仲恺农业工程学院
毕 业 设 计
年产18万吨聚丙烯生产线设计
姓 名
院（系） 化学化工学院 专业班级 学 号 指导教师 陈偱军 职 称 副教授
论文答辩日期 2011年05月 日
仲恺农业工程学院教务处制
学生承诺书
本人声明所呈交的学位论文《年产18万吨聚丙烯生产线设计》是本人在导师指导下进行的研究工作及设计成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。与本人一同工作的同志对本研究设计所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。
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摘 要
聚丙烯树脂是由丙烯聚合而成的一种热塑性塑料。聚丙烯性能优异，用途广范，是近40年来，生产发展速度最快的通用塑料品种之一。
本文主要概述了国内外聚丙烯工业的研究发展，包括聚丙烯市场的供求情况，聚丙烯的分类及其生产工艺的简单介绍，从中选定Spheripol工艺作年产18万吨聚丙烯生产线设计项目的参考。主要介绍了Spheripol工艺的工艺流程、主要特征和技术指标，阐述了聚丙烯聚合反应过程和重要的熔融指数对产物的影响。最后，用收集的工艺参数科学地进行工艺物料衡算、能量衡算、主要生产设备选型、制定生产安全和环境保护的规条、绘制出带控制点的工艺流程图。
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目 录
学生承诺书 ................................................................ 1 前言 ...................................................................... 1 第一章 设计的基础依据 .................................................... 2 1.1设计原则 ............................................................... 2 1.2衡算原则 ............................................................... 2 1.2.1能量守恒计算依据 ..................................................... 2 第二章 文献综述 .......................................................... 3 2.1聚丙烯工业概述 ......................................................... 3 2.2国内外聚丙烯的供求现状 ................................................. 3 2.2.1国外消费现状 ......................................................... 3 2.2.2国外生产现状 ......................................................... 3 2.2.3国内消费现状 ......................................................... 4 2.2.4国内生产现状 ......................................................... 5 2.3聚丙烯的分类 ........................................................... 5 2.4聚丙烯生产工艺的研究进展 ............................................... 6 2.4.1溶液法工艺简介 ....................................................... 6 2.4.2淤浆法工艺简介 ....................................................... 6 2.4.3本体法工艺简介 ....................................................... 7 2.4.4气相法工艺简介 ....................................................... 7 气相法工艺特点 ............................................................ 7 2.4.5本体—气相法组合工艺简介 ............................................. 8 2.5生产工艺的选择 ......................................................... 9 第三章 Spheripol工艺 .................................................... 10 3.1工艺特性介绍 .......................................................... 10 3.1.1液相环管反应器 ...................................................... 10 3.1.2气相密相流化床 ...................................................... 11 3.1.3辅助工程系统 ........................................................ 12 3.1.4Spheripol工艺的综合优势 ............................................. 12 3.2工艺过程 .............................................................. 13
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3.2.1原料精制及催化剂制备系统 ............................................ 14 3.2.2预聚合和液相反应系统 ................................................ 14 3.2.3闪蒸脱气 ............................................................ 14 3.2.4气相共聚反应系统 .................................................... 15 3.2.5干燥挤压造粒系统 .................................................... 15 第四章 总体方案及工艺理论 ............................................... 15 4.1生产规模及产品要求 .................................................... 15 4.1.1生产规模 ............................................................ 15 4.1.2产品牌号及指标 ...................................................... 15 4.2反应机理 .............................................................. 16 4.3熔融指数（MI）对产品质量的控制 ........................................ 17 第五章 设计计算 ......................................................... 17 5.1.1丙烯的物化性质 ...................................................... 17 5.1.2原料规格 ............................................................ 18 5.2物料衡算 .............................................................. 19 5.2.1计算基准 ............................................................ 19 5.2.2工艺衡算 ............................................................ 19 5.2.3均聚物物料衡算图 .................................................... 20 5.2.4原料消耗定额 ........................................................ 21 5.3能量衡算 .............................................................. 21 5.3.1总体思路 ............................................................ 21 5.3.2计算基准 ............................................................ 21 5.3.3预聚合工序的能量衡算 ................................................ 22 5.3.4环管Ⅰ聚合工序衡算 .................................................. 22 5.3.5环管Ⅱ聚合工序衡算 .................................................. 23 5.3.6闪蒸体系衡算 ........................................................ 24 5.3.7公用工程衡算 ........................................................ 24 5.4设备选型 .............................................................. 25 5.4.1设备选型基准 ........................................................ 25 5.4.2环管反应器设计 ...................................................... 25
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