導致聚丙烯粉料中細粉多的原因及處理方法

火宏龍

摘 要：神華寧夏煤業集團有限公司年生產總量為50萬噸的Novolen聚丙烯裝置，本裝置采用Z-N（齊格勒-納塔）型高效催化劑PTK 4320和LYNX 1010兩個系列，三乙基鋁（TEA）作為助催化劑1（活化劑），輸送催化劑的介質主要有白油和丙烯，白油配催化劑無副作用及副產物生成，但成本高。丙烯作為生產原料有成本低的優點，但在生產中發現用丙烯配催化劑生產的粉料中細粉較多，這樣易堵塞過濾器濾袋，也容易損壞粉料輸送壓縮機，造成嚴重的生產故障和財產損失。因此研究丙烯配催化劑產生細粉多的原因及處理方法有重要的意義。

關鍵詞：聚丙烯粉料；丙烯配催化劑；白油配催化

1 工藝簡介

Novolen氣相工藝 Novolen工藝是BASF公司最初開發成功的，是氣相攪拌床工藝的典型代表。該工藝采用立式攪拌反應器，內裝雙螺帶式攪拌器，該工藝采用臥式攪拌床氣相反應器，通過液體丙烯氣化控制反應溫度。它采用第四代超高活性、非常高立構定向性可控形態的負載型催化劑，可生產均聚物、無規共聚物和在較寬溫度范圍內剛性和沖擊強度平衡性極好的抗沖共聚物。

2 催化劑簡介

本裝置采用Z-N（齊格勒-納塔）型高效催化劑PTK 4320（用于生產各等級的聚合物，特別是高C2無規共聚物（> 4 %）、高C2抗沖共聚物）、LYNX 1000（適用于生產所有均聚物）兩個系列，三乙基鋁（TEA）作為助催化劑1（活化劑）。

3 實驗部分

結合實際生產，聚合一線以反應器和而反應器串聯生產，聚合二線兩個反應器并聯生產。一線采用丙烯配催化劑，二線采用白油配催化劑，日常采樣過程中可以明顯看出D-73311中取出的粉料中的細粉量明顯多于R-73101中的細粉量，而R-73101中的細粉量明顯多于R-74101和R-74201。實驗測得表2-1中數據。

生產過程中發現一線丙烯配催化劑反應器溫度波動較大，給操作和平穩生產帶來較大影響，每次給計量罐填充完催化劑后反應器都會出現較大波動，通常會出現溫度快速上升的趨勢，很長一段時間都無法調節平穩。反應器波動時還會產生大量的塊料和細粉。

5 丙烯和白油配催化劑對粒徑的影響

通過對比丙烯和白油的理化性質發現，丙烯密度小，粘度遠小于白油的粘度，這兩種流體配制成的催化劑并非催化劑溶液而是催化劑懸浮液，白油配制的催化劑通過攪拌后相對比較均勻，不易發生沉降，并且白油粘度高，在催化劑顆粒表面形成一層較牢固的保護膜，在攪拌過程中不易損壞催化劑的立體結構，在生產過程中不會產生較多細粉。白油通常是C15-C20的正構烷烴，在生產過程中不會影響聚丙烯產品的質量。

6 操作條件對粒徑的影響

丙烯聚合反應需要一個特定的操作條件，在生產均聚物時，適宜的操作壓力是3.0MPa，溫度是80℃左右，當反應器催化劑進料量過大或進料濃度偏高引起工藝參數波動時不但會影響產品質量，也會影響聚合生成粉料粒徑的大小，會導致粉料中細粉含量增加。

7 催化劑活性對粒徑的影響

如果將粒徑小于100目的粉料都看做是細粉的話，從表2-1中可以看出R-73201中細粉的含量明顯高于R-73101和R-74101和R-74201。原因是R-73201與R-73101串聯操作，進入R-73201中的催化劑活性低，且丙烯聚合反應是在催化劑立體結構中的反應，反應生成的聚丙烯粉料將催化劑撐破，從而使催化劑的立體結構越來越小，而還有活性，進入R-73201中反應時就會生成大量的細粉。

8 改進措施

①在丙烯配制的催化劑懸浮液中加入一種增稠劑，適當提高懸浮液的粘性，增強催化劑的抗沖擊性，提高懸浮液的均勻性；

②丙烯配制的催化劑懸浮液在填充時適當降低催化劑進料量，反應器溫度和壓力選用手動控制，做好提前防止因催化劑進料濃度偏高而導致的反應器波動，平穩后投串級；

③選用適當活性的催化劑，嚴格控制反應器氫氣和給電子體進料比例。

參考文獻：

[1]張玉柱，張安貴.Novolen工藝丙烯配催化劑與白油配催化劑技術探討.神華科技，2013，2（11）：2-3.