聚丙烯化工工藝效率提升的方法

賈真 黨飛飛 薛德 李曉帆(陜西延長石油延安能源化工有限責任公司，陜西 延安 727500)

0 引言

聚丙烯材料在社會生活中應用越來越廣泛，作為一種合成材料，其具有較強的穩定性化學性質、電絕緣性、易加工等優勢特點，同時還具有較強的性價比，與環保要求相符。隨著聚丙烯材料產量及需求量的不斷提升，加快改進聚丙烯材料生產工藝，對于有效提升了聚丙烯材料的性能，進一步擴大其應用范圍具有積極意義。因此，在聚丙烯化工工藝研究發展過程中，以現有生產工藝為基礎，與聚丙烯材料優缺點結合，并以聚丙烯化工生產工藝效率提高的重要意義為指導，深入探討提高聚丙烯化工工藝效率的有效方法，是探尋更加先進的聚丙烯化工工藝的重要途徑。

1 聚丙烯材料及其優缺點

1.1 均聚聚丙烯(HP)

PP-H 是由單一丙烯單體聚合而成，其分子鏈中不包括乙烯單體，具有較高的等規度。因此，PP-H 具有較高的結晶度，較差的抗沖擊性。PP-H 材料的優點為具有較強的強度；而材料的缺點較多，除了抗沖擊性較差之外，材料的韌性及尺寸穩定性、長期耐熱穩定性都不高，并且容易老化。PP-H 材料普遍應用于編織袋、收納盒、文件夾等日常用品中。

1.2 抗沖共聚物(ICP)

PP-B 材料中的乙烯含量可以達到7%～15%，但材料中兩個及三個乙烯單體相連的概率較高，由于乙烯單體只在嵌段相中存在，因此并不能降低PP-H 的規整度，對PP-H 的易老化、長期耐熱穩定性差等性能缺陷的改善效果不是非常高。PP-B 材料的優點是具有較強的抗沖擊性；缺點是材料光澤度、透明度較低。PP-B 材料一般在運動器材、行李箱、油漆桶等用品中應用。

1.3 無規共聚物(RCP)

PP-R 材料中添加少量的乙烯單體，約在1%～4%，是通過加熱加壓以及催化劑作用下共聚得到的。乙烯單體在丙烯長鏈中的分布呈現無規化、隨機化。目前，在PP 材料中，PP-R 是性能最好的材料，其優點有綜合性能好，強度高、剛性大、耐熱性與穩定性好、撓曲性佳、透明度與光澤度較好。PP-R 材料普遍應用于醫用輸液瓶、一次性針筒，以及透明家庭用品、棺材、收縮膜等產品中。

2 聚丙烯工藝生產技術的發展情況

聚丙烯作為一種合成材料，在生產生活中的應用非常廣泛，其化學性質穩定較強，并且具有電絕緣性、易加工，在社會各行業領域中具有顯著的應用優勢。隨著社會科技的發展，聚丙烯工藝生產技術也實現了快速發展。傳統聚丙烯生產工藝包括淤漿法、液相本體法以及氣相法等，淤漿法生產技術的滯后性，使其逐漸被淘汰。目前來說，聚丙烯生產工藝應用比較廣泛的是液相本體法與氣相法。

聚丙烯生產中，氣相聚合工藝是一種主要生產工藝，大體來說可以將其分為兩種模式，一種模式的聚合反應形成是通過單一多循環反應器實現，另一種模式聚合反應形成是通過流化床工藝實現。前一種模式主要是在多循環反應器的上升段與下降段兩個反應區中，通過空氣動力學，實現聚丙烯的循環聚合。具體的工藝流程主要是通過丙烯聚合動力行為最終形成聚丙烯，所需要的時間通常較長。后一種模式下，丙烯的聚合反應主要是由不同的反應催化劑來實現的，最終生成聚丙烯。這種工藝流程簡單，所花費的時間也比較短，并且對材質的要求不高，操作簡便，具有較好的生產潛力。

液相本體法生產工藝中，丙烯聚合反應在液相丙烯中進行，而非在其他惰性溶劑中。受到溶解度的影響，液相本體聚合生產工藝中通常需要增添一個氣相抗沖共聚物，以確保生產正常進行。現階段，我國聚丙烯生產過程中，采用的大型的生產設備裝置大部分是從國外引進技術，我國自主研發生產的設備裝置多為中型以及小型的聚丙烯生產。因此，我國加強聚丙烯生產工藝研究，提升生產工藝，應當將重點側重于對大型生產設備裝置的研究，進一步提升聚丙烯生產工藝效率，從而實現產能的優化，有效降低聚丙烯化工生產成本。同時，加強對催化劑的深入研究，加強學習與研究國外先進的生產技術，提高催化劑的有效性，從而有效提升丙烯再聚合過程中的效率。

從整體來看，目前我國對于聚丙烯化工生產工藝的研究仍舊處于初級階段，進一步提升聚丙烯化工工藝生產效率，仍舊是相關行業人員未來很長一段時間的工作重點。同時，隨著我國相關研究的不斷深入，目前聚丙烯的本體法-氣相法組合工藝得到了迅速發展，這一技術已經逐步發展為我國聚丙烯化工生產的主流工藝。針對聚丙烯化工工藝效率提升的方法研究，主要在于對聚丙烯的本體法-氣相法組合工藝的研究。

3 聚丙烯化工工藝效率提升的重要性

3.1 降低對丙烯原材料的消耗

聚丙烯化工生產過程中，目前使用的生產工藝需要較大的聚丙烯生產原料消耗量，在很大程度上制約了聚丙烯化工生產工藝效率的提升，同時也造成了資源的浪費。而聚丙烯本體法-氣相法組合的生產工藝，可以有效緩解聚丙烯生產過程中原料大量消耗的問題。因此，在聚丙烯本體法-氣相法組合生產工藝的基礎上，對其進行進一步改進，實現工藝升級，對于節約聚丙烯生產原料，合理控制聚丙烯原料使用發揮最大化效用。同時，通過改進與升級聚丙烯本體法-氣相法組合生產工藝，還可以有效提高聚丙烯生產過程中的選擇性與收率。因此，深入研究提高聚丙烯化工工藝效率的有效方法，則需要對聚丙烯本體法-氣相法組合工藝進行深入的探究與創新發展。

3.2 優化聚丙烯生產條件

聚丙烯生產條件因素是影響其生產成本的重要原因。在其生產過程中，反應溫度、反應鏈式條件對成本具有非常大的消耗，因此對于生產材料造成了一定的浪費，提高了生產成本。針對聚丙烯本體法-氣相法組合生產工藝的改進研究，是根據聚丙烯本體法-氣相法組合生產與加工過程中所需要的溫度與壓力，為其提供更加適宜的問題和適當的壓力。通過對聚丙烯化工工藝的研究，可以得知聚丙烯合成的條件為高溫高壓條件，因此在優化聚丙烯生產條件中，需要重視高溫高壓的合成條件，確保聚丙烯合成的反應鏈式條件進一步完善，從而大幅提高聚丙烯的生產效率。

3.3 創造更高效益

通過對聚丙烯本體法-氣相法組合生產工藝的進一步優化，有效提升聚丙烯生產效率，對于提高聚丙烯生產經濟效益具有重要推動作用。在該項研究過程中，需要通過與實際情況有效結合，明確研究方向、研究目標，降低研究試驗的次數。在實際研究過程中，還需要盡可能避免在沒有進行合理設計的前提下對聚丙烯本體法-氣相法組合工藝進行研究，降低研究的盲目性，從而避免對聚丙烯生產原料的不必要的額損耗以及對人力資源的消耗，找到聚丙烯本體法-氣相法組合工藝生產適應條件，創造更高的效益。

4 提高聚丙烯化工工藝效率的方法

4.1 聚丙烯本體法-氣相法應用分析

分析聚丙烯生產過程中對本體法-氣相法組合工藝的應用，第一步應當明確的是該種組合工藝的實際特點以及工藝組成部分，從而進一步明晰該組合工藝對聚丙烯生產方法。在聚丙烯本體法-氣相法組合生產工藝中，關鍵環節在于丙烯的聚合，在這一過程中，通過丙烯的聚合反應得到聚丙烯。在使用聚丙烯本體法-氣相法組合工藝生產中，調整合適的工藝參數，然后與丙烯相互配合，能夠顯著提升聚丙烯反應程度，提高反應轉換效率，從而增加生產量。在改組合工藝生產過程中，還需要加強對丙烯濃度及反應溫度的關注，注意其對生產工藝的影響，通過優化工藝傳熱性能，改善反應環境的控制，來進一步提升聚丙烯生產效率，增加生產量。

4.2 優化聚丙烯本體法-氣相法工藝參數

深入研究聚丙烯本體法-氣相法組合工藝，優化工藝設計，提高工藝效率，可以對聚丙烯本體法-氣相法組合工藝參數的優化分析入手。現階段，在聚丙烯化工生產中，使用本體法-氣相法組合工藝生產多存在合成聚丙烯反應器的總體傳熱系統偏高的問題。此外，通過總結聚丙烯本體法-氣相法組合工藝，根據聚丙烯生產的聚合反應機理進行優化改進，也就是聚丙烯本體法-氣相法工藝參數需要根據聚合反應機理來確定，同時還需要綜合考慮聚丙烯合成反應實現的過程中丙烯的量的需求，以及最后時限的聚丙烯的收率，從而確保最終得到的工藝參數與聚丙烯本體法-氣相法組合工藝的實際生產需求相適應。這樣一來，聚丙烯本體法-氣相法組合工藝生產能夠有效提升聚丙烯反應速率，進而加快及轉換率，實現工藝效率的提升。總而言之，進一步優化聚丙烯本體法-氣相法工藝參數，需要與聚丙烯合成特點進行充分的綜合考慮，得到最適宜的工藝參數，有效提高工藝生產效率。

4.3 優化聚丙烯本體法-氣相法化工生產單元條件

在聚丙烯生產過程中，采用本體法-氣相法組合工藝，關鍵環節在于聚丙烯的聚合環節。在這一環節中，需要對聚丙烯本體法-氣相法化工生產溫度條件進行嚴格控制，確保聚丙烯合成過程能夠得到有效優化。第一，保持溫度適宜。在丙烯聚合生成聚丙烯過程中，溫度既不能過高也不能過低，需要保持在適宜、穩定的狀態，從而有效控制聚合反應。第二，優化聚丙烯合成系統。盡可能合理的對已有的聚丙烯合成系統進行升級改造，并且充分考慮不同鏈式反應的條件參數，通過細化反應參數來實現設備改造升級，實現降低損耗，提高生產效率的目的。第三，在對聚丙烯本體法-氣相法組合工藝進行總結的過程中，需要做到與實際相結合，充分考慮工藝的優化與改進，確保在完成優化設計后的生產工藝能夠有效提升聚丙烯生產效率，降低成本，創造更高的經濟效益。

5 結語

總而言之，隨著聚丙烯材料市場需求量不斷增加，優化聚丙烯生產工藝，提高其生產效率，是聚丙烯化工生產企業提高經濟效益的重要途徑。因此，在實際生產過程中，聚丙烯化工生產企業需要加大在工藝效率提升、工藝設計優化等方面的投入，對聚丙烯本體法-氣相法組合生產工藝進行優化研究，在工藝總結的基礎上，加強對其應用分析、工藝參數優化以及化工生產單元條件優化，完善聚丙烯本體法-氣相法組合工藝，從而加快聚丙烯化工工藝效率的提升，為企業創造更高的經濟效益。