zadania Gajerski2

i. Produkcja polipropylenu (PP)

Na rysunku przedstawiono fragment instalacji do produkcji polipropylenu (PP). Składa się z reaktora C, seperatora O, wirówki F oraz suszarki S, w którym przebiega reakcja polimeryzacji propylenu przedstawiona równaniem:

(n+ 1)CH3CH=CH2 . H-[-CH(CH3)-CH2-]n-C(CH3)=CH2

Reakcja polimeryzacji propylenu prowadzona jest w heksanie jako rozpuszczalniku w temp. 60°C i pod ciśnieniem propylenu 10 MPa. Stosuje się katalizator Zieglera-Natty: TiC14/MgC12/Et3Al/(CH30)Si(Cp)2 gdzie Cp = cyklopentadien w ilości 10 ppm. Polipropylen wytrąca się z rozpuszczalnika i mieszanina poreakcyjna jest kierowana do separatora gdzie oddziela się nieprzereagowany propylen, następnie do wirówki F gdzie polipropylen oddziela się od heksenu i kieruje do suszarki S gdzie PP jest suszony.

M.cz propylenu 42, wszystkie % masowe Zadanie 1

Zawiesina katalizatora w heksanie wprowadzana jest do reaktora z szybkością SI =240 kg/h zawiera 0,0005% masowych katalizatora. Jednocześnie wprowadzany jest propylen w strumieniu S2. Reakcja przebiega z wydajnością 96% i uzyskuje się PP o średniej masie cząsteczkowej 42 000 g/mol. Cały katalizator zostaje w PP.

Mieszanina poreakcyjna kierowana jest do separatora gdzie oddzielany jest propylen (strumień S3) i do wirówki gdzie oddzielany jest rozpuszczalnik S4.

Strumień PP zawierający 12% heksanu S5 = 110 kg/h kierowany jest do suszarki obrotowej gdzie jest suszony gazami spalinowymi, które przepływają w przeciwprądzie w stosunku do PP. PP opuszcza suszarkę w strumieniu S6 i zawiera 1% heksanu. Suche gazy wprowadzane do suszarki, strumień S7, zawierają 0,5% heksanu. Współczynnik nadmiaru suchych gazów spalinowych w stosunku do strumienia PP wprowadzanego do suszarki a = 3,2.

Obliczyć:

4.    Natężenie przepływu brakujących strumieni S2, S3, S4, S6, S7 w kg/h.

5.    Natężenie przepływu gazów spalinowych wychodzących z suszarki S8 i zawartość heksanu w tym strumieniu w ułamku wagowym.