内容发布更新时间 : 2024/5/13 16:18:05星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
物料衡算
⑴ 聚合时所用催化剂CS-2的用量计算
催化剂CS-2外观褐色细颗粒，活性指标：≥20000Gpp/gTiCl3，查RTiCl3/PP（质量）取值为（40~60ppm），即TiCl3/PP≤50ppm，则由公式
Wcat??C3H6?V?K?(RTiCl3)0.8 ?500?12?0.8?50?10?60.8?330g
上式中：Wcat?催化剂的用量，kg；
V?聚合釜容积，m3； K?装料系数，0.75；
?CH?丙烯在30℃时的密度，kg/m3；
36 RTiCl3?钛烯比，ppm； 0.8?催化剂中TiCl3含量 ⑵ 聚合时活化剂的用量计算
WAL?Wcat??AL?RAL/Ti?CTi/?cat?CAL
?300?114?0.04?12/(134.5?0.98)
?124.543g上式中：WAL?活化剂的用量，kg；
CTi?催化剂中TiCl3的含量，一般为80%的质量
CAL?浓的活化剂中Al（C2H5）2Cl含量，一般为98%； ?AL?Al（C2H5）2Cl的分子量，114； ?cat?TiCl3的分子量，134.5； RAL/Ti?活化剂与Ti之比，0.04。
因为活化剂为25g/100ml，所以应加三乙基铝：
VAL?124.543/0.25?498.172ml
⑶ 聚合时氢气用量计算
H2在聚合过程中作分子量调节剂，产品熔融指数为MⅠ=2.0~6.0g/10min，在这里取MⅠ=3.8g/10min。由加氢量与熔体流动速率关系知：
lgMI?2.41g?H2??2.3
上式中：MI?熔体流动速率，g/10min；
[H2] ?液体丙烯中H的摩尔百分率。 代入数据得
lg[H2]?(lg3.8?2.3)/2.4??0.717
?[H2]?0.192?19.2%
又由于[H2]?nH2/(nC3H6?nH2)
?nH2?0.201kmol
则 VH2?0.201?22.4?4.5024m3
mH2?nH2?2?0.402kg
⑷ 聚合时第三组分DDS的用量
密度?=1.070-1.080g/ml（25℃），这里取?=1.08，分子量为244.4。一般来说丙烯为8m3
时，DDS为250ml，则丙烯为9-10m3时，DDS为281.5ml。
故 质量为M???V?1.08?281.5?304.02g ⑸ 进入聚合釜反应丙烯的质量
在30℃时，?C3H6?500kg/m时，
3mC3H6??C3H6VK?98%?500?12?0.8?99%?4752kg
（其中K为装料系数，V为反应釜体积） ⑹ 聚合回收损失的丙烯气体
投入丙烯的理论量为4410kg，则生成聚丙烯的量m1为
m1?4410?70%?3087kg 其中70%为转化率
聚合回收损失的丙烯气体（损失的丙烯气体）为m2：
m2?m1?[2%/(91%?1.6%?1.8%?1.8%)]
?3292.8?2%/96.2%
?68.743kg⑺ 进入闪蒸釜中的丙烯
查《化学工艺设计手册》知：等规聚丙烯的密度?：0.92?0.94，这里取
??0.92g/cm3?920kg/m3，则聚合釜内PP的体积V1为
V1?3087/920?3.355m3
而聚合釜的总体积V0为12m3，则聚合釜剩余的体积V2为
V2?V0?V1?12?3.355?8.645m3
采用高压回收，聚合釜中回收后，压力为1.2MPa，温度为50℃通过闪蒸釜后残压为0.3MPa，温度为40℃，由PV?nRT知
故进入闪蒸釜的丙烯的量n散为n散?PV22/RT2?PV11/RT1
?4075.59?1843.65 ?2231.94mol
进入闪蒸釜中的丙烯m3为m3?nM3?2231.94?42?93.741kg ⑻ 聚合高低压回收的丙烯气体的量
回收的气体丙烯的质量m4为m4?mC3H6?(1?70%)?m2 ?4752?(1?70%)-64.178 =1361.422kg
则 聚合高低压回收的气体丙烯m5为
m5?m4?m3?1361.422??kg
⑼ 聚合过程损失的聚丙烯的量
由设计任务书知，全装置总收率按91%计，聚合及回收等损失：聚丙烯?1.6%；闪蒸聚丙烯?1.8%；包装损失聚丙烯?1.8%。故聚丙烯的实际产量m6为
m6?m1?(91%(91%?1.6%?1.8%?1.8%))
?3087?91?.2% ?2920.135kg
聚合过程损失的聚丙烯的量m7为
m7?m1?(1.6%(91%?1.6%?1.8%?1.8%))
?3087?1.6%/96.2% ?51.343kg
⑽ 聚合生成的聚丙烯的量（即进入闪蒸釜的聚丙烯的量）m8为
m8?m1?m7?3087?51.343?3035.657kg
综上所述，聚合釜物料衡算结果如表4-1所示。
表4-1 聚合釜物料衡算表 物料名称 丙烯 催化剂 活化剂 DDS H2
釜内生成的聚丙烯 高压回收丙烯
进料（kg） 4752 0.2815 0.124543 0.30402 0.402
出料（kg）
0.2815 0.124543 0.30402 0.402 3035.657