水加熱；當(dāng)需要冷卻時，就關(guān)低壓蒸汽，向循環(huán)中加入冷凍水實現(xiàn)降溫，加壓N2在HV133打開后可使D106中的壓力達到10Kg/cm3，該壓力也是下游D108中充填需要的壓力。催化劑膏在注入到D108之前先取樣分析，確定催化劑濃度。催化劑經(jīng)加壓N2壓出后，被送到催化劑計量系統(tǒng)PK101，在該管線和D108A/B上始終有夾套水冷卻，以確保催化劑膏的溫度為10，而不受環(huán)境溫度的影響，防止催化劑沉降影響催化劑加料濃度的準(zhǔn)確性。1.2 丙烯預(yù)精制和丙烯保安精制及氫氣壓縮1.2.1 丙烯預(yù)精制 從氣分來到丙烯含有水及硫化物、CO、

46、CO2、O2、ASH3等雜質(zhì)，其中大部分水及硫化物、CO2在預(yù)精制工段脫除，其雜質(zhì)在保安精制工段脫除。 氣分來的丙烯進入固堿塔（T001A/B），正常操作時，一臺使用，一臺備用。丙烯從塔的底部側(cè)面進，塔頂出。固堿吸附丙烯中的水而形成堿液，堿液在塔底沉降與丙烯分離，每隔8小時手動放入堿液收集器（D003A）中，塔頂裝有采樣閥，當(dāng)T001A出口丙烯水含量500PPm時使用T001B，并沖洗T001A中由于吸附硫而變黃的固堿，同時補充由于吸附水而溶解的固堿。 D003A靜止24小時后，丙烯與堿分離，打開放空閥泄壓，通氣氮氣吹掃，然后關(guān)閉放空閥，加入一定量工業(yè)水稀釋，用堿液回收泵P002送出界外。D0

47、03B備用。 固堿塔頂出來的丙烯進入裝填3Ao分子篩的丙烯脫水塔T002A/B，正常時，一臺使用，一臺備用，丙烯從塔底進，塔頂出。塔頂裝有采樣閥，當(dāng)T002A出口丙烯水含量10PPm時，使用T002B同時對T002A進行再生操作。 精制合格的丙烯送入丙烯罐區(qū)。 經(jīng)預(yù)精制后的丙烯，其規(guī)格為： 組分 mol% 丙烯 99.5%(min) 丙烷 平衡 不凝組分(H2，N2，CH4) 100PPM(max) 乙烷 200PPM(max) 氧 10PPM(max) CO 5PPM(max) CO2 10PPM(max) COS 0.2PPM(max) 總硫 10PPM(wt)(max) 水 10PPM(

48、wt)(max)1.2.2丙烯保安精制及氫氣壓縮 經(jīng)過預(yù)精制后的丙烯，雜志含量仍然較高，不能滿足聚合級丙烯的規(guī)格要求，主要是因為丙烯中的H2O、COS、CO及砷等雜質(zhì)對催化劑產(chǎn)生中毒作用，降低催化劑活性。因此必須經(jīng)過保安精制。 聚合級丙烯要求： 組分 mol% 丙烯 99.5%(m.h) 丙烷 平衡 不凝組分(H2，N2，CH4) 100PPM(max) 乙烷 200PPM(max) 氧 2PPM(max) CO 0.05PPM(max) CO2 5PPM(max) COS 0.02PPM(max) 總硫 1PPM(wt)(max) 水 2PPM(wt)(max) 砷 0.03PPM(max)

49、 來自罐區(qū)的液態(tài)丙烯，在以D302料位控制器（LIC331）控制的丙烯流量（FQAC004）下送到丙烯保安精制單元。 丙烯首先進入游離水分離器D701，分離出丙烯中的游離水。D701下部液包設(shè)有蒸汽加熱盤管，丙烯從上部出口引出，富集的水在LIC714的控制下，排入水收集器D702，通過D702內(nèi)蒸汽盤管的加熱，使水中少量的丙烯汽化到BDL，D702下部還設(shè)有N2管線，可以通過鼓泡充分帶走水中的丙烯，防止排放的水里丙烯含量過高。而水則通過HV712定期排至地溝。 然后從D701頂部出來的丙烯經(jīng)HV711進入T701進料/頂部出料換熱器E703預(yù)熱（充分利用T701底部出料的熱量），之后，從T70

50、1頂部進入T701。脫除丙烯中所含的CO、CO2及其它少量的輕組分，T701的操作壓力通常是2.2MPa。在反應(yīng)器緊急事故加入阻聚劑CO而失活的情況下，需打開P302A/B至E703管線上的手閥將來自P302A/B的含CO丙烯進入T701，將CO氣提出來，在這種情況下，其操作壓力應(yīng)設(shè)定為2.0MPa。在冬季，進入T701之前，必須通過T701進料線上的蒸汽夾套對新鮮的原料丙烯進行預(yù)熱處理，使其溫度到達45左右。E703后還有一條來自E302的支線主要是為了對T701系統(tǒng)進行氣相丙烯置換。 T701的氣相組分自塔頂流冷凝器E701，E701用冷卻水做冷介質(zhì)，它保證了一定的冷凝量。氣相丙烯經(jīng)E70

51、1冷凝后，靠重力流回T701，回流量由PIC713控制PV713來實現(xiàn)，目的是為了保證T701的操作壓力。在E701中大部分丙烯被冷卻下來，少量丙烯、丙烷和CO集聚在其中，當(dāng)E701液位LI712低報時（說明惰性組分含量高），就可通過FV712排至界區(qū)，這樣就達到除去CO的目的。T701底部設(shè)有再沸器E702，E702以低壓蒸汽為加熱介質(zhì)，通過控制返回的蒸汽冷凝液量保證一定的塔底溫度，從而保證一定的汽化量。 從T701底部送出的丙烯再E703中冷卻，并在E704中進一步冷卻后，在T701的液位控制（LIC711）送望COS脫除塔T702A/B，在塔中將H2S和COS脫除，T702的操作壓力為2

52、.2MPa左右。T702A/B兩塔內(nèi)填充脫硫催化劑，與COS反應(yīng)生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，不能再生，因此T702A/B需定時更換催化劑。除第一個塔中的催化劑達到飽和需要更換時采用第二個塔單獨操作外，正常情況兩塔串聯(lián)操作。根據(jù)每個塔的設(shè)計容量和丙烯中的最大COS含量計，其設(shè)計操作周期約為半年，塔采用的催化劑為活性氧化鋅脫硫劑。更換催化劑后，更換后的塔串在未更換塔后面。T702A/B塔頂有一條來自E302的氣相丙烯線，它用于T702A/B的氣相丙烯置換。 從T702A/B出來的丙烯進入丙烯干燥塔T703A/B，對丙烯進行脫水干燥，以保證丙烯中水的含量小于2PPM（wt），該塔所用的填料為3Ao分子篩（可再

53、生），設(shè)計操作周期34年。3Ao分子篩吸附劑除去水分，若下游的濕度分析儀AT712報警，說明分子篩吸附的水分已飽和，這時需要再生。即將E713加熱的氮氣從頂部和中部引入T703A/B，熱氮就可把水汽帶走，這是一開路循環(huán)。只有一塔再生時才單塔操作，正常時兩塔串聯(lián)操作。兩塔塔頂有一條來自E302的氣相丙烯線，用于T703A/B的氣相丙烯置換。 塔T703A/B和氮氣加熱器E713是干燥系統(tǒng)的組成部分。 經(jīng)過干燥后的丙烯進入AsH3脫除塔T704A/B兩塔通常也為串聯(lián)操作，只有當(dāng)?shù)谝粋€塔中的催化劑飽和需要更換時，另一個塔才進行單獨操作，跟換后的塔串在未更換塔之后。T704A/B催化劑設(shè)計操作周期23

54、年，催化劑初步定為 R312。兩塔頂也有一條來自E302的氣相丙烯線。 最后，精制后的丙烯經(jīng)F701過濾后送到丙烯原料罐D(zhuǎn)302中。F701上的PDI701可監(jiān)視F701的工作情況，若PDAH751高報，說明F701堵，應(yīng)及時處理。1.3 預(yù)聚合與液相本體聚合1.3.1預(yù)接觸罐（D201） 在催化劑配劑和計量單元送來的主催化劑以及給電子體和三乙基鋁按一定的比例送至催化劑預(yù)接觸罐D(zhuǎn)201。在D201中A201攪拌罐使催化劑體系充分摻合，混合均勻并使催化劑的反應(yīng)中心活化。 D201操作壓力為3.4MPa,操作溫度10，其溫度控制是通過夾套循環(huán)水的補充冷凍水量來實現(xiàn)的，由泵P203給夾套水提供循環(huán)動

55、力。為了保證D201的密封性，引用了一股高壓沖洗填料密封沖洗油用量用一根毛細(xì)血管恒定，流量限定在2003003/hr,由于流量低不利于控制，故又引用冷凍水冷卻沖洗油以增大黏度，降低流速。1.3.2 Z203系統(tǒng) Z203A/B是線型混合器，其作用就是將混合好的三種催化劑與冷丙烯充分混合，催化劑進料是插到Z203A/底部的，保證了來自E201的丙烯將催化劑及時帶走。并使催化劑均勻分散在丙烯中。為了保證預(yù)聚合反應(yīng)進出物料管線的暢通，進入Z203A/B的流量丙烯不得低于2500Kg/hr,這股丙烯流量由FIC204控制。1.3.3 預(yù)聚合反應(yīng)器（R200） 預(yù)聚合反應(yīng)器（R200）體積為0.44m3

56、.為了能使聚合物顆粒尺寸均勻，形狀達到要求，就需要催化劑顆粒形狀也均勻。由于以MgCL2為載體的TICL4催化劑，在溫度升高時會爆裂，因此不能直接將其加入到R200中，要先在較低溫度下進行預(yù)聚合，這樣就可以在催化劑的表面包裹上一層薄薄的聚丙烯。而在溫度突然高升到反應(yīng)所需的70時不會爆裂，保證了顆粒粒度，防止了大量細(xì)粉的生成。 R200的操作條件如下：溫度：20，壓力：304MPa,停留時間：約四分鐘。 R200主要有兩股進料：一股來自Z203A/B，其中含有一定量的催化劑混合物和聚丙烯，這是反應(yīng)主物料；另一股是沖洗泵P200的機械密封面的丙烯。R200為滿環(huán)管操作，用軸流泵P200打循環(huán)以達到

57、均勻混合的目的。反應(yīng)器內(nèi)物流的流速為4m/s.來自Z203A/B的物料經(jīng)Z211A/B進入到R200，這兩根管懸互為備用，一旦運行線堵塞，可立即切至備用線，物料通過HV223A/B排向R201，當(dāng)發(fā)生緊急事故時，可通過HV223/2將小環(huán)管中物料排至排放系統(tǒng)。R200頂部設(shè)有PV201在R200進行吹掃，置換，氣密等操作時，可通過該閥向D601排放。在R200進液相丙烯時，可從此閥排出的丙烯溫度是否持續(xù)在0以下，判斷R200內(nèi)是否已充滿（TE223檢測）。 R200的反應(yīng)熱是由泵P204所建立的夾套冷卻水循環(huán)系統(tǒng)來撤除的。其循環(huán)水量保持恒定。R200的溫度控制是通過補充冷卻水的量來實現(xiàn)的。1.

58、3.4 聚合反應(yīng)條件 反應(yīng)溫度：70 反應(yīng)壓力：3.33.4MPa 停留時間：1.5hr 淤漿濃度：50%（以重量計）1.3.4.1 丙烯供料到聚合反應(yīng)器R201 從丙烯過濾器F201A/B來的丙烯，在D201的密度控制DIC241與FIC203的串級控制下進入R201。 這部分丙烯分成五股：在FIC204控制下，經(jīng)E201換熱至10的丙烯經(jīng)Z203A/B進入R200。在FIC241控制下，丙烯去沖洗泵P201。在FIC221控制下，丙烯去沖洗泵P200。在PIC231控制下，液相丙烯經(jīng)E203蒸發(fā)后由頂部進入D202。在總流量控制下，液相丙烯經(jīng)閥FV203被直接送到R201。1.3.4.2

59、氫氣供料到聚合反應(yīng)器R201 氫氣在一定加量范圍內(nèi)能提高反應(yīng)活性，而作為分子量調(diào)節(jié)劑，它主要控制產(chǎn)品的熔融指數(shù)。在本裝置中，氫氣經(jīng)F202A/B過濾后加入到總丙烯物流中，通過在線分析控制AIC201分析丙烯中氫氣濃度。并根據(jù)產(chǎn)品牌號所要求的氫氣濃度與所分析的值相比較來調(diào)節(jié)氫氣加入量，這個調(diào)節(jié)是通過AI201與FIC201來串級控制的。為了滿足不同產(chǎn)品的牌號的需求的用量，設(shè)置了兩個不同量程的氫氣加入流量控制，分別為FIC201A-FV201A，F(xiàn)IC201B-FV201B，使控制更加精確。1.3.4.3 反應(yīng)系統(tǒng)的保壓 反應(yīng)通過保壓罐D(zhuǎn)202來維持壓力，保證整個系統(tǒng)處于過冷態(tài)。D202的壓力是通

60、過E203加熱蒸發(fā)丙烯得到的。這股丙烯是由PIC231來控制的，若D202中壓力升高，PIC231自動關(guān)小PV231減少汽化量；反之，PV231會開大。當(dāng)D202中壓力過高時，PIC230調(diào)節(jié)不能使壓力有效降低時，由PIC230來打開PV232向BDL排放。D202還通過FIC232向閃蒸管線提供200Kg/hr的吹掃丙烯。D202上設(shè)置了液位測量變送系統(tǒng)，由LIC231控制R201的出料，D202底部還通過HC2365與R201相連，這樣，實現(xiàn)了上述控制。1.3.4.4 反應(yīng)器中的漿液密度 控制反應(yīng)器中聚合物的濃度僅僅是為了漿液循環(huán)的能量限制。工業(yè)經(jīng)驗表明，在70的反應(yīng)溫度下，反應(yīng)器內(nèi)的漿液