年产11万吨聚丙烯合成工艺设计(6)

高刚性、高结晶度和低热封温度的新PP牌号。

目前，世界上采用Spheripol工艺生产的聚丙烯装置有近百套，总生产能力约为1460万吨/年，约占世界聚丙烯总生产能力的36.8 %。其中北美地区的生产能力为403万吨/年，亚洲地区合计为419万吨/年，西欧地区的生产能力为410.5万吨/年，中欧和东欧地区的生产能力为62万吨/年，中东和非洲地区的生产能力为131.5万吨/年；

1.4.2 Hypol工艺

Hypol工艺由日本三井化学公司于20世纪80年代初期开发成功，该工艺采用HY-HS-II催化剂（TK-II），是一种多级聚合工艺，它把本体法丙烯聚合工艺的优点同气相法聚合工艺的优点融为一体，是一种不脱灰、不脱无规物能生产多种牌号聚丙烯产品的组合式工艺技术。该工艺与Spheripol工艺技术基本相同，主要区别在于Hypol工艺中均聚物不能从气相反应器旁路排出，部分从高压脱气罐来的闪蒸气被打回到气相反应器。生产均聚物时，第一气相反应器实际上也起闪蒸作用。气相反应器是基于流化床和搅拌（刮板）容器特殊设计的。反应器在生产抗冲击性共聚物时，无污垢，不需要清洗。在生产均聚物期间，气相反应器又可用作终聚合釜，提高了生产能力，而且气相反应器操作灵活，可生产乙烯含量25%的抗冲击性聚合物。

基于二乙醚提供技术，三井公司已经生产出第5代RK-RH型催化剂，其活性高于第4代催化剂2-3倍。Hypol工艺可生产均聚、无规、抗冲全范围的PP产品，MFR范围为0.30-80kg/10min，所得产品具有很高的立体规整度和刚性，制成的薄膜具有很好的光学性能（透明度和光泽度；定向品种如单丝、条带和纤维有很好的加工性（定向性），能使成品具有很好的性能，熔体流动速率很高，用于告诉注塑的品种可直接聚合得到，而不需要热处理等措施。目前，世界上采用Hypol工艺生产的聚丙烯装置有22套，总生产能力约为251万吨/年，约占世界聚丙烯总生产能力的6.3%。

1.4.3 Novolen工艺

Novolen工艺由BASF公司开发成功。Novolen气相工艺采用带双螺带搅拌立式反应器，该反应器

能够使催化剂在气相聚合的单体中分布均匀，尽可能使每个聚合物颗粒保持一定的钛/铝/给电子体的比例，以此解决气相聚合中气固两相之间不易均匀分布的问题。聚合反应器的撤热方式是靠丙烯气的循环。液态丙烯用泵打入反应器，通过丙烯的汽化吸收一部分聚合反应热，未反应的气态丙烯用水冷凝后使其液化，再用泵打回反应器使用。Novolen工艺可生产范围广泛的各种聚丙烯产品，产品熔体指数范围为0.1-100g/10min，产品的等规指数为90%-99%，拉伸模量最高可以达到2400MPa。但由于该工艺采用搅拌混合形式，物料在聚合釜中的停留时间难以控制均匀，使产品分子量变宽，产品中Ti、Cl离子和灰分增高，催化剂活性较低，用量相对较大，聚合物中残留的挥发性成分严重影响产品质量，因而得到的PP产品可能需要经过脱臭处理。 目前，世界上采用Novolen工艺的生产装置有20多套，总生产能力约为432.0万吨/年，约占世界PP总生产能力的10.9%

1.4.4 Unipol气相工艺

Unipol工艺是联碳公司和壳牌公司在20世纪80年代中期联合开发的一种气相流化床PP工艺，是将应用在聚乙烯生产中的流化床工艺移植到PP生产中的工艺。该工艺采用高效催化 剂体系，主催化剂为高效载体催化剂，助催化剂为三乙基铝和给电子体。具有简单、灵活、经济和安全等特点，只需要用一台沸腾床主反应器就可生产均聚物和无规共聚物产品，可在较大范围内调节操作条件而使产品性能保持均一。该工艺另外一个显著特点是可以配合超冷凝态操作，即所谓的超冷凝态气相流化床工艺（SCM）。由于超冷凝操作能够最有效地移走反应热，能使反应器在体积不增加的情况下提高很大的生产能力，如通过将反应器内液相的比例提高到45%，可使现有的生产能力提高200%，这对于节省投资具有十分重要的意义。另外，该工艺路线较短，对材质没有特殊要求，主反应器及其下游设备都为普通的碳钢（除挤压造粒单元外），管材65%以上采用普通碳钢，再加上其占地面积少，装置生产潜力很大，产品成本低，性能好，因而具有较强的竞争力。该工艺只用较少的设备就能生产出包括均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物在内的全范围产品，而且只用一台沸腾床主反应器就可生产均聚物、无规共聚物；可在较大操作范围内调节操作条件而使产品性能保持均一；由于该工艺的设备数量较少而使维修工作量较小，装置的可靠性提高。由于流化床反应动力学本身的限制，加上操作压力低使系统中物料的储量减小，使得该工艺比其它工艺操作安全，不存在事故失控时设备超压的危险。此工艺没有液体废料排出，排放到大气的烃类也很少，因此对环境的影响非常小，与其它工艺相比，更容易达到环保、健康和安全的各种严格规范。Unipol工艺采用SHAC系列催化剂，该催化剂无需预处理或预聚合，而且使用同一种催化剂可以生产任何种类的PP产品。Unipol聚丙烯工艺采用两台串联反应器系统生产的抗冲共聚产品的MFR分子量分布很宽。商业化均聚物产品的MFR为0.5-45g/10min，可以生产MFR高达100g/10min的产品；对于无规共聚产品，工业化生产的产品牌号中乙烯含量在0.5%-5.5%（质量分数），最高乙烯含量为7%（质量分数），中试装置生产的产品乙烯含量可以达到12%（质量分数）；商业化生产的抗冲击共聚物乙烯含量最高达21%（橡胶相含量为35%），中试装置可生产高达含60%（质量分数）橡胶相的产品。Unipol工艺的抗冲共聚物产品也有很好的抗冲击性和刚性的平衡。目前，世界上有15个国家的36套生产装置采用Unipol工艺进行生产，总生产能力为538.0万吨/年，约占世界聚丙烯总生产能力的13.5%。

1.4.5 Amoco/Chisso工艺

1979年12月，Amoco公司在美国得州建立了第一套气相均聚反应装臵。Chisso公司随后对此工艺进行了改进，增加了抗冲共聚物的生产。Amoco与Chisso公司于1990年联合申报了这项技术的专利，命名为Amoco/Chisso工艺。合作已于1995年终止，Amoco独自拥有此项专利。Amoco采用的高效催化剂不需预聚合，也不需脱灰和脱氯，其催化剂的典型活性为40000kg聚丙烯／kg催化剂。Amoco工艺生产过程简单，装臵投资少，生产控制容易，聚合反应的压力相对较低，安全性较高。它能稳定地生产抗冲共聚物，并能很好地保持产品低温冲击强度与刚性之间的平衡。该工艺的生产过程简述如下：原料单体和催化剂首先加入第一反应器，在71℃，2.25MPa下进行聚合反应，

生成的粉料经过气锁系统进入第二反应器，第二反应器的操作条件基本与第一反应器相同。反应产物经过滤脱气、脱活干燥、造粒筛分、贮存掺混之后包装出厂。其工艺特点为：①独特的聚合反应器设计。Amoco气相工艺的反应器是一种卧式带机械搅拌的压力容器，它具有良好的径向混合和低的轴向分散，反应器上有多个气相和液相进料点，作为催化剂、液体丙烯及气体进料线。②科学合理的反应撤热方式。搅拌床反应器的反应热是靠液体丙烯汽化带走的。③气锁系统。气锁系统用于把物料从第一反应器输送到第二反应器，使两个反应器相对独立，避免反应器相互串流。④还有一个重要特征是停止催化剂进料后，聚合反应能被很容易且平稳地停止，并且反应器中的组分能被保存很长时间，而树脂的性质不会发生变化，直到重新开始生产。⑤原料消耗一般为1.015kg/kg聚丙烯，是一种单耗较低的工艺。⑥Amoco工艺可生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物的全范围产品。该工艺对生产抗冲共聚物具有突 …… 此处隐藏：2425字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……