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1、武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（ 论 文）说明书论文题目 年产3万吨聚丙烯液相本体法聚合车间工艺设计 学 号 0942030118 学生姓名 专业班级 高分子材料与工程01班 指导教师 总评成绩 2013年 5月 24日武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计(论文)目 录摘 要IAbstractII第一章 文献综述11.1 概述11.2 聚丙烯的性质21.3 聚丙烯的生产方法及生产工艺31.4 聚丙烯的本体聚合61.5 聚合方法中催化剂的发展81.6 国内外的生产及生产情况11第二章 设计任务简介172.1 绪言172.2 工艺流程选择192.3 催化剂选择202.4 工艺流程叙述21
2、2.5 工艺控制方案252.6 车间工艺布置相关技术参数262.7 三废问题及治理282.8 环境保护及相应措施31第三章 原料、辅助材料和动力说明323.1 原料及辅助材料323.2 动力说明35第四章 物料衡算364.1 物料平衡计算364.2 工艺流程设计44第五章 热量衡算475.1 热量平衡计算475.2 聚合釜的热量衡算48第六章 聚合釜的工艺设计计算及泵的选型536.1 聚合釜的计算536.2 闪蒸釜设计596.3 泵的选型60第七章 工艺布置与劳动定员627.1 工艺布置627.2 劳动定员安排63总 结64致 谢65参考文献66附 录67摘 要聚丙烯是通用合成树脂的重要品种之
3、一，在国民经济发展和人们物质文化生活中占有重要地位。近年来，我国自行研制开发的符合我国国情的间歇式液相本体法聚丙烯工艺技术迅速发展并得到应用。本次设计是任务是年产3万吨聚丙烯液相本体法聚合车间工艺设计，设计的内容包括聚丙烯的概述、性质、测试方法、生产工艺和方法、PP的本体聚合、聚合方法中催化剂的发展以及国内外PP的生产及市场情况等。另外，本次设计还介绍了间歇式本体聚合工艺技术的优点、此次设计的原则（包括工艺设计原则、工艺流程选择原则以及车间工艺布置原则等）、催化剂的选择、工艺流程与原理以及相关环境和治理问题、工艺计算、设计计算、物料衡算、热量衡算，特别是对一些主要设备，如聚合釜、闪蒸釜等进行了
4、设计计算。另外，参考实习工厂的实际情况结合设计本身，绘制工艺流程图、设备图（聚合釜）、布置图（平面图，立面图，管路图）以及图例解释图6张。关键词：聚丙烯；液相本体法；聚合釜；闪蒸釜IIAbstractPolypropylene is general of synthetic resin one of important. In the development of national economy and the people in the material and cultural life of the important status.In recent years, our count
5、ry developed its own accord with the condition of our country, intermittent liquid ontology method polypropylene technology rapid development and obtains the application.Design content includes: liquid phase method of ontology development and application, overview of polypropylene process and princi
6、ple, process calculation, design calculation,and the material balance calculations,economic accounted. Special to some of the main equipment, such as polymerization kettle ,braising kettle of design calculation.In addition, the actual conditions of the factory reference practice according to the des
7、ign itself, rendering process flow disgram, equipment figure (polymerization kettle, braising kettle),layout,plan two tickets(elevation, a line drawing)seven copies.Keywords:PP;liquid ontology method;polymerization kettle;braising kettle第一章 文献综述1.1 概述聚丙烯（polypropylene，PP）是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。聚丙烯是五大通用合成
8、树脂之一，是一种性能优良的热塑性合成树脂。聚丙烯具有密度低、无毒、易加工、抗冲击强度高、抗挠曲性及电绝缘性好等优点，可采用注塑、挤塑、吹膜、涂覆、喷丝、改性等多种加工手段生产各种工业和民用塑料制品，产品广泛应用于电子电器、汽车、建材、医疗、包装等领域。它是在20世纪50年代开发成功和实现工业化生产的。由于科学技术的日益进步，特别是70年代和80年代新一代高活性、高立构定向催化剂的相继开发研制成功，促进了聚丙烯生产工艺和产品性能的不断改进。又由于原料丙烯资源丰富、价廉易得，而聚丙烯性能优异、用途广泛，所以PP是近30多年来生产发展速度最快的通用塑料品种之一。随着我国合成工艺技术的不断发展，聚丙烯
9、以其优异的性能越来越广泛的应用于各个领域，强劲的增长势头和巨大的需求潜力推动聚丙烯行业的快速发展。近十年，其消费量以年均17.59的速度增长，大大超过了8.37的世界平均增长水平，旺盛的市场需求同样也催生着聚丙烯产能的快速增长，2005年其产能已达545.0万吨，较1995年增长了400多万吨。截止到2006年12月，我国聚丙烯产量、表观消费量、进口数量和出口数量分别达到了584.2万吨、889.6万吨、308.2万吨和2.8万吨，分别比上年同期增长了12.7%、5.9%、-4.9%和20%，对外依存度为34.33%，同比下降了3.97个百分点，行业继续保持着稳定的增长态势。从近几年聚丙烯行业
10、发展趋势来看，在供应方面，随着近两年国内石化(石化行业调研)行业大规模的发展之后，到2006我国聚丙烯的产能将新增162万吨左右，国内聚丙烯供给能力将大大提升，对于缓解市场旺季需求压力提供了极大货源支持。在需求方面，随着近几年聚丙烯产能的逐步释放，以及国内需求受GDP增长趋缓抑制，聚丙烯的供应增长速度将超过需求增长速度，供需失衡将进一步减弱。从市场来看，随着市场供给比例的进一步提升，石化统销政策加强以及进口关税降低等一系列因素影响，2006-2007年聚丙烯的市场行情将处于一个全面振荡回落的态势。从长远来看，国内聚丙烯强劲的增长势头和巨大的需求潜力，已成国内外石化巨头投资的焦点，一大批装置纷纷
11、上马，相关分析认为，我国聚丙烯扩能高 峰期将集中在2008-2009年，随着中东几套出口型装置的投产，产品将大批涌入我国，以更低的成本优势与传统出口列强展开空前激烈的竞争，中国聚丙烯(聚丙烯市场发展分析)市场竞争将大大加剧。同时，中国的生产企业也将遭遇强烈的冲击，尤其是中小装置难以与之抗衡，从而将陷入内外夹击、腹背受敌的境地，整个产业重新洗牌不可避免。1.2 聚丙烯的性质1.2.1 聚丙烯的物理性能聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.900. 91g/rm，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0. 01%，分子量约8万15万。成型性好，但因
12、收缩率大(为1%2.5%）。厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，还难于达到要求，制品表面光泽好，易于着色。1.2.2 聚丙烯的化学性能聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定；但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌、硫代二丙酸二月桂酯、碳黑或类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。疏水参数计算参考值（XlogP）：3.32、氢键供体数量：03、氢键受体数量：34、可旋转化学键数量：15、互变异构体数量：6
13、、拓扑分子极性表面积（TPSA）：29.5避免强氧化剂，氯，高锰酸钾密闭,阴凉干燥处保存，确保有良好的通风。1.2.3 聚丙烯的力学性能聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍属于偏低的品种，其拉伸强度仅可达到30MPa或稍高的水平。等规指数较大的聚丙烯具有较高的拉伸强度，但随等规指数的提高，材料的冲击强度有所下降，但下降至某一数值后不再变化。温度和加载速率对聚丙烯的韧性影响很大。当温度高于玻璃化温度时，冲击破坏呈韧性断裂，低于玻璃化温度呈脆性断裂，且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率，可使韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。聚丙烯具
14、有优异的抗弯曲疲劳性，其制品在常温下可弯折106次而不损坏。但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲击强度较差。聚丙烯最突出的性能就是抗弯曲疲劳性，俗称百折胶。1.2.4 聚丙烯的热性能聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在100以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下，150也不变形。脆化温度为-35，在低于-35会发生脆化，耐寒性不如聚乙烯。对于聚丙烯玻璃化温度的报道值有一18, 0, 5等，这也是由于人们采用不同试样，其中所含晶相与无定形相的比例不同，使分子链中无定形部分链长不同所致。聚丙烯的熔融温度比聚乙烯约提高4050%，约为164170, 100%等规度聚丙烯熔点为176。1
15、.2.5 聚丙烯的电性能聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响。它有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品。它的击穿电压也很高，适合用作电气配件等。抗电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。1.2.6 聚丙烯的优良性质无毒、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、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。1.2.7 聚丙烯的测试方法通过红外光谱（FTIR)方法可以很容易鉴定出是否为聚丙烯
