3.2.4气相共聚反应系统
生产多相共聚物时，来自脱气塔的聚合物粉末需进入一个或两个气相流化床反应器中进行共聚，同时加入新鲜气相丙烯、乙烯、氢气，以聚合单体为流化介质，反应器内气体流速高达0.7m/s，反应温度75~80℃，压力1.0~1.4MPa。反应热用大量循环气导出。共聚物粉料进入低压闪蒸塔，进一步脱除残余丙烯。 3.2.5干燥挤压造粒系统
汽蒸后的粉料进入干燥器，在此停留约5-10min，用闭路循环的热氮气吹除粉料表面的水分。干燥后的粉料通过氮气气流输送系统风送至粉料料仓。
粉料料仓的纯聚合物粉料经计量后连续送入挤压机，在此与添加剂混合、熔融、塑化，再经水下切粒，并经干燥、筛分后，送到掺混料仓。
第四章 总体方案及工艺理论
4.1生产规模及产品要求 4.1.1生产规模
根据国内聚丙烯市场的供需情况，考虑省内现有的丙烯原料情况，本项目拟先建设规模为均聚聚丙烯180000吨/年的聚丙烯项目，气相共聚工程有待后期扩能扩产。 4.1.2产品牌号及指标
本项目选定的部分有代表性的产品的质量指标详见表。
表格 4 均聚树脂产品牌号及性能
产品牌号
熔融指数 表观比重 挠曲弹性模量 抗拉屈服强度 拉伸屈服伸长率 1zod冲击强度23℃ 洛氏硬度
维卡软化点，10N
热变形温度，0.46N/mm2 空气加速老化150℃电炉
单位 dg/10min g/cm3 N/mm2 N/mm2 % J/m R scale ℃ ℃ ore
测试方法 ASTM D1238 ASTM D1505 ASTM D790 ASTM D638 ASTM D638 ASTM D256 ASTM D785 ASTM D1525 ASTM D648 ASTM D3012
Q30P 0.7 0.9 1450 35 13 90 90 152 92 360
S28F 1.8 0.9 1450 36 12 60 90 152 94 360
T50G 3 0.9 1500 36 12 45 90 153 95 1500
Z30S 25 0.9 1700 37 10 30 97 155 97 360
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4.2反应机理
PP是丙烯由Ziegler-Natta催化剂作用在较低温度和压力下聚合而得到的一种聚合物，可以是丙烯单体均聚物或者与乙烯及其他α-烯烃的共聚物。其聚合机理是按配位阴离子聚合机理进行，多年来不同的研究者提出了许多机理和对应的模型，其中较有代表性的是Natta的双金属模型和Cossee-Arlman的单金属模型，但由于聚合反应十分复杂，至今仍没有完全研究清楚，也没有形成统一的认识，故具体的机理模型在此不作解释[15]。
丙烯聚合的催化剂主要有三氯化钛（TiCl3）和烷基铝（Et3Al）组成，在TiCl3-AlEt3催化剂存在下发生聚合反应，与离子聚合类似，同样经历链引发、链增长、链终止、和链转移几个聚合阶段。
链引发
链增长
链转移 向单体转移
CAT—CH2—CH—CH2—CH—R + CH2=CH → CH2=C—CH2—CH—R + CAT—CH2—CH2nnCH3CH3CH3CH3CH3CH3 向烷基铝转移
CAT—CH2—CH—CH2—CH—R + AlR3 → CAT—R + R2Al—CH2—CH—CH2—CH—RnnCH3CH3CH3CH3R2Al—CH2—CH—CH2—CH—R → R2AlH + CH2=C—CH2—CH—RnnCH3CH3CH3CH3
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向氢转移
CAT—CH2—CH—CH2—CH—R + H2 → CAT—H + CH3—CH—CH2—CH—RnnCH3CH3CH3CH3CAT—H + CH2=CH → CAT—CH2—CH2CH3CH3 链终止 自动链终止
CAT—CH2—CH—CH2—CH—R → CAT—H + CH2=C—CH2—CH—RnnCH3CH3CH3CH3 杂质链终止（包括水、醇、酸、胺等配位聚合终止剂）
H2O + CAT—CH2—CH—CH2—CH—R → CAT—OH + CH3—CH—CH2—CH—RnnCH3CH3CH3 CH34.3熔融指数（MI）对产品质量的控制
熔融指数亦称熔体流动速率，是指热塑性树脂在熔体流动速率测定议上，在一定温度和压力下，熔体每10min通过标准毛细管的重量值，以g/10min为单位表示。
熔融指数是衡量热塑性树脂在熔融的状态下流动性能好坏的指标，其值大体上反映着树脂的分子量的大小。当树脂的分子量越小时，MI值越大，一般认为热塑性树脂的熔融流动性能越好；反之亦然。所以，熔融指数是每批聚丙烯产品生产过程中必测的项目指数，也是聚丙烯加工工艺的重要参考指标。
因此，控制聚丙烯产品质量就要从控制产品的熔融指数着手。由于熔融指数从根本上取决于分子量，即需要通过控制分子链的长度。从反应机理可知，在聚合反应中活性链可向单体、烷基铝、氢、熔解基铝转移，其中氢气的量可在过程中调节，故在聚丙烯生产中，采用调节聚合反应期间加入氢气的浓度的方法来控制熔融指数，此操作称“氢调”。随着H2/C3的比例增大，聚丙烯分子量相应变小，熔融指数相应增大。
第五章 设计计算
5.1.1丙烯的物化性质
外观与性状：无色、有烃类气味的气体。 分子式：
相对密度：1.937g/L(20℃)；0.6095(-47℃)
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沸点：-47.0℃ 熔点：-185.2℃
黏度：液0.44cP(-110℃)；气83.4Μp(16.0℃) 汽化潜热：104.0cal/g 熔化潜热：16.7cal/g 闪点：-108℃ 自燃点：497℃
爆炸范围（在空气中）：2.00%~11.10%（体积分数）
5.1.2原料规格[16]
表格 5 丙烯原料规格
分析项目
丙烯,%(摩尔分数)
丙烯+乙烯+丙烷,%(摩尔分数) 乙烯,mL/m3
丁烯+丁烷,mL/m3 乙烷,mL/m3 丙烷,mL/m3 丙二烯,mL/m3 1,3-丁二烯,mL/m3 甲醇,mL/m3 O2,mL/m3 CO,mL/m3 CO2,mL/m3 总硫,μg/g 水,mL/m3 羰基硫,μg/g
规格 ＞99.5 ＜0.5 ＜100 10 5 5 5 5 5 2 0.1～0.2
4 1 5 0.03～0.05
表格 6 乙烯原料规格
分析项目
乙烯，%（摩尔分数） 乙烷，%（摩尔分数） H2,mL/m3 O2,mL/m3 水,mL/m3
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规格 99.85 ＜0.05 5 1 5
总硫,μg/g
丙烷+丁烷,mL/m3 甲醇,mL/m3 CO,mL/m3 CO2,mL/m3 乙炔，mL/m3
总羰基化合物，mL/m3 氮化物,μg/g
1 10 1 0.1～0.5
3 5 1 1
表格 7 氢气原料规格
分析项目
H2，%(摩尔分数）
总羰基化合物，%（摩尔分数） 甲烷
CO,mL/m3 CO2,mL/m3 水,mL/m3 硫化氢,μg/g O2,mL/m3
压力
H2进料条件 温度
状态
规格 95 0.1 平衡 5 5 5 1 1
5MPa(表压) 环境温度 气态
5.2物料衡算 5.2.1计算基准
以年产18万吨均聚聚丙烯。按开工因子约为0.9，全年330天、24小时连续开工计算，单位衡算量以生产均聚聚丙烯22727.3kg/h。 5.2.2工艺衡算
干燥造粒工序产物损耗：0.02% 22727.3kg/h/(1-0.02%)=22722.75kg/h 经过汽蒸工序产物带出水3%： 22727.75kg/h×3%=681.8325kg/h 闪蒸脱气工序过程产物增量：0.02% 22722.75kg/h/(1+0.02%)=22727.3kg/h 闪蒸工序产物带出丙烯2%：
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