年产2万吨聚丙烯车间生产工艺设计
2.2 原材料消耗定额
表2—9 消耗定额表
原料 化学品
名称 丙烯 氢气 固催化剂 三乙基铝 给电子体 ATMER163 烃油+脂 循环水 电 蒸汽 氮气
单位 t/h Kg/h g/h g/h g/h g/h g/h m3/h Kw·h Kg/h Kg/h
消耗定额 5.0850 0.4175 92.7789 541.2103 23.1947 50．0000 541.2103 1654．0000 4280-5160 4200.0000 157.8100
公用工程
2.3 主要设备物料衡算
2.3.1 CO汽提塔T701物料衡算
杂质 99.5％粗丙烯 T701 精丙烯 损失丙烯
图2-1 T701物料平衡图
进料：99.5％的丙烯5.0850 t/h
损失丙烯：2.8334×0.5％=0.0142t/h 杂质：5.0850×0.5％=0.0254t/h
出料精丙烯：5.0850-0.0142-0.0254=5.0454t/h
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年产2万吨聚丙烯车间生产工艺设计
表2-1 T701物料平衡表
输入 输出
物料名称 99.5％粗丙烯 损失丙烯 杂质 精丙烯
物料质量（t/h）
5.0850 0.0142 0.0254 5.0454
总量（t/h） 5.0850 5.0850
2.3.2 预聚合反应器R200物料衡算 此工段操作条件为[10]：温度：20℃ 压力：3.4MPa 停留时间：约4分钟
催化剂 催化剂 预聚合R200 丙烯原料 丙烯
图2-2 R200物料平衡图
聚丙烯 进料：丙烯原料进料流量 2700～3300Kg/h[8]，取3000Kg/h 主催化剂：92.7789g/h 总催化剂：1.1984Kg/h 小环管聚合率为4～6％，取5％ 则预聚时生成PP：3000×5％=150Kg/h 未反应的丙烯为：3000-150=2850Kg/h
表2-2 R200物料平衡表
输入 输出
物料名称 催化剂 丙烯原料 催化剂 聚丙烯 丙烯
物料质量（Kg/h）
1.1984 3000.0000 1.1984 150.0000 2850.0000
总量（Kg/h） 3001.1984 3001.1984
20℃时丙烯的密度为：400～700Kg/m3,取600 Kg/m3
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年产2万吨聚丙烯车间生产工艺设计
停留时间约4分钟
则预聚反应器R200的体积为：V=（3000÷60）×4÷600＝0.3333m3 2.3.3 聚合反应器R201物料衡算
此工段操作条件为[11]：反应温度：70℃ 反应压力：3.3～3.4 MPa 停留时间：1.5h
淤浆浓度：50％（以重量计）
来自R200丙烯 聚合R201 去D301丙烯 来自R200聚丙烯 丙烯原料 去D301聚丙烯
图2-3 R201物料平衡图
聚合转化率为：56％
进料：来自R200的丙烯：3000－150＝2850 Kg/h
来自D302的丙烯：5.0454×103－3000＝2045.4000Kg/h
丙烯总量：2850＋2045.4＝4895.4000 Kg/h
聚丙烯：150 Kg/h
聚合工段生成聚丙烯：4895.4×56％＝2741.4240 Kg/h 出料：聚丙烯：2741.424＋150＝2891.4240 Kg/h 丙烯：4895.4－2741.424＝2153.9760 Kg/h
表2-3 R201物料平衡表
输入
物料名称 聚丙烯
丙烯（自R200） 丙烯（自D302）
聚丙烯 丙烯
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物料质量（Kg/h）
150.0000 2850.0000 2045.4000 2891.4240 2153.9760
总量（Kg/h） 5045.4000
输出 5045.4000
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在70℃的反应温度下。反应器内的浆液密度应保持在560～565Kg/m3，取560Kg/m3
又停留时间为1.5h
则R201的体积为：V＝（5045.4×1.5）÷560＝13.5145m3 2.3.4 闪蒸罐D301物料衡算
损失丙烯 聚丙烯 自R201来的丙烯和聚丙烯 闪蒸罐D301 去D501丙烯 去T301的丙烯
图2-4 D301物料平衡图
进料：聚丙烯：2891.4240Kg/h 丙烯：2153.9760Kg/h
损耗丙烯：2.8334×0.5％＝0.0142t/h＝14.2000Kg/h 出料：聚丙烯：2891.4240Kg/h
聚合反应器中没有反应的丙烯进入闪蒸操作。在闪蒸操作中又98％的丙烯汽化后进入丙烯洗涤塔进行循环利用，2％的丙烯随聚丙烯粉料一起进入汽蒸罐。 因此，去汽蒸罐的丙烯为：（2153.976－14.2）×2％＝42.7955Kg/h 去洗涤塔的丙烯为：（2153.976－14.2）×98％＝2096.9805Kg/h
表2-4 D301物料平衡表
输入 输出
物料名称 聚丙烯
丙烯 损耗丙烯 聚丙烯
丙烯（去D501） 丙烯（去T301）
物料质量（Kg/h）
2891.4240 2153.9760 14.2000 2981.4240 42.7955 2096.9805
总量（Kg/h） 5045.4000 5045.4000
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2.3.5 汽蒸罐D501物料衡算
损耗丙烯 聚丙烯 汽蒸罐D501 丙烯 低压蒸汽 水蒸气 含3％水的聚丙烯 去T501丙烯
图2-5 D501物料平衡图
进料：聚丙烯：2981.424Kg/h 丙烯：42.7955Kg/h 低压蒸汽：4446.4055Kg/h
损耗丙烯：2.8334×0.8％＝0.0227t/h＝22.7000Kg/h 出料：去D502聚丙烯粉料：2891.4240Kg/h
聚丙烯粉料夹带冷凝水：2891.424×3％＝86.7427Kg/h
水蒸气：4446.4055－86.7427＝4359.6628Kg/h
去T501的丙烯：42.7955－22.7＝20.0955Kg/h
表2-5 D501物料平衡表
输入
物料名称 聚丙烯 丙烯 低压蒸汽 损耗丙烯 绝干聚丙烯粉料 聚丙烯夹带冷凝水 去T501丙烯 水蒸气
物料质量（Kg/h）
2891.4240 42.7955 4446.4055 22.7000 2891.4240 86.7427 20.0955 4359.6628
总量（Kg/h） 7380.6250
输出 7380.6250
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