聚丙烯聚合工艺ppt
Spheripol（聚丙烯）工艺（巴塞尔（Basell）聚烯烃公司）
Spheripol工艺由巴塞尔（Basell）聚烯烃公司开发成功。
该技术自1982年首次工业化以来，是迄今为止最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。
Spheripol工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺，工艺采用高效催化剂，生成的PP粉料粒度其催化剂生产的粉料呈园球形，颗粒大而均匀，分布可以调节，既可宽又可窄。
可以生产全范围、多用途的各种产品。
其均聚和无规共聚产品的特点是净度高，光学性能好，无异味。
Spheripol工艺采用的液相环管反应器具有以下优点：（a）有很高的反应器时-空产率（可达400kgPP/h.m3），反应器的容积较小，投资少；（b）反应器结构简单，材质要求低，可用低温碳{TodayHot}钢，设计制造简单，由于管径小（DN500或DN600），即使压力较高，管壁也较薄；（c）带夹套的反应器直腿部分可作为反应器框架的支柱，这种结构设计降低了投资；（d）由于反应器容积小，停留时间短，产品切换快，过渡料少；（e）聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中，聚合物与丙烯之间有很好的热传递。
采用冷却夹套撤出反应热单位体积的传热面积大，传热系数大，环管反应器的总体传热系数高达1600W/（m2.℃）；（f）环管反应器内的浆液用轴流泵高速循环，流体流速高达7m/s，因此可以使聚合物淤浆搅拌均匀，催化剂体系分布均匀，聚合反应条件容易控制而且可以控制得很精确，产品质量均一，不容易产生热点，不容易粘壁，轴流泵的能耗也较低；（g）反应器内聚合物浆液浓度高（质量分数大于50%），反应器的单程转化率高，均聚的丙烯单程转化率为50%-60%。
以上这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物和无规共聚物。
Spheripol工艺一开始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化剂，催化剂活性达到40kgPP/gcat，产品等规度为90%-99%，可不脱灰、不脱无规物。
目前该技术已经发展到第二代。
与采用单环管反应器的第一代技术相比，第二代技术使用双环管反应器，操作压力和温度都明显提高，可生产双峰聚丙烯。
聚丙烯(PP)
分子式┌...........CH3.┐│..........│.....│┼CH2—CH—┼└...................┘n聚丙烯（PP）系采用齐格勒-纳塔催化剂使丙烯催化聚合而得，它是分子链节排列得很规整的结晶形等规聚合物。
聚合工艺生产方法有：溶剂聚合法（淤浆法）、液相本体聚合法、气体本体聚合法和溶液聚合法4种。
但主要是溶剂法（淤浆法）聚合为主，其等规度在95%以上，分子量约8~15万。
1．性能(1)物理性能聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，密度只有0.90~0.91克/立方厘米，是目前所有塑料中最轻的品牌之一。
它对水特别稳定，在水中24h的吸水率仅为0.01%，分子量约8~15万。
成型性好，但因收缩率大（为1%~2.5%），厚壁制品易凹陷，对一些尺寸精度较高零件，还难于达到要求。
制品表面光泽好，易于着色。
(2)力学性能聚丙烯的结晶性高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其屈服、拉伸、压缩强度和硬度、弹性等都比HDPE高，但在室温及低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以冲力强度较差，分子量增大时，冲击强度也随之增大，但成型加工性能变差。
聚丙烯有突出的抗弯曲疲劳强度，如用PP注塑—体活动铰链，能承受七千万次开闭的折迭弯曲而无损坏痕迹，它的耐摩擦性能也较好，干摩擦系数与尼龙相似，但在油润滑时，其摩擦性能显然不如尼龙，PP只能用来制作PV值较低的以及不受冲击载荷的齿轮和轴承。
在表面效应方面，如在其制品表面压花、雕刻等，则比任何其它热塑性塑料都容易。
聚丙烯制品缺口特别敏感。
因而在设计模具时必须注意避免尖角存在，否则会容易产生应力集中，影响产品的使用寿命。
(3)热性能聚丙烯具有良好的耐热性。
它熔点为164~170℃，制品能在100℃以上的温度进行消毒灭菌。
在不受外力作用时，150℃也不变形，在90℃的抗应力松弛性能良好，它的脆化温度为-35℃，在低于-35℃的温度下会发生脆裂，耐寒性不如聚乙烯，若用石棉纤维和玻璃纤维增强后，有较高的热变形温度、尺寸稳定性、低温冲击性能。
聚丙烯装置工艺及产品简介ppt课件
拉伸〔实践呈线团状〕，使主链的碳原子陈列在主平面 内，那么一切的甲基
〔—CH3〕都陈列在主平面的同一侧。
聚丙烯消费工艺简介
无规聚丙烯：英文缩写为APP。从立体化学来看，APP主链上所连甲基 〔—CH3〕在主平面上下两方呈无规那么陈列。
9.特殊规格，未含盖在前项类的都可归入此类，例如：高熔融强度原料 (HMS、High Melt Strength)可用在发泡材内改善外表气密性提高发泡效 果，也可减少板材成型的坠料景象。
聚丙烯消费工艺简介
聚丙烯的用途： 薄膜制品：PP薄膜占PP用量的10%左右，聚丙烯薄膜制品透 明而有光
泽，对水蒸汽和空气的浸透性小，它分为吹膜薄膜、流延薄膜 〔CPP〕、双
聚丙烯消费工艺简介
6.合金级，不同的塑料原料高比例的混合皆可谓合金级，例如PP添加 LDPE可改善柔软性及冲击强度，在加工上也可减少颈缩及添加平整性，在 成型也可减低坠料景象。PP加EPR加HDPE可维系刚性，减少高EPR含量呵斥 的白化景象，改善冲击强度。
7.复合资料，不同资料混合谓之复合资料，譬如添加玻璃纤维、各类 无机物矿粉、有机物木粉、纸屑或谷物微片，在PP资料内以改善各种物 性。矿粉又包括：滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母、碳黑、碳纤维及溴化 物等。
8.橡胶，TPR(热可塑性橡胶)与TPE(热可塑性弹性体)，有时很难界分， 而各种界定说法都有，大部份的橡胶都可与PP相混合，除EPR系列外，也很 难界定混合是定位在合金或复合资料项内。普通常与PP混合的橡胶有EPR及 EPDM，适宜与PP直接混料的产牌有CATALLOY、LASTOMER、ENGAGE、AFMER 、KRATON及SANTOPLENE等。
气相法聚丙烯工艺操作PPT课件
D-201
E-206
G-201
催化剂泵 氢气
R-201 C-201
粒料去掺和、包装 造粒机系统
M
M
F-412 P-401
沉降器
E-256 新鲜丙烯
乙烯
D-251
气锁器 R-251
G-251
氢气 N2/O2产率控制系统
M-301 P-301
M-304
c-251
P-304
C-303
工艺流程简图
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装置单元组成与工艺流程
首先发现反应速率与丙烯单体摩尔浓度的一次方成正 比，即
ro=kp*[C3=]*M 其中：ro 初始聚合反应速率g/hr-gCat
[C3=] 催化剂表面的丙烯摩尔浓度，mol/l kp 扩散速率常数，l/hr-gCat M 丙烯的摩尔质量,g/mol
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催化剂组分
气相法聚丙烯工艺采用的Amoco CD高效催化剂（HAC） 体系由下述组分组成：
4
该技术具有可在较宽范围内调节产品品种，产品质量易于 控制，安全性好、流程短、投资少、能耗低等优点，能够 生产注塑、纤维及薄膜类等类型产品。
5
催化剂 进料系统
工艺流程示意图
改助
主
性催
催
剂化
化
剂
剂
第一聚合
反应单元
PP粉料反应器粉料 输送单元
PP粉料 第二聚合 反应单元
氢乙丙 气烯烯
氢乙丙 气烯烯
原料精制单元
（3）链增长：丙烯分子在活性中心依次插入，聚合链从 催化剂颗粒表面向外增长；
（4）链终止Βιβλιοθήκη 一个氢分子在中心自行插入，在链的末端 形成一个甲基，使链终止。
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聚合工艺(简化版)
闪蒸与气相回收
丙烯精制
气相共聚
丙烯 乙烯 氢气 三乙基铝 抗静电剂 抗氧化剂 其他添加剂
主催化剂
给电子体
汽蒸与干燥
掺混与包装
粒料风送
挤压造粒
粉料风送
3、装置危险和危害因素分析
3.1火灾、爆炸危害
本装置的精制、催化剂、反应、汽蒸、回收等单元属于甲级火灾 危险区，造粒及树脂处理单元属于丙级火灾危险区。
聚合物中唯一的挥发物是残存的丙烯单体，在93℃下的密 闭容器中能产生可燃气体。
（4） 丙烯
原料丙烯的蒸汽比重大于空气，爆炸下限低，如发生泄漏， 这些气体很容易聚集在低洼处，形成具有爆炸危险的混合物 。
在装置的周围及发生泄漏可能性较大的地方设置可燃气体检 测器，这些检测器均有报警信号直接进入聚烯烃联合控制室 。另外本装置还备有两台便携式可燃气体检测器，在现场它 们可以帮助操作人员很快地寻找到泄漏点，以便及早采取措 施。丙烯引起的火灾，可以采取常规的灭火方法（水，干粉 ）。
B）公用工程
1.循环冷却水给水 2.脱盐水 3.蒸汽 4.氮气 5.仪表风 6.工厂风 7.电源 8.工业水 9.消防水
催化剂制备 （100#）
丙烯精制 （700#）
预聚合和聚合 （200#） 气相共聚 （400#）
低压脱气 （300#）
闪蒸和脱气 （300#）
气蒸和干燥 （500#）
挤压造粒 （800#）
来自裂解装置的丙烯经700高压闪蒸分离出未反应的丙烯和反
应生成的聚合物，未反应的丙烯回收利用，聚合物进入500单元
，经汽蒸除去残存催化剂和微量丙烯，回收的少量丙烯送裂解装
置。经汽蒸的聚合物靠重力进入流化床干燥器，干燥后的聚丙烯
树脂粉末由闭路输送系统送至粉料中间料仓。聚丙烯粉料与一定
PP工艺流程
2.2 工艺说明2.2.1 聚合反应机理由于丙烯分子中存在一个不饱和碳碳双键，因此和所有烯烃一样，化学性质较为活泼，能发生催化加氢、亲电加成、自由基加成、氧化、聚合反应。
其中聚合反应是一种非常重要的化学反应。
丙烯聚合的反应机理相当复杂，一般来说可以划分为四个基本反应步骤：活化反应；形成活化中心；链引发；链增长及链终止。
对于活化中心，普遍接受的是单金属活性中心理论。
该理论认为活性中心是呈八面体配位并存在一个空位的过渡金属原子。
首先单体与过渡金属配位，形成Ti配合物，减弱了Ti-C键，然后单体插入过渡金属和碳原子之间。
随后空位与增长链交换位置，下一个单体又在空位上继续插入。
如此反复进行，丙烯分子上的甲基就依次照一定方向在主链上有规则地排列，即发生阴离子配位定向聚合，形成等规或间规PP，工业上就是以此反应原理来合成聚丙烯树脂的。
聚丙烯均聚物反应式如式2―1聚丙烯聚合物中还有共聚物，如以丙烯为主要单体，以少量乙烯为第二单体或称共聚单体）进行共聚而成的聚合物，这种聚合反应叫共聚反应。
如式2―2聚丙烯的聚合反应为放热反应。
2.2.2 生产方法、技术路线及特点2.2.2.1 生产方法及技术路线装置采用DOW CHEMICAL COMPANY（陶氏化学公司）的UNIPOLTM PP工艺。
该工艺是陶氏化学公司下属联碳公司（UCCP）和壳牌公司于二十世纪八十年代开发的一种气相流化床聚丙烯工艺，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、给电子体。
该工艺的核心设备为立式气相流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器和挤压造粒机组。
流化床反应器是空心式容器，其顶部带有扩大段，底部带有分布器，第一反应器操作压力为3.4MPaG，温度67℃，第二反应器操作压力为2.1MPaG，温度70℃；循环气压缩机为单级、离心式压缩机。
2.2.2.2 工艺特点（1）应用一台反应器能生产均聚和无规共聚产品，串连第二台反应器即可生产抗冲共聚产品。
高分子材料学习培训课件-聚丙烯.ppt
表 PP均聚物和PP共聚物的性能比较
3．填充和增强PP 4．茂金属PP
§2.3 PP的成型加工
2.3.1 加工性能 （1）PP熔体的流动性好，成型加工性能良好 （2）吸湿性小，成型前不需对粒料进行干燥 （3）无需太高的成型压力，易成型出薄壁长流程制 品 （4）熔体具有较明显的非牛顿性，粘度对剪切速率 和温度都较敏感 （5）具有结晶性，收缩率较大，有明显的后收缩 性，工艺参数对制品结晶度影响较大，进而影响制品 性能
（一）反应原理 阴离子型定向配位聚合
（齐—纳催化剂：TiCl3 + Al(C2H5 )3或AlCl(C2H5)2) （二）实施方法
1．浆液法（淤浆法）
（催化剂：石脑油=10：90）
（80~85%）
2．液态本体聚合 3．气相聚合
★ §2.2 结构与性能
2.2.1 PP结构
1．PP化学结构
PP为线型碳氢聚合物、非极性聚合物。 侧甲基的存在使PP主链略显僵硬，分子 的对称性降低。前者使其Tg和Tm升高，后者 使其下降，但由于使用齐格勒-纳塔催化剂可 制得高度规整性的PP，因而二者的净效应使 PP的Tg和Tm升高。
（2）光稳定性 PP光稳定性较差，户外使用需加稳定化
助剂。为提高PP和PE的光稳定性和抗热氧 老化能力，最常用的方法是添加抗氧剂和光
稳定剂。
（3）耐化学药品性 化学稳定性较优，但PP中有叔碳原子，更容易被氧化 性化学药品侵蚀。对发烟硫酸、浓硝酸和次磺酸在室温 下不稳定，对次氯酸盐、过氧化氢、铬酸等浓度较小、 温度较低时才稳定。但芳烃和氯代烃在80℃以上使它溶 解，酯类和醚类对它侵蚀。溶解、溶胀性与PE相似。 （4）燃烧性能 PP极易燃烧，有限氧指数为17.4。 （5）卫生性 属安全的树脂品种，加入助剂影响卫生性。
配位聚合聚丙烯的生产.pptx
●淤浆法●反应釜
●反应条件
淤浆法：早期的生产方法，现在基本不用。使用溶剂，除溶剂繁琐。脱除催化剂，脱除均聚物。
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H2
丙烯
醇
引发剂
引发剂脱除
干燥
挤出,造粒
洗涤
离心分离
闪蒸丙烯
聚合反应
丙烯回收
新鲜稀释剂
稀释剂回收
水、溶剂
回收稀释剂
回收醇
分离无规物
无规PP
废水
包装,商品PP
聚丙烯淤浆法生产方块流程图
PP与乙烯-丙烯弹性体的嵌段共聚物乙烯-丙烯弹性体含量为10%-20%
共聚合工艺:分两段进行
在均聚釜中先制备丙烯均聚物。将均聚物转入共聚釜,通入乙烯,丙烯(乙烯的含量为40%-60%).均聚物引发乙烯,丙烯共聚合得到嵌段共聚物。
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共聚物链结构
共聚物相态结构
乙烯-丙烯弹性体分散在刚性聚丙烯基体中
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中国自行开发的络合Ⅱ型催化剂：40-50kgPP/gTi
产品质量
等规指数：95-98%熔融指数：0.2-16g/min灰分含量：(2-5)×10-4Ti含量： (2-5)×10-5氯含量： <5×10-5
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瑞士巴塞尔公司开发成功Spheripol PP工艺_最新技术2004_行业资讯_.我国建设中的大庆石化30万吨/年装置、兰州石化30万吨/年装置和大连石化20万吨/年装置均采用巴塞尔公司Sph年PP装置也将采Spheripol聚丙烯技术。
Spheripol工艺。 Spheripol工艺由巴塞尔(Basell)聚烯烃公司开发成功。该技术自1982年首次工业化以来,是迄今为止最成功、...Spheripol工艺的另外一个特点是先进的催化剂技术。Basell公司有多种催化剂体系可用于Spheripol工艺生产不同类型的产品.
聚丙烯合成工艺
聚丙烯合成工艺(总7页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March聚丙烯的性能和应用聚丙烯是与我们日常生活密切相关的通用树脂，是丙烯最重要的下游产品，世界丙烯的50%，我国丙烯的65%都是用来制聚丙烯。
聚丙烯是世界上增长最快的通用热塑性树脂，总量仅仅次于聚乙烯和聚氯乙烯。
1998年世界聚丙烯产能为2925万吨，1997年世界聚丙烯的总产量约2390万吨，产值约为210亿美元。
从1991年始世界产量增长约年均9%，在通用树脂中增长速度仅次于LLDPE。
和其它通用树脂一样，亚洲金融危机对聚丙烯需求也有很大影响，即使在调低的预测水平下，与其它树脂相比，聚丙烯仍保持较强劲的增长速度。
新的预测表明，1997年到2002年世界聚丙烯需求年均增长率为7.1%，而同期聚乙烯为5.2%,PVC为5.0%,聚苯乙烯为4.1%。
聚丙烯需求增长快的原因可简单归纳为以下几点，即便宜、轻、良好的加工性和用途广，催化剂和新工艺的开发进一步促进了应用领域的扩大，如汽车和食品包装等新用途的开发进一步促进了需求的增长，过去没有这么多的聚丙烯用于汽车工业，过去聚丙烯也很少用于吹塑和热成型加工。
有人说：“只要有一种产品的材料被塑料替代，那么这种产品就有使用聚丙烯的潜力”。
2.生产工艺简述--气相法和本体法工艺在逐渐替代浆液法工艺根据反应介质和反应器构形，聚合工艺可大致分为三种基本类型：(1)本体工艺，聚合在液体丙烯中进行。
反应器可为液体釜式反应器，如Exxon、三井（现为宏伟聚合物公司）和住友的工艺；也可以是环管反应器，如Montell 、Hoechst(现在是Targor 的一部分)、Phillips和 Solvay 工艺。
(2)浆液法工艺，在该工艺中丙烯溶解在丁烷、戊烷、己烷、庚烷或壬烷等烃类稀释剂中，反应器可以是连续搅拌槽式反应器，如Amoco、Montell、Hoechst(现是Tagor)、三井（现是宏伟聚合物）；间歇搅拌槽反应器（如三井）、环管反应器（如Solvay）和在沸腾丁烷中的反应（该工艺被亨茨曼在Woodbury使用，该装置1987年前属于壳牌公司）。
等规聚丙烯
三 短程纺丝
• 短程纺丝是指有冷却丝仓而无纺丝甬道的熔体
纺丝方法。
• 特点：冷却效果好，纺丝细流的冷却长度较短
（为0.6~1.7m)，没有纺丝甬道，纺丝丝仓、上 油盘以及卷绕机构在一个操作平面上，设备高度 大大降低，降低了空调量和厂房投资。
• 热定型温度一般为120 ~130℃
二 膜裂纺丝
• 特点：工序简单，消耗低，产量高，对原料分子量
无特殊要求。
• 割裂纤维：将挤出或吹塑得到的聚丙烯薄膜引入切割刀
架，将其割成2.6~6mm 宽的扁带，再经单轴拉伸得到 555~1670 dtex的扁丝。
• 撕裂纤维（原纤化纤维）：将挤出或吹塑的到的薄
四 膨体变形丝的纺制（简述） 五 纺粘法（简述） 六 熔喷法（简述）
第三节 聚丙烯纤维的性能和用途
一 性能 机械性能；吸湿性与密度；染色性；
耐光性；耐化学性 二 用途
装饰与产业用；服装用途；医疗卫 生用途；其他
第四节 聚丙烯纤维的改性与新品种
一 可染PP纤维 二 高强PP纤维 三 烯烃共聚物或混合体系PP纤维 四 多孔性PP纤维 五 细特及超细PP纤维 六 阻燃PP纤维 七 其他改性PP纤维
氢或甲烷丙烯的聚合原理聚丙烯的生产工艺气相聚合淤浆法聚丙烯的生产方法液相聚合法引发剂配制淤浆聚合引发剂的洗除干燥聚丙烯的生产工艺1234678910111213141517161819202122水废引发剂醇不挥发物溶剂溶剂溶剂循环引发剂循环丙烯5第二节聚丙烯的成型加工熔融纺丝熔融纺丝的温度控制在220280纺丝用聚丙烯相对分子质量一般为120000左右