丙烯中的主要雜質對聚丙烯質量的影響及精制系統操作的優化

顧清云

（神華寧夏煤業集團煤化工公司，寧夏靈武750411）

0 引言

聚丙烯是由丙烯單體聚合而成的熱塑性聚合物，自1957 年工業化以來，由于性能優異、原料來源豐富且價廉易得，已成為通用樹脂中發展最快的品種，成為國民經濟發展和科學技術進步不可缺少的基礎原料和重要物資。 在我國的聚丙烯生產廠家中，采用間歇式液相本體法生產工藝的占有很大比例，因為其具有工藝流程短、操作簡單、生產成本低、裝置投資小、經濟效益好等特點，但由于其生產工藝的間歇性，影響產品質量的因素較多，因此導致了聚丙烯質量先天不足，一方面限制了產品的使用范圍， 另一方面也給用戶造成了一定的加工難度，因此如何有效地控制間歇式本體法聚丙烯質量，實現各項質量指標可調，成為此行業中一項急待解決的問題。

1 丙烯中的主要雜質對聚丙烯質量的影響

1.1 水的影響

丙烯中水主要來自氣體分餾的原料液化氣，由于其受冷后溫度影響比較大， 因此， 丙烯中水含量變化也比較大， 從幾百PPM 到上千PPM 不等。 由于AIET3 遇水會爆炸，TICL4 遇水也會發生劇列反應，因此，微量水對聚合反應的影響非常大。 為了找出水對催化劑活性的影響，我們作了大量實驗，得出以下結論，如表1。

表1 水含量對高效催化劑活性的影響

表2 COS 含量對催化劑活性的影響

在生產過程中，為了保證正常的生產，通常當丙烯中水含量高時，往往采取多加活化劑和催化劑的方法，但這樣勢必造成產品聚丙烯中灰份高，影響其強度，特別是作為纖維料時，影響更大，抽絲時一堵拉絲板，二短絲現象嚴重。

1.2 硫的影響

硫對聚合反應的影響遠比水大， 特別是COS 對聚合反應的更是致命的，如上表2 所示。硫對聚丙烯質量的影響，主要體現在硫含量高時，反應變差，單釜產量下降，產品灰份高，強度差，另外，聚丙烯粉料易出現結塊，產品加工時氣味大。

表3 CO 含量對高效催化劑活性的影響

1.3 氧的影響

丙烯中微量氧主要來自液化氣中，開停工中帶來年的氧也不容忽視。氧不但影響催化劑的活性，更重要的是影響聚丙烯的質量，特別是對等規度的影響比較大。 如果處理不好，就有可能出粘料。

1.4 一氧化炭的影響

對于連續法聚丙烯來說，一氧化碳一般作為終止劑?？梢姡鋵酆戏磻挠绊懹卸啻蟆?從上表3 可以看出， 當CO 含量超過2.5PPM時，就幾乎不反應。 CO 對聚丙烯產品質量的影響，主要是由于造成活性迅速下降，產品灰份大幅度上升，強度下降。CO 主要來自液化氣中。

1.5 二氧化碳的影響

二氧化碳對聚合反應的影響，遠遠小于一氧化碳，但二氧化碳過高時，對催化劑的定向能力，會有一定的影響。 實驗表明：當二氧化碳大于10PPM 時，聚丙烯的等規度就會小于90%，產品就會發粘。

1.6 炔烴的影響

丙烯中的炔烴主要有乙炔和甲基乙炔， 它們與烷機基鋁不反應，但能吸附在鈦催化劑的活性中心上，從而導致催化劑斬時失活，當反應溫度超過70 度，炔烴一旦解吸，催化劑活性恢復。 它們對產品質量的影響，主要是影響MI 的穩定。 因為它們要消耗一定的氫氣，使得MI 偏低，MI 波動。

另外，砷含量對聚合反應的影響，也是不容忽視的。 雖然，主要是加工大慶油，生產的液化氣中含砷，但它對聚合反應的影響卻是致命的。當丙烯中砷含量超過40PPB 時，反應就明顯變弱，達到80PPB 時，幾乎就不反應。

2 精制系統操作的優化

精制系統運行的好壞是提高聚合反應水平的基礎，因此為保證精制系統的運行效果，我公司要定期進行上下塔的切換工作，以便更換固堿塔的固堿，再生分子篩或再生脫氧塔。 這種上下塔整個切換包括助劑的更換、填裝及再生的操作需要整組塔進行撤壓、置換，需有關技術人員帶領一個班組干4-8 天， 特別是當個別的閥門內漏時更不好處理，特別費時、費力，每切換一次精制塔，不但造成經濟損失，而且，還會造成原料波動，進而造成聚丙烯質量波動。 因此一般不能輕易地進行整組塔的切換操作。這種種情況下易造成精制系統的超負荷工作，精制效果難免受到影響，個別時期會造成聚合反應催化劑的波動，三劑的加入量也不免增大。 為了在保證原料質量的前提下，盡量減少精制塔的切換次數，我們采取了如下措施：

2.1 堅持每個班對脫水罐脫水一次，并進行記錄。

2.2 每個白班保證切堿渣一次，在堿渣排凝線上又增加一個閥后，規范了切堿渣的方法如下：在切堿渣時首先打開塔底倒淋下閥，然后緩慢開啟上閥，在切堿渣過程中需用手摸閥門前后溫差變化，以閥門后溫度瞬時變冷為堿渣切完的判斷依據。后來我們在兩個閥之間的短節上又加了一個小的排凝閥，可以用來對上下兩個閥進行檢漏，進一步加強了操作的準確性。

2.3 對精制系統固堿塔的工藝管線進行了改造， 將上下第一個固堿塔之間增加了一條跨線， 可以在不影響任一組其它各塔使用的情況下，只切換固堿塔，以方便地對一個固堿塔進行排氣柜、泄壓和轉換的操作，這樣可及時補充第一個固堿塔消耗的固堿，大大減少后面精制塔的壓力，同時能夠大大減少切塔時的丙烯消耗，給精制塔的切換工作帶來很大方便。

2.4 對固堿塔倒淋線改造，將固堿塔倒淋線與其他各塔倒淋線分開，防止在切堿渣時堿渣串入其他精制塔，污染精制系統。

2.5 對精制系統的各排凝保溫系統以及堿渣罐采取了電伴熱改造，提高保溫效果，減少了蒸汽的使用量，解決了冬天下塔排堿渣凍堵的問題。

3 結束語

總之， 伴隨著人們對間歇式本體法聚丙烯認識的越來越深入，特別是一些新技術的開發與應用，例如連續加氫技術的開發和氫濃度在線分析儀表的應用，間歇式本體法聚丙烯的生產質量控制必將產生一個新的飛躍，另外，最近功能聚丙烯催化劑的開發和應用，也將會有越來越多的聚丙烯專用料被我們開發利用。 有理由相信，在廣大科研人員的共同努力下，間歇式本體法聚丙烯一定會有其應有的生存空間和發展空間。

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