五大聚丙烯生产工艺

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不同聚丙烯生产工艺及产品性能对比

不同聚丙烯生产工艺及产品性能对比
橡塑资源利用
不同聚丙烯生产工艺及产品性能对比
蒋文军 周小群 卢瑞真 柯君豪 李国飞
(中国石油化工股份有限公司茂名分公司,广东 茂名 525000)
摘要:本文比较了 Spheripol 工艺和 Innovene 工艺的聚丙烯工艺技术特点,对比了两种工艺的产品性能。结果表明 两种工艺有各自的特点,Innovene 工艺生产的 S1003 比 Spheripol 工艺生产的 PPH-T03 拉伸性能要好。Innovene 工艺生 产的抗冲共聚产品的分子量分布窄,橡胶相分散均匀,冲击强度好,但是刚性稍低。
(3)第二反应器加共聚单体(乙烯)生产抗冲 物时,第一和第二反应器内气体组分不同,第一
共聚物。
反应器内有大量氢气,第二反应器内富含乙烯和
(4)产品经过脱气、失活后送入造粒工段。
少量氢气,所以气锁系统可以隔离两个反应器。
该工艺的特点是:
(5)聚合物以密相堆积在反应器内,可以缩小
(1)丙烯在接近活塞流(平推流)的卧式反应 反应器体积,进而降低造价,节省能耗。
(3)采用丙烯闪蒸方式为反应器撤热。干燥液
液态单体控制聚合温度。本工艺分下列四步:
体丙烯从各个进料点喷入反应器内,汽化过程撤
(1)钛系主催化剂和烷基铝、硅烷助催化剂分 走反应热。
开进入聚合反应器。
(4)设置在第一和第二反应器之间的气锁系统
(2)在加氢条件下丙烯单体连续聚合。
可以避免两个反应器物料互窜。特别是生产共聚
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不同聚丙烯生产工艺及产品性能对比
Spheripol 工艺流程
1.2 Innovene 工艺
可以避免催化剂短路。
Innovene 气相法(Amoco)是经过两个串联
(2)当有乙烯存在时,可以产生大颗粒共聚物,

二、聚丙烯装置工艺及产品简介

二、聚丙烯装置工艺及产品简介

聚丙烯生产工艺简介
二、聚丙烯产品分类及用途简介
聚丙烯采用齐格勒-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。聚丙烯的英文名称为Polypropylene,简 称PP,俗称百折胶。 按聚丙烯分子中甲基(—CH3)的空间位置不同分为: 等规聚丙烯(全同立构聚丙烯):英文缩写为IPP。 从立体化学来看, IPP分子中每个含甲基(—CH3)的碳原子都有相同的构型,即如果把主链 拉伸(实际呈线团状),使主链的碳原子排列在主平面内,则所有的甲基 (—CH3)都排列在主平面的同一侧。 为高度结晶的热塑性树脂,结晶度高达95%以上,分子量在8~15万之 间。 我国各石化企业生产的均聚聚丙烯都属于等规聚丙烯,基本性能如前 所述,典型产品如北京燕山石化的PP2401,扬子石化的F401,齐鲁石化的 T30S等。
聚丙烯生产工艺简介
2、溶剂法(浆液法):在反应器中加入一种惰性液态烃溶剂(一般为己烷、 庚烷),在较低的温度、压力下进行聚合反应。采用TiCl3和AlEt2Cl助 催化剂。80年代以前的聚丙烯工厂大多采用这种工艺。这种方法工艺历 史悠久,工艺比较成熟,可靠性好,操作条件温和,产品质量易控制, 但操作成本高,现在仍有一批装置在运转。 3、本体法:液态丙稀为聚合介质,液相本体聚合反应速率远高于溶剂聚合 反应速率。本体法由于没有溶剂回收工序,流程短,易于操作。 代表性的工艺:海蒙特公司开发出采用环管反应器具有划时代意义的本 体法工艺 —— Spheripol工艺和三井油化公司开发的釜式反应器的本 体法工艺 —— Hypol工艺。 4、气相法:丙稀在气相聚合,采用搅拌床或流化床反应器,用部分丙稀液 态气化和冷却循环撤出反应热。 代表性的工艺:BP公司的Innovene技术。该技术采用接近活塞流式的 卧式反应器,并带有一个特殊设计的水平搅拌器,是当今最先进的聚丙 烯技术之一。 5、本体和气相组合法

世界主要聚丙烯生产工艺

世界主要聚丙烯生产工艺

世界主要聚丙烯生产工艺
聚丙烯是一种热塑性的合成树脂,广泛应用于塑料制品、纤维和薄膜等领域。

世界上主要的聚丙烯生产工艺包括以下几种:
1. 偏聚工艺(Isotactic Polymerization):通过催化剂催化聚合
丙烯单体,使其形成偏聚结构的聚丙烯。

该工艺广泛应用于商业聚丙烯的生产,具有成本低廉、生产效率高等优点。

2. 股聚工艺(Syndiotactic Polymerization):通过特殊催化剂
催化聚合丙烯单体,使其形成股聚结构的聚丙烯。

这种聚丙烯具有较高的结晶度和熔融温度,适用于一些特殊领域的应用。

3. 合金工艺(Alloying):将聚丙烯和其他材料进行混合,形
成聚丙烯合金。

这种工艺可以改善聚丙烯的性能,使其具有更多的应用领域。

4. 吹膜工艺(Blow Molding):将熔融的聚丙烯注入吹膜机中,通过气流的作用将其吹膨成薄膜。

吹膜工艺可以生产出各种厚度和用途的聚丙烯薄膜。

5. 压力挤出工艺(Compression Molding):将熔融的聚丙烯注入模具中进行压力挤出,使其形成所需的形状。

压力挤出工艺常用于生产聚丙烯制品,如瓶子、管道等。

6. 注塑工艺(Injection Molding):将熔融的聚丙烯注入注塑
机中,通过模具的作用使其凝固成所需的形状。

注塑工艺广泛应用于聚丙烯制品的生产,如塑料零件、容器等。

以上是世界主要的聚丙烯生产工艺,不同工艺在应用领域、成本效益等方面具有差异,选择适合的生产工艺能够提高生产效率和产品质量。

聚丙烯生产工艺

聚丙烯生产工艺

聚丙烯生产工艺聚丙烯:英文名称:Polypropylene分子式:C3H6nCAS简称:PP,由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法、气相法、本体法-气相法组合工艺五大类。

一、溶液法工艺溶液法生产工艺是早期用于生产结晶聚丙烯的工艺路线,由Eastman公司所独有。

该工艺采用一种特殊改进的催化剂体系:锂化合物(如氢化锂铝)来适应高的溶液聚合温度。

催化剂组分、单体和溶剂连续加入聚合反应器,未反应的单体通过对溶剂减压而分离循环。

额外补充溶剂来降低溶液的粘度,并过滤除去残留催化剂。

溶剂通过多个蒸发器而浓缩,再通过一台能够除去挥发物的挤压机而形成固体聚合物。

固体聚合物用庚烷或类似的烃萃取进一步提纯,同时也除去了无定形聚丙烯,取消了使用乙醇和多步蒸馏的过程,主要用于生产一些与浆液法产品相比模量更低、韧性更高的特殊牌号产品。

溶液法工艺流程复杂,且成本较高,聚合温度高,加上由于采用特殊的高温催化剂使产品应用范围有限,目前已经不再用于生产结晶聚丙烯。

二、淤浆法工艺淤浆法又称浆液法或溶剂法工艺,是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。

从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期,淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。

典型工艺主要包括意大利的Montedison工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco 工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。

这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂,采用立式搅拌釜反应器,需要脱灰和脱无规物,因采用的溶剂不同,工艺流程和操作条件有所不同。

近年来,传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少,保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域,如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。

近年来,人们对该方法进行了改进,改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂,可删除催化剂脱灰步骤,能减少无规聚合物的产生,可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。

世界常用聚丙烯生产技术工艺介绍

世界常用聚丙烯生产技术工艺介绍

世界常用聚丙烯生产技术工艺介绍发布于2007年10月10日| [3 24次阅读近年来,世界上气相法和本体法工艺的聚丙烯生产装置的比例逐年增加,世界各地在建和新建的聚丙烯装置将基本上采用气相法工艺和本体法工艺。

尤其是气相法工艺的快速增加正挑战居第一位的Spheripol工艺。

根据NTJ公司称,1997年以来,世界范围许可聚丙烯新增能力的55%都是采用Novolen气相工艺,今后气相法工艺还将有逐步增加的趋势。

除以上主要的聚丙烯生产工艺外,原Mon tell公司于20世纪90年代又成功开发了反应器聚丙烯合金Catalloy和Hivalloy技术。

这两项技术的开发成功为聚丙烯树脂高性能化、功能化以及进入高附加值应用领域创造了条件,现均已工业化。

目前,聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法和气相法和本体法-气相法组合工艺5大类。

具体工艺主要有BP公司的气相Innovene工艺、Chisso公司的气相法工艺、Dow公司的Unipol工艺、Novolene气相工艺、Sumitomo气相工艺、Basell公司的本体法工艺、三井公司开发的Hypol工艺以及Borealis 公司的Borstar工艺等。

1淤浆法工艺淤浆法工艺(Slurry Process)又称浆液法或溶剂法工艺,是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。

从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期,淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。

典型工艺主要包括意大利的Montedison工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。

这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂,采用立式搅拌釜反应器,需要脱灰和脱无规物,因采用的溶剂不同,工艺流程和操作条件有所不同。

近年来,传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少,保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域,如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。

不同工艺技术在聚丙烯的生产及应用

不同工艺技术在聚丙烯的生产及应用

不同工艺技术在聚丙烯的生产及应用引言:综述了近年来国内外聚丙烯生产的工艺技术,包括Spheripol二代工艺、Spherizone工艺和Borstar生产工艺等。

介绍了聚丙烯产品的应用领域,并针对国内聚丙烯技术方面存在的差距提出了发展建议。

聚丙烯(简称PP)作为五大通用塑料之一,是一种无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物,是目前所有塑料中最轻的品种之一。

它具有较高的耐冲击性,机械性质强韧,抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀,在工业界有广泛的应用,是一种常见的高分子材料。

由于其优良的性能、工艺简单而且价廉,它的应用领域十分广泛,因而近年来发展势头一直呈上升趋势。

本文特将其生产工艺和应用做一综述。

一、聚丙烯的生产工艺目前聚丙烯的生产工艺主要有淤浆法、液相本体法和气相法工艺。

自上世纪90年代以来,随着聚丙烯工艺技术的不断发展,淤浆法已被淘汰。

全球PP生产工艺中,Basell 公司的Spherizone环管气相工艺占主导地位,产量约占全球PP总量的50%;其次是Dow Chemical公司的Unipol气相工艺、BP公司的Innovene气相工艺、NTH公司的Novolen 气相工艺、三井石化公司的Hypol釜式本体工艺、Borealis 公司的Borstar环管/气相工艺等。

液相和气相工艺正在世界范围内得到普及。

1.1 Spheripol二代工艺Basell公司的Spheripol二代工艺采用第四代催化剂体系,通过应用双环管结构的聚合反应器,可生产一些新牌号的产品。

预聚合和聚合反应器的设计压力等级提高,使新牌号的性能更好,老牌号的产品性能得以改进,也更利于对形态、等规度和分子量的控制。

Spheripol二代工艺特点为:(1)使用第四代催化剂系统,可生产双峰聚丙烯和高刚性、高结晶性、高净度的产品。

(2)预聚合和聚合反应的压力等级提高,可以使环管反应器中的氢气含量增高,扩大了MFR的范围,增加了产品的强度,改善产品的性能。

聚丙烯的生产工艺工艺

聚丙烯的生产工艺工艺
聚丙烯(PP)是一种广泛用于塑料制品制造的热塑性聚合物。

它可以通过采用以下生产工艺来生产:
1. 聚合反应:将丙烯单体(丙烯烯)经过聚合反应进行化学反应,形成高分子聚丙烯。

这个过程通常在高压或者高温下进行。

2. 精炼和去除杂质:聚合后的聚丙烯通常包含一些杂质,需要经过精炼过程去除,以确保最终产品的质量。

3. 挤出和成型:精炼后的聚丙烯通过挤出机或注塑机进行成型和冷却,最终形成成型品,如塑料片、管材、成品制品等。

4. 后处理:生产完毕的聚丙烯制品可能需要经过后处理,如切割、焊接、表面处理等工艺,以满足不同的使用需求。

通过以上工艺流程,可实现聚丙烯的生产。

这个过程需要严格控制温度、压力和化学反应条件,以确保最终产品的质量和性能。

国内大石化聚丙烯装置介绍-(1)

国内大石化聚丙烯生产方法介绍聚丙烯生产方法介绍目前,聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法和气相法和本体法-气相法组合工艺5大类。

(1)三井油化的Hypol工艺。

Hypol工艺采用釜式液相本体-气相组合的工艺技术,使用TK-Ⅱ高效载体催化剂,催化剂活性>2万gPP/gcat,可不脱灰、不脱无规物。

PP的等规度≥98%,粒度分布窄,可生产宽范围的PP。

Hypol 聚丙烯工艺于1984年在千叶工厂的两条4万吨/年的生产线上首次投产。

世界采用此工艺的生产装置及在建装置23套,总生产能力为200万吨/年。

该工艺生产的聚丙烯产品品种多、牌号全、白度高、光学性能好、挥发性和灰分含量低、产品质量优异,不需进一步处理就能达到全部质量要求。

(2)Basell公司的Spheripol工艺。

Spheripol工艺采用环管液相本体-气相组合工艺技术,使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等10种高效载体催化剂,催化剂活性达4万gpp/gcat,产品等规度为90%-99%,可不脱灰、不脱无规物。

该工艺采用新的催化剂和新添加剂加入技术,开发出无造粒的Spheripol 工艺技术。

Spheripol工艺能生产很宽范围的PP产品,包括均聚物、无规共聚物、三元共聚物、多相抗冲击共聚物和乙烯含量大于25%的有高抗冲击性的共聚物。

Spheripol工艺的催化剂粒径大而圆且均匀,所以生成的聚合物颗粒大,呈粒形,粒度分布窄。

另外环管反应器内的物料流速高,生成的粉料表观密度大且表面光滑,不易被气流吹走,为密相流化床反应器的应用创造了条件。

全世界采用此技术的生产装置43套,总生产能力600万吨/年以上,包括在建装置总生产能力>1 000万吨/年。

我国齐鲁石化、上海石化、无顺乙烯、茂名石化、天津联化、中原、独山山、大连、华北油田、大庆炼化等单位都采用该工艺进行生产。

(3)联碳公司的Unipol工艺。

Unipol气相流化床工艺,使用Shell公司的SHAC高效催化剂,催化剂活性达2-2.5万gpp/gcat。

聚丙烯的生产工艺

聚丙烯的生产工艺聚丙烯是一种重要的塑料材料,广泛应用于各个领域。

其生产工艺主要包括原料准备、聚合反应、熔体加工和成型等环节。

首先,原料准备是聚丙烯生产工艺的第一步。

聚丙烯的原料主要由丙烯单体和催化剂组成。

丙烯是一种石油炼制产物,需要经过脱烷基和脱碳等处理工艺得到高纯度的丙烯。

催化剂通常采用锌、硅等金属配合物,用于催化聚合反应。

接下来是聚合反应。

聚丙烯的聚合反应一般通过喷射式或搅拌式反应器进行。

首先,将丙烯单体和催化剂加入反应器中,控制反应温度和压力。

在催化剂的作用下,丙烯发生聚合反应,生成聚丙烯分子链。

聚合反应可以通过连续供料或间歇供料的方式进行。

熔体加工是聚丙烯生产工艺的关键环节之一。

聚合得到的聚丙烯物料通常呈颗粒状,需要进行熔融处理。

首先,将聚丙烯颗粒加入熔体加工机中,通过加热和搅拌使其熔化。

在熔化过程中,可添加填充剂、增强剂等辅助材料,以提高聚丙烯的物理性能。

熔体加工过程中还需要控制温度、压力和速度等参数,以保证熔体的均匀性和稳定性。

最后是成型环节。

聚丙烯熔体经过熔体加工后,可以通过注塑、挤出、吹塑等方法进行成型。

注塑是将熔化的聚丙烯注入模具中,冷却后可得到成型的产品。

挤出是将熔化的聚丙烯通过挤出机挤出成型。

吹塑则是将熔化的聚丙烯吹成空气膜,然后经过冷却收缩成型。

成型过程中需要考虑产品的尺寸、形状和质量等因素,并进行质量检测和包装。

总的来说,聚丙烯的生产工艺包括原料准备、聚合反应、熔体加工和成型环节。

通过控制工艺参数和添加辅助材料,可以获得具有不同物理性能的聚丙烯产品,满足各种应用需求。

同时,对于环保和资源利用的要求,也需要不断改进工艺,提高产品质量和能源利用效率。

聚丙烯工艺流程

聚丙烯工艺流程聚丙烯是一种常见的塑料材料,广泛应用于日常生活和工业生产中。

其生产过程经过多道工艺流程,包括原料准备、聚合反应、挤出成型等环节。

下面将详细介绍聚丙烯的工艺流程。

首先,原料准备是聚丙烯生产的第一步。

原料主要包括丙烯单体、催化剂、稳定剂等。

丙烯单体是聚丙烯的主要成分,催化剂用于促进聚合反应,稳定剂则用于防止聚合过程中的不良反应发生。

在原料准备阶段,需要对原料进行严格的质量控制,确保原料的纯度和稳定性,以保证后续的生产过程顺利进行。

其次,聚合反应是聚丙烯生产的核心环节。

聚合反应是指丙烯单体在催化剂的作用下发生聚合反应,形成聚丙烯聚合物。

聚合反应通常在高温高压的条件下进行,需要严格控制反应温度、压力和反应时间,以确保聚合物的质量和产率。

此外,还需要对反应过程中产生的热量和压力进行有效的排放和控制,以确保生产安全。

接着,挤出成型是将聚合后的聚丙烯料粒通过挤出机进行加热熔融,然后通过模具冷却成型的过程。

在挤出成型过程中,需要对挤出机的温度、压力、速度等参数进行精确控制,以确保成型制品的尺寸稳定和表面质量良好。

同时,还需要对冷却系统进行调整,以确保制品的冷却速度和温度均匀,避免产生内应力和变形。

最后,成品包装是聚丙烯生产的最后一道工艺环节。

成品包装通常采用塑料袋、编织袋等包装材料,通过自动包装机或手工包装完成。

在包装过程中,需要对包装材料的质量和尺寸进行检查,确保包装的牢固和美观。

同时,还需要对成品进行质量检验,排除次品,确保产品符合质量标准。

总之,聚丙烯的生产过程经过多道工艺流程,每个环节都需要严格控制和管理,以确保产品质量和生产效率。

只有在每个环节都做到精益求精,才能生产出优质的聚丙烯制品,满足市场和客户的需求。

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5大聚丙烯生产工艺(二)本体法-气相法组合工艺主要包括巴塞尔公司的Spheripol工艺、日本三井化学公司的Hypol工艺、北欧化工公司的Borstar工艺等。

(1)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、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。

催化剂体系采用第四代或第五代Z-N高效催化剂,增加了氢气分离和回收单元,改进了聚合物的高压和低压脱气设备,汽蒸、干燥和丙烯事故排放单元也有所改进,增加了操作灵活性,提高了效率,原料单体和各项公用工程消耗也显著下降。

所得产品颗粒度更加均匀,产品的熔体流动指数范围更宽(从0.3-1600.0g/10min),可生产高刚性、高结晶度和低热封温度的新PP牌号。

Spheripol工艺的抗冲共聚反应采用气相法生产,反应器是一个或两个串联的密相流化床反应器{HotTag}。

反应器采用气相法密相流化床。

采用一个气相反应器系统可以生产乙烯含量在8%-12%(质量分数)的抗冲共聚物,如果需要生产橡胶相含量更高且可能具有一个以上分散相的特殊抗冲共聚物(如低应力发白产品),则需要设计两个气相反应能够器系统,保持两个气相反应器系统中的气相组成和操作条件独立,可以获得两种不同的共聚物添加到均聚物中。

采用汽蒸和干燥两步法处理聚合物,可以很容易将汽蒸尾气中的蒸气冷凝而分离出纯烃类单体,能够完全回收利用尾气中的烃类,降低单体的消耗。

闭路氮气干燥系统也降低了装置的氮气消耗量。

此外,Spheripol 工艺采用模块化设计方式,可以满足不同用户的要求,易于分步建设(如先上均聚物生产系统,在适时增加气相反应系统),装置的生产能力也容易扩大。

Spheripol工艺有严格完善的安全系统设计,使装置有很高的操作稳定性和安全性。

新一代Spheripol工艺采用纯的添加剂加入系统,使产品质量更加均一稳定,而且方便产品切换。

Spheripol工艺技术能提供全范围的产品,包括均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物、三元共聚物(乙烯-丙烯-丁烯共聚物)。

其均聚物产品的MFR范围为0.1-2000g/10min,工业化产品的MFR达到1860g/10min(特殊的不造粒产品),高刚性产品的弯曲模量达到2300MPa。

工业化生产的无规共聚物产品中乙烯含量高达4.5%(质量分数),并有乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物产品,薄膜封焊起始温度低至110℃,可与气相法工艺生产的高乙烯含量无规共聚竞争。

抗冲共聚产品具有很好的刚性和抗冲击性的综合性能,产品乙烯含量可高达25%(40%橡胶相),并已具有达到40%乙烯含量(60%橡胶相)的能力。

此外,Spheripol工艺可通过添加过氧化物和双环管反应器灵活地根据产品需要在聚合物分散指数(PI)3.2-12之间调节产品的分子量分布,可以在反应器内直接生产MFR高达1800g/10min 的产品以及大颗粒无需造粒产品,使Spheripol工艺具有极强的竞争力。

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,如MC-GF2A催化剂用于生产均聚物,MC-M1用于生产大球形的抗冲共聚物及均聚物和无规共聚物,而一些高模量的均聚物则要使用D-给电子体(二环戊基-二甲氧基-硅烷,简称DCPMC),一些高乙烯含量的特殊抗冲共聚物也要使用专用的催化剂。

Basell公司注册了多项专利的二醚类催化剂也已经有商业化产品,如MC-126、MC-127。

二醚类催化剂具有很高的聚合活性(可达100Tpp/kg cat)和长寿命,很好的等规指数控制,高的氢气敏感性,产品有较窄的的分子量分布。

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;(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,气相反应器又可用做终聚合釜,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%的抗冲击性共聚物。

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,用于高速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%;(3)Borstar工艺。

Borealis公司(北欧化工)的Borstar工艺(北星双峰)PP工艺是1998年才开发成功的PP新型生产工艺,该工艺源于北星双峰聚乙烯工艺,工艺采用与北星双峰聚乙烯工艺相同的环管和气相反应器,设计基于Z-N催化剂,也能使用正在中试中的单活性中心催化剂。

其基本配置是采用双反应器即环管反应器串联气相反应器生产均聚物和无规共聚物,再串联一台或两台气相反应器生产抗冲共聚物,这取决于最终产品中的橡胶含量,如生产高橡胶相含量的抗冲共聚物则需要第二台气相共聚反应器。

2000年5月Borealis公司在奥地利的Schwechat建成世界上第一套生产能力为20万吨/年的双峰PP 生产装置。

传统的聚丙烯工艺在丙烯的临界点以下进行聚合反应,为防止轻组分(如氢气、乙烯)和惰性组分生成气泡,聚合温度控制在70-80℃。

北星双峰聚丙烯工艺的环管反应器则可在高温(85-95℃)或超过丙烯超临界点的条件下操作,聚合温度和压力都很高,能够防止气泡的形成。

这是唯一一个超临界条件下聚合的聚丙烯工艺。

双峰高温工艺的北星双峰聚丙烯技术的主要特点可以概括为:先进的催化剂技术,聚合反应条件宽,产品范围宽,产品性能优异。

(a)采用更高活性的MgCl2载体催化剂(BC1)。

使用的Z-N系列催化剂反应温度越高,活性越高。

80℃时的活性为60000kg PP/kg cat,因而产品中的催化剂残余量非常低。

另外,Borstar工艺采用一种催化剂体系就可以生产所有类型的产品;(b)采用环管反应器和气相流化床反应器组合工艺路线,可以灵活地控制产品的MWD、等规指数和共聚单体含量。

高温或超临界操作环管反应器不仅提高了催化剂活性也提高了反应器的传热能力,使液体密度降低,固体浓度提高,提高了反应器的生产效率。

环管反应器的出料直接加入气相反应器,不需要用蒸气气化单体,通过气相聚合反应热使液相单体气化,减少了蒸汽消耗量。

反应的单程转化率高,可以达到80%以上,单体的循环量少;(c)由于环管反应器在超临界条件下操作,可以加入的氢气浓度几乎没有限制,气相反应器也适宜高氢气浓度的操作。

这种反应器的组合具有直接在反应器中产生很高熔体流动速率和高共聚单体含量的产品的能力。

目前已经开发出MFR超过1000g/10min的纤维级产品和乙烯含量为6%(质量分数)的无规共聚物;(d)能够生产分子量分布很窄的单峰产品,也能生产分子量分布宽的双峰产品,使聚合物的分子量分布加宽,改进产品的加工性。

聚合物的分子量分布随反应器温度的增加而降低,可以生产所需分子量分布的产品。

即使是很高MFR的产品,MWD也可以控制,使得产品具有一些独特性质,如低的蠕变性和高的熔体强度;(e)由于聚合温度较高,生产的聚合物有更高的结晶度和等规指数,二甲苯可溶物很低,约为1%(质量分数)。

在相同冲击强度下的刚性比传统的聚丙烯产品高10%;(f)无规共聚物中共聚单体的分布非常均匀,因而有非常好的热封性和光学性能。

由于反应条件在临界点之上,只有很少的聚合物溶解于丙烯中,减少了无规共聚物含量高时出现的粘釜现象,系统可以加入更大量的共聚单体,无规共聚物中的乙烯含量最高可以达到10%(质量分数);(g)能够生产更高橡胶相含量的抗冲共聚物。

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