年产20万吨聚丙烯化工厂初步设计

一、工艺概述
聚丙烯化工厂产品20万吨/年，使用环氧乙烷(Ep)和苯乙烯(St)单原料，采用离子对换（盐酸条件下）＋环氧水解＋分离＋活化＋聚合＋终制
3个主要工艺环节，工艺路线如下：
Ep、St→离子对换＋环氧水解→分离→活化→聚合→终制→成品
工厂具备污水处理系统，污水处理流程如下：
污水及废液→集中处理→活性污泥处理→过滤→净水
二、工艺流程图
三、工艺描述
（一）离子对换+环氧水解
离子对换工艺是采用催化剂为凝胶离子换取器PQC-1，用环氧乙烷（Ep）和苯乙烯(St)混合液经过离子对换脱除杂质后，使混合液的酸度降
至0.1≤pH≤0.5，乙醇溶液表观质量浓度等于原液表观质量浓度，同时
混入10％环氧水，使其达到溶液表观质量浓度约为原液的50%。

（二）分离
采用离子对换技术，将混合液分离，Ep含量>90%，St含量>90%，剩
余环氧乙烷和苯乙烯经过两步分离，分离出不同纯度的环氧乙烷和苯乙烯。

（三）活化
Ep和St分别经活化器进行活化，使其能够参与聚合反应。

（四）聚合
环氧乙烷和苯乙烯经过活化后，入料环氧乙烷与苯乙烯在重庆睿思催化剂的作用下。

编号：2010-南塑安装-SHF-005南京金陵塑胶化工有限公司20万吨/年聚丙烯专用料技术改造项目主装置工艺管线、电气、仪表等安装工程管道泄漏试验施工方案编制：安全会签：审核：批准：南京南化建设有限公司第六项目部2012年02月目录一、工程概况 (2)二、编制依据 (2)四、准备工作 (3)五、气密试验的步骤及方法 (3)六、气密试验的一般原则 (4)七、气密试验注意事项 (4)八、安全、文明施工保证措施 (5)九、风险评估、防范措施 (6)十、附试验流程图 (8)一、工程概况南京金陵塑胶化工有限公司20万吨/年聚丙烯专用料技术改造项目主装置工艺管线安装共计安装量为工艺管线11000米。

由于装置内的物料多为易燃易爆物质，为避免开车后发生着火、爆炸、污染环境、设备、人身事故；保证各工艺参数正常。

在装置投料试车前，必须进行气密试验。

按设计文件要求，除循环水系统（CW）、冷冻水系统(RW)、压缩空气(CA)、氮气系统(N)、催化剂放空(VT)外，均需按要求进行气密试验。

本装置所进行的气密试验是指用压缩空气在设计压力下，对已经吹扫合格的并已复位的管道的所有连接点借助肥皂水进行试漏并消除泄漏处，直到全部合格为止。

根据《生产装置管道特性表》中内容，主装置气密试验分为如下系统：聚丙烯项目主装置气密试验系统划分序号系统名称试验包号包含内容试验介质试验压力备注1 活化剂进AD进活化剂进+活化剂罐放空+活化剂氮气压缩空气0.48Mpa结合开车与管廊同步完成2 乙烯ERG 氮气 4.4Mpa3 氢气系统H-1 氮气15Mpa4 闪蒸系统闪蒸闪蒸低压+负压+真空+放空+下料压缩空气0.55Mpa结合开车气密试验同时完成5 聚合放空聚合放空聚合高压回收+聚合放空+催化剂放空压缩空气 3.96Mpa6 聚合中压聚合中压中压+气相平衡+高压补丙烯压缩空气 3.96Mpa7 聚合催、活化剂聚合催+活催化剂+投料+活化剂+活化剂放空压缩空气 3.96Mpa8 外循环系统外循环压缩空气 3.96Mpa 因压缩机不允许进空气，所以外循环按风机分为15个系统9 白油系统PL 压缩空气0.48Mpa二、编制依据1．南塑聚丙烯专用料技术改造项目施工图纸及技术文件；2．GB50235-2010《工业金属管道工程施工及验收规范》；3．SH3501-2002《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》；4．GB50185-2010《工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范》；5．GB50517-2010《石油化工金属管道工程施工质量验收规范》；6．GB50184-2011《工业金属管道工程施工质量验收规范》；四、准备工作4.1 确认被试验的系统全部安装完毕，经过压力试验（不能进行压力试验管线100%无损检测并合格）后，规定装好正式垫片。

摘要聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride，简称PVC)，是我国第一、世界第二大通用型合成树脂材料，与聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）和ABS统称为五大通用树脂，应用领域广泛。

PVC有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点。

氯碱，即氯碱工业，也指使用饱和NaCl溶液制氯气氢气烧碱的方法。

工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业，即工业上电解法生产烧碱也称氯碱工业。

氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。

电解法生产烧碱，根据电解槽结构、电极材料和隔膜材料的不同可分为水银法、隔膜法和离子交换膜法。

在生产二十万吨PVC产品中要采取相关的方法除去氯。

PVC脱氯工艺方面，应本着因地制宜、节能降耗的原则设计相应的工艺路线，以达到最佳的经济效果。

本设计从初步设计的角度对年产20万吨PVC化工厂进行了全面设计，设计结果达到了设计课题的基本要求，完成了PVC的生产工厂的初步设计，进行了可行性论证，完成了物料、热量、设备等的相关计算。

关键词： PVC；烧碱；电解法；脱氯。

AbstractPVC (Polyvinyl Chloride, referred to as PVC), China's first and the world's second largest general-purpose synthetic resin material, with polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS) and ABS are collectively referred to as the top five general-purpose resins, wide range of application areas. PVC has excellent flame retardancy, abrasion resistance, chemical resistance, the integrated mechanical products of transparency, electrical insulating properties and relatively easy processing and other characteristics.The chlor-alkali, chlor-alkali industry, but also refers to the use of saturated NaCl solution chlorine hydrogen caustic soda. Industrial electrolysis method of saturated NaCl solution preparation NaOH, Cl2and H2, and using them as raw materials to produce a range of chemical products, known as the chlor-alkali industry, industrial electrolytic production of caustic soda, also known as the chlor-alkali industry. The chlor-alkali industry is one of the basic chemical industry, its products applied to the chemical industry itself, but also widely used in light industry, textile industry, metallurgical industry, petrochemical industry and utilities. The electrolytic production of caustic soda, according to the electrolytic cell structure, the electrode material and the separator material can be divided into the mercury method, the diaphragm and the ion exchange membrane method.To take a method to remove the chlorine in the production of 20 million tons of PVC products. The PVC dechlorination process should be based on local conditions, and the principle of energy saving design process route, in order to achieve the best economic results. From the point of view of the preliminary design, the design of an annual output of 200,000 tons of PVC chemical plants, a comprehensive design, design results meet the basic requirements of the design issues, the completion of the preliminary design of the PVC production plant, carried out a feasibility study, completed materials correlation calculation, heat, equipment, etc..Keywords:PVC; Caustic; Soda; Electrolysis; Dechlorination目录摘要................................................................................................................................ I I 关键词............................................................................................................................ I I Abstract......................................................................................................................... I II Keywords....................................................................................................................... I II 第一章综述...............................................................................................................- 1 - 1.1 PVC......................................................................................................................- 1 - 1.1.1聚氯乙烯简介...................................................................................................- 1 - 1.1.2 工艺流程的确定...............................................................................................- 1 - 1.1.3主要用途及应用领域.......................................................................................- 2 -1.2.1 烧碱简介...........................................................................................................- 3 - 1.2.2 烧碱的性质.......................................................................................................- 3 - 1.2.3氯碱工业的发展状况.......................................................................................- 4 - 1.3 氯气......................................................................................................................- 6 - 1.3.1 氯气简介...........................................................................................................- 6 - 1.3.2氯气处理的任务和方法...................................................................................- 7 - 1.3.3工艺流程简介...................................................................................................- 8 - 第二章主要设备物料衡算.................................................................................... - 10 - 2.1计算依据........................................................................................................... - 11 - 2.2脱氯塔物料衡算............................................................................................... - 11 - 2.2脱氯塔出口气相的计算:.................................................................................. - 13 - 2.3 换热器物料衡算............................................................................................... - 15 - 第三章主要设备热量衡算.................................................................................... - 16 - 3.1脱氯塔热量衡算............................................................................................... - 16 - 3.2 换热器热量衡算............................................................................................... - 17 - 第四章主要生产设备的选型和工艺计算............................................................ - 19 - 4.1换热器的设备选型和工艺计算....................................................................... - 19 - 4.1.1 试算和初选换热器的型号............................................................................ - 19 -4.1.2 核算总传热系数............................................................................................ - 20 - 4.1.3 核算压强降.................................................................................................... - 23 - 参考文献................................................................................................................. - 25 - 结束语..................................................................................................................... - 26 - 致谢......................................................................................................................... - 27 -第一章 综述1.1 PVC1.1.1聚氯乙烯简介聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride ，简称PVC)，是我国第一、世界第二大通用型合成树脂材料，由于具有优异的难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、综合机械性、制品透明性、电绝缘性及比较容易加工等特点，目前，PVC 已经成为应用领域最为广泛的塑料品种之一，在工业、建筑、农业、日常生活、包装、电力、公用事业等领域均有广泛应用，与聚乙烯（PE ）、聚丙烯（PP ）、聚苯乙烯（PS ）和ABS 统称为五大通用树脂。

集团年产20万吨丙烯烃项目初步设计说明书目录第一章总论 (1)1.1 项目概况 (2)1.2 设计依据 (2)1.3 设计思想及原则 (2)1.4 工艺特点 (3)1.5 产品方案 (3)1.6 辅助设计软件的应用 (4)第二章厂址选择 (5)2.1 选择原则 (5)2.2厂址选定 (6)2.3地理位置 (7)2.4 原料和市场 (7)2.5自然概况 (9)第三章工艺设计方案 (11)3.1设计目标 (11)3.1.1概述 (11)3.1.2生产规模 (11)3.2 工艺方案选择 (11)3.2.1流程模拟说明 (11)3.2.2 生产任务 (12)3.2.3合成工段的模拟 (12)3.3 Aspen Plus 11.1流程模拟 (14)3.3.1合成工段物料衡算 (14)3.3.2预分离工段物料衡算 (16)3.3.3分离工段物料衡算 (18)3.3.4脱丙烷塔操作参数的优化 (21)3.3.5乙烯塔操作参数的优化 (29)3.3.6丙烯精馏塔操作参数的优化 (33)3.3.7精馏工段各塔操作参数总结 (38)3.4 全流程模拟 (38)第四章自动控制及仪表 (40)3.1 设计依据 (40)3.2 自动控制要求 (40)3.3 设备的自动控制 (41)第五章供电与通信 (41)5.1 设计说明 (41)5.1.1 设计范围 (41)5.3.2 总降压变电所设计 (44)5.4 照明系统 (45)5.5 接地防雷系统 (45)5.5.1 接地系统 (45)5.5.2 防雷保护系统 (46)5.6 电信工程 (48)第六章供热 (49)6.1 概述 (49)6.2 标准与规范 (50)6.3 供热方案 (50)6.4 锅炉给水系统 (51)6.4.1 水质要求 (51)6.4.2 蒸汽冷凝水的处理方法 (51)6.4.3 本分厂的锅炉给水系统 (52)6.5 供热系统配套设施 (52)6.5.1 蒸汽管道 (52)6.5.2 阻汽排水阀 (53)6.5.3 汽-水分离器 (53)第七章环境保护 (53)7.1 设计依据 (53)7.2 环保治理措施 (54)7.2.1 废气 (54)7.2.2 废水 (54)7.2.3 废渣 (55)7.2.4 噪声 (55)7.3 场内绿化 (55)毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

摘要：
本文档旨在提供一个完整的20万吨/年聚丙烯装置主要施工方案。

首
先对聚丙烯装置的基本概况进行介绍，然后对主要施工步骤进行详细阐述，包括土建工程、设备安装、电气仪表和自动化控制以及试车运行等方面。

同时，还对施工过程中可能遇到的问题和解决方案进行了探讨。

最后，对
整个施工方案进行总结并提出改进建议。

1.引言
1.1背景
1.2目的
2.聚丙烯装置概述
2.1装置规模
2.2工艺流程
2.3设备配置
3.主要施工步骤
3.1土建工程
3.1.1地基处理
3.1.2建筑物施工
3.2设备安装
3.2.1设备进场
3.2.2设备安装与调试
3.3电气仪表与自动化控制
3.3.1电气设备安装
3.3.2仪表安装与调试
3.3.3自动化控制系统
3.4试车运行
3.4.1试车前准备
3.4.2试车步骤
3.4.3试车运行指标
4.施工问题与解决方案
4.1聚丙烯装置施工中可能遇到的问题
4.2解决方案的探讨
5.总结与改进建议
5.1施工总结
5.2改进建议
在这份文档中，对20万吨/年聚丙烯装置的施工方案进行了详细的介绍。

对于每个主要施工步骤，包括土建工程、设备安装、电气仪表和自动化控制以及试车运行，都进行了详细的阐述，并提供了解决问题的探讨。

这将对聚丙烯装置的施工工作提供指导，并为相关人员提供参考。

同时，对施工总结和改进建议的提出，有助于提高施工效率和质量。

年产30万吨聚丙烯化工厂的初步设计摘要：本设计使用气相法生产聚丙烯，从初步设计的角度对年产30万吨聚丙烯化工厂进行了全面设计，综合考虑了聚丙烯的市场前景、人力资源、物料资源、生产工艺等对工厂就进行了初步的规划。

主要完成了工段工艺计算、设备选型，并绘制了全厂平面布置图、聚丙烯工艺流程示意图、合成工段带控制点工艺流程图、合成工段物料流程图、合成车间的立面图和平面图。

设计结果达到了设计课题的要求，完成了聚丙烯的生产工厂的初步设计，进行了可行性论证，完成了物料、热量、设备等的相关计算。

关键词：聚丙烯，设备计算，工厂设计，工艺流程图The chemical plant design for an annual t of 300,000 tons of polypropylene ABSTRACT：This design uses gas production of polypropylene, from the perspective of the preliminary design with an annual output of 300,000 tons of polypropylene a comprehensive chemical plant design, considered the polypropylene market prospects, human resources, material resources, production technology Such as the factory on a preliminary planning.Section completed a major technology, equipment selection, and the mapping of the entire plant layout plans, polypropylene process diagram, with control points of section process map, section synthetic materials flow chart and the elevation of the workshop the floor plan.The result of the design subject to the requirements, the completion of a polypropylene production plant in the preliminary design for the feasibility study, completed the materials, energy, equipment and other relevant terms.KEY WORDS: Polypropylene, Equipments, plant design, process drawing1．课题主要内容：1.1 聚丙烯的发展现状及项目的可行性分析目前我国PP生产企业有80多家。

20万吨/年聚丙烯生产项目设备设计说明书目录20万吨/年聚丙烯生产项目 (1)设备设计说明书 (1)第一章原料及辅助物质 (5)1.1原料 (5)1.1.1原料简介 (5)1.1.2助催化剂 (5)1.1.3助催化剂 (5)1.1.4主催化剂 (6)1.1.5添加剂 (6)第二章计算方法的选择 (6)2.1 计算方法的选择 (6)2.1.1 计算方法的选择 (6)2.1.2 软件的优势 (7)第三章物料衡算 (7)3.1 概论 (7)3.2 物料衡算原则 (7)3.3 总项目核算 (8)3.3.1 工艺流程图 (8)3.3.2 物料衡算任务 (8)3.3.3 总流程物料衡算 (9)3.3.3.1 计算基础 (9)3.3.3.2设计条件 (9)3.3.3.3丙烯进料量 (9)3.3.3.4催化剂及其他辅料的用量 (10)3.3.3.5氢气的用量 (10)3.3.3.6原材料消耗定额 (10)3.3.4主要设备的物料衡算 (11)3.3.4.1CO汽提塔T701物料衡算 (11)3.3.4.2预聚反应器R200的物料衡算 (11)3.3.4.3预聚反应器R201的物料衡算 (12)3.3.4.4闪蒸罐的物料衡算 (13)3.3.4.5气蒸罐D501的物料衡算 (14)3.3.4.6干燥器D502的物料衡算 (16)3.3.4.7挤压造粒单元的物料衡算 (16)3.3.4.8总物料平衡表 (17)第四章热量衡算 (17)4.1 概述 (17)4.2 能量衡算的原则 (18)4.3 热量衡算任务 (18)4.4 热量衡算 (18)4.4.1物料流股数据 (18)4.4.2计算基准温度计热力学数据 (19)4.4.3各工段热量衡算 (19)4.4.3.1预聚反应器R200热量衡算 (19)4.4.3.2聚合反应器R201热量衡算 (21)4.4.3.3闪蒸罐D301热量衡算 (23)4.4.3.4汽蒸罐D501热量衡算 (25)4.4.3.5干燥器D501热量衡算 (27)4.4.3.6总热量平衡表 (29)第五章设备选型及典型设备设计 (29)5.1塔设备设计 (29)5.1.1设计规范 (29)5.1.2设计目标 (29)5.1.3塔设备选型原则 (29)5.1.3.1塔类型的选择 (29)5.1.3.2塔选型原则 (31)5.1.3.3板式塔内构件选型原则 (31)5.1.4 板式塔设计原则 (31)5.1.4.1 塔板布置和流动类型 (31)5.1.4.2 降液管设计 (32)5.1.4.2 浮阀板设计 (32)5.1.5塔设备选型结果 (33)5.2换热器选型 (35)5.2.1概述 (35)5.2.2选型规范 (35)5.2.3选型原则 (35)5.2.4换热器的选型结果 (35)5.2.4.1设计方案 (36)5.2.4.2换热器的主要结构尺寸和计算结果 (36)5.3泵选型 (39)5.3.1泵的分类 (39)5.3.2工业用泵的选用要求和相关标准 (40)5.3.2.1工业用泵的特点和选用要求 (40)5.3.2.2工业装置对泵的要求 (40)5.3.3.3选型原则 (41)5.3.3.4泵的选型结果 (41)5.4反应器选型 (43)5.4.1概述 (43)5.4.2反应器的基本类型 (44)5.4.3反应器设计的基本方法 (44)5.4.4反应器设计数学模型的组成 (44)5.4.5反应器的选型结果 (44)5.4.5.1预聚合反应器R200的设计 (45)5.4.5.2聚合反应器R201/R202的设计 (45)5.5其他设备的选型 (46)5.5.1气蒸罐D501的设计 (48)5.5.1.1气蒸罐D501高度的计算 (50)5.5.1.2气蒸罐D501直径的计算 (51)5.5.1.3气蒸罐D501容积的计算 (51)5.5.2干燥器D502的设计 (51)5.5.2.1干燥器D502高度的计算 (53)5.5.2.2干燥器D502容积的计算 (54)第六章物料性质 (54)6.1概述 (54)6.1.1助催化剂的理化性质 (54)6.1.2给电子的理化性质 (55)6.1.3主催化剂 (55)6.1.4添加剂 (55)第一章原料及辅助物质1.1原料1.1.1原料简介本过程的原料丙烯来自工业园区大炼油项目，通过采购得到，纯度为99.5%以上，含少量杂质丙烷（0.5%以下）和乙烷（0.1%以下）杂质，其余杂质均为ppm级，可以稍作处理后直接进料。

聚丙烯是一种常见的合成塑料材料，广泛应用于塑料制品、纺织材料、管道材料等领域。

针对年产22万吨聚丙烯的生产工艺设计，首先需要确定生产设备和原料的选择，然后进行原料处理、聚合反应、成型和后处理等工艺步骤的设计。

1.设备和原料的选择为了达到年产22万吨的规模，需要选择适用于大规模生产的设备。

一般来说，聚丙烯的生产设备包括聚合反应器、脱水塔、脱气塔、挤出机、切粒机等。

此外，还需要选择合适的原料，包括丙烯单体、聚合引发剂、催化剂、溶剂等。

2.原料处理在聚合反应前，需要对原料进行处理。

首先，将丙烯单体进行脱水处理，去除其中的水分和杂质。

然后将脱水后的丙烯单体与聚合引发剂、催化剂等混合，并加入适量的溶剂以提高反应的效率。

3.聚合反应将处理好的原料加入聚合反应器，并控制温度、压力等条件进行聚合反应。

聚合反应通常采用连续流动的方式进行，通过合理的反应条件和反应时间，使丙烯单体分子之间相互交联形成聚丙烯聚合物。

4.成型聚合反应后得到的聚丙烯聚合物需要进行成型，一般采用挤出和切粒的方式。

将聚丙烯熔融后通过挤出机挤出成型，然后使用切粒机将挤出的聚丙烯料进行切割，得到所需的颗粒状或粉状产品。

5.后处理成型后的聚丙烯制品还需进行后处理工艺。

这包括冷却、浸泡、干燥等步骤，以确保制品的质量和性能。

除了上述的基本工艺步骤，聚丙烯生产过程中还需要进行操作控制、废气处理、废水处理等环境保护措施。

在工艺设计过程中1.设备的选择应考虑到生产规模和设备性能，以提高生产效率和制品质量。

3.聚合反应的条件和参数需要仔细调控，以确保聚合反应的顺利进行和产物的质量。

4.成型和后处理的工艺步骤需要合理安排，以提高产品的外观和性能。

5.环境保护要求需要在工艺设计中充分考虑，建立相应的废气处理和废水处理设施。

综上所述，年产22万吨聚丙烯的生产工艺设计包括设备和原料的选择、原料处理、聚合反应、成型和后处理等工艺步骤的设计。

在设计过程中需要考虑设备性能、原料纯度、工艺参数控制和环境保护等方面的要求，以实现高效、高质量的生产。