氣相法聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)研究

王新慧，王雷雷

（山西焦煤集團(tuán)飛虹化工股份有限公司，山西臨汾 041606）

氣相法聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)研究

王新慧，王雷雷

（山西焦煤集團(tuán)飛虹化工股份有限公司，山西臨汾 041606）

氣相法聚丙烯是一種性能優(yōu)良的熱塑性合成樹(shù)脂，生產(chǎn)工藝特點(diǎn)為流程簡(jiǎn)單、安全性高、操作簡(jiǎn)便、生產(chǎn)方式靈活、設(shè)備投資低等，目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。簡(jiǎn)要介紹了氣相法聚丙烯的生產(chǎn)工藝，并對(duì)我國(guó)氣相法聚丙烯的生產(chǎn)工藝發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了具體分析，希望為發(fā)展聚丙烯生產(chǎn)工藝提供一定的參考。

氣相法聚丙烯；生產(chǎn)工藝；技術(shù)

當(dāng)前，在汽車(chē)、電子包裝、建材、醫(yī)療等行業(yè)都廣泛地應(yīng)用聚丙烯。近些年來(lái)，聚丙烯工藝研究在各個(gè)行業(yè)中不斷深入和發(fā)展，聚丙烯的應(yīng)用范圍也更加廣泛。聚丙烯生產(chǎn)工藝，常見(jiàn)的種類(lèi)有氣相法、本體法、溶液法、氣相和本體相結(jié)合等，其中最先進(jìn)的一種生產(chǎn)工藝就是氣相和本體相結(jié)合法。

1 世界氣相法聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)

1.1 Unipol工藝

Unipol工藝是由殼牌公司與UCC公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)，它是在聚丙烯生產(chǎn)中的先進(jìn)工藝植入聚乙烯生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的流化床工藝系統(tǒng)，目前這種工藝列于Dow公司旗下，Unipol工藝最顯著的優(yōu)勢(shì)是單線產(chǎn)能很高。在這種工藝中配備了SHAC作為高效催化劑，而且，Dow公司在2003年的時(shí)候推出了一種新型的催化劑，就是SHAC330，SHAC330不需要提前聚合，它具體的活性是25～50kgPP/gcat，對(duì)全部牌號(hào)的產(chǎn)品生產(chǎn)都能適用。

1.2 SpHerizone工藝

這是一種新開(kāi)發(fā)的聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)，該技術(shù)以SpHerizone工藝為基礎(chǔ)，它摒棄了傳統(tǒng)的環(huán)管反應(yīng)器，取代它的是多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器。上升段和下降段是多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器的兩個(gè)組成部分，并且加上聚合物粒子的多次循環(huán)，是通過(guò)上升段的粒子因?yàn)槭艿窖h(huán)氣體的影響，而快速流化的過(guò)程，然后到達(dá)下降段的旋風(fēng)分離器，從而在其內(nèi)部完成氣體固體的分離。

1.3 Innovene工藝

Innovene工藝最大的特點(diǎn)是具有獨(dú)特的與活塞流較為相似的臥式攪拌床反應(yīng)器，這個(gè)反應(yīng)器停留時(shí)間與反應(yīng)器串聯(lián)相同，因此進(jìn)行牌號(hào)的切換時(shí)，速度很快并且用到的過(guò)渡料比較少。在所有的工藝中，此工藝在操作壓力和能耗方面是最好的，但也存在不足，比如說(shuō)產(chǎn)品中乙烯含量比較少，不能產(chǎn)生抗沖牌號(hào)特別高的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，這也是它唯一的缺點(diǎn)。此工藝中用到的催化劑叫做CD催化劑，這種催化劑在選擇性、形態(tài)控制性和高活性方面都非常好，能良好的控制無(wú)規(guī)聚丙烯的生成，產(chǎn)品規(guī)格指數(shù)很高。另外，這種催化劑也不需要任何預(yù)聚合，它的具體活性是25～55kgPP/gcat，對(duì)全部牌號(hào)所產(chǎn)品的生產(chǎn)都合適。

1.4 Novolen工藝

Novolen工藝是由BASF公司開(kāi)發(fā)，該工藝配置了兩臺(tái)立式反應(yīng)器，它自帶了雙螺帶攪拌的功能，該反應(yīng)器可以讓氣相聚合中的氣固能夠均勻分布，其中的聚合反應(yīng)熱主要依靠完全撤出液態(tài)丙烯汽化。該工藝中的共聚和均聚都屬于氣相聚合，該工藝有個(gè)特別之處，就是聚合反應(yīng)器設(shè)備可以生產(chǎn)均聚物，而且可以將均聚物產(chǎn)量提高30%，可以通過(guò)串聯(lián)反應(yīng)器來(lái)完成生產(chǎn)，該工藝采用的催化劑是PTK-4，該催化劑的載體是氧化硅載體，也不需要預(yù)聚合，其自身的活性高于30kgPP/ gcat，對(duì)所有牌號(hào)產(chǎn)品的生產(chǎn)都合適[1]。該工藝的產(chǎn)品包括均聚物、無(wú)規(guī)共聚物、超抗沖共聚物和抗沖共聚物等。其中的抗沖共聚物，其乙烯量達(dá)到30%。

1.5 Sumitomo工藝

Sumitomo工藝是由公司日本住友化學(xué)開(kāi)發(fā)使用的，該工藝在氣相工藝中采用流化床反應(yīng)器，這種反應(yīng)器包括7個(gè)工段，分別是聚合、造粒、單體循環(huán)、材料分離、粉料儲(chǔ)藏和包裝。該工藝中的催化劑也是他們自主研發(fā)一種名為DX一V的催化劑，這種催化劑，產(chǎn)品結(jié)晶度高，能夠?qū)崿F(xiàn)多種產(chǎn)品的生產(chǎn)。該工藝在生產(chǎn)高透明硬膜類(lèi)和低熱封拉伸PP產(chǎn)品時(shí)，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。另外，該工藝也能生產(chǎn)高熔體流速共聚物，可在加工儀表盤(pán)、內(nèi)置織物和模具等工藝中使用。

在氣相法聚丙烯的生產(chǎn)過(guò)程中，由該工藝生產(chǎn)出來(lái)的抗沖共聚產(chǎn)品剛性平衡性好，抗沖擊性也較好。但是該工藝起步時(shí)間較晚，相比其它工藝缺乏經(jīng)驗(yàn)，而且專利費(fèi)用極高，對(duì)應(yīng)的，均一性良好，并且可以批量生產(chǎn)雙峰PP，所以近些年來(lái)迅速發(fā)展。

2 我國(guó)氣相法聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

在我國(guó)，氣相法聚丙烯的生產(chǎn)起步較晚，在20世紀(jì)90年代開(kāi)始，上海賽科石化、燕山石化和揚(yáng)子石化首先把氣相法工藝引入到裝置中，但是，這些生產(chǎn)裝置工藝單一且產(chǎn)量低。在2008年之后，我國(guó)把引入工藝的重點(diǎn)放到了氣相法的生產(chǎn)工藝裝置上，這種新引入工藝的產(chǎn)能一般高于0.2Mt/a，我國(guó)目前使用的氣相法聚丙烯的產(chǎn)能一般高于5Mt/a。在我國(guó)聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)中，主要有以下特點(diǎn)：引入了世界上最先進(jìn)的工藝，也就是SpHerrizone工藝，它的產(chǎn)能占全球總產(chǎn)能的20%左右。氣相法工藝的發(fā)展趨勢(shì)多元化，除了有SpHerizone、Unipol之外，還有Innovene等在世界上先進(jìn)的工藝技術(shù)。

Unipol工藝迅速發(fā)展，其單線的產(chǎn)能能夠達(dá)到0.2～0.45Mt/ a。[2]國(guó)內(nèi)在氣相法聚丙烯的生產(chǎn)裝置制造技術(shù)上進(jìn)步巨大，已能掌握并熟練運(yùn)用聚丙烯多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器以及它的制造技術(shù)，這個(gè)技術(shù)目前只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家可以掌握。目前，在中國(guó)，聚丙烯生產(chǎn)工藝形成一種格局，即多種生產(chǎn)工藝并存，其中包括間歇式本體法、本體法、氣相法、本體一氣相法等，而且，其中大型生產(chǎn)裝置大多以進(jìn)口為主，中小型氣相法聚丙烯生產(chǎn)裝置大多以國(guó)產(chǎn)為主，現(xiàn)階段，我國(guó)在聚丙烯生產(chǎn)中仍然需要進(jìn)口來(lái)彌補(bǔ)市場(chǎng)缺口，所以，非常有必要發(fā)展并推動(dòng)氣相法聚丙烯的生產(chǎn)工藝。

3 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)在工業(yè)上不斷發(fā)展，也就增加了對(duì)聚丙烯的需求，但是目前我國(guó)聚丙烯產(chǎn)能相比國(guó)外比較滯后，如果不靠進(jìn)口，就滿足不了工業(yè)發(fā)展的需求。另外，我國(guó)國(guó)內(nèi)的聚丙烯生產(chǎn)內(nèi)部還有很多弊端，比如說(shuō)，規(guī)模小，技術(shù)單一、產(chǎn)品檔次低且種類(lèi)少、成本高等。對(duì)上述問(wèn)題，也要有相應(yīng)的解決辦法。每種氣相法聚丙烯工藝技術(shù)都有所不同，都具有各自的特點(diǎn)，所以，在選擇聚丙烯新項(xiàng)目技術(shù)的時(shí)候，要時(shí)刻與專利商保持良好的溝通，針對(duì)需求和具體情況，選擇最合適的工藝技術(shù)。在聚丙烯今后的發(fā)展過(guò)程中，擴(kuò)大規(guī)模成為一種必然的趨勢(shì)，因此，要對(duì)我國(guó)小規(guī)模裝置進(jìn)行升級(jí)改造，提升技術(shù)產(chǎn)能，最低產(chǎn)能要高于0.3Mt/a，從而提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，增加利潤(rùn)。對(duì)引進(jìn)的先進(jìn)工藝也要有選擇性，能夠真正改變我國(guó)的現(xiàn)狀。因此，我們要引進(jìn)先進(jìn)的氣相法聚丙烯工藝技術(shù)，學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，吸取教訓(xùn)，對(duì)我國(guó)聚丙烯工藝技術(shù)不斷發(fā)展和創(chuàng)新，從而對(duì)我國(guó)的國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)起到促進(jìn)、指導(dǎo)作用。

[1] 李振昊，胡才仲，荔栓紅，等.Unipol氣相法聚丙烯工藝技術(shù)進(jìn)展[J].合成樹(shù)脂及塑料，2013，（4）：65–69.

[2] 寧英男，董春明，王偉眾，等.氣相法聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2010，（12）：2220–2227.

圖2 輸出界面

（3）加設(shè)氧含量分析儀；

（4）加設(shè)質(zhì)量流量計(jì)；

（5）爐管改造；

（6）加熱爐投自動(dòng)改造；

（7）爐管支架改造；

（8）鼓風(fēng)機(jī)改造；

（9）前置預(yù)熱式進(jìn)風(fēng)口改造；

（10）爐壁襯里：襯里加厚、更換襯里、噴涂耐高溫反輻射涂料；

圖3 加熱爐效率統(tǒng)計(jì)

（11）看火門(mén)、防爆門(mén)、人孔門(mén)、彎頭箱保溫；

5 結(jié)束語(yǔ)

從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)看，東區(qū)常壓爐、一套焦化爐、一套制氫轉(zhuǎn)化爐、二套制氫轉(zhuǎn)化爐、蠟油加氫反應(yīng)爐、二套加氫反應(yīng)爐改造后熱效率明顯提高。通過(guò)利用Aspen FiredHeater對(duì)影響加熱爐效率的因素作分析，尋找加熱爐效率優(yōu)化空間。為本廠加熱爐熱效率整體提升提供了很好的分析手段，不但為公司降低了燃料成本，更加減少了對(duì)環(huán)保的貢獻(xiàn)。

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Study on Production Technology of Polypropylene by Gas PHase Method

Wang Xin-hui，Wang Lei-lei

gas pHase polypropylene is a kind of high performance thermoplastic synthetic resin，the features of the process for simple process，high safety，convenient operation，flexible production，low investment of equipment，the application has been widely in the industrial production.Mainly introduces the production process of gas pHase polypropylene production process，and the current development of gas pHase polypropylene are analyzed in detail，hoping to provide some reference for the development of polypropylene production process.

Gas pHase polypropylene；production technology；Technology

TQ325.14

A

1003–6490（2016）09–0075–02

2016–09–02

王新慧（1987—），女，山西臨汾人，助理工程師，主要研究方向?yàn)榫郾┎僮鳌?/p>