聚丙烯PP聚合工艺介绍.pdf

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1、聚丙烯生产基础知识培训资料1第一篇 化工基础知识第一章化学基础知识第一节无机化学一、单质、化合物、混和物l 、单质：如果是由同种元素组成物质的，这种物质叫单质。例如：氮气、氧气、氢气、铜、铁等。2、化合物：物质的分子如果是由不同元素的原子构成，这种物质叫化合物。例如：水、二氧化碳等是化合物。3、混合物：由不同种类的分子组成的物质叫混合物。如：空气是由氧气和氮气、二氧化碳等几种气体组成的。二、溶液l 、定义：溶液是一种物质 (溶质)均匀地溶解在另一种物质 (溶剂)中所得到的液态稳定体系。如果是固液相相溶，固体为溶质，液体为溶剂，如果是两液体相溶，一般是以较多的液体为溶剂，较少的为溶质。2、溶液浓

2、度的表示方法：溶液有浓有稀，一定量的溶液或溶剂中所含溶质的量叫溶液的浓度，常用表示方法如下：(1) 质量百分比浓度：每百克溶液中所含有溶质的克数。质量百分比浓度溶质 (克)溶液(克)100(2)ppm 浓度：定义为一百万份 (106)溶液中所含溶质的量。1 ppm 溶质的量溶液的量 106(3) 摩尔浓度：每升溶液中所含溶质的摩尔数。摩尔浓度 =溶质的摩尔数溶液的体积(升)3、溶液的稀释：溶液稀释前后溶质的量不变即稀释前溶质的量等于稀释后溶质的量。就质量百分比溶度来说， 稀释前溶液的质量百分比浓度稀释后溶液的质量百分比浓度聚丙烯生产基础知识培训资料2就摩尔浓度来说，稀释前溶液的摩尔浓度溶液体积

3、稀释后溶液的摩尔浓度溶液体积。三、常见无机化学反应l 、化合反应：由两种或两种以上的物质经过化学变化而生成一种新物质的过程称之为化合反应。如： 2H2+O22H20H2 H2OC+O2=CO22、分解反应：物质的变化过程称为分解扫应。如：2NaHCO3=Na2CO3+H2O+ CO2H2C03=C02+H203、置换反应：由一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应称为置换反应。CuS04+Fe=FeS04+Cu4、复分解反应：由两种化合物交换生成两种新的化合物的化学过程称为复分解反应。如：2NaOH+CuS04=Na2S04+Cu(OH)2FeS+ 2HCl= FeCl2+ H2

4、S5、中和反应：酸，碱中和生成盐和水的反应。是复分解反应的一种形式。如：KOH+HCl=KCl+H20Ca(OH)2+H2S04=CaS04+2H20第二节有机化学一、基本概念l 、有机化学，有机化合物：当人们研究了大量有机化合物的组成之后，发现所有有机化合物都含碳元素，绝大多数含有氢元素，有些还含有氧、氮、硫、囟素等元素。既然所有有机物都含炭元素，人们就从组成上把有机化合物定义为碳的化合物，把研究碳化合物的化学定义为有机化学。2、烃：由碳、氢两种元素组成的化合物称为烃。它是一切有机化合物的母点燃聚丙烯生产基础知识培训资料3体，其它的有机化合物是从它们派生出或衍生出来的。二、有机化合物分类：开

5、链化合物：比如：烃，炔烃，二烯烃。环状化合物：比如：芳香烃类，环烷烃。l 、定义：碳原子为单键连接而成链状，而每个碳原子余下的化合价 与 氢 原 子 连 接 的 烃 类 化 合 物 称 为 烷 烃 。 其 通 式 为 ： C n H 2n2、命名：简单的烷烃用甲、乙、丙、癸等表示10 以内碳原子数的烃类，十个碳以上称为十一烷、十二烷等。如有取代基，从靠近取代基的一端，将主链碳原子计，其次用阿拉伯数字编号，将取代基所连碳原子的编号，名称写在基本名称之前。如：CH4 甲烷CH2(CH3)4CH2 已烷CH3 CH2 CH2 （CH3 ）-CH3 ，2甲基丁烷3、物理性质： l 4 个碳原子的烷烃为

6、气体， 5-16 个碳原子的烷烃为液体，有特殊气味， 17 以上碳原子为固体，无味，所有烷烃都是非极性分子，易溶于非极性溶剂而不溶于水。4、化学性质：烷烃是十分稳定的一类化合物，在常温下不与强酸、强碱、强氧化剂反应，但在高温或光催化下与比较活泼的试剂仍可发生一些化学反应：(1) 囟代反应：烷烃中氢原子被囟原子取代的反应。CH4+2C12-4HCl+C(反应强烈)CH4+C12-CH3C1 十 HC12(2) 燃烧：CnH(2n+2)+(3n+l 2)02-nC02个+(n+1)H20理论上讲，只要提供充足的氧气，产物中都应是二氧化碳和水。(3) 部分氧化反应：利用专门的催化剂，在一定温度下，烷

7、烃可被氧化成一系列含氧化合物。1、定义：分子内含有碳碳双键的碳氢化合物称为烯烃。分子结构与烷烃相似，通式为 CnH2n 。2、命名：与烷烃相似，选一个含有双键的最长碳链，作为主链，主链聚丙烯生产基础知识培训资料4含几个碳原子。 则称几烯， 从靠近双键的一端顺次将主链碳原子编号，将连有双键的两个碳原子中号数小的碳原子作为双键的位次号，用阿拉伯数标在基本名称前。如有取代基，则和烷烃一样将取代基的位次、数量、名称标在基本名称前面3、物理性质：低于5 个碳原子的烯烃为气体， 515 个碳原子的烯烃为液体，高级烯烃为固体。所有烯烃都不溶于水而溶于有机溶剂。4、化学性质：烯烃化学性质比较活泼，易发生加成和

8、氧化反应，几乎所有化学反应都发生在双键上。(1) 加成反应：双键断开，在双键两端的两个碳原子上加上两个取代基：比如：CH2 CH2+H20-CH3CH20H加卤素： CH2 CH2+Br2-Br-CH2-CH2-Br(2) 氧化反应： CnH(2n+2)+(3n+l 2)02-nC02个+(n+1)H20(3) 聚合反应： nCH2=CH2-CH-CH-分子链中含有两个碳碳双键的化合物称为二烯烃。根据二烯烃中两个双键的位置不同，可将二烯烃分为三大类。(三)二烯烃：1、积累二烃烃：两双键紧靠在一起。如：丙二烯(CH2 C=CH3) 。此结构能量较高，不够稳定，在实际中应用很少。2、隔离二烯烃：两

9、双键凡相隔两个以上的单键，相互间影响很小，自单烯单质相同。如， 1，4- 戌二烯(CH2 CH-CH2- CH2 CH CH3) 。3、共轭二烯烃： 两双键间相隔一个单键。 如：l ，3一丁二烯 (CH2 CH-CH=CH-CH3) ，这一类性质特殊，与单烯有较大区别。(四)炔烃：1、定义：分子中含有一个碳碳三键的不饱和烃叫炔烃。其分子通式为CnH2n-2 。2、命名：同烯烃命名相同。3、物理性质：炔烃一般比相同碳原子数的烯烃，烷烃的沸点，溶点高，也是易溶于有机溶剂，不溶于水中。4、化学性质：与烯烃相似，炔烃能和水，囟化氢、囟素发生加成反应，另外炔烃还有些特殊反应。聚丙烯生产基础知识培训资料5

10、(1) 聚合：3CH三 CH-O(苯)(2) 氧化：通入高锰酸钾溶液中，叁键断裂放出二氧化碳，紫红色高锰酸钾褪色，同时析出二氧化锰棕色沉淀。(五)环烷烃：分子结构中有一个由碳原子以单键连接成环状结构的脂环烃。通式为 CnH2n ，与烯烃是同分异构体。1、命名：和烷烃相似，根据组成碳环的数目，称为环某烷，当环上有取代基时将母体环顺次编号， 且使取代基的位次最小， 并把取代基的位次， 数量，名称写在前边。2、性质：环烷烃与相同碳原子烷烃相比有较高的熔点、沸点，较高的密度。化学性质也与烷烃相似， 在光加热条件下与囟素发生取代反应，此外环烷烃也有一些特殊性质：如：小环烷烃与氢气，囟素反应，开环生成烷烃

11、；强烈条件下被氧化为各种氧化物，还可发生芳构化反应，脱氢转变为芳香烃。(六)芳烃：分子结构中含有苯环的碳氢化合物叫芳香烃，它是芳香族化合物的母体。1、命名：一元烷基取代苯命名时，以苯环为母体，烷基作为取代基叫某烷基苯，其中“基”宇通常省略。如：甲苯； （C6H6 ）CH2CH3，称乙苯， （C6H6 ）CHCH2 ，称苯乙烯。2、性质：大多数为无色液体，具有芳香味，有毒，比重小于l.0 ，不溶于水，易溶于有机溶剂。沸点随分子量升高而增高。芳烃中苯环较稳定不易开环，但也可发生氢的取代反应，(囟化、硝化、碘化反应)。还可进行加成反应 (生成环已烷 )及氧化反应等。第三节高分子化学一、基本概念1、高

12、分子化学：是研究高分子化合物合成和反应的一门科学，即研究简单的低分子单体，通过各种聚合方法合成得到各种各样的高分子化合物的科学。有机化学和物理化学是高分子化学的重要基础。2、高分子物理：是研究高分子化合物的结构与性能之间关系的一门科学，也是研究聚合物中分子运动规律的科学，它是在物理化学，物理学，有机结构理论，材料力学和流体力学等基础上发展起来的一门新兴科学。聚丙烯生产基础知识培训资料6高分子化学和高分子物理具有非常密切的内在联系。例如：由单体合成一种高分子化合物， 是高分子化学学科的领域， 而对合成出来的聚合物我们总要尽可能知道它的性能，以便判断它的质量优劣，这就离不开高分子物理学。3、高分子

13、聚合物：分子量高达104-106，是由许多相同的，简单的结构过共价键重复连接而成， 简称高聚物。 例如：聚丙烯分子由许多乙烯结构单元重复连接而成。-CH2-CH（CH3 ）-CH2CH(CH3 ）-式中- 代表碳链骨架。为方便起见可缩写为：-CH2 CH （CH3 ）-n方格号内是聚丙烯的结构单元，也是重复单元，许多重复元连接成线型大分子，类似一条连子， 因此重复单元又称链节。由能够形成结构单元的小分子组成的化合物称为单体，是聚合物的原料。如：聚丙烯的单体就是丙烯。由一种单体聚合而成的高聚物称为均聚物。如： 聚乙烯， 聚丙烯等。；由两种单体共聚而成的聚合物则称为共聚物。如：尼龙-66 等。4、

14、高分子聚合物分类：(1) 根据聚合物所制成材料的性能和用途，常将聚合物分成塑料、橡胶、纤维三大类，另外还有供涂料、粘合剂用两大类。(2) 根据主链结构，可将聚合物分为碳链，杂链和元素有机聚合物三大类。A、碳链聚合物：大分子主链完全由碳原子组成。绝大部分烯类和二烯类聚合物属于这一类，如：聚丙烯、聚氯乙烯等。B、杂链聚合物：大分子主链中除碳原子外还有氧、氮、硫等原子。如：聚醚(-0-) ，聚酰胺 (-NHCO-)，聚砜(-S02-) 等。C 、元素有机聚合物：大分子主链中没有碳原子，主要由硅、硼、铝和氧，氮，硫，磷等原子组成，但侧基却由有机基团组成。如：乙基，芳基等。有机硅橡胶是典型的例子。5、高

15、分子聚合物的命名：(1) 最常用的简单命名法系参照单体名称来命名。对于一种单体经加聚制成的聚合物， 常以单体为基础， 前面冠以“聚”字，就成为聚合物的名称。 如：乙烯的聚合物称做聚乙烯， 聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物。 由两种不同单体聚成的聚丙烯生产基础知识培训资料7产物，常摘取两单体的简名，后缀“树脂”两宇来命名。例如：苯酚和甲醛，尿素和甲醛，甘油和邻苯二甲酸酐的缩聚产物分别叫做酚醛树脂，脲醛树脂，醇醛树脂。 “树脂”是一技术术语，指未加助剂的聚合物粉料，粒料和物料。(2) 以聚合物结构来命名：如聚酰胺，聚酯，聚碳酸脂，这些名称都代表一类化合物。 具体品种另有更详细的名称，如：乙二胺和乙二酰的反

16、应产物的学名是聚乙二酰和已二胺。这样的名称比较冗长，商业上往往称之为尼龙-66，尼龙代表聚酰胺一大类。 尼龙后第一个数表示二胺的碳原子数，第二个或以后的数代表二元酸的碳原子数，这样尼龙-66 就是乙二胺和乙二酰的聚合产物。(3) 纤维的命名：我国习惯以“纶”字作为合成纤维商品名的后缀字。如：涤纶 (聚对苯二甲酸乙本醇酯 )，绵纶(尼龙-6) ，维尼纶 (聚乙烯醇缩醛 )，腈纶(聚丙烯腈 )，丙纶(聚丙烯)等。(4) 橡胶命名：许多合成橡胶是共聚物，命名时往往从共聚单体中各取二字后附“橡胶”两字即可。如：丁(二烯)苯(乙烯)橡胶，丁 (二烯)( 丙烯)腈橡胶，乙(烯)丙(烯)橡胶等。二、高分子合

17、成方法聚合物的生产方法主要有四种：l 、本体聚合：是单体本身加少量催化剂的聚合，聚合体系主要是单体，催化剂。2、悬浮聚合：是单体以液滴状悬浮于水中聚合。聚合体系主要是由单体，催化剂、水，分散剂组成。3、乳液聚合：是单体和水 (或其它分散介质 )并用乳化剂配置成乳液状态所进行的聚合。聚合体系的基本组分是单体，水，催化剂，乳化剂。4、溶液聚合：是指单体和催化剂溶于适当的溶剂中的聚合。聚合体系为单体，催化剂和溶剂。溶液聚合根据聚合物在溶剂中的溶解情况不同分为两种：(1) 溶液法：聚合物溶于溶剂中形成均相溶液。(2) 淤浆法：聚合物不溶于溶剂中，而在溶剂中形成淤浆。，三、高分子性能聚丙烯生产基础知识培

18、训资料8聚合物主要是用于塑料，橡胶和纤维的所谓三大合成材料。聚合物的不同用途有不同的性能要求。1、用作塑料时主要从以下几方面进行评价：(1) 物理性能：比重 (密度)，硬度，吸水性等。(2) 机械性能：抗张强度，抗弯强度，伸长率，弹性模量等。(3) 电性能：介电常数，表面电阻、体积电阻、介质损耗等。(4) 热性能：按规定条件测定的热变形温度，长期使用时的最高温度等。(5) 耐化学腐蚀性能：耐酸、碱性等，耐有机溶剂性能等。此外，尚有根据特殊需要而测定的光学性能和耐火焰性能二2、用作橡胶时的性能从以下几方面评价：(1) 物理性能 : 挥发组分含量 , 灰分含量。(2) 门尼粘度：用门尼粘度计测定的

19、数值，大体上可反应合成橡胶的聚合度和分子量。(3) 机械性能：抗张强度、伸长率、定伸强度、耐磨性能，疲劳性能，脆折性能等。(3) 耐化学腐蚀，耐油性，耐老化性等。3、用作纤维时的性能主要从断裂强度，断裂伸长率，回弹性，吸湿率，回潮率等。第二章化工基本知识第一节单位制简介此处的单位是指在化工计算和生产中，常用到各种物理量。如：密度，粘度，压力等。 所有这些物理量可以用各种单位来量度，因此应该熟悉单位制以及单位制的换算关系。我国现采用的单位制主要是以国际单位制为基础。国际单位制是在米制基础上发展起来的单位制(简称 SI 制)，在米制中我们常用到的有绝对单位制和工程单位制。1、绝对单位制：厘米 -

20、克- 秒制(简称 CGS 制)。又称物理单位制。厘米、克、秒分别是长度，质量和时间的单位，其它物理量的单位可以通过物理或聚丙烯生产基础知识培训资料9力学定律导出。2、工程单位制：此单位制选用米- 千克- 秒分别为长度，力和时间的单位，其它物理量均由这三个量导出。表 2单位换算表说明：下列表格中各单位名上的数字标志代表所属的单位制度：(1)CGS制，(2)SI制，(3) 工作制，没有标明的是制外单位，有关*号是英制单位。(1) 长度：(见附表 1)(2)面积：(见附表 2)(3)体积：(见附表 3)(4)质量：(见附表 4)(5)密度：(见附表 5)(6)压力：(见附表 6)第二节化工基本概念一

21、、压力、温度l 、压力：指物体表面所承受的作用力。工业生产中通常所称压力是指压强。即：单位面积上所承受的压力，用符号Pa表示。常用压力单位的换算l 标准大气压 (atm)1.013*105Pa760mmHg0.1MPa=10KPa2、真空度：如果设备内的压强等于零时，也就是其间没有一点气体，称为真空状态，设备内压强小于大气压的数值叫真空度。表压、绝压、真空度三者之间的关系如下：表压=绝压-大气压3、温度：定量表示物质冷热程度的物理量。(1) 摄氏温度：把一大压下水结冰的温度为为0 度，一个大气压下水沸腾的温度定为 100 度，从 0100 之间分成 100 格，每格一度。目前我国常用的温度计均

22、为摄氏度。 用摄氏温标采表示温度的称为摄氏度。用符号 t 表示，代号为。(2) 绝对温度：国际单位制中以一27315 度作为 0 开。而 0 度相当于聚丙烯生产基础知识培训资料1027315 开，这样表示的温度称为绝对温度。用符号T表示，单位为开尔文K。(3) 华氏温度：把一个标准大气压下水的冰点定为32度，水的沸点定为212 度，在 32212 间分成 180 格，每格定为一华氏度，即lF ，在美、英等国采用的是华氏温度。三种温度的关系为：t( )摄氏度K27315-t()F华氏度 t( )*9 54-32二、密度、重度、比重：l 、密度：单位体积物质的质量。常用单位2、重度：单位体积物质的

23、重量。常用单位3、比重：物质的密度 (重度)和 4时纯水的密度 (重度)的比值称为比重。比重本身没有单位。三、粘度、流量、流速：1、粘度1 泊100 厘泊(CP)2、流量：在单位时间 (通常用秒或时 )内，通过管子有效截面的流体量叫流量。如果流量用体积表示叫体积流量；用重量表示叫重量流量。Q 流体体积 (重量)时间3、流速：流体在单位时间内所流过的行程叫做流速。用米秒表V(流体流速 )v( 流体体积流量 )S(管子有效截面积)四、潜热、显热、比热l 、潜热：单位质量的纯物质在相变过程中吸收或放出的热量，也称相变热。如：l大气压下， 1Kg沸腾温度下的水加热完全变成同温度的蒸汽所放出的热量。2、

24、显热：纯物质在不发生相变和化学变化的条件下，因温度的变化而吸收或放出的热量。3、比热：单位质量的物质， 在温度升高或降低l 时所吸收或放出的热量称为该物质的比热。单位为卡克。五、饱和蒸汽压、过热蒸汽、沸点聚丙烯生产基础知识培训资料111、饱和蒸汽压：在一定温度下，当物质从液体汽化为蒸汽的分子数和从蒸汽冷凝成液体的分子数相等时，这种状态叫平衡状态， 在平衡时，液体上部空间分子达到最大即饱和状态， 这时的蒸汽叫饱和蒸汽， 饱和蒸汽所具有的压力叫饱和蒸汽压。2、过热蒸汽：在一定压力下，蒸汽温度高于饱和蒸汽温度的蒸汽称为过热蒸汽。3、沸点：当纯液体的蒸汽压等于外压时，液体就会沸腾，此时的温度叫沸点。六

25、、结晶、结晶度1、结晶：从液体溶液中析出晶体的过程叫结晶。工业生产中结晶的操作常用于产品的分离和提纯，使溶液析出晶体的条件是使溶液达到过饱和状态。2、结晶度：根据在聚合物中同时存在结晶部分和非结晶部分的特点，人们提出了“结晶度”这一指标来度量结晶部分的含量，并把它定义为：在聚合物中结晶度分析占的百分比。 如果用重量百分比耒表示就称为重结晶度；用体积百分比来表示就称为体积结晶度，分别表示为：fwWc W*l00fv VcW*l00Wc ，Vc- 结晶部分的重量，体积； W ，V 一整块试样的重量，体积。七、冷凝、冷却、过滤l 、冷凝：是指物质由气态转化为液态的放热过程，有相变发生。2、冷却：指液

26、体或气体降温的过程，不发生相变。3、过滤：是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液的操作，在外力作用下从而实现分离。八、水的基本概念1、原水: 从地面水源和地下水源所取得的水称为原水。2、饮用水 (DW) ：原水经处理，水中的一些化学元素含量达到饮用水质标准的水。3、脱盐水：一般将水中易除去的强电介质去除或减少到一定程度的水为脱盐水。脱盐水中剩余电介质含量一般应在l 一 5mg l之间。聚丙烯生产基础知识培训资料124、蒸汽冷凝水：由蒸汽冷凝后所得的水称为蒸汽冷凝水。5、冷冻盐水：是一种载冷体，其在被冷冻物料和冷冻剂之间循环，从被冷冻物料中吸取热量， 然后再将热量传给冷冻剂。 本装置使用的冷却盐水是

27、含30乙二醇的盐水。6、工艺水(PW)：即软化水，一般指将水中的硬度 (暂时硬度及永久硬度)降低到一定程度的水。水在软化过程中仅硬度降低，而总盐量不变。(1) 暂时硬度：是由水中的Ca(HC03)2 ，Mg(HC03)2形成，由于这种盐类用加热的方法可以降去，所以称为暂时硬度。(2) 永久硬度：它是由溶于水中的CaCl2，MgCl ： ，CaSO4 ，MgSO4形成，这种盐用加热方法不易除去，所以称为永久硬度。九、分子量分布、熔融指数、堆积密度l 、分子量分布：指聚合物分子量的分散程度。一种聚合物实际上由结构相同、组成相同， 但分子量大小不同的高分子的混合物聚集而成的，高分子的这种特性称为多分

28、散性。 分子量分布宽表示分子的大小很不均一，即大小相差悬殊；分子量分布窄表示分子的大小比较均一；分子量分布宽的聚合物比分子量分布窄的聚合物易于加工， 即分子量分布宽的聚合物流动性好；分子量分布窄的聚合物比分子量分布宽的聚合物有较好的耐冲击强度。通常以重均分子量与数均分子量的比来表示分子量分布的宽窄，其比值越接近于10，表示分子量大小越均一。2、溶融指数：指在一定温度下(190)，聚合物熔融后受到一定压力负荷(2160g) ，在十分钟内经过一定的孔径(209mm) 挤压出来的聚合物的量，单位为 g10min。3、堆积密度：又称填充密度，在实验室中可用量筒量取一定体积的粉料，轻轻击拍筒壁，使颗料自

29、由堆积，然后称重，再算出单位填充体积的粉料重量，单位为 gcm3。第三章化工基本操作一、精馏操作1、精馏：是在一个设备内同时进行多次部分汽化和部分冷凝以分离液态混合物的单元操作。聚丙烯生产基础知识培训资料132、原理：精馏在精馏塔中进行，使从冷凝器而得到的液体的一部分从塔顶回流入塔内，和从蒸汽再沸气连续上升的蒸汽密切接触。以某一层塔板为例 ，塔板上有一层液体汽流被分散于其中成为汽泡。汽流有较高的浓度， 其中高沸点组分 B的浓度低于平衡态的应有浓度，液层有较低的浓度，其中低沸点组分A的浓度高于平衡态的浓度， 使易挥发组分 A由液相向气相传递， 同时难挥发组分B逆向地由汽相向液相传递。这样气流在沿

30、塔上升中与下降的液体在塔板上接触、传质。其易挥发组分含量逐渐增加，塔板内有足够的板数，使上升到塔顶的汽流组成达到分离要求。3、精馏种类：(1) 按操作方式不同为间歇精馏和连续精馏。(2) 按操作的条件不同 (如压力)分为：加压精馏，常压精馏，减压精馏。(3) 按分离的原理分为：一般精馏和特殊精馏。特殊精馏包括：恒沸精馏，萃取精馏，分子精馏，水蒸汽精馏。二、离心分离操作l 、概念：在离心力作用下，分离非均相混合物的单元操作。用于离心分离的设备叫做离心机。 离心机是物体因旋转方向变化而产生的惯性力，由于离心机可产生很大的离心力， 故可以分离出用一般过滤方法不能除去的颗粒，又可分离包含两种密度不同的

31、液体混合物。2、原理：以固体颗粒悬浮液为例，加料管将含固体微粒的悬浮液引到转鼓底部，转鼓旋转时，形成抛物线型液面，但在转动较快的情况下，上液面可视为与转轴平行的垂直液面， 设此液面与转轴的距离为rl ， 转鼓的内半径为r2，(如图)，若悬浮液中某一颗粒受离心力作用沉降到达鼓内壁所需的时间小于它从底部上升到转鼓顶部的时间 (即它在鼓内的停留时间 )， 则此颗粒便从液体中分离出来，否则将随液体溢流而出。设液体在转鼓内自下而上流动的速度是衡定的，颗粒在被液体带动的过程中，又受离心力的作用，以一径向速度向鼓壁，其实际视线如图虚线所示。按最不利条件考虑，设转鼓底部有一颗原位于距离轴心rl 的位置，到停留

32、时间末，所在位置踞轴心小于r2，则此颗粒随液体溢泛而出，若等于r2，则此颗粒便沉降到鼓壁上。聚丙烯生产基础知识培训资料14三、干燥操作，1、 概念：在化学工业中， 常常需要从湿固体物料除去湿份(水或其它液体 )，这种操作简称为去湿。去湿方法有机械法、热能去湿法。热能去湿法即借热能使物料中的湿份汽化，并将产生的蒸汽排除，这种去湿方法通常称为干燥。2、干燥种类：按照热传给湿物料的方式，干燥可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥。3、原理：对气体的干燥一般采用能够吸收湿份的固体吸附剂，将固体吸附剂填充在一个容器内， 使被干燥的气体通过吸附剂床层。 气体中湿份被吸附下来 ，使气体达到干燥的目

33、的。 对固体的干燥， 一般是加热物料，使其中所含的湿份汽化，然后用干燥介质带走，从而使固体物料达到干燥的目的。PP装置中，聚丙烯湿饼的干燥采用的是对流与传导相结合的干燥方式：被离心分离的聚丙烯湿饼由螺旋加料器送入干燥机，干燥机中有蒸汽管道通147的低压蒸汽， 将热能以传导方加热湿饼， 使聚丙烯湿饼中的丙烯汽化，另一方面，被加热到 100的氮气以逆流的方式通过干燥机，将热能以对流的方式传给与其直接接触的湿物料， 使丙烯进一步汽化， 并将汽化的丙烯带出干燥机，从而达到干燥的目的，聚丙烯粉末离开干燥机时，湿含量只有03。四、传热操作冷热物体之间进行能量传递的过程称为传热。根据热力学第二定律，热量总是

34、自动地从温度较高的物体传给温度较低的物体。化工生产中的化学反应过程， 通常要求在一定温度下进行，为此，必须适时地输入或输出能量。此外在精馏、干燥、冷凝等单元操作中，也都需要按一定的速率输入或输出热量，这些都与传热有关。传热的基本方式有三种：1、 热传导: 热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分或传递到与之接触的温度较低的另一物体的过程称为热传导。在热传导过程中， 物体各部位不发生相对位移。2、对流传热：是指流体各部分质点发生相对位移而引起的热量传递过程。因而对流发生在流体中。在化工生产中常遇到的流体过流过固体表面时，热能由流体传到固体表聚丙烯生产基础知识培训资料15面，或者由固体表面传

35、入周围流体，这一过程称为对流传热。3、辐射传热：是一种以电磁波传播能量的现象。化工生产中用到的辐射一般是热辐射，即因热的原因而辐射能的过程。 辐射不仅是能量的转移， 而且伴随有能量形式的转化，此外，辐射能还可以在真空中传播，不需要任何物质作媒介。五、聚合反应：由低分子单体合成高分子聚合物的反应称为聚合反应。聚合反应有很多种类，可以从不同角度进行分类：1、按单体和聚合物在组成和结构上发生的变化分为加聚反应和缩聚反应。(1) 单体加成而聚合起来的反应称作加聚反应，例如乙烯聚合。nCH2 CH2-(-CH2CH2-)n-。加聚产生的分子组成与其单体相同，仅仅是电子结构有所改变。 加聚物分子量是单体分

36、子量的整数倍。(2) 缩聚反应除形成缩聚物外，根据官能团种类不同，还有水、醇、氨或氯化氢等低分子副产物产生。 浓缩物结构要比单体少若干原子，其分子量不在是单体的整数倍。如已二胺和已二酸反应生成尼龙一66 就是典型的例子。nH2N-(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)2COOHH-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-OH+(2-1)H202、按聚合机理或动力学分为联锁聚合和逐步聚合两大类。(1) 烯类：单体的加聚反应大部分属于联锁聚合反应。联锁聚合需要活性中心，活性中心可以是自由基、阳离子、阴离子，因此而有自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合，联锁聚合的特征是整个聚合过程由链引发、链增长

37、、链终止几个步骤的反应组成， 各步反应速率和活化能差别很大。 链引发是活性中心的形成 。单体只能与活性中心反应而使链增长，但彼此之间不能反应， 活性中心破坏就是链终止。(2) 绝大多数缩聚反应和合成聚氨醋的反应属于逐步聚合反应，其特征是在低分子转变成高分子的过程中， 体系由单体和分子量递增的一系中间产物所组成中间产物的任何两个分子都能反应。六、冷冻过程聚丙烯生产基础知识培训资料16在化工生产中，许多工艺过程常要求在低温下进行，如PP生产过程中为达到控制催化剂淤浆温度在10目的，而供应被冷却到近2的冷却盐水。使物料的温度降低到比水或周围环境的温度还要低的操作称为冷冻。冷冻是利用物质汽化吸热、冷凝

38、放热的原理，借助于某一种中间介质(这种介质叫冷冻剂)，在外力作用下实现的。在冷冻操作中，有的是用冷冻剂直接吸取被冷冻物料的热量， 以达到所要求的低温， 这样的操作称为直接制冷。但在冷冻机中通常不是直接制冷， 而是用一种冷冻盐水作为载冷体，使其在被冷冻物料和冷冻剂之间循环，从被冷冻物料中吸取热量，然后再将热量传递给冷冻剂，这种冷冻操作称为间接制冷。PP装置采用的是间接制冷，冷冻盐水从冷冻机中吸取冷量后送给用户，然后循环回冷冻机。第二篇聚丙烯生产介绍第一章聚丙烯基础知识一、丙烯的物理、化学性质1、丙烯的物理性质丙烯的分子式为 C3H6，分子量为 42.078，其结构式为 CH3CH=CH2，在英文

39、中通常使用 Propylene 来表示。在常温常压下， 丙烯是无色可燃的气体，比空气重，难溶于水而能溶于有机溶剂，它具有烃类的特殊气味（大蒜味），在空气中的爆炸极限为2.0-11.1% 。相对密度：温度密度 g/cm3-400.6045-200.575700.5471200.5170400.4822600.4353聚丙烯生产基础知识培训资料172、丙烯的化学性质丙烯分子中含有碳碳双键，它就是丙烯的官能团，一般用两个短横来表示。看起来这个双键好像是由两个相同的单键所组成的，但实际上并非如此，C-C的键能是 83 千卡/ 摩尔，而 C=C的键能是 146 千卡/ 摩尔，碳碳双键并不是由简单的两个相

40、同的单键所构成， 而是其中包含着一个较弱的键。正是由于丙烯双键的特殊性，而使丙烯的化学性质非常活泼， 能发生聚合、 氧化、氨氧化等化学反应 ：二、聚丙烯的物理、化学性质1、聚丙烯的物理性质聚丙烯是结晶性高聚物，具有质轻、无毒、无味等特点，而且机械强度高，密度一般为 0.90-0.91g/cm3 ，熔点 164-170。熔点随共聚单体的含量增加而降低，无规共聚物的熔点一般为135-145。聚丙烯是聚烯烃中耐热最高的一种，但熔体强度大， 冷却凝固速度快，易产生内应力， 同时成型收缩率比较大。 聚丙烯的屈服强度高，有较高的弯曲疲劳寿命。聚丙烯在高温、高剪切力下，会发生显著降解，从而使分子量降低，分子

41、量分布变窄，另外，在聚丙烯中添加少量添加剂，有机润滑脂，硬脂酸盐，可使熔体流动性提高。工业聚丙烯的等规度一般大于90% ，制品的结晶度为 50-60% 。制品中残留应力，或者在长期承受应力下， 某部分区域会产生龟裂现象，这一现象称为应力开裂。有机溶剂和表面活性剂能显著地促进应力开裂，PP 较 PE和 PS有较好的耐应力开裂性。 PP的电性能与高密度PE 非常近似，尤其是功率因数与聚合物中催化剂的残存量密切相关。2、聚丙烯的化学性质PP具有极好的化学稳定性和耐热性，其化学稳定性随着结晶度增加而增大。对溶剂、油脂、碱及大多数化学品都比较稳定。在120下相当长时间内无机溶剂对 PP的影响很小，但也会

42、受到强氧化剂（如98% 的硫酸和发烟硝酸）的侵蚀。PP易燃烧，燃着后离开火源仍会继续燃烧，由于熔体的滴落飞溅，容易使火势蔓延。PP受紫外线照射易老化。与氧接触的情况下，PP在 260左右开始变黄。800.366591.80.2210聚丙烯生产基础知识培训资料18三、聚丙烯产品的主要性能指标和影响因素1、分子量及分子量分布：分子量分布描述了聚合物分子链的长度及质量。如果所有的链都接近同样的长度和质量，就称分布窄， 反之称为分布宽。分子量分布可用分子量分布指数来描述，分子量分布指数越大，表示分子量分布越宽，分子量分布指数越小，表示分子量分布越窄。2、MFR ：熔体流动速率又称熔融指数，是指热塑性树

43、脂在熔体流动速率测定仪上，在一定温度和负荷下，熔体每10min 通过标准口模的重量，以g/10min为单位。3、等规度：聚丙烯是长链高分子聚合物，包含有三种不同立体结构，即等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯。 聚丙烯等规度是等规聚丙烯在整个聚丙烯中的含量，用重量百分比表示。4、灰份：聚丙烯中所含有的高温灼烧（一般规定为85025）后仍然不能挥发而残留下来的杂质在整个样品中的含量称为聚丙烯的灰分含量。一般用质量百分数表示。5、硬度：聚丙烯树脂抵抗其它软硬物体压入的能力，称为聚丙烯树脂的硬度。该测定硬度的方法是把恒定的初负荷施加到放在受试材料上的钢球上，随后施加主负荷， 然后再恢复到同量的初负荷。

44、各加荷时间都在规定的范围内，实际的测量是根据压入总深度减去主负荷后的规定时间弹性恢复和由预负荷引起的压入深度。洛氏硬度由压痕器上的负荷从规定预负荷增加到主负荷然后再恢复到同量预负荷时的压入深度净增量求出。6、冲击强度：聚丙烯树脂的冲击强度是指规定尺寸聚丙烯标准试样在冲击试验机上受到冲击力而使其破坏的最大冲击负荷。冲击强度是用来度量聚丙烯在高速冲击状态下的韧性或对断裂的抵抗能力。7、拉伸屈服强度、拉伸断裂强度和断裂伸长率的概念在规定的试验温度、 湿度与试验速度下， 在拉力试验机上给聚丙烯试样沿纵轴方向施加拉伸负荷，测定试样被破坏时的最大负荷。开始，随着应变的增加，应力也增加。 但是，当应力、应变

45、增加到某一程度时， 应变增加，应力不再增加 。第一次出现应变增加而应力不增加时的应力定义为拉伸屈服强度，这时的应变值定义为屈服拉伸率 （% ） 。拉伸断裂时的应力定义为拉伸断裂强度，这时的应变定聚丙烯生产基础知识培训资料19义为断裂伸长率（ % ） 。8、热变形温度在施加载重负荷使试样受载后最大弯曲正应力为1.81Mpa或 0.45 Mpa条件下，使一定高度的试样逐渐升温， 试样达到规定的弯曲变形值的温度称为聚丙烯试样的热变形温度。 它是表示聚丙烯树脂耐热性能的重要指标。聚丙烯树脂的热变形温度一般为 95-100。9、维卡软化点在施加载重负荷 1kg 或 5kg 条件下，使试样逐渐升温， 压在

46、试样上的针头垂直压入试样的深度达1mm 时的温度称为该聚丙烯试样的维卡软化点温度，也叫维卡软化点。10、透光率和雾度透光率：透过试样的光通量和射到试样上的光通量之比，用百分数表示。雾度：透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比，用百分数表示。11、鱼眼在一定加工工艺条件下， 将树脂制成薄膜试样， 在投影仪上与标准孔径同时放大 8 倍，观察屏幕上形成的图象，查数“鱼眼”数。四、MOPLEN 命名系统（1）牌号中前面的字母表示熔体流动速率（230/ （21.6N）/ （g/10min）D 0.2-0.5 ；Q 0.6-1.0 ；S1.5-2.0 ；T2.5-3.5 ；C 5.0-7.0

47、 ；X7.0-10.0 ；F10.0-14.0 ；V14.0-19.0 ；Z20.0-30.0 ；H 30.0-40.0若前面字母是 EP或 SP ，则表示产品是多相共聚物；若前面的字母是EP1或EP2 ，则表示产品为无规共聚物。EP类多相共聚物，在EP后另加字母进一步解释：M 中抗冲；乙烯质量分数为 6；R 高抗冲；乙烯质量分数为 9；聚丙烯生产基础知识培训资料20U 超高抗冲；乙烯质量分数为 12；（2）造粒产品中间两位数字表示添加剂的配方：30一般用途；38抗氧化剂，优于配方30；34润滑；40热稳定性，优于配方40；35润滑与防结块50热稳定性，优于配方40；37加爽滑剂和防结块剂；6

48、0对热和洗涤剂稳定性好。（3）最后字母产品用途和特征A-抗静电；G-一般用途；B-吹塑；L-耐光性；C-挤压涂层；S-拉伸材料；D-耐洗涤材料；T-特别适用于双向拉伸管膜；E-表观良好的挤压制品；P-挤出管材F-薄膜。第二章聚丙烯添加剂一、概述PP树脂做为一种塑料材料，具有质量轻、耐热性、耐腐蚀性好及易进行各种成型加工等特点， 广泛用于工农业生产及人民生活的各个领域。但也存在着刚性还不够高，均聚物性脆，耐低温性差，熔体强度低等缺陷。为更好的提高PP的各方面性能，适应各种不同的需求，就要对它进行改性。二、各种添加剂添加剂：是指能均匀地分散到聚丙烯中，对其分子结构没有明显的影响，添加很少量就能赋予

49、PP多种多样性能的物质。根据添加剂的作用，在PP树脂中常用的添加剂有：抗氧剂、光稳定剂、抗静电剂、成核剂、爽滑剂、开口剂等。（一）抗氧剂1、抗氧剂的作用机理PP的氧化老化过程按自由基连锁反应机理进行。PP在热氧作用下发生大分子链的断裂， 产生自由基， 这些自由基进一步引起整个大分子链的裂解，支化与聚丙烯生产基础知识培训资料21交联，最后导致 PP老化变质。存在链引发，链传递、链终止三个过程。在氧化过程中，当大分子链断裂而发生降解时， 则分子量降低熔体粘度下降，PP强度下降和粉化。当大分子发生交联反应时，则分子量增大，熔体流动性降低，发生脆化和变硬。在氧化过程中生成的氧化结构，如羰基，过氧化物等

50、，降低了 PP的电性能，并增加了对光引起降解的敏感性，这种氧化结构的进一步反应，使大分子断裂或交联。2、抗氧剂的品种和分类抗氧剂有酚类抗氧剂， 硫酯类抗氧剂和亚磷酯类抗氧剂。按其作用机理可分为主抗氧剂和辅助抗氧剂两大类。（1）主抗氧剂PP适用的主抗氧剂是受阻酚：常用的有：264（BHT ）、1010、3114、1076、330、CA等。其中 264分子量小，易挥发，易迁移，抗氧效果不持久，耐NOx的能力差，会使制品泛黄， 不利于白色制品使用。自20 世纪 80年代末已被其它抗氧剂代替。（2）辅助抗氧剂a、硫酯类抗氧剂名 称分子量熔点/ 特 性四3 ， （3，5-二叔丁基 -4- 羟基苯基） 丙