年产22万吨聚丙烯生产工艺设计-

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(1):收集数据:

表2-1原料性质

密度(00C 摩尔质量 沸点 含量 比热容

原料名称 101. 33kpa㎏/m3 ) (g/mol) (101. 33kpa) (%) J/(mol.oC) 丙烯 1.914 42 －47.7 99 1.436 乙烯 1.261 28 －103.7 99 1.222 氢气 0.0899 2 －252.75 99 10.13 氮气 1.251 28 －159.78 99 0.745

(2):确定单位时间内物流量: 已知:220,000t/a

年工作夫数:365-(T1+T2+T3) 选择连续工作制度:

T1=3+1+3+3+1+1+1=13(其中对于工厂,星期六、日照常上班,劳动节3天,元旦1天,国庆节3天,春节3,清明节1天,中秋1天,端午1天)

T2---设备大、中、小修及正常检修总天数,反应器取54天/年. T3---设备加工不同物料时的换料时间(不计）. 故年工作天数=365-(54+13)=298d/a; 聚丙烯日产量:220000/a÷298/a=738.26t; 聚丙烯时产量:738.26t÷24h=30.76t. (3):由已知消耗定额(以每吨产品计)

消耗定额是指生产每吨合格产品需要的原料、辅料及试剂等的消耗量 表2-3消耗定额

项目 用量

丙烯 47000kg/h

乙烯 300kg/h 氮气 10000kg/h 氢气 100kg/h

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氧气 200kg/h 主催化剂(Amoco CD催化剂) 0kg/h 助催化剂(三乙基铝) 50kg/h 改性剂（二异丁基二甲氧基硅烷） 50kg/h

因为原料厂内贮存运输损失率5%,又原料厂外运输损失率为5%,其中操作因子在物料衡算中进行.可的聚丙烯生产流程中原料的年采购量:年采购量=小时消耗定额×24×298÷0.95÷0.95.

表2-4聚丙烯成产的原料年采购量 项目 用量 丙烯 3.7×105t/a

乙烯 2.38×103t/a 氮气 7.9×104t/a 氢气 7.9×102t/a 氧气 1.6×103t/a 主催化剂(Amoco CD催化剂) 4.0×102t/a 助催化剂(三乙基铝) 4.0×102t/a 改性剂(二异丁基二甲氧基硅烷) 4.0×102t/a

(4):确定衡算范围,并进行深入计算: 1) 净化塔: 每小时进料量为:

粗丙烯: 47000kg/b 每小时出料量为:

精制丙烯: 46000kg/t 合计 每小时进料量为: 47000kg/h 每小时出料量为: 46000kg/t 第一聚合反应器: 每小时进料量为:

丙烯: 46000 kg/t

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氢气: l00kg/t 主催化剂: 50kg/t 助催化剂: 50kg/t 改性剂: 50kg/t 每小时出料量为:

聚丙烯: 27600kg/h 丙烯: 氢气: 主催化剂: 助催化剂: 改性剂: 合计 每小时进料量为: 每小时出料量为: 第二聚合反应器:

每小时进料量为: 聚丙烯; 丙烯: 乙烯: 主催化剂: 助催化剂: 改性剂: 每小时出料量为:

聚丙烯: 丙烯: 乙烯: 主催化剂: 助催化剂: 改性剂: 合计 每小时进料量为: 每小时出料量为:

18400kg/h 100kg/h 50kg/h 50kg/h 50kg/h 46250kg/h 46250kg/h

27600kg/h 18800kg/h 300kg/h 50kg/h 50kg/h 50kg/h 45000kg/h 1600kg/h 100kg/h 50kg/h 50kg/h 50kg/h 46850kg/h

46850kg/h

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(5):列出输入一输出物料衡算平衡表 表2-5 净化塔

名称 进料 出料 单位 kg/h kmol/h oC MPa kg/h kmol/h oC MPa 粗/细丙烯 47000 1119.5 40 1 46000 1095.24 40 1

表2-6第一聚合反应器

名称 进料 出料

单位 kg/h kmol/h oC MPa kg/h kmol/h oC MPa 聚丙烯 0 0 — — 276000 — 70 2.2 丙烯 46000 1095.24 20 2 18400 438.10 70 2.2 氢气 100 50 20 3.3 10 5 70 2.2 主催化剂 50 — 20 — 50 — 70 — 助催化剂 50 — 20 — 50 — 70 — 改性剂 50 — 20 — 50 — 70 —

表2-7 第二聚合反应器

名称 进料 出料

单位 kg/h kmol/h oC MPa kg/h kmol/h oC MPa 聚丙烯 27600 — 65 — 45000 — 65 2.0 丙烯 18800 447.62 50 2.2 1600 38.09 65 2.0 乙烯 300 10.71 20 3.0 100 3.57 65 2.0 主催化剂 50 — 50 — 50 — 65 — 助催化剂 50 — 50 — 50 — 65 — 改性剂 50 — 50 — 50 — 65 —

2.1.2热量衡算

(1)第一聚合反应器: 进料温度:

丙烯: 20 oC 氢气: 20 oC 出料温度:

20