产万吨聚丙烯精制车间工艺设计
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目录
▪ 一：选题意义 ▪ 二：工艺流程设计 ▪ 三：结论 ▪ 四：致谢
一、选题意义
（一）认识聚丙烯
聚丙烯（简称PP）是由丙烯聚合而成的一种热塑性塑料
（一） 认识聚丙烯（续）
▪ 基本概念：熔融指数、等规度 ▪ 分子量：平均20～30万。 ▪ 分子量与熔融指数的关系。 ▪ 牌号命名的依据。 ▪ 比重：0.9～0.91，是常见树脂中最轻的。
谢谢大家！
（三）我国聚丙烯产需现状
▪ 近十年，我国聚丙烯消费量以年均17.5 %的 速度增长，大大超过了世界平均增长水平， 旺盛的市场需求也催生了聚丙烯产能和产量 的快速增长。我国聚丙烯工业目前正处于迅 速发展之中，未来一段时间内，供需矛盾仍 将突出，发展前景非常宽广。
二、工艺流程设计
（一）丙烯精制工艺流程简图
是一种无溶剂、无脱灰的生产工艺。 ▪
（二）聚丙烯工艺技术介绍（续）
▪ 气相聚合工艺：该工艺是1969年由BASF公司 首先工业化的。
▪ 按采用的反应器类型的不同可分为气相搅拌 工艺（立式搅拌床、卧式搅拌床）和气相流 化床工艺。
▪ 气相搅拌工艺分类 ：Novolen气相工艺 、 Innovene气相工艺 、窒素的气相工艺
▪ 应用：聚丙烯主要用于生产编制制品、薄膜制品、 注塑制品、纺织制品等，是人们生活当中应用最广 泛的一种塑料原料。
（二）聚丙烯工艺技术介绍
▪ 聚丙烯生产工艺大体上可分为溶液法、浆液法、本 体聚合工艺、气相聚合四种工艺。
▪ 溶剂法：代表性工艺是Eastman公司的高温溶液工 艺技术
▪ 聚合条件：160~170℃、2.8～7.0MPaG ▪ 特点：1、分子量、分子量分布容易控制
（二）轻组分的脱除塔（精馏塔）的工艺设计
初始数据表
物料名称 进料组成（%） 塔顶组成（%） 塔釜组成（%）
甲烷
0.05
8.44
0.00
一氧化碳
0.85
76.36
0.4
丙烯
99.10
15.20
99.6.
Leabharlann Baidu
三、结论
通过近一学期的设计计算，对聚丙烯生产中的丙烯精制段 进行了比较完整的工艺过程设计，包括各工段的物料衡算、热 量衡算及工艺过程中的冷却水用量的计算等内容。并对此段的 主要外购设备进行了选型及计算，如输送泵、换热器、储罐和 塔设备的选型。另外，本设计重点对轻组分脱除塔（精馏塔）
342.4
22 液沫夹带量e / （kg液/kg气） 0.013
23 最小筛孔气速U /（m/s） 5.53
24
塔高Z/m
18.80
25 降液管内液层高度H /m 0.14432
本组的设计基本可以满足6万吨/年的聚丙烯生产对精制丙 烯的需要。但也存在许多不足之处。如：对国内外的先进工艺 技术涉猎不足；生产过程中的其他设备和部分工序工艺不够完 善等，这些问题都有待于以后进一步解决。在此希望各位老师 能给予批评指正。
炼厂 气
固碱 塔
脱水塔 脱水
水解 塔
聚合 工段
脱水 塔筛 脱水
精馏 塔
脱硫 塔
（四）本设计主要内容
▪ 本设计的主要内容是对聚丙烯的精制工段工 艺进行设计，针对炼油厂输出的丙烯气的成 分，进行脱水、脱硫、脱CO等过程的物料衡 算，计算主体设备（精制的精馏塔和换热器） 的结构尺寸，并设计工艺流程，车间设备布 置以及主体设备的工艺设计。
13 板上液层高度h /m 0.07
序号 14
项目 堰上液层高度h /m
数值 0.025
15
降液管底隙高度h /m
0.036
16
板间距H /m
0.47
17
筛孔直径d /m
0.005
18
安定区宽度W /m
0.09
19
边缘区宽度W /m
0.06
20
筛孔气速U /（m/s）
8.43
21
每层塔板压降△P /Pa
进行了物料衡算、结构设计、热量衡算及工艺图纸制作。
（二）轻组分的脱除塔（精馏塔）的工艺设计
序号
项目
1
塔径D/m
2
筛孔直径m
3
溢流形式
4
降液管形式
5
筛孔数目
6
空中心距t/m
7 鼓泡区面积Aa/m
8
开孔率φ,%
9
稳定系数K
10 空塔气速U/（m/s）
11
堰长l /m
12
堰高h /m
数值 1.6 0.005 单溢流 弓形 7341 0.015 1.43 10.1 1.52 0.687 0.96 0.045
2、无规物高达20％～30％，产品需脱催化 剂残渣和脱无规物
（二）聚丙烯工艺技术介绍（续）
▪ 浆液法 ▪ 常规催化剂浆液法 ：代表性工艺是意大利
Montecatini浆液法工艺技术，它也是1957年 聚丙烯首次工业化采用的技术。 ▪ 聚合条件：用溶剂作催化剂，将丙烯和催化 剂加入到几个串联的反应器中。在50～80℃、 1～2MPaG下进行聚合。 ▪ 特点：产品需脱催化剂残渣、无规物。
（二）聚丙烯工艺技术介绍（续）
▪ 本体聚合工艺 ▪ 特点：丙烯既是聚合单体，又是反应物稀释溶剂，
在50-80℃、2.5～3.5MPaG条件下进行聚合反应。 ▪ 连续釜式聚合工艺 ：本工艺于1963年实现工业化生
产。代表性工艺是三井油化的Hypol工艺 。 ▪ 特点：该工艺采用高效、高立构定向性催化剂TK-II，
▪ 一：选题意义 ▪ 二：工艺流程设计 ▪ 三：结论 ▪ 四：致谢
一、选题意义
（一）认识聚丙烯
聚丙烯（简称PP）是由丙烯聚合而成的一种热塑性塑料
（一） 认识聚丙烯（续）
▪ 基本概念：熔融指数、等规度 ▪ 分子量：平均20～30万。 ▪ 分子量与熔融指数的关系。 ▪ 牌号命名的依据。 ▪ 比重：0.9～0.91，是常见树脂中最轻的。
谢谢大家！
（三）我国聚丙烯产需现状
▪ 近十年，我国聚丙烯消费量以年均17.5 %的 速度增长，大大超过了世界平均增长水平， 旺盛的市场需求也催生了聚丙烯产能和产量 的快速增长。我国聚丙烯工业目前正处于迅 速发展之中，未来一段时间内，供需矛盾仍 将突出，发展前景非常宽广。
二、工艺流程设计
（一）丙烯精制工艺流程简图
是一种无溶剂、无脱灰的生产工艺。 ▪
（二）聚丙烯工艺技术介绍（续）
▪ 气相聚合工艺：该工艺是1969年由BASF公司 首先工业化的。
▪ 按采用的反应器类型的不同可分为气相搅拌 工艺（立式搅拌床、卧式搅拌床）和气相流 化床工艺。
▪ 气相搅拌工艺分类 ：Novolen气相工艺 、 Innovene气相工艺 、窒素的气相工艺
▪ 应用：聚丙烯主要用于生产编制制品、薄膜制品、 注塑制品、纺织制品等，是人们生活当中应用最广 泛的一种塑料原料。
（二）聚丙烯工艺技术介绍
▪ 聚丙烯生产工艺大体上可分为溶液法、浆液法、本 体聚合工艺、气相聚合四种工艺。
▪ 溶剂法：代表性工艺是Eastman公司的高温溶液工 艺技术
▪ 聚合条件：160~170℃、2.8～7.0MPaG ▪ 特点：1、分子量、分子量分布容易控制
（二）轻组分的脱除塔（精馏塔）的工艺设计
初始数据表
物料名称 进料组成（%） 塔顶组成（%） 塔釜组成（%）
甲烷
0.05
8.44
0.00
一氧化碳
0.85
76.36
0.4
丙烯
99.10
15.20
99.6.
Leabharlann Baidu
三、结论
通过近一学期的设计计算，对聚丙烯生产中的丙烯精制段 进行了比较完整的工艺过程设计，包括各工段的物料衡算、热 量衡算及工艺过程中的冷却水用量的计算等内容。并对此段的 主要外购设备进行了选型及计算，如输送泵、换热器、储罐和 塔设备的选型。另外，本设计重点对轻组分脱除塔（精馏塔）
342.4
22 液沫夹带量e / （kg液/kg气） 0.013
23 最小筛孔气速U /（m/s） 5.53
24
塔高Z/m
18.80
25 降液管内液层高度H /m 0.14432
本组的设计基本可以满足6万吨/年的聚丙烯生产对精制丙 烯的需要。但也存在许多不足之处。如：对国内外的先进工艺 技术涉猎不足；生产过程中的其他设备和部分工序工艺不够完 善等，这些问题都有待于以后进一步解决。在此希望各位老师 能给予批评指正。
炼厂 气
固碱 塔
脱水塔 脱水
水解 塔
聚合 工段
脱水 塔筛 脱水
精馏 塔
脱硫 塔
（四）本设计主要内容
▪ 本设计的主要内容是对聚丙烯的精制工段工 艺进行设计，针对炼油厂输出的丙烯气的成 分，进行脱水、脱硫、脱CO等过程的物料衡 算，计算主体设备（精制的精馏塔和换热器） 的结构尺寸，并设计工艺流程，车间设备布 置以及主体设备的工艺设计。
13 板上液层高度h /m 0.07
序号 14
项目 堰上液层高度h /m
数值 0.025
15
降液管底隙高度h /m
0.036
16
板间距H /m
0.47
17
筛孔直径d /m
0.005
18
安定区宽度W /m
0.09
19
边缘区宽度W /m
0.06
20
筛孔气速U /（m/s）
8.43
21
每层塔板压降△P /Pa
进行了物料衡算、结构设计、热量衡算及工艺图纸制作。
（二）轻组分的脱除塔（精馏塔）的工艺设计
序号
项目
1
塔径D/m
2
筛孔直径m
3
溢流形式
4
降液管形式
5
筛孔数目
6
空中心距t/m
7 鼓泡区面积Aa/m
8
开孔率φ,%
9
稳定系数K
10 空塔气速U/（m/s）
11
堰长l /m
12
堰高h /m
数值 1.6 0.005 单溢流 弓形 7341 0.015 1.43 10.1 1.52 0.687 0.96 0.045
2、无规物高达20％～30％，产品需脱催化 剂残渣和脱无规物
（二）聚丙烯工艺技术介绍（续）
▪ 浆液法 ▪ 常规催化剂浆液法 ：代表性工艺是意大利
Montecatini浆液法工艺技术，它也是1957年 聚丙烯首次工业化采用的技术。 ▪ 聚合条件：用溶剂作催化剂，将丙烯和催化 剂加入到几个串联的反应器中。在50～80℃、 1～2MPaG下进行聚合。 ▪ 特点：产品需脱催化剂残渣、无规物。
（二）聚丙烯工艺技术介绍（续）
▪ 本体聚合工艺 ▪ 特点：丙烯既是聚合单体，又是反应物稀释溶剂，
在50-80℃、2.5～3.5MPaG条件下进行聚合反应。 ▪ 连续釜式聚合工艺 ：本工艺于1963年实现工业化生
产。代表性工艺是三井油化的Hypol工艺 。 ▪ 特点：该工艺采用高效、高立构定向性催化剂TK-II，