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本体法年产0.5万吨聚丙烯生产工艺设计

摘要：本文对聚丙烯进行了研究，对其聚丙烯的性质、发展历史、国内供需现状和生产工艺进行了综述。经进一步了解后，确定了聚丙烯酰胺工业化生产的工艺方法和参数。本文采用本体法生产聚丙烯，是在反应体系中不加任何其他溶剂，将催化剂直接分散在液相丙烯中进行丙烯液相本体聚合反应。聚合物从液相丙烯中不断析出，以细颗粒状悬浮在液相丙烯中。随着反应时间的增长，聚合物颗粒在液相丙烯中的浓度增高。当丙烯转化率达到一定程度时，经闪蒸回收未聚合的丙烯单体，即得到粉料聚丙烯产品。这是一种比较简单和先进的聚丙烯工业生产方法。其中，将涉及到的物料和能量进行相关衡算，最后根据物料衡算和能量衡算所得数据进行设备选型与厂房布置。

聚丙烯制品的耐弯曲疲劳性优异，加工性能好，加工成型时收缩率低，选题对其工艺包括设备选型、工艺参数等进行设计、计算，内容紧扣专业方向，紧密联系生产实际，做到了理论与生产实践结合，具有现实意义。

关键词：本体法、聚丙烯、物料衡算、能量衡算

 

目录

第一章 绪论 5

1.1 聚丙烯的综述 5

1.1.1 聚丙烯的简介 5

1.1.2 聚丙烯的性质 5

1.1.3聚丙烯的分类 6

1.1.4 聚丙烯的发展 6

1.1.5 聚丙烯的国内供需现状 7

1.1.6 聚丙烯的生产工艺 7

1.1.7 聚丙烯的应用 10

1.1.8 聚丙烯的前景展望 11

第二章 工艺流程 13

2.1流程选择 13

2.2催化剂 13

2.3丙烯的预精制 14

2.4丙烯的保安精制及氢气压缩 14

2.5 聚合物闪蒸和脱气 15

2.6聚合物的汽蒸和干燥 16

2.7挤压造粒 16

第三章 物料衡算 16

3.1 物料衡算 16

3.2设计条件 17

3.2.1工艺参数 17

3.2.2丙烯进料量 17

3.2.3催化剂用量 17

3.2.4氢气用量 18

3.3主要设备物料衡算 18

3.3.1 CO 汽提塔 T701物料衡算 18

3.3.2预聚合反应器R200物料衡算 18

3.3.3 聚合反应器 R201物料衡算 19

3.3.4 闪蒸罐D301的物料衡算 20

3.3.5 汽蒸罐 D501的物料衡算 21

3.3.6 干燥器 D502物料衡算 21

3.3.6 干燥器 D502物料衡算 22

第四章 热量衡算 23

4.1主要设备热量衡算 23

4.1.1.预聚合反应器热量衡算 23

4.1.2 聚合反应器 R201热量衡算 24

4.1.3 闪蒸罐 D301热量衡算 26

4.1.4 汽蒸罐 D501热量衡算 27

4.1.5 干燥器 D502热量衡算 28

第五章 设备选型 30

5.1 主要设备选型 30

5.1.1 预聚合反应器 R200 30

5.1.2 预聚合反应器轴流泵的功率计算 30

5.1.3 聚合反应器 R201 31

5.1.4 汽蒸罐 D501 31

5.1.5 干燥器 D502 34

第六章 聚丙烯的安全生产 36

6.1静电的危害及防范措施 36

6.2 其他安全措施 36

7.1 废水 37

7.2 废气 37

7.3 废渣 37

总结 41

参考文献 42

致谢词 44

 

总结

经过查找相关文献和工艺设计要求参考书，整合了其中的相关设计要点得出以下结论：

1.根据聚丙烯酰胺的反应机理（自由基聚合反应机理）和原料的理化性质，选择采用由骨架铜催化水合法制取的丙烯酰胺溶液作为单体原料，水作为反应介质，偶氮二异丁腈作为引发剂经水溶液聚合反应来制备溶解性较好的超高分子量聚丙烯酰胺。

2.通过大量的文献研究，总结出当采用水溶液聚合时，各种因素对聚丙烯酰胺产品的分子量、粘度和水解性等理化性质的影响；系统地选择较为合适的单体浓度、引发剂浓度和反应温度等反应条件参数，并选择与之相适应的水解设备系统和后处理设备系统。

3由相关设计要求设计出相应的聚合设备系统；根据核算后的数据，提出合理的生产流程安排和厂房设计 (我的企鹅, 2002)。

4.通过一系列的生产工艺设计和厂房布置，设计出年产20000吨，平均分子量为1600万左右，各项应用性能指标较为优异的聚丙烯酰胺产品。

 

参考文献

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