聚丙烯生產工藝及影響聚合反應雜質分析

保澤民

（青海油田分公司格爾木煉油廠，青海格爾木 816000）

聚丙烯生產工藝及影響聚合反應雜質分析

保澤民

（青海油田分公司格爾木煉油廠，青海格爾木 816000）

采用間歇式的聚丙烯生產工藝技術，利用丙烯聚合反應，得到聚丙烯。對影響聚合反應的雜質因素進行分析，通過控制影響聚合反應的各項因素，達到設計的聚丙烯的產品質量目標。以最少的投入，獲得最大的效益，提高聚丙烯的生產效率。

聚丙烯；生產工藝；影響聚合反應；雜質分析

1 間歇式聚丙烯生產工藝

聚丙烯是化工原料，在化工生產過程中，一般采用丙烯作為原料，經過聚合反應后得到聚丙烯。丙烯聚合生產過程中，采用間歇式液相的生產工藝，得到最佳的聚丙烯收率。該生產工藝技術措施的應用，流程簡單，操作維護方便，成本低，在聚丙烯生產現場得到廣泛的應用。

1.1 原材料凈化處理工藝過程

將丙烯通入固堿塔進行脫水處理，去除其中的水分，避免水分對丙烯聚合過程產生不利的影響。在此過程中，可以使一氧化碳和二氧化碳的含量降低，減輕了這兩種物質的影響。之后進入到三氧化二鋁中，進行下一步的凈化處理。脫出丙烯中的水分，再進行脫硫處理，硫的存在對催化劑體系造成嚴重的傷害，降低催化劑的活性，在丙烯聚合反應過程中，會消耗過多的催化劑，使生產工藝的成本增加。脫硫后進行脫氧處理，再進入分子篩脫水塔，脫出丙烯中含有的雜質成分。

在進行聚合反應之前，對丙烯實施了脫水、脫硫和脫氧的處理，在處理的過程中，相應地減少其中一氧化碳和二氧化碳的含量，使其達到聚合反應的原材料質量標準，再進入到聚合反應生產階段。

1.2 聚丙烯生產工藝

間歇式液相本體法聚丙烯生產工藝，優化原料的精制系統，優化設計固堿脫水塔，提高脫水效果。可以設計兩個固堿脫水塔，達到更好的脫水和脫出一氧化碳和二氧化碳的效果。也可以應用過濾聚結脫水器，脫出粗丙烯中的水分等雜質，使其滿足聚丙烯生產對原材料的質量要求。優化設計脫硫塔，可以節約脫氧塔，在脫硫的同時達到脫氧的效果。

優化設計生產工藝中的升溫和散熱系統，合理控制丙烯投料的質量，設計安裝質量流量計，時刻檢測丙烯原料的質量，避免雜質超標，而影響到聚合反應的順利進行。利用高壓丙烯冷凝器控制溫度，保證聚丙烯聚合反應的條件。

在聚丙烯生產過程中，首先對丙烯材料進行精制處理，去除其中的有害雜質，脫水處理，可以實施吸附脫水技術措施，應用固體堿、氧化鋁或者分子篩作為吸附劑，除去丙烯原料中的水分。丙烯中的輕組分、烴類的除去方法，需要通過生產工藝過程的分離裝置發揮作用，逐漸去除有害的烴類。應用精餾塔去除丙烯中的氣體成分，如一氧化碳、二氧化碳、氧氣等，應用填料塔，去除其中的大部分氣體，防止對聚合反應產生不良的影響。脫硫和脫砷是丙烯原材料處理的關鍵，尤其砷的存在可能導致催化劑體系中毒，永久失去活性，而不具備催化作用，很難達到丙烯聚合反應的催化效果。

經過聚合反應器的合理控制，達到最佳的聚丙烯產能。保證產品的質量，達到設計的要求。丙烯聚合生產聚丙烯的工藝技術雖然簡單可靠，但是，在聚合反應過程中，需要控制各種雜質的含量，在進入聚合反應器之前，必須經過一系列的凈化處理，去除其中的各種有害成分，才能使聚合反應正常進行。優化催化劑體系，對主催化和助催化劑進行室內的試驗，分析各種影響催化效果的因素，才能充分發揮催化作用，促進丙烯聚合反應的發生，得到合格的聚丙烯產品。

2 影響聚合反應的雜質分析

影響丙烯聚合反應的雜質比較多，不同程度地影響著聚丙烯的生產。主要雜質有CO、CO2、硫、水、氧氣、砷、炔烴等，雜質的存在對催化劑體系的影響非常大，降低聚合反應速率，對產品質量的影響也很嚴重。因此，在丙烯聚合生產聚丙烯生產過程中，合理控制雜質的含量，達到最佳的生產效率。通過脫硫工藝和活化方法，去除丙烯聚合反應中的雜質，盡可能提高聚丙烯產品的質量。

丙烯聚合反應的雜質對催化劑體系的影響最為嚴重，丙烯中含有的水分和催化劑發生化學反應，對主催化劑和活化劑均產生不利的影響。水對Al/Ti體系的影響最厲害，使催化劑體系失效，影響到聚合反應的正常進行。

氧和含氧化合物對催化劑體系的影響也比較大，催化劑中的成分和氧發生反應后，生成為不具有活性，失去了催化作用。一氧化碳能夠瞬間進入到催化系統中，破壞聚合鏈，降低丙烯聚合反應速率，影響聚合發生的正常進行。二氧化碳也可以使聚合鏈終止，對丙烯聚合反應造成嚴重的阻止作用，破壞丙烯聚合反應的進行。

丙烯中的不飽和烴類會參與聚合反應，可以使催化劑失去活性，如果催化劑體系不能達到最佳的催化效果，丙烯聚合反應的難度就會增大，生產工藝過程很難控制，使聚丙烯產品的生產效率下降。

硫的存在阻礙聚合反應的順利進行，因此在對丙烯原料進行處理過程中，關鍵的處理技術就是脫硫塔的應用，脫出丙烯中的硫，減少對聚合反應產生的不利影響。無論有機硫還是無機硫，對于丙烯聚合反應而言，都是不利因素，加以控制，才能達到聚丙烯生產的目標。

在丙烯聚合反應過程中，為了得到合格的聚丙烯產品，在進入加工生產之前，對原料丙烯進行化驗分析，明確其中各種物質的含量，必須達到聚合生產的基本要求，才能進入到生產環節，通過催化劑體系的加入，形成催化生產工藝過程，加速丙烯的聚合，使其成為聚丙烯，滿足最佳的聚丙烯的質量要求。生產工藝中的每個環節，都對產物進行化學成分分析，經過化驗，明晰組分的化學組成，如果存在影響聚合反應的物質，返回到處理工藝流程。直到合格為止，繼續進行聚合反應。

3 結束語

通過對聚丙烯生產工藝及影響聚合反應雜質的分析，有效地控制聚丙烯生產過程，通過凈化的方式，減少雜質的影響，提高催化劑系統的活性，使聚丙烯產品的質量達標，滿足用戶的需求，達到聚丙烯生產企業的經濟效益指標。

[1] 路桂杰.間歇式聚丙烯裝置生產工藝的優化研究[J].石化技術，2015，22（5）.

Polypropylene Production Process and Analysis of Impurities in Polymerization

Bao Ze-min

The use of intermittent polypropylene production process technology measures，the use of propylene polymerization，polypropylene.The factors inf l uencing the polymerization reaction were analyzed，and the factors inf l uencing the polymerization reaction were controlled to meet the product quality objectives of the designed polypropylene.With minimal investment，get the most benef i t，improve the eff i ciency of polypropylene production.

polypropylene；production process；inf l uence polymerization reaction；impurity analysis

TQ327.14

：B

：1003–6490（2017）04–0155–02

2017–04–05

南陽師范學院校級專項項目。項目編號：ZX2016018。

孫瀟瀟（1997—），女，河南安陽人，本科在讀，主要研究方向為制藥工程。

熊燕（1977—），女，湖北利川人，講師，主要研究方向為環境催化。

收稿日期：2017–04–08

作者簡介： 保澤民（1989—），男，青海樂都人，助理工程師，主要從事氣分、MTBE、聚丙烯工藝操作工作。