聚丙烯生產(chǎn)工藝--氣相法

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1、聚丙烯生產(chǎn)工藝--氣相法聚丙烯生產(chǎn)工藝--氣相法--------------------------------------------------------------------------------卓創(chuàng)資訊方言編輯于：2008-5-520:22:38氣相法聚丙烯工藝的研究和開發(fā)始于20世紀(jì)60年代，1967年BASF公司在Ludwigshafen建成一套采用立式攪拌床反應(yīng)器的氣相聚丙烯工藝中試裝置。1969年BASF和Shell的合資ROW公司在德國(guó)Wesseling采用立式攪拌床反應(yīng)器建成世界上第一套2.5萬噸/年氣相聚丙烯工業(yè)裝

2、置，命名為Novolen工藝。20世紀(jì)70年代，美國(guó)Amoco公司開發(fā)出采用接近活塞流的臥式攪拌床氣相反應(yīng)器的氣相法PP生產(chǎn)工藝。80年代初期，UCC公司將其成熟的氣相流化床Unipol聚乙烯工藝用于聚丙烯生產(chǎn)中，推出了Unipol氣相聚丙烯工藝。日本的Sumitomo公司也于同期開發(fā)出采用氣相流化床的氣相法工藝。目前，世界上氣相法PP生產(chǎn)工藝主要有BP公司的Innovene工藝、Chisso工藝、聯(lián)碳公司的Unipol工藝、BASF公司的Novolen工藝以及住友化學(xué)公司的Sumitomo工藝等。(1)Innovene工藝。Innovene

3、工藝又名BP-Amoco工藝。工藝的主要特點(diǎn)是采用獨(dú)特的接近活塞流的臥式攪拌床反應(yīng)器。用這種獨(dú)特的反應(yīng)器，因顆粒停留時(shí)間分布范圍很窄，可以生產(chǎn)剛性和抗沖擊性非常好的共聚物產(chǎn)品。這種接近平推流的反應(yīng)器可以避免催化劑短路。當(dāng)有乙烯存在時(shí)，可以生成大顆粒共聚物，而不是在均聚物顆粒內(nèi)生成細(xì)粉，這些細(xì)粉將降低共聚物的低溫沖擊強(qiáng)度，并形成不必要的膠狀體。因此，該工藝很窄的反應(yīng)停留時(shí)間分布可以實(shí)現(xiàn)用多個(gè)全混反應(yīng)釜均聚反應(yīng)器才能生產(chǎn)的高抗沖共聚物的要求。另外，由于這種獨(dú)特的反應(yīng)器設(shè)計(jì)，該工藝的產(chǎn)品過渡時(shí)間很短，理論上產(chǎn)品的過度時(shí)間要比連續(xù)攪拌反應(yīng)器或流化床反

4、應(yīng)器短2/3，因而產(chǎn)品切換容易，過渡產(chǎn)品很少。Innovene工藝采用丙烯閃蒸的方式撤熱。液體丙烯以一種能保持反應(yīng)器床層干燥的方式從各個(gè)進(jìn)料點(diǎn)噴人反應(yīng)器內(nèi)，液體丙烯汽化后，其單體的分壓小于它的露點(diǎn)壓力，并足以撤走反應(yīng)熱。操作中必須嚴(yán)格控制液體丙烯的進(jìn)料速度和其在反應(yīng)器中的汽化，以保證床層干燥程度、流化程度與反應(yīng)溫度范圍之間的平衡。氣鎖系統(tǒng)是該工藝的另一特色。當(dāng)物料從第一反應(yīng)器輸送到第二反應(yīng)器時(shí)，氣鎖系統(tǒng)可避免兩反應(yīng)器互相串流。尤其是生產(chǎn)共聚物時(shí)，兩反應(yīng)器的氣相組成不同，第一反應(yīng)器中含有大量氫氣，同時(shí)第二反應(yīng)器中含有乙烯和少量氫氣，如果第一反應(yīng)

5、器中的氫氣進(jìn)入第二反應(yīng)器或第二反應(yīng)器中的乙烯進(jìn)人第一反應(yīng)器，都將嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此將兩反應(yīng)器隔離是關(guān)鍵。本工藝所用的CD催化劑具有很好的形態(tài)控制，高的活性和選擇性，能控制無規(guī)聚丙烯的生成，產(chǎn)品有很高的等規(guī)指數(shù)，聚合產(chǎn)品粒度分布窄，粉料流動(dòng)性好，灰分含量低，色澤好等。采用該催化劑，可以使工藝流程得到簡(jiǎn)化。只使用一種催化劑就可生產(chǎn)所有牌號(hào)的產(chǎn)品，不需要切換催化劑。CD催化劑的活性在25000-55000kgPP/kgcat范圍內(nèi)，取決于原料純度和反應(yīng)器的數(shù)量。生產(chǎn)的粉料產(chǎn)品的等規(guī)指數(shù)最高可以達(dá)到99%。CD催化劑的另外一個(gè)特點(diǎn)是不需要預(yù)處理或

6、預(yù)聚合，可以直接加入反應(yīng)器，并且該催化劑可以生產(chǎn)所有聚丙烯產(chǎn)品。該工藝均聚產(chǎn)品的MFR可以從0.5g/10min到100g/10min，產(chǎn)品韌性高于其他氣相聚合工藝所得產(chǎn)品；無規(guī)共聚產(chǎn)品的MFR為2-35g/10min，其乙烯含量可以達(dá)到7%-8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；抗沖共聚產(chǎn)品的MFR為1-35g/10min，乙烯含量為5%-17%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）由于活塞流式的反應(yīng)器設(shè)計(jì)，使得催化劑的停留時(shí)間分布較窄，抗沖共聚物的橡膠相分布更加均勻，性能更加優(yōu)異，尤其是抗沖擊性和剛性的平衡性能更好。該工藝也可以采用一臺(tái)反應(yīng)器生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物，但是該工藝也有不足

7、，產(chǎn)品中乙烯含量（或橡膠組分比例）不高，不能獲得高抗沖和超高抗沖牌號(hào)的PP產(chǎn)品。該工藝的另外一個(gè)重要特征是聚合反應(yīng)可以通過停止催化劑注入而快速平穩(wěn)地停止（約15-20分鐘），并可以在幾小時(shí)后重新開車，不會(huì)影響反應(yīng)器內(nèi)部條件及聚合物的質(zhì)量。在遇到停電等事故時(shí)，反應(yīng)器可以在事故停車或慢停車狀態(tài)下，通過釋放反應(yīng)器壓力，在3分鐘內(nèi)停車，并可在重新加壓及注入催化劑后再次開車。由于Innovene工藝流程簡(jiǎn)短，反應(yīng)器設(shè)計(jì)獨(dú)特，聚合壓力比較低，沒有大型的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，電能消耗在各種PP工藝中處于最低之列。由于是氣相聚合系統(tǒng)，不必象液相法那樣用蒸汽加熱反應(yīng)器隨聚

8、合物排出的液體丙烯，因而蒸汽消耗量很少，生產(chǎn)均聚產(chǎn)品的能耗在各種工藝中是最低的。Innovene氣相法工藝與其他氣相法工藝一樣，聚合系統(tǒng)內(nèi)沒有大量的液態(tài)烴，本質(zhì)上比