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2013 届毕业设计说明书

年产20万吨聚乙烯的生产工艺设计

目 录

摘 要 ......................................................................................................................... 1 1 绪论 ........................................................................................................................ 2

1.1 PE的概述 .................................................................................................... 2

1.1.1 产品性质与特点 ................................................................................ 2 1.1.2 聚乙烯的主要用途 ......................................................................... 3 1.2 设计规模及原料规格 ................................................................................... 3

1.2.1 设计规模 ........................................................................................... 3 1.2.2 主要原料规格 .................................................................................... 3 1.3 国内外的现状及发展前景 ......................................................................... 4

1.3.1 国外的现状 ........................................................................................ 4 1.3.2 国内的现状 ........................................................................................ 4 1.3.3 发展前景 ............................................................................................ 5 1.4 课题的目的及意义 ................................................................................. 5

1.4.1 目的 .................................................................................................... 5

1.4.2 意义 .................................................................................................... 6

2 PE的生产工艺 ....................................................................................................... 6

2.1 PE生产工艺的概述 ................................................................................ 6 2.2 工艺选择 .................................................................................................. 7 2.3 乙烯精制系统 .......................................................................................... 8

2.3.1 乙烯精制 ............................................................................................ 8 2.3.2 深冷法分离 ........................................................................................ 8 2.4 催化剂选择 ............................................................................................ 9

2.4.1 催化剂种类 ........................................................................................ 9 2.4.2 催化剂制备 ...................................................................................... 10

2.4.3 催化剂性能分析 .............................................................................. 10

3 物料衡算 .............................................................................................................. 10

3.1 基础数据 ................................................................................................ 10

3.1.1 乙烯规格 .......................................................................................... 10 3.1.2 催化剂进料对产品MFR的影响 ................................................... 10 3.1.3 各种牌号的聚乙烯H2浓度 ............................................................ 10 3.2 物料衡算 ................................................................................................ 11

3.2.1 聚合反应机理 .................................................................................. 11 3.2.2 反应釜物料衡算 .............................................................................. 12

3.2.2.1 聚合釜进料衡算 .................................................................... 12 3.2.2.2 聚合釜出料衡算 .................................................................... 14

3.2.3 闪蒸罐物料衡算 .............................................................................. 15 3.2.3.1 闪蒸罐进料衡算 .................................................................... 15 3.2.3.2 闪蒸罐出料衡算 .................................................................... 15

4 能量衡算 .............................................................................................................. 16

4.1 能量衡算总述 ........................................................................................ 16 4.2 基础数据 ................................................................................................ 17 4.3 各设备能量衡算 ................................................................................... 18

4.3.1 加料段热量衡算 .............................................................................. 18

4.3.2 进行反应段能量衡算 ...................................................................... 19

5 设备选型 .............................................................................................................. 19

5.1 选型原则 ................................................................................................ 19

5.1.1 满足工艺要求 .................................................................................. 19 5.1.2 设备成熟可靠 .................................................................................. 20 5.2 反应器选型 ............................................................................................ 20

5.2.1 反应器容积和生产能力的确定 ...................................................... 20 5.2.2 主要尺寸的计算 .............................................................................. 20 5.2.4 反应釜技术特性表 ......................................................................... 20 5.3 进出口管径 ............................................................................................ 21

5.3.1 聚合釜进料口管径 .......................................................................... 21

5.3.2 聚合釜出料口管径 .......................................................................... 21 5.4 闪蒸罐的计算 ........................................................................................ 22 5.5 其他设备的选型 ................................................................................... 22 6 车间设备布置设计 .............................................................................................. 22

6.1 车间设备布置的原则 ........................................................................... 23 6.2 车间设备布置 ........................................................................................ 24

6.2.1 设备布置的安全距离 ...................................................................... 24 6.2.2 车间内辅助室和生活室布置 .......................................................... 25 6.3 厂房布置 ................................................................................................ 25

6.3.1 厂房布置原则 .................................................................................. 25 6.3.2 厂址选择的依据及原则： .............................................................. 25 6.4 综合安全防护 ..................................................................................... 26

6.4.1 防火防爆 .......................................................................................... 26 6.4.2 防毒 .................................................................................................. 27