聚丙烯环管法设计
高分子合成工艺学
课程设计
题目：年产10万吨聚丙烯（环管法）运行方案的设计学院名称：化学化工学院
指导教师：
班级：高材 091 学号：
学生姓名：
2012年5月20日
目录
设计内容及要求 (2)
1、聚丙烯合成工艺 (3)
1.1绪论 (3)
1.2多釜串联气液组合生产聚丙烯的仿真实验 (6)
1.3环管法气液组合聚合工艺的介绍 (7)
1.4多釜串联与环管法两种工艺的评价 (8)
2、环管法生产聚丙烯运行方案的设计 (9)
2.1密度控制范围 (9)
2.2原料进料量 (11)
2.3实验装置图 (12)
2.4聚丙烯生产开车方案 (13)
2.5装置正常操作 (15)
2.6装置正常停工过程 (15)
3、参考文献 (15)
设计内容及要求：
一、设计目的
让学生所学的聚丙烯合成工艺理论与聚丙烯的生产实际相联系，使学生得到动手操作能力、故障处理能力、工艺协调及工艺管理能力的综合训练。
二、设计任务
1、设计项目：聚丙烯生产运行方案的设计；
2、设计工艺：环管法液相本体聚合工艺；
3、设计产能：年产10万吨；
4、设计范围：生产工艺的正常开车，正常运行，正常停车。
三、设计工艺条件
进料比R200：R201=1：10
预聚釜R200：T=18℃，P=3.5MPa
环管高H=9m，体积V=0.46m3，
物料流速=4m/s，停留时间=4min。
聚合釜R201：T=70℃，P=3.2MPa
环管高H=30m，体积V=45m3，
物料流速=78m/s，停留时间=1.5h，
终点用密度控制射线检测，转化率55%-65%。
四、设计内容
1、聚丙烯的合成工艺
1.1概述；
1.2多釜串联气液组合生产聚丙烯的仿真实验；
1.3环管法气液组合聚合工艺的介绍；
1.4多釜串联与环管法两种工艺的评价。
2、环管法生产聚丙烯运行方案的设计
2.1设计重点密度控制范围；
2.2设计原料的进料量；
2.3设计聚丙烯生产开车、停车方案；
2.4设计聚丙烯生产运行方案。
五、设计要求
1、给出聚合工艺的历史、现状及发展史；
2、给出多釜串联与环管法聚合工艺的差异及优缺点；
3、给出环管法聚合工艺流程及终点控制、原料流量等工艺参数；
4、给出完整的开机方案、运行方案及停机方案。
指导教师：年月日
1、聚丙烯合成工艺
1.1绪论
聚丙烯，英文名称:Polypropylene，简称:PP，日文名称:ポリプロピレン结构式：
[CH2CH]
CH3n
CAS 登录号:9003-07-0。由丙烯聚合而制得的一种热塑性
树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯（isotaeticPolyProlene）、无规聚丙烯（atacticPolyPropylene）和间规聚丙烯（syndiotaticPolyPropylene）三种。一般生产的聚丙烯树脂中，等规结构的含量为95%，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达167℃,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/cm3,是最轻的通用塑料。耐腐蚀,抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。
其特点是：无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。
目前，聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法和气相法和本体法-气相法组合工艺5大类。
1溶液法工艺
溶液法生产工艺是早期用于生产结晶聚丙烯的工艺路线，由Eastman公司所独有。该工艺采用一种特殊改进的催化剂体系-锂化合物（如氢化锂铝）来适应高的溶液聚合温度。催化剂组分、单体和溶剂连续加入聚合反应器，未反应的单体通过对溶剂减压而分离循环。额外补充溶剂来降低溶液的粘度，并过滤除去残留催化剂。溶剂通过多个蒸发器而浓缩，再通过一台能够除去挥发物的挤压机而形成固体聚合物。固体聚合物用庚烷或类似的烃萃取进一步提纯，同时也除去了无定形聚丙烯，取消了使用乙醇和多步蒸馏的过程，主要用于生产一些与浆液法产品相比模量更低、韧性更高的特殊牌号产品。该方法工艺流程复杂，且成本较高，聚合温度高，加上由于采用特殊的高温催化剂使产品应用范围有限，目前已经不再用于生产结晶聚丙烯。
2 淤浆法工艺
淤浆法工艺（Slurry Process）又称浆液法或溶剂法工艺，是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年
代中后期，淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。典型工艺主要包括意大利的Montedison工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂，采用立式搅拌釜反应器，需要脱灰和脱无规物，因采用的溶剂不同，工艺流程和操作条件有所不同。近年来，传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少，保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域，如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。近年来，人们对该方法进行了改进，改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂，可删除催化剂脱灰步骤，能减少无规聚合物的产生，可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。
3 本体法工艺
本体法不同工艺路线的区别主要是反应器的不同。反应器可分为釜式反应器和环管反应器两大类。釜式反应器是利用液体蒸发的潜热来除去反应热，蒸发的大部分气体经循环冷凝后返回到反应器，未冷凝的气体经压缩机升压后循环回反应器。而环管反应器则是利用轴流泵使浆液高速循环，通过夹套冷却撤热，由于传热面积大，撤热效果好，因此其单位反应器体积产率高，能耗低。
4气相法工艺
气相法聚丙烯工艺的研究和开发始于20世纪60年代，1967年BASF公司在Ludwigshafen建成一套采用立式搅拌床反应器的气相聚丙烯工艺中试装置。1969年BASF和Shell的合资ROW公司在德国Wesseling采用立式搅拌床反应器建成世界上第一套2.5万吨/年气相聚丙烯工业装置，命名为Novolen工艺。20世纪70年代，美国Amoco公司开发出采用接近活塞流的卧式搅拌床气相反应器的气相法PP生产工艺。80年代初期，UCC公司将其成熟的气相流化床Unipol
聚乙烯工艺用于聚丙烯生产中，推出了Unipol气相聚丙烯工艺。日本的Sumitomo 公司也于同期开发出采用气相流化床的气相法工艺。目前，世界上气相法PP生产工艺主要有BP公司的Innovene工艺、Chisso工艺、联碳公司的Unipol工艺、BASF公司的Novolen工艺以及住友化学公司的Sumitomo工艺等。
5本体法-气相法组合工艺
本体法-气相法组合工艺主要包括巴塞尔公司的Spheripol工艺、日本三井化学公司的Hypol工艺、北欧化工公司的Borstar工艺等。本生产工艺的特点在于采用高效载体催化剂，革除了脱灰和脱无规聚丙烯工序。Spheripol工艺由巴塞尔（Basell）聚烯烃公司开发成功。该技术自1982年首次工业化以来，是迄今为止最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。Hypol工艺由日本三井化学公司于20世纪80年代初期开发成功，该工艺采用HY-HS-II催化剂（TK-II）,是一种多级聚合工艺。Borealis公司（北欧化工）的 Borstar工艺(北星双峰)PP 工艺是1998年才开发成功的PP新型生产工艺，该工艺源于北星双峰聚乙烯工艺，工艺采用与北星双峰聚乙烯工艺相同的环管和气相反应器，设计基于Z-N催化剂，也能使用正在中试中的单活性中心催化剂。
我国PP生产现状与国外相比,在聚合技术、生产成本、产品数量、品种牌号以及产品售前售后的技术服务等方面都存在着较大差距,这也说明我国PP树脂的发展潜力巨大,市场前景广阔.当前,我们当在以下几个方面加紧开展工作:催化剂及聚合工艺对树脂结构和性能影响的研究;现有牌号树脂的改性研究;成型加工过程对制品高级结构和性能的影响.从而尽快缩小与发达国家的差距,赶上世界树脂技术进步的步伐.
随着科技进步日新月异,合成树脂及塑料的性能不断得到提高,新的品种不断出现.继Ziegler-Natta催化剂和高效负载型催化剂之后的茂金属聚合催化剂(由一种茂金属与助催化剂甲基铝氧烷或硼系化合物组成)将逐步部分取代传统催化剂.茂金属催化剂体系具有催化活性高、单一活性中心、聚合物结构可精确调控等特点.并且能适应于现有的聚丙烯聚合装置和工艺,无需大的改动,可以用在现有的任何一种聚合工艺装置上.目前,具有优异性能的茂金属等规聚丙烯(IPP)和环烯烃共聚物(COC)以及茂金属间规聚丙烯(SPP)等已开始进入市场,有关茂金属及其聚丙烯的专利已达数百项,其重要性在国际上已得到共识,对聚丙烯工业发展将产生巨大影响.
目前世界上从事茂金属聚丙烯(MPP)开发的大公司约有12家,其中领先的有:Exxon、BASF、Hoechst、Montell 、公司以及 Fina 和三井东压公司.MPP目前主要用于纤维、注塑产品、汽车、医疗器械和包装领域.
自1957年聚丙烯浆液法工业化生产以来,40余年内生产工艺不断发展.20世纪60年代出现了本体聚合工艺,解决了无溶剂问题;70年代又开发了高效载体催化剂,在浆液法聚合装置上得到了应用,实现了无脱灰的工艺流程;80年代高效载体催化剂,实现了在本体聚合装置上的应用,省去了脱无规物工序,降低了成本;此后,日本三井油化和意大利蒙埃公司又开发出高等规度、高活性的催化剂,并用于本体聚合装置,在用本体环管法生产均聚物时省去了造粒工序.前人预想的无溶剂、无脱灰、无脱无规物和无造粒的目标得到了实现,极大地节省了建设投资,提高了产品质量和降低了生产成本.Himont 公司的 Speripo 工艺及三井油化的Hypo工艺采用了高效载体催化剂,并以液相均相均聚及气相共聚相结合为特征,属目前先进的生产技术之一.近年来气相法以其工艺流程简单、单线生产能力大、投资省而获得青睐,如BASF公司的 Novolep 工艺、Union Carbon/Shell 公司的 Unipol 工艺以及 Aomco/Shisso 等工艺.
1.2多釜串联气液组合生产聚丙烯的仿真实验
工艺流程说明
000单元：
原料丙烯经D001A/B固碱脱水器粗脱水，D002羰基硫水解器、D003脱硫器掊去羰基硫及H2S，然后进入二条可互相切换的脱水、脱氧、再脱水的精制线：D004A/B氧化铝脱水器，D005A/B Ni 催化剂脱氧器、D006A/B分子筛脱水器，经上述精制处理后的丙烯中水份脱至10PPm以下，硫脱至0.1PPm以下，然后进入丙烯罐D007，经P002A/B丙烯加料泵打入聚合釜。
100单元：
高效载体催化剂系统由A（Ti催化剂）、B（三乙基铝）及C（硅烷）组成。A 催化剂由A催化剂加料器Z101A/B加入D200预聚釜。B催化剂存放在D101B催化剂计量罐中，经B催化剂计量泵P101A/B加入D200予聚合釜，B催化剂以100%浓度加入D200。这样做的好处是可以降低干燥器入口挥发分的含量，但安全上要特别注意，管道的安装、验收要特别严格，因为一旦泄漏就会着火。C催化剂的加入量非常小，必须先在D110A/B、C催化剂计量罐中配制成15%的已烷溶液，然后用C催化剂计量泵P104A/B打入D200。
200单元：
丙烯、A、B、C催化剂先在D200预聚釜中进行预聚合反应，预聚压力3.1-3.96MPa，温度低于20℃,然后进入第1、2反应器（D201、D202）在液态丙烯中进行淤浆聚合，聚合压力3.1-3.96MPa，温度70-67℃。由D民02排出的淤浆直接进入第3反应器D203进行气相聚合，聚合压力2.8-3.2MPa，温度80℃。300单元：
聚合物与丙烯气依靠自身的压力离开第3反应器D203进入旋风分离器D301、D302-1、-2，分离聚合物之后的丙烯气相经油洗塔T301洗去低聚物、烷基铝、细粉料后经压缩机C301加压与D203未反应丙烯一起，进入高压丙烯洗涤塔T302，分离去烷基铝、氢气之后的丙烯回至丙烯罐D007，T302塔底的含烷基铝、低分子聚合物、已烷及丙烷成分较高的丙烯送至气分以平衡系统内的丙烯浓度，一部分重组分及粉料气化后回至T301入口，T302的气相进丙烯回收塔T收丙烯，
1.3环管法气液组合聚合工艺的介绍
Spheripol工艺采用一组或两组串联的环管反应器生产聚丙烯均聚物和无规
共聚物，再串联一个或两个气相反应器生产抗冲共聚物。Spheripol工艺是一种
液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺,Spheripol工艺由巴塞尔（Basell）聚烯烃公司开发成功。该技术自1982年首次工业化以来，是迄今为止
最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。工艺采用高效催化剂，生成的PP粉
料粒度其催化剂生产的粉料呈园球形，颗粒大而均匀，分布可以调节，既可宽又
可窄。可以生产全范围、多用途的各种产品。其均聚和无规共聚产品的特点是净
度高，光学性能好，无异味。
目前该技术已经发展到第二代。与采用单环管反应器的第一代技术相比，第二代技术使用双环管反应器，操作压力和温度都明显提高，可生产双峰聚丙烯。催化剂体系采用第四代或第五代Z-N高效催化剂，增加了氢气分离和回收单元，改进了聚合物的高压和低压脱气设备，汽蒸、干燥和丙烯事故排放单元也有所改进，增加了操作灵活性，提高了效率，原料单体和各项公用工程消耗也显著下降。所得产品颗粒度更加均匀，产品的熔体流动指数范围更宽（0.3-1600.0g/10min），可生产高刚性、高结晶度和低热封温度的新PP牌号。Spheripol工艺的抗冲共聚反应采用气相法生产，反应器是一个或两个串联的密相流化床反应器。反应器采用气相法密相流化床。采用一个气相反应器系统可以生产乙烯含量在8%-12%（质量分数）的抗冲共聚物，如果需要生产橡胶相含量更高且可能具有一个以上分散相的特殊抗冲共聚物（如低应力发白产品），则需要设计两个气相反应能够器系统，保持两个气相反应器系统中的气相组成和操作条件独立，可以获得两种不同的共聚物添加到均聚物中。
采用汽蒸和干燥两步法处理聚合物，可以很容易将汽蒸尾气中的蒸气冷凝而分离出纯烃类单体，能够完全回收利用尾气中的烃类，降低单体的消耗。闭路氮气干燥系统也降低了装置的氮气消耗量。此外，Spheripol工艺采用模块化设计方式，可以满足不同用户的要求，易于分步建设（如先上均聚物生产系统，在适时增加气相反应系统），装置的生产能力也容易扩大。Spheripol工艺有严格完善的安全系统设计，使装置有很高的操作稳定性和安全性。新一代Spheripol工艺采用纯的添加剂加入系统，使产品质量更加均一稳定，而且方便产品切换。
Spheripol工艺技术能提供全范围的产品，包括均聚物、无规共聚物、抗冲
共聚物、三元共聚物（乙烯-丙烯-丁烯共聚物）。其均聚物产品的MFR范维
0.1-2000g/10min，工业化产品的MFR达到1860g/10min（特殊的不造粒产品），
高刚性产品的弯曲模量达到2300MPa。工业化生产的无规共聚物产品中乙烯含
量高达4.5%（质量分数），并有乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物产品，薄膜封焊起始
温度低至110℃，可与气相法工艺生产的高乙烯含量无规共聚竞争。抗冲共聚产
品具有很好的刚性和抗冲击性的综合性能，产品乙烯含量可高达25%（40%橡胶相），并已具有达到40%乙烯含量（60%橡胶相）的能力。此外，Spheripol工艺
可通过添加过氧化物和双环管反应器灵活地根据产品需要在聚合物分散指数（PI）3.2-12之间调节产品的分子量分布，可以在反应器内直接生产MFR高达1800g/10min的产品以及大颗粒无需造粒产品，使Spheripol工艺具有极强的竞争力。Spheripol工艺的另外一个特点是先进的催化剂技术。Basell公司有多种催化
剂体系可用于Spheripol工艺生产不同类型的产品，如MC-GF2A催化剂用于生
产均聚物，MC-M1用于生产大球形的抗冲共聚物及均聚物和无规共聚物，而一些高模量的均聚物则要使用D-给电子体（二环戊基-二甲氧基-硅烷，简称DCPMC），一些高乙烯含量的特殊抗冲共聚物也要使用专用的催化剂。Basell公司注册了多项专利的二醚类催化剂也已经有商业化产品，如MC-126、MC-127。二醚类催化剂具有很高的聚合活性（可达100Tpp/kg cat）和长寿命，很好的等规指数控制，高的氢气敏感性，产品有较窄的的分子量分布。目前，世界上采用Spheripol工艺生产的聚丙烯装置有近百套，总生产能力约为1460万吨/年，约占世界聚丙烯总生产能力的36.8 %。其中北美地区的生产能力为403万吨/年，亚洲地区合计为419万吨/年，西欧地区的生产能力为 410.5万吨/年，中欧和东欧地区的生产能力为62万吨/年，中东和非洲地区的生产能力为 131.5万吨/年。
1.4多釜串联与环管法两种工艺的评价
多釜串联工艺的特点如下：
（1）主催化剂需要进行预聚合处理。预聚合处理采用间歇批量法，在通过预聚合和动态过滤使全部催化剂颗粒都能处理得非常均匀。预处理和进料系统有很高的可靠性。
（2）串联的多级反应系统可有效降低催化剂的“短路现象”。
（3）在液相反应器和气相反应器没有发现影响连续操作的聚合物挂壁现象。（4）大量液态丙烯依靠气相聚合的反应热进行气化，降低蒸汽的消耗量。（5）立体选择性的催化剂HY-HS-Ⅱ具有极高的活性，其转化率高达106gPP/gTi,且具有很长的持续活性，到第四釜仍有足够活性，能保证第四釜正常生产。
（6）聚合物的颗粒大小控制，从工艺操作性来说，在工艺过程中控制聚合物粉粒的性能非常重要。因此聚合物颗粒必须具有很好的刚性、球状、大小均匀、很好的流动性（不粘连、不洁块），不仅在均聚工艺中，而且在共聚
工艺中也应如此。如果使聚合物的形状变为均匀的球状，则颗粒尺寸分布很窄，而且平均颗粒大小可以控制，能稳定工厂操作。采用HY-HS-Ⅱ催
化剂可生产出满足全部上述条件并具有很高堆密度的高质量的球状聚合
物颗粒。
（7）聚合物的物理性能，具有很高的立体规整度和刚性；制成的薄膜具有很好光学性能（透明度和光泽度）；定向品种如单丝、条带和纤维有很好的加
工性（定向性），能使成品具有很好的性能；熔体流动速率很快，用于高
速注塑的品种可直接聚合得到，而不需要热处理措施。
环管法工艺具有以下特点：
（1）有很高的反应器时-空产率（可达400kgPP/h·m3），反应器的容积较小，投资少；
（2）反应器结构简单，材质要求低，可用低温碳钢，设计制造简单，由于管径小（DN500或DN600），即使压力较高，管壁也较薄；
（3）带夹套的反应器直腿部分可作为反应器框架的支柱，这种结构设计降低了投资；
（4）由于反应器容积小，停留时间短，产品切换快，过渡料少；
（5）聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中，聚合物与丙烯之间有很好的热传递。采用冷却夹套撤出反应热单位体积的传热面积大，传热系数大，环管反应器的总体传热系数高达1600W/（m 2·℃）；
（6）环管反应器内的浆液用轴流泵高速循环，流体流速高达7m/s ，因此可以使聚合物淤浆搅拌均匀，催化剂体系分布均匀，聚合反应条件容易控制而且可以控制得很精确，产品质量均一，不容易产生热点，不容易粘壁，轴流泵的能耗也较低；
（7）反应器内聚合物浆液浓度高（质量分数大于50%），反应器的单程转化率高，均聚的丙烯单程转化率为50%-60%。以上这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物和无规共聚物。Spheripol 工艺一开始使用GF-2A 、FT-4S 、UCD-104等高效催化剂，催化剂活性达到40kgPP/gcat ，产品等规度为90%-99%，可不脱灰、不脱无规物。
2、环管法生产聚丙烯运行方案的设计
2.1密度控制范围
密度控制范围： 设液态丙烯和聚丙烯的混合质量为m,混合密度为ρ， 查资料知70℃时，ρ
PP =0.91g/cm 3, ρRP =0.447g/cm 3,当转化率为55%
时：
min 45.055.0ρρρm m m RP PP =+
→ρ
min =0.6215g/cm
3 当转化率为65%时：
ρρρm m m RP PP =+35.065.0
→ρmax =0.668g/cm 3
故可得反应终点密度范围为：0.6215g/cm 3～0.668g/cm 3
2.2原料进料量
聚丙烯年产量为10万吨，按每年300天计算,则
889.1324
300100000=X t/h 根据反应方程式
CH 2CH 2n [CH 2CH ]CH 3n
取转化率为60%，
则液态丙烯的进料为13.889/0.6=23.148t/h
再由进料比R200：R201=1：10，得
R200的进料量为：h t /104.211
1148.23=X
R201的进料量为：h t /044.211110148.23=X 取催化剂的催化效率为：550kgPP/gTi ,则
需要Ti 的量为：g 57.40550
10148.233
=?/h 钛的相对分子质量为47.87g/mol,则主催化剂TiCl 4的量为：
40.57g/h ÷47.87g/mol=0.846mol/h
氢气用量为液态丙烯量的0.5%（体积），则
333
259.0%5.010
447.010148.23m =??? 物料平衡表 进料量 t/h 出料量t/h
R200：2.104 聚丙烯：13.889
R201：21.044 液态丙烯：9.255
2.3实验装置图
先用气态丙烯置换出系统中的氧气，降低系统中氧气浓度已达到实验条件要求。桶装的固体催化剂在装置内要用烃油和脂配制成混合均匀的催化剂膏，然后
用液压操作的催化剂注入器加入反应器系统。助催化剂和给电子体分别用计量泵加入预聚合反应器，4种催化剂高效载体催化剂系统由A（Ti催化剂）、B（三乙基铝）及C（给电子体）、D（路易斯碱载于氯化镁载体）组成。在进入预聚合反应器之前先在D200内与接触混合活化，使不同的催化剂颗粒和单个催化剂颗粒内部具有相同的催化活性，然后用经换热器E200降温的低温丙烯将催化剂混合物带入预聚合反应器R200。R200预聚合反应器是一个小的环管反应器，在温度<18o C，压力为3.5Mpa左右下，催化剂被生成的少量聚丙烯包裹，以提高催化剂颗粒的机械强度，避免在主反应阶段因强度聚合反应而使催化剂颗粒破碎。预聚合也能显著提高催化剂的活性。预聚合后的催化剂淤浆进入环管反应器R201，在此加入单体丙烯和调节分子量的氢气。一部分的丙烯进行了聚合，余下的丙烯仍为液态而作为固体聚合物的稀释剂。循环泵P201使淤浆高速循环并混合均匀，以防止固体沉积和改进传热效果。P202输送循环水，控制聚合反应温度为70℃左右，反应的压力为3.2Mpa，。
2.4聚丙烯生产开车方案
1 丙烯置换
1）．R200置换
(1)现场启动气态丙烯进料阀P0P2010
(2)开FIC200阀，将气态丙烯引入R200
(3)当PI达0.5MPa时，关FIC200阀
(4)开现场火炬A0A2200和P0P2000放空
(5)放至0.05MPa,关现场火炬A0A2200和P0P2000
2）．R201置换
(1)开FIC201阀，将气态丙烯引入D201
(2)当PIC201达0.5MPa时，关FIC201
(3)开现场火炬A0A2010和P0P2010放空
(4)放至0.05MPa,关现场火炬A0A2010和P0P2010
2 升压
1）.R200升压
(1)开FIC200引气相丙烯
(2)PI指示为0.7MPa后，关FIC200
2）.R201升压
(1)开FIC201引气相丙烯
(2)PIC201指示为0.7MPa后，关FIC201
3 加液态丙烯
1）.向R200加液态丙烯
(1)开液态丙烯进料阀
(2)开E200BWR入口阀
(3)开D200夹套BW入口阀
(4)开FIC201，引液丙烯入D200
(5)启动D200搅拌
(6)当PI201指示为3.0MPa时，开现场釜底阀
(7)控制釜温为18℃
2）. 向R201加液态丙烯
(1)开FIC211，向D201进液态丙烯
(2)启动D201搅拌
(3)现场开E201CWR入口阀
(4)开LICA211A一条线前后手阀
(5)开C201A或B机入口阀
(6)开C201A或B机出口阀
(7)开C201A或B机
(8)调整转速
(9)调节FCI212为45M3/h
(10)开MS阀，釜底TIC212升温
(11)调节TIC211，控制釜温为65℃
4 给RD201加入H2，循环至R200中
5 向系统加催化剂
(1)现场调节C-Cat进反应釜D200
(2)现场调节B-Cat进反应釜D200
(3)现场调节A-Cat进反应釜D200
（4）启动D200搅拌
（5）现场开P0P2102BW入口阀
(6)现场调节A-Cat进反应釜D200
聚丙烯生产的正常运行
仪表位号标准设定值项目名称备注PI201 3.1/3.7 MPaG D200压力
FIC201 450kg/hr 进D200丙烯总流量
PIA211 3.0/3.6 MPaG D201压力
FIC211 2050kg/hr 进D201丙烯流量
FIC212 45m3/hr 进D201循环气流量
LICA211 45% D201液位
LI212 1848mm D201液位
LIA213 2000mm D201回流液管液位
TR210 70℃D201气相温度
TIC211 70℃D201液相温度
TIC212 P211出口温度
HC211 D201气相压力
ARC211 0.24~9.4% D201气相色谱
XV212A/B/C D201加CO
PIA221 3.0/3.6 MPaG D201压力
2.5装置正常操作
预聚釜R200：T=18℃，P=3.5MPa
环管高H=9m，体积V=0.46m3，
物料流速=4m/s，停留时间=4min。
聚合釜R201：T=70℃，P=3.2MPa
环管高H=30m，体积V=45m3，
物料流速=78m/s，停留时间=1.5hr，
终点用密度控制射线检测，转化率55%-65%。
2.6装置正常停工过程
?1、停催化剂进料
(1)停催化剂A
(2)停催化剂B
(3)停催化剂C
（4)停止氢进入D201
?2、维持两环管的平稳操作
(1)控制R200温度在小于18℃
(2)R201夹套CW切换至HW
(3)控制R201温度在70℃左右
?3、R201，R202排料
(1)关闭液态丙烯进料P0P2000
(2)停E200，R200冷冻水
(3)停P200
(4)从R200向R201卸料
(5)当R200倒空后，停止R200出料
(6)停P201
(7)开FIC202放料
(8)当R201倒空后，停止R201出料
?4、放空
(1)开D200放空阀
(2)开R200放空阀
(3)开R201放空阀
3、主要参考文献
[1] 赵德仁，张慰盛，《高聚物合成工艺学》第二版，化学工业出版社，1996。
[2] 潘祖仁，《高分子化学》第五版，化学工业出版社，2011。
[3] 王静康,《化工过程设计》第二版，化学工业出版社，2006。
[4] 洪定一,《聚丙烯原理、工艺与技术》，中国石化出版社，2002。
[5] 李玉贵,《液相本体法聚丙烯生产及应用》，中国石化出版社，1992。
[6]陈昀，《聚合物合成工艺设计》，化学工业出版社，2002。
[7] 张旭之，王松汉，戚以政，《乙烯衍生物工学》，1995。
[8] 李克友，张菊华，向福如，《高分子合成原理及工艺学》，1999。
五大聚丙烯生产工艺
5大聚丙烯生产工艺(二) 本体法-气相法组合工艺主要包括巴塞尔公司的Spheripol工艺、日本三井化学公司的Hypol工艺、北欧化工公司的Borstar工艺等。 （1）Spheripol工艺。Spheripol工艺由巴塞尔（Basell）聚烯烃公司开发成功。该技术自1982年首次工业化以来，是迄今为止最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。Spheripol工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺,工艺采用高效催化剂，生成的PP粉料粒度其催化剂生产的粉料呈园球形，颗粒大而均匀，分布可以调节，既可宽又可窄。可以生产全范围、多用途的各种产品。其均聚和无规共聚产品的特点是净度高，光学性能好，无异味。Spheripol工艺采用的液相环管反应器具有以下优点： （a）有很高的反应器时-空产率（可达400kgPP/h.m3），反应器的容积较小，投资少； （b）反应器结构简单，材质要求低，可用低温碳{TodayHot}钢，设计制造简单，由于管径小（DN500或DN600），即使压力较高，管壁也较薄； （c）带夹套的反应器直腿部分可作为反应器框架的支柱，这种结构设计降低了投资； （d）由于反应器容积小，停留时间短，产品切换快，过渡料少； （e）聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中，聚合物与丙烯之间有很好的热传递。采用冷却夹套撤出反应热单位体积的传热面积大，传热系数大，环管反应器的总体传热系数高达1600W/（m2.℃）； （f）环管反应器内的浆液用轴流泵高速循环，流体流速高达7m/s，因此可以使聚合物淤浆搅拌均匀，催化剂体系分布均匀，聚合反应条件容易控制而且可以控制得很精确，产品质量均一，不容易产生热点，不容易粘壁，轴流泵的能耗也较低； （g）反应器内聚合物浆液浓度高（质量分数大于50%），反应器的单程转化率高，均聚的丙烯单程转化率为50%-60%。以上这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物和无规共聚物。Spheripol工艺一开始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化剂，催化剂活性达到40kgPP/gcat，产品等规度为90%-99%，可不脱灰、不脱无规物。 目前该技术已经发展到第二代。与采用单环管反应器的第一代技术相比，第二代技术使用双环管反应器，操作压力和温度都明显提高，可生产双峰聚丙烯。催化剂体系采用第四代或第五代Z-N高效催化剂，增加了氢气分离和回收单元，改进了聚合物的高压和低压脱气设备，汽蒸、干燥和丙烯事故排放单元也有所改进，增加了操作灵活性，提高了效率，原料单体和各项公用工程消耗也显著下降。所得产品颗粒度更加均匀，产品的熔体流动指数范围更宽（从0.3-1600.0g/10min），可生产高刚性、高结晶度和低热封温度的新PP牌号。Spheripol工艺的抗冲共聚反应采用气相法生产，反应器是一个或两个串联的密相流化床反应器{HotTag}。反应器采用气相法密相流化床。采用一个气相反应器系统可以生产乙烯含量在 8%-12%（质量分数）的抗冲共聚物，如果需要生产橡胶相含量更高且可能具有一个以上分散相的特殊抗冲共聚物（如低应力发白产品），则需要设计两个气相反应能够器系统，保持两个气相反应器系统中的气相组成和操作条件独立，可以获得两种不同的共聚物添加到均聚物中。 采用汽蒸和干燥两步法处理聚合物，可以很容易将汽蒸尾气中的蒸气冷凝而分离出纯烃类单体，能够完全回收利用尾气中的烃类，降低单体的消耗。闭路氮气干燥系统也降低了装置的氮气消耗量。此外，Spheripol 工艺采用模块化设计方式，可以满足不同用户的要求，易于分步建设（如先上均聚物生产系统，在适时增加气相反应系统），装置的生产能力也容易扩大。Spheripol工艺有严格完善的安全系统设计，使装置有很高的操作稳定性和安全性。新一代Spheripol工艺采用纯的添加剂加入系统，使产品质量更加均一稳定，
本体环管法聚丙烯装置的消防设计(最新版)
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 本体环管法聚丙烯装置的消防 设计(最新版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
本体环管法聚丙烯装置的消防设计(最新 版) 1聚丙烯装置生产工艺现状及工艺流程 1.1生产工艺现状 聚丙烯是与人们日常生活密切相关的通用树脂,根据反应介质和反应器构形,聚丙烯装置分为三种基本类型:一是本体工艺,聚合反应在液体丙烯中进行,反应器为液体釜式反应器或环管反应器;二是气相法工艺,丙烯直接聚合生成固体聚合物,反应器为流化床、卧式搅拌床和立式搅拌床;三是浆液法工艺,丙烯溶解在丁烷、戊烷、己烷、庚烷或壬烷等烃类稀释剂中,反应器为连续搅拌槽式反应器、间歇搅拌槽式反应器或环管反应器。目前世界约55%的聚丙烯装置是本体法,25%是气相法,20%是浆液法。据统计,截至1998年底,我国共有113套中、小型聚丙烯装置,其中采用环管式反应器液相—气相本
体组合工艺(Spheripol)的约占45%,采用釜式反应器液相—气相本体组合工艺(Hypol)的约占21%,采用国内自行开发的液相本体环管法工艺的约占25%,采用其他工艺的约占9%。 1.2工艺流程 在众多的聚丙烯生产方法中,采用本体环管法技术生产的聚合物产品范围最宽,包括均聚物、无规共聚物?三元共聚物和耐冲击共聚物,是当代最具竞争力的生产方法之一。1995年以来,中国石化集团公司在pheripol工艺基础上,研制开发了“7万吨/年环管法聚丙烯成套技术”,该技术以炼厂丙烯为原料,包括催化剂、环管反应器等关键设备、全套工艺包括工程设计。目前在长岭、福建、九江、武汉、济南等炼厂已分别建成5套各为7万吨/年的环管聚丙烯装置,装置运行良好,标志着我国聚丙烯技术取得了突破性进展。国产本体环管法聚丙烯成套技术的生产工艺流程如下: 丙烯原料经保安精制系统脱水、脱氧后成为精丙烯,经计量罐进入环管反应器,主催化剂、活化剂、分子量调节剂、给电子体等也经过计量罐按一定比例加入反应器。液相丙烯在75℃、3.5MPa压力下
聚丙烯环管法设计解析
高分子合成工艺学 课程设计 题目：年产10万吨聚丙烯（环管法）运行方案的设计学院名称：化学化工学院 指导教师： 班级：高材 091 学号： 学生姓名： 2012年5月20日
目录 设计内容及要求 (2) 1、聚丙烯合成工艺 (3) 1.1绪论 (3) 1.2多釜串联气液组合生产聚丙烯的仿真实验 (6) 1.3环管法气液组合聚合工艺的介绍 (7) 1.4多釜串联与环管法两种工艺的评价 (8) 2、环管法生产聚丙烯运行方案的设计 (9) 2.1密度控制范围 (9) 2.2原料进料量 (11) 2.3实验装置图 (12) 2.4聚丙烯生产开车方案 (13) 2.5装置正常操作 (15) 2.6装置正常停工过程 (15) 3、参考文献 (15)
设计内容及要求： 一、设计目的 让学生所学的聚丙烯合成工艺理论与聚丙烯的生产实际相联系，使学生得到动手操作能力、故障处理能力、工艺协调及工艺管理能力的综合训练。 二、设计任务 1、设计项目：聚丙烯生产运行方案的设计； 2、设计工艺：环管法液相本体聚合工艺； 3、设计产能：年产10万吨； 4、设计范围：生产工艺的正常开车，正常运行，正常停车。 三、设计工艺条件 进料比R200：R201=1：10 预聚釜R200：T=18℃，P=3.5MPa 环管高H=9m，体积V=0.46m3， 物料流速=4m/s，停留时间=4min。 聚合釜R201：T=70℃，P=3.2MPa 环管高H=30m，体积V=45m3， 物料流速=78m/s，停留时间=1.5h， 终点用密度控制射线检测，转化率55%-65%。 四、设计内容 1、聚丙烯的合成工艺 1.1概述； 1.2多釜串联气液组合生产聚丙烯的仿真实验； 1.3环管法气液组合聚合工艺的介绍； 1.4多釜串联与环管法两种工艺的评价。 2、环管法生产聚丙烯运行方案的设计 2.1设计重点密度控制范围； 2.2设计原料的进料量； 2.3设计聚丙烯生产开车、停车方案； 2.4设计聚丙烯生产运行方案。 五、设计要求 1、给出聚合工艺的历史、现状及发展史； 2、给出多釜串联与环管法聚合工艺的差异及优缺点； 3、给出环管法聚合工艺流程及终点控制、原料流量等工艺参数； 4、给出完整的开机方案、运行方案及停机方案。 指导教师：年月日
试述聚丙烯(环管法)生产静电引起粒(粉)料爆燃事故预防措施——工艺概述(1)(正式版)
文件编号：TP-AR-L8664 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 试述聚丙烯（环管法）生产静电引起粒（粉）料爆燃事故预防措施——工
试述聚丙烯（环管法）生产静电引起粒（粉）料爆燃事故预防措施——工艺概述（1）(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 对环管法聚丙烯生产工艺及聚丙烯特性进行简要 介绍；对生产过程中出现的爆燃现象的原因进行了分 析，并提出了预防爆燃的多项措施。 湖南长盛石化公司聚丙烯装置采用Spheriplol 液相本体法工艺，1998年4月建成投产，聚丙烯本 色粒料原设计能力为70kt/a，设计可生产25种牌号 产品，20xx年5月经技术改造后生产能力达 100kt/a。具体工艺流程简述如下： 原料丙烯经过精制，在一定的温度、压力，并在
催化剂和氢气的作用下，在环管反应器内发生聚合反应，聚合好的聚丙烯粉料随同部分未聚合的丙烯一起排到高压闪蒸罐D301，脱除大部分丙烯（事故状态下高压闪蒸罐D301前后均可以切向排放罐D602），丙烯经回收后再利用，聚丙烯粉料直接排至低压闪蒸罐F301及过滤器F302，在此再脱除残余丙烯后，排入汽蒸罐D501，以使聚丙烯粉料中的催化剂失活，再进入干燥罐D502用热氮气干燥，干燥好的聚丙烯粉料用氮气送至粉料缓冲罐D802，加入一定添加剂后进行挤压造粒并干燥后用压缩空气送至成品料仓D901，按要求用压缩空气输送进行均化，产品质量合格后用压缩空气送至成品贮罐D902后进行包装。（童世龙） 此处输入对应的公司或组织名字 Enter The Corresponding Company Or Organization Name Here
聚丙烯管生产工艺(pp-r管)
聚丙烯管（PP－R管）生产工艺 摘要：三型聚丙烯管具有节能，耐腐蚀，不结垢、卫生，无毒，耐热、耐压，使用寿命长，质轻高强，流体阻力小等优点，是替代镀锌钢管的新一代产品。介绍PP －R管的特点，原料生产工艺，国内现状、施工方法、项目投资估算及市场前景分析。 1前言 80年代以前，我国的住宅及公共建筑的上水管基本上是镀锌钢管，由于受材质自身的局限，镀锌钢管存在使用寿命短、易造成水质二次污染等缺点。为了保障人们日常饮用水的质量，我国部分地区，如XX、XX、XX、XX等省市已先后提出淘汰镀锌钢管，用高质量的塑料管代替。目前，在我国已相继开发了PVC管、PE管、铝塑复合管、玻璃钢管、钢塑复合管和PP－R管等一批塑料管材，并取得了一定的市场占有率。 PP－R管是欧洲90年代开发的，以新型无规聚丙烯为原料，经挤出成型制作的塑料管材。由于其优越的性能，正日益受到人们的青睐。 2PP－R管的主要性能 聚丙烯管分为均聚聚丙烯（PP－H）、嵌段共聚聚丙烯（PP－B）和无规聚丙烯（PP －R）3种。PP－H、PP－B、PP－R管材的刚度依次递减，而抗冲击强度则依次增加。给水用聚丙烯管是用特殊的PP－R制成。PP－R管作为一种新型的管材，具有以下性能特点： 2．1节能 PP－R管的生产能耗仅为钢管的20％，并且其导热系数低［0．2W／（m.K）］，也仅为钢管的1／200，应用于热水系统将大大减少热量损失。 2．2耐腐蚀、不结垢、卫生、无毒 使用PP－R管可免去使用镀锌钢管所造成的内壁结垢、生锈而引起的水质“二次污染”。由于PP－R组份单纯，基本成份为碳和氢，符合食品卫生规定，无毒，更适合于饮用水输送。 2．3耐热、耐压、使用寿命长 PP－R管的长期使用温度达95℃，短期使用温度可达120℃。在使用温度为70℃，工作压力为1．2MPa条件下，长期连续使用，寿命可达50年以上。 2．4轻质高强、流体阻力小 PP－R管密度仅为金属管的1／8，耐压力试验强度高达5MPa，且韧性好、耐冲击。由于内壁光滑、不生锈、不结垢，流体阻力小。
国产脱砷剂在环管聚丙烯装置上的应用
国产脱砷剂在环管聚丙烯装置上的应用 1. 装置及丙烯原料情况 长盛石化公司聚丙烯装置采用国产化海蒙特环管反应技术，聚合催化剂为第三代负载型高效催化剂，原料为从炼厂气中分离提纯的丙烯，装置设计年产量7万吨。 高效催化剂对丙烯原料有较严格的要求，原料中的一些杂质如砷等对催化剂有较大的毒害作用，聚合试验结果表明丙烯中砷含量超过30ppb （wt ）时，催化剂活性将下降15%左右。装置工艺上要求聚合丙烯原料中砷含量小于30ppb(wt)。 根据测定，炼厂气丙烯中基本上都含有一定量的砷，而且今年来由于我厂加工原油品种较多，原料丙烯中砷的含量有一些波动。表１是装置对我厂原料丙烯中砷含量分析结果。 表１ 装置原料丙烯砷含量情况 聚合级丙烯砷含量 原料丙烯砷含量 ppb ppb 最大 最小 平均 30 Max 260 15 88 从丙烯砷含量分析结果可以看出，我厂原料丙烯中砷含量超过了聚合工艺的允许值。为了对原料丙烯进行脱砷处理，装置在丙烯精制系统设置了脱砷工序。图１为装置丙烯精制原则流程。 图１ 装置原料丙烯精制系统原则流程 我装置在第一生产周期，脱砷催化剂采用BASF 的R 3-12，从使用情况看，该催化剂的脱砷效果较好，丙烯脱砷后身含量均在30ppb 以下。但由于该催化剂价格比较昂贵，因此装置开车时丙烯精制系统两个脱砷塔钟只有一个充装了改催化剂。为了填补国内丙烯脱砷剂的空白，原化工部化肥工业研究所（昆山市精细化工研究所有限公司）开发研制了新型丙烯脱砷剂9801。从该剂的实验结果看基本能满足聚丙烯装置丙烯脱砷的要求，为了推进装置“三剂”国产化工作，公 原料 丙烯 精制丙烯
司决定与昆山联营厂合作进行该催化剂的工业实验。 2.脱砷剂情况 2.1.丙烯脱砷原理 丙烯脱砷剂的主要组分为CuO、ZnO和Al2O3。当含砷丙烯与催化剂接触 时，丙烯中的AsH3与CuO接触反应生成Cu3As和As，后者沉淀再催化剂上并 且其中的一部分与催化剂形成新的铜、砷合金，从而将丙烯中的AsH3脱除。其反应式如下： 3 CuO + 2 AsH3→Cu3As + As + 3 H2O （1） 3 CuO + 2 AsH3→ 3 Cu + 2 As + 3 H2O （2） 2.2.昆山脱砷剂情况 昆山脱身剂9801属常温脱砷剂，用于常温下液相丙烯的精制脱砷。该剂的主要技术性能指标和正常工艺使用条件分别如表2、表3。 表2 9801脱砷剂的主要性能指标 项目单位指标 外观黑色光泽圆柱体 直径mm 4.5~5 长度mm 4.5~5.5 堆比kg/l 1.4~1.6 强度N/cm ≥70 砷容%wt ≥8 出口砷ppb ≤30 表3 脱砷剂正常使用工艺条件 项目单位指标 温度℃环境温度 压力Mpa 不限装填高径比＞4 空速hr-2~5 进口砷含量ppb ≤3000 昆山联营厂曾对生产的9801脱砷剂与进口R3-12进行了实验室对比评价，分析测试方法采用二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法，评价结果表明，在评价工艺条件（H/D：10、空速：8~10hr-、进口砷含量：280~350mg/m3）下，9801脱砷剂的砷容（11.08%）和净化度等性能指标与R3-12相当。 3.9801脱砷剂在装置的使用情况 3.1.9801脱砷剂的装填及处理
聚丙烯生产装置工艺简介
1 装置简介 1.1 概述 本装置采用意大利HIMONT公司的SPHERIPOL工艺，该工艺采用的聚合反应器为液相环管反应器，用于聚丙烯均聚物的生产。 工艺名称：SPHERIPOL液相本体法 承包商：北京石化工程公司（BPEC） 装置占地面积：3.3公顷 设备总台数：354台 管道总长约：40km 装置年生产能力：7×104t/a PP均聚物本色颗粒 装置年操作时间：7200h 装置h生产能力：9.7吨 装置产品牌号：25种牌号 装置生产线：1条 装置包装线：2条 1.2 装置组成 本装置由下列工艺操作单元组成 100单元：主催化剂、三乙基铝、给电子体和防结垢剂的配制和计量 200单元：催化剂预接触、丙烯预聚合和丙烯聚合 300单元：聚合物的闪蒸脱气和丙烯单体回收 500单元：聚合物的汽蒸和干燥 600单元：排放系统、废油处理和工艺辅助设施 700单元：丙烯精制 800单元：聚合物添加剂的加入和挤出造粒 900单元：聚合物颗粒的掺混、储存、包装和码垛 另外装置还包括丙烯的预精制和消防系统 1.3 工艺简述 从界区来经过预精制的丙烯经丙烯精制单元脱除杂质后进入丙烯储罐，再经丙烯进料泵分别进入预聚合和聚合反应器，氢气由氢压机送入丙烯总管与丙烯混合。配制后的主催化剂、活化剂和给电子体经计量连续加入预聚反应器，少量聚合的聚丙烯包裹着催化剂颗粒随大部分丙烯连续地从预聚反应器进入聚合反应器，反应器内的物料在轴流泵的作用下强制高速循环，进行较均匀的液相本体聚合，聚合热由反应器夹套冷却水带走。流出反应器的淤浆经一蒸汽套管加热后依次进入高低压闪蒸罐，未反应的气态丙烯与聚合物分离后经压缩、冷凝后循环使用。闪蒸后的聚丙烯经过汽蒸脱活和氮气干燥后，加入一定量添加剂，经挤压造粒，产品颗粒掺混后送去包装、码垛和贮存。
本体环管法聚丙烯装置的消防设计-安全工程师考试.doc
摘要: 介绍了聚丙烯装置的生产工艺现状及本体环管法聚丙烯装置的工艺流程, 从建筑防火、工艺防火和消防系统设置三个方面对装置的消防设计进行了探讨。关键词: 聚丙烯装置; 工艺流程; 消防设计 1 聚丙烯装置生产工艺现状及工艺流程1 生产工艺现状聚丙烯是与人们日常生活密切相关的通用树脂,根据反应介质和反应器构形, 聚丙烯装置分为三种基本类型: 一是本体工艺, 聚合反应在液体丙烯中进行,反应器为液体釜式反应器或环管反应器; 二是气相法工艺, 丙烯直接聚合生成固体聚合物, 反应器为流化床、卧式搅拌床和立式搅拌床; 三是浆液法工艺, 丙烯溶解在丁烷、戊烷、己烷、庚烷或壬烷等烃类稀释剂中,反应器为连续搅拌槽式反应器、间歇搅拌槽式反应器或环管反应器。目前世界约55% 的聚丙烯装置是本体法, 25% 是气相法, 20% 是浆
液法。据统计, 截至1998年底, 我国共有113 套中、小型聚丙烯装置, 其中采用环管式反应器液相—气相本体组合工艺(Spheripo l)的约占45% , 采用釜式反应器液相—气相本体组合工艺(Hypo l) 的约占21% , 采用国内自行开发的液相本体环管法工艺的约占25% , 采用其他工艺的约占9%。2 工艺流程在众多的聚丙烯生产方法中, 采用本体环管法技术生产的聚合物产品范围最宽, 包括均聚物、无规共聚物?三元共聚物和耐冲击共聚物, 是当代最具竞争力的生产方法之一。1995 年以来, 中国石化集团公司在pheripo l 工艺基础上, 研制开发了“7 万吨/年环管法聚丙烯成套技术”, 该技术以炼厂丙烯为原料, 包括催化剂、环管反应器等关键设备、全套工艺包括工程设计。目前在长岭、福建、九江、武汉、济南等炼厂已分别建成5 套各为7 万吨/年的环
世界5大类聚丙烯生产工艺概述
世界5大类聚丙烯生产工艺概述 目前，聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法和气相法和本体法-气相法组合工艺5大类。具体工艺主要有BP公司的气相Innovene工艺、Chisso公司的气相法工艺、Dow公司的Unipol工艺、Novolene气相工艺、Sumitomo 气相工艺、Basell公司的本体法工艺、三井公司开发的Hypol 工艺以及Borealis公司的Borstar工艺等。 1 淤浆法工艺 淤浆法工艺（Slurry Process）又称浆液法或溶剂法工艺，是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期，淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。典型工艺主要包括意大利的Montedison 工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂，采用立式搅拌釜反应器，需要脱灰和脱无规物，因采用的溶剂不同，工艺流程和操作条件有所不同。近年来，传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少，保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域，如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。近年来，人们对该方法进行了改进，改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂，可删除催化剂脱灰步骤，能减
少无规聚合物的产生，可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。 2 溶液法工艺 溶液法生产工艺是早期用于生产结晶聚丙烯的工艺路线，由Eastman公司所独有。该工艺采用一种特殊改进的催化剂体系-锂化合物（如氢化锂铝）来适应高的溶液聚合温度。催化剂组分、单体和溶剂连续加入聚合反应器，未反应的单体通过对溶剂减压而分离循环。额外补充溶剂来降低溶液的粘度，并过滤除去残留催化剂。溶剂通过多个蒸发器而浓缩，再通过一台能够除去挥发物的挤压机而形成固体聚合物。固体聚合物用庚烷或类似的烃萃取进一步提纯，同时也除去了无定形聚丙烯，取消了使用乙醇和多步蒸馏的过程，主要用于生产一些与浆液法产品相比模量更低、韧性更高的特殊牌号产品。该方法工艺流程复杂，且成本较高，聚合温度高，加上由于采用特殊的高温催化剂使产品应用范围有限，目前已经不再用于生产结晶聚丙烯。 3 本体法工艺 本体法工艺的研究开发始于20世纪60年代，1964年美国Dart公司采用釜式反应器建成了世界上第一套工业化本体法聚丙烯生产装置。1970年以后，日本住友、Phillips、美国
本体环管法聚丙烯装置的消防设计
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 本体环管法聚丙烯装置的 消防设计 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-9432-55 本体环管法聚丙烯装置的消防设计 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1 聚丙烯装置生产工艺现状及工艺流程 1. 1 生产工艺现状 聚丙烯是与人们日常生活密切相关的通用树脂,根据反应介质和反应器构形, 聚丙烯装置分为三种基本类型: 一是本体工艺, 聚合反应在液体丙烯中进行,反应器为液体釜式反应器或环管反应器; 二是气相法工艺, 丙烯直接聚合生成固体聚合物, 反应器为流化床、卧式搅拌床和立式搅拌床; 三是浆液法工艺, 丙烯溶解在丁烷、戊烷、己烷、庚烷或壬烷等烃类稀释剂中,反应器为连续搅拌槽式反应器、间歇搅拌槽式反应器或环管反应器。目前世界约55% 的聚丙烯装置是本体法, 25% 是气相法, 20% 是浆液法。据统计, 截至1998年底, 我国共有113 套中、小型聚丙烯装置, 其中采用环管式反应器液相—气相本体组合工艺
聚乙烯、聚丙烯管材生产工艺控制及质量问题处理
聚乙烯、聚丙烯管材生产工艺控制及质量问题处理 一、原材料介绍 聚乙烯管材的原材料的性能要求 针对不同用途的管道，由于使用的压力等级和寿命不同，所以对于聚乙烯原料的要求也有不同。一般来说，管材原料都应有较好的耐环境应力开裂性能（测试方法为ASTM D 1693或GB／T 1842）和较好的耐长期静液压强度（测试方法为GB/T6111－85）。管材用原料还需应有良好的焊接性和卫生性。用于不同用途的管材材料由管材的具体规定而确定。下表列出各种标准对聚乙烯材料等级的要求。 标准 燃气管给水管灌溉管波纹管ISO 4437－19 97 GB15558.1 -1995 ISO 4427- 1 996 GB/T 13663 -2000 ISO/DIS 8770-1999 PrEN 13476.1- 1999 材料等级 PE 80PE 80PE 32PE 63PE 32PE 63 PE 100PE 40PE 80PE 40 PE 63PE 100PE 63 PE 80PE 80 PE 100 牌号等级主要用途共聚单体生产厂家 DGDB 2480PE 80水管、燃气管丁烯－1齐鲁石化公司6100M PE 80土建、管道丁烯－1大庆石化公司PEYZ－2300E PE 80管材丁烯－1扬子石化公司6000M PE 80管材丁烯－1燕山石化公司 TR400PE 80管材、燃气管、内衬己烯－1上海金山石化公司TR480FS PE 80燃气管、供水管己烯－1上海金山石化公司DGDA2401PE 80管材丁烯－1茂名石化公司DGDA2483BK PE 80小口径管材己烯－1天津联合化工公司51－35B PE 80燃气管、波纹管丁烯－1抚顺石化公司 P703PE 80大口径管材丁烯－1抚顺石化公司 P803PE 80大口径管材丁烯－1抚顺石化公司YGH051T PE 80压力管，气管，大口径管双峰上海石化 YGH041T PE 100压力管，气管，大口径管双峰上海石化 YGM091T PE 80压力管，气管，大口径管双峰上海石化 牌号密度主要用途共聚单体生产厂家DGDA24800.95水管、燃气管己烯－1联碳公司DOWLEW2344E0.93铝塑管、采暖管道辛烯－1道化学LLDPE GD15880.925管材、波纹管己烯－1三井化学
聚丙烯生产工艺
聚丙烯生产工艺 聚丙烯：英文名称：Polypropylene 分子式：C3H6nCAS 简称：PP，由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法、气相法、本体法-气相法组合工艺五大类。 一、溶液法工艺 溶液法生产工艺是早期用于生产结晶聚丙烯的工艺路线，由Eastman公司所独有。该工艺采用一种特殊改进的催化剂体系：锂化合物（如氢化锂铝）来适应高的溶液聚合温度。催化剂组分、单体和溶剂连续加入聚合反应器，未反应的单体通过对溶剂减压而分离循环。额外补充溶剂来降低溶液的粘度，并过滤除去残留催化剂。溶剂通过多个蒸发器而浓缩，再通过一台能够除去挥发物的挤压机而形成固体聚合物。固体聚合物用庚烷或类似的烃萃取进一步提纯，同时也除去了无定形聚丙烯，取消了使用乙醇和多步蒸馏的过程，主要用于生产一些与浆液法产品相比模量更低、韧性更高的特殊牌号产品。溶液法工艺流程复杂，且成本较高，聚合温度高，加上由于采用特殊的高温催化剂使产品应用范围有限，目前已经不再用于生产结晶聚丙烯。 二、淤浆法工艺 淤浆法又称浆液法或溶剂法工艺，是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期，淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。典型工艺主要包括意大利的Montedison工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco 工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。 这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂，采用立式搅拌釜反应器，需要脱灰和脱无规物，因采用的溶剂不同，工艺流程和操作条件有所不同。近年来，传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少，保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域，如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。 近年来，人们对该方法进行了改进，改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂，可删除催化剂脱灰步骤，能减少无规聚合物的产生，可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。 三、本体法工艺 本体法工艺按聚合工艺流程，可以分为间歇式聚合工艺和连续式聚合工艺两种。 1、间歇本体法工艺：间歇本体法聚丙烯聚合技术是我国自行研制开发成功的生产技术。 间歇本体法工艺优点：生产工艺技术可靠，对原料丙烯质量要求不是很高，所需催化剂国内有保证，流程简单，投资省、收效快，操作简单，产品牌号转换灵活、三废少，适合中国国情等。 间歇本体法工艺缺点：生产规模小，难以产生规模效益；装置手工操作较多，间歇生产，自动化控制水平低，产品质量不稳定；原料的消耗定额较高；产品的品种牌号少，档次不高，用途较窄。
聚丙烯环管法设计方案
聚丙烯环管法设计方案 10 2010年6月22日 综合设计任务书………..……………………………..2 1、聚丙烯合成工 艺 (4) 1.1绪 论 ..................................................................... 4 1.2多釜串联气液组合生产聚丙烯的仿真实验 (7) 1.3环管法气液组合聚合工艺的介绍 (8) 1.4多釜串联与环管法两种工艺的评价 .................. 9 2、环管法生产 聚丙烯运行方案的设计 (10) 2.1密度控制范围 .................................................... 10 2.2原料进料量........................................................ 11 2.3实验装置图........................................................ 12 2.4聚丙烯生产开车方案 (13) 2.5装置正常操作 .................................................... 14
2.6装置正常停工过程 (14) 1 学院：化学化工学院 题目：年产10万吨聚丙烯（环管法）运行方案的设计 起止时间：2010年6 月 14 日至 2010年 6月 28日 学生姓名：单银焕 专业班级：高分子材料与工程系071班 指导教师：刘芝芳单德才 系主任：赵玉宝 院长：聂长明 2010 6 24 2 一、设计目的 让学生所学的聚丙烯合成工艺理论与聚丙烯的生产实际相联系，使学生得到动手操作能力、故障处理能力、工艺协调及工艺管理能力的综合训练。 二、设计任务 1、设计项目：聚丙烯生产运行方案的设计； 2、设计工艺：环管法液相本体聚合工艺； 3、设计产能：年产10万吨； 4、设计范围：生产工艺的正常开车，正常运行，正常停车。 三、设计工艺条件 进料比R200：R201=1：10 预聚釜R200：T=18?，P=3.5MPa 3环管高H=9m，体积V=0.46m，
环管聚丙烯装置复杂测量及控制_顾祥柏
环管聚丙烯装置复杂测量及控制 顾祥柏张思秀黄步余 (北京石油化工工程公司,100101) 摘要:结合环管聚丙烯工艺生产过程的特点,对装置中复杂测量及控制回路进行了分析,并给出了有关PID参数初值设定方法、温度压力补偿算法及有关参数、复杂控制回路的实施方案和详细算法。 关键词:环管反应聚丙烯PID参数温度压力补偿复杂控制回路 环管聚丙烯装置工艺单元包括下列工段:1)催化剂和助催化剂的储存及计量;2)聚合;3)聚合物脱气及丙烯回收;4)高抗冲聚合;5)聚合物汽蒸与干燥;6)排放系统、废油处理和工艺辅助设施;7)丙烯和乙烯处理装置、乙烯和氢气压缩;8)添加剂系统及挤压单元;9)均化料仓及包装机;10)火炬系统、粉尘沉降收集池和消防系统。整个工艺生产过程对测量及控制系统要求较高的是反应系统及相关流程。它包括预接触罐、预聚合反应器及环管反应器3个部分。整个反应过程对于温度、压力、丙烯进料、氢加入量、环管反应器的缓冲罐液位、聚合物含量的检测控制要求较严格,各参数的控制相互关联。下面,介绍环管聚丙烯装置的复杂测量及控制系统的实施方法。 1主要流程 环管聚丙烯反应系统包括预接触罐、预聚合反应器及环管反应器3个部分。 111预接触罐 将催化剂、给电子体和三乙基铝注入到预接触罐中,在罐中搅匀。在搅拌过程中通过控制夹套水来控制预接触罐的温度。 112预聚合反应器 预聚合反应器主要工艺流程如图1所示。在预接触罐中活化后的催化剂混合物注入到预聚合反应器的液态丙烯中。先将丙烯经过换热器冷却至10e,然后在混合器中与催化剂混合物混合,混合后的浆液进入预聚合反应器(R-20),在20e,约314M Pa压力下进行聚合。预聚合反应器是一个小型单环管反应器,物料约停留4min,把聚合反应限在最低的限度,每1克催化剂只有50~150g的丙烯发生聚合反应。预聚合反应使催化剂颗粒周围缓慢地包裹或形成聚合物的薄层。进入环管反应器的催化剂如果不被包裹起来,催化剂颗粒会很粘,就可能发生爆聚而生成大量细粉。 113环管反应器 环管反应器主要工艺流程如图2所示。来自预聚合反应器的丙烯、催化剂、给电子体以及三乙基铝混合物与新鲜丙烯进料一起送入环管反应器,在314M Pa G进行聚合反应,通过调节进入到反应器的丙烯进料来控制环管中的浆液浓度。环管反应器中的浆液浓度约为50%,停留时间为115小时,反应温度控制在70e,反应压力控制在314M Pa G。反应器的循环泵使环管中的物料连续循环。液态丙烯作为输送流体,与反应器(R-21)相连的配有蒸汽加热丙烯汽化器的增压罐(D-22),用来控制环管反应器的反应压力。反应温度通过反应器夹套中闭路脱盐水循环系统来控制,夹套水温度是由R-21中的浆液温度TIC-23作为主回路,夹套水温度控制器(T IC-24)作为副回路构成串级控制,两个调节阀(TV-24A/B),构成热旁路控制。环管反应器的浆液在反应器缓冲罐液位控制下连续向脱气单元排放。 特别需要注意的是对不同牌号的产品应对下面的物料进行严格控制,以确保聚合反应的品质: 1)激活聚合反应,提高催化剂活性的催化剂与三乙基铝;2)给提高产品等规度的给电子体;3)调节环管反应器中的聚合物熔体流动指数(MFI)的氢气、环管中浆液的密度、丙烯的流量、催化剂参杂率、产品牌号等操作条件都会影响氢的补充量。对不同牌号的产品应根据相应的操作条件将环管反应器中含氢的浓度控制在不同的定值。因此对于环管反应聚丙烯反应系统来讲,催化剂、三乙基铝、给电子体以及氢对聚合反应品质有极大的影响,对不同 收稿日期:1998)02)27;修改稿收到日期:1998)07)28 作者简介:见本刊1998年第4期第46页。 工程设计及标准石油化工自动化,1999,1:13 AU TOMAT ION IN PET RO-C H EM ICAL INDUSTRY
年产15万吨聚丙烯生产工艺设计说明书_课程设计说明书 精品
课程设计说明书 武汉工程大学
化工与制药学院 课程设计说明书 课题名称15万吨/年聚丙烯生产工艺设计 ---- 计算部分、用户手册 专业班级 学生学号 学生姓名 学生成绩 指导教师 课题工作时间2011/12 武汉工程大学化工与制药学院
摘要 本设计的内容是关于15万吨/年聚丙烯的生产工艺设计，设计中包括工艺流程设计、物料衡算、能量衡算，设备选型，安全环保和经济技术评价。在本文中比较详细的计算出来了原料的单位用量、产品的单位产量，由算得的换热面积选择出来适合本工艺的各种设备，按照选择的工艺设计出了工艺流程图和生产车间图样，并在最后编写了可行性研究报告、商业规划书和用户手册。 通过本设计，可以对环管法聚丙烯合成车间工艺及聚合工段设计有一个初步的认识和了解，了解到环管法聚丙烯合成的基本流程。 关键词：聚丙烯工艺流程环管法物料衡算能量衡算 Abstract This design content is about 150000 tons/year polypropylene production technology design, design including process flow design, material calculation, energy calculation, equipment selection, safe environmental protection and economic technology evaluation. In this paper a detailed calculation out of raw materials, product of dosage units unit output, is by the heat transfer area selected for the various kinds of equipment technology, according to the selection process design out of the process flow diagram and production workshop pattern, and in the last wrote the feasibility study report, business planning books and user manuals. Through the design, can HuanGuan method of polypropylene synthesis process and polymerization design workshop section in a preliminary understanding and know, and understand to HuanGuan synthesis method of the basic process of polypropylene. Key words：Polypropylene process flow HuanGuan method material calculation energy calculation
试述聚丙烯(环管法)生产静电引起粒(粉)料爆燃事故预防措施——工艺概述正式版
Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 试述聚丙烯(环管法)生产静电引起粒(粉)料爆燃事故预防措施——工艺概述 正式版
试述聚丙烯(环管法)生产静电引起粒(粉)料爆燃事故预防措施——工艺概述 正式版 下载提示：此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中，通过合理组织生产过 程，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用。 对环管法聚丙烯生产工艺及聚丙烯特性进行简要介绍；对生产过程中出现的爆燃现象的原因进行了分析，并提出了预防爆燃的多项措施。 湖南长盛石化公司聚丙烯装置采用Spheriplol液相本体法工艺，1998年4月建成投产，聚丙烯本色粒料原设计能力为70kt/a，设计可生产25种牌号产品，20xx 年5月经技术改造后生产能力达100kt/a。具体工艺流程简述如下： 原料丙烯经过精制，在一定的温度、
压力，并在催化剂和氢气的作用下，在环管反应器内发生聚合反应，聚合好的聚丙烯粉料随同部分未聚合的丙烯一起排到高压闪蒸罐D301，脱除大部分丙烯（事故状态下高压闪蒸罐D301前后均可以切向排放罐D602），丙烯经回收后再利用，聚丙烯粉料直接排至低压闪蒸罐F301及过滤器 F302，在此再脱除残余丙烯后，排入汽蒸罐D501，以使聚丙烯粉料中的催化剂失活，再进入干燥罐D502用热氮气干燥，干燥好的聚丙烯粉料用氮气送至粉料缓冲罐D802，加入一定添加剂后进行挤压造粒并干燥后用压缩空气送至成品料仓D901，按要求用压缩空气输送进行均化，产品质量合格后用压缩空气送至成品贮罐D902后进
世界常用聚丙烯生产技术工艺介绍
世界常用聚丙烯生产技术工艺介绍
世界常用聚丙烯生产技术工艺介绍 发布于2007年10月10日| 24 次阅读 近年来，世界上气相法和本体法工艺的聚丙烯生产装置的比例逐年增加，世界各地在建和新建的聚丙烯装置将基本上采用气相法工艺和本体法工艺。尤其是气相法工艺的快速增加正挑战居第一位的Spheripol工艺。根据NTJ公司称，1997年以来，世界范围许可聚丙烯新增能力的55%都是采用Novolen气相工艺，今后气相法工艺还将有逐步增加的趋势。除以上主要的聚丙烯生产工艺外，原Montell 公司于20世纪90年代又成功开发了反应器聚丙烯合金Catalloy和Hivalloy技术。这两项技术的开发成功为聚丙烯树脂高性能化、功能化以及进入高附加值应用领域创造了条件，现均已工业化。 目前，聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法和气相法和本体法-气相法组合工艺5大类。具体工艺主要有BP公司的气相Innovene工艺、Chisso 公司的气相法工艺、Dow公司的Unipol工艺、Novolene 气相工艺、Sumitomo气相工艺、Basell公司的本体法工艺、三井公司开发的Hypol 工艺以及Borealis公司的Borstar工艺等。 1、淤浆法工艺 淤浆法工艺（Slurry Process）又称浆液法或溶剂法工艺，是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。从1957
年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期，淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。典型工艺主要包括意大利的Montedison 工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco 工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂，采用立式搅拌釜反应器，需要脱灰和脱无规物，因采用的溶剂不同，工艺流程和操作条件有所不同。近年来，传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少，保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域，如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。近年来，人们对该方法进行了改进，改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂，可删除催化剂脱灰步骤，能减少无规聚合物的产生，可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。 2、溶液法工艺 溶液法生产工艺是早期用于生产结晶聚丙烯的工艺路线，由Eastman公司所独有。该工艺采用一种特殊改进的催化剂体系-锂化合物（如氢化锂铝）来适应高的溶液聚合温度。催化剂组分、单体和溶剂连续加入聚合反应器，未反应的单体通过对溶剂减压而分离循环。额外补充溶剂来降低溶液的粘度，并过滤除去残留催化剂。溶剂通过多个蒸发器而浓缩，再通过一台能够除去挥发物的挤压机而