聚丙烯装置工艺讲义
55万吨聚丙烯装置工艺及产品简介
聚丙烯生产工艺简介
6种聚丙烯生产典型技术介绍
巴塞尔公司工艺： ﹡巴塞尔公司工艺：采用Spheripol生产技术，是一种运用液相预聚合与 液相均聚和气相共聚相结合的聚合生产工艺。液体丙烯在环管反应器中 进行均聚和无规共聚，多相抗冲共聚物在一个串联的气相反应器中完成， 无需出除催化剂残渣和无定形聚合物。该工艺具有投资和操作费用较低， 产品收率高和质量好等优点。等规度在90%-99%之间。同时该工艺也可 用于生产各种聚丙烯产品，包括均聚体聚丙烯、无规共聚体和三聚体， 多种抗冲和特种抗冲（可组合质量分数高达25%的乙烯）共聚体以及高 增强、高透明的共聚体。 BP公司工艺 Innovene工艺 公司工艺（ 工艺） ﹡ BP公司工艺（Innovene工艺）：该气相法工艺采用第四代催化剂生产 聚丙烯均聚物，无规共聚物和抗冲共聚物。催化剂为矿油淤浆，采用卧 式搅拌床反应器。该工艺均聚产品的韧性好，无规共聚产品中乙烯含量 可到7-8%。抗冲共聚产品产品的乙烯含量可到5-17%，抗冲产品的抗冲 击性能和刚性之间的平衡性好。 窒素公司工艺： ﹡窒素公司工艺：在卧式活塞流搅拌式反应器中进行气相聚合，可生产均 聚物PP和乙烯-丙烯无规共聚物及抗冲共聚物。
聚丙烯生产工艺简介
聚丙烯的用途： 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，对水蒸汽和空气的渗透性小，它分为吹膜薄膜、流延薄膜（CPP）、双 向拉伸薄膜（BOPP）等。 注塑制品：PP树脂用在注塑制品中的比例可占一半左右，可用于汽 车、电气、机械、仪表、无线电、纺织、国防等工程配件，日用品，周转 箱，医疗卫生器材，建筑材料等。 其中日用品以普通PP为原料，汽车配件 以增强或增韧PP为原料，而其它用途则以高冲击强度和低脆化温度的共聚 聚丙烯PPC原料为主。 纤维制品：主要包括单丝、扁丝、纤维三类。可用于生产绳索、渔 网、编织袋、打包带、捆扎绳、地毯、毛毯、衣料、蚊帐、人造草坪、人 造毛、尿布、滤布、无纺布和窗帘等。 挤出制品：以PPC为原料的管材管件用于上水、排水、供暖、化工腐蚀 性介质等；以PP/PE共混物为原料的片材，主要用于文具和吸塑制品；还可 以用来挤出棒材、板材等制品。 中空制品：PP中空制品的透明性和力学性能好，单层瓶主要用于洗涤 剂、化妆品和药品的包装，与阻隔材料复合的复合瓶可用于食品、液体燃 料、化学试剂的包装。
【2019年整理】聚丙烯工艺与安全知识
聚丙烯生产工艺 及安全知识
课程内容简介
第一部分 概述
1、聚丙烯发展简史 2、国内外聚丙烯工业概况 3、聚丙烯的性能及用途
课程内容简介
第二部分 聚丙烯工艺技术 1、催化剂的工业化进展 2、工艺技术及进展 3、工艺过程及控制 4、聚丙烯性能控制因素分析 5、三废产生及处理
课程内容简介
也大力展自行开发的间歇式液相本 体法工艺 。 3、中国PP工业产需现状： 数量供不应求，品种单一 ,专用料 大量进口。
中国PP工业发展方向：
1、必须对PP树脂产量、品种、牌号和 用途作统一和周密的计划与调整， 以形成合理生产规模与产品结构。
2、组织开发生产具有特殊功能和高附 加值的PP树脂。
概述：聚丙烯的性能
聚丙烯工艺过程
1 催化剂制备 2 原料精制 3 聚合工段 4 分离与干燥脱活 5 造粒 6 包装码垛 7 公用工程
聚丙烯工艺控制
基本原则 确保工厂稳定、安全生产并便于维修， 一般基于专利技术积累的经验并采 用可靠的控制措施。
聚丙烯工艺控制
控制系统一般分二部分： （1）操作与监控
以集中控制为基础，采用DCS，或与 SCS相结合。 （2）工艺联锁系统
三废产生及处理
废气 来源1：含丙烷等惰性组分的气体。 处理：送回收系统。 来源2：含单体的蒸汽，氮气混合气。 处理： 送至火炬系统。 来源3：二氧化碳、氧气等轻组分杂质 。 处理：作为燃料或送火炬 。
本体法工艺: 工艺概述
本体法工艺概念：本体法是以含丙烷 的丙烯为原料，以H2为分子量调节 剂，在55-75℃，2.0-3.5MPa下聚合。
本体法工艺: 工艺概述
本体法工艺具有以下的特点 ： ①聚合速度快，并能提高催化剂活性。 ②可以提高单位容器的聚合量。 ③可得到高质量的产品。 ④单程反应器产率高，生产强度大。 ⑤溶液粘度低，机械搅拌简单，耗能小。
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。
聚丙烯生产资料讲解
聚丙烯生产小本体聚丙烯生产一、总体概述：小本体聚丙烯装置是以聚合反应为中心的生产装置，聚合反应对原料要求不是很苛刻。
一般要求丙烯中的杂质，水≤5PPm，氧≤10PPm，硫≤5PPm，二氧化碳≤10PPm，双烯烃≤5 PPm，炔烃≤ 5 PPm，一氧化碳≤10PPm。
当原料丙烯中含硫、烯烃、丙炔等杂质较高时，尽管采用了固碱脱水、脱硫剂脱硫、分子筛干燥等处理，精制后的原料丙烯，质量仍然很差，如何稳定生产，是我们聚丙烯生产厂家当前面临的主要问题。
其主要原因是由于原料丙烯质量越来越差、不稳定，给我们生产带来不便和困难。
因此，我们只有通过选用合适的催化剂、活化剂、调整生产条件、调整工艺配比、稳定操作等手段，从而实现稳定生产。
二、影响反应的因素分析及处理措施：1、选用合适的催化剂：考虑一种催化剂应用性能的优与劣，首先要考虑它的稳定性、可操作性、产品质量产量、消耗及成本。
我们对国内的两种络合II型催化剂做过生产比较，通过生产比较发现，淄博凯远恒业催化剂在反应前期、后期都存在反应高峰的现象，反应速度快，放热量大，降温困难，在目前同行业中只能靠回收部分丙烯来维持短暂的反应，造成产量低，产品质量难以控制，甚至生产次品。
因此，我们仍然选用北京化学研究院生产的络合II型催化剂，毕竟有了30多年的生产经验，催化剂的活性控制比较合理，生产过程中反应力度比较稳定，没有大起大落，较容易控制，生产节奏非常平缓，产量合理质量达标，消耗低。
2、优化工艺配比，保证生产平稳运行：（1）氯铝比对生产反应的影响：（2）铝钛比对生产反应的影响：活化剂的加入量与催化剂加入量有一定的比例关系，我们称为AI/Ti比。
为保证生产的稳定运行，根据不同的原料，调整不同AI/Ti比。
当原料质量好时，投入的催化剂量少些，但是催化剂在分装、储存、投加等过程中与空气接触，部分催化剂表面被破坏，为保证反应正常，适当提高AI/Ti比，AI/Ti比一般调整在之间，最高不得超过。
聚丙烯工艺流程资料共44页PPT资料
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固碱塔
水解塔 脱硫塔 氧化铝塔 脱氧塔 分子筛塔 脱砷塔
至聚合釜
V201
P201
1、精制系统
流程说明：
来自罐区的原料丙烯经调节流量不大于6m3/h，送入固 碱干燥塔(T201A、B)，利用固碱(NaOH)的吸水性和强 碱性脱除原料丙烯中的大部分水和无机硫后进入水解 塔(T202) ，水解塔中的三氧化二铝在微量水存在下将 丙烯中的有机硫转化为无机硫(H2S)和CO2，生成的无 机硫及丙烯中的硫经脱硫塔(T203)脱除；经脱除大部 分水及硫的丙烯进入氧化铝干燥塔(T204)进一步干燥， 然后进入脱氧塔T206脱除其中的微量氧，从T206出来 的丙烯再经分子筛干燥塔(T205) 脱除丙烯中的微量水, 然后进入脱砷塔（T207）脱除丙烯中的砷。
聚丙烯装置全貌
一、装置简介
聚丙烯装置建于2000年，由青岛化工设计院负 责设计，一期设计规模为10，000吨/年，后经 技改和投用高效催化剂，装置生产规模增加至 20，000吨/年，2019年二期扩建两条生产线， 现装置规模已达到30，000吨/年，在同行业中 处于中等规模。聚丙烯装置现生产十二个牌号 的通用料和专用料，产品质量优于行业考核标 准，“恒昌”牌聚丙烯在2019年度获山东省名 牌产品称号。
东明恒昌化工有限公司
间歇式液相本体法聚丙烯 工艺技术简介 2019年5月
绪论
液相本体法聚丙烯工艺
液相本体聚丙烯工艺
什么是液相本体法聚丙烯工艺？ 是在反应体系中不加任何其他溶剂，将催化剂直接分散在液相丙 烯中，进行丙烯液相本体聚合反应。聚合物从液相丙烯中析出， 以细颗粒状悬浮在液相丙烯中，随着反应时间的增长，聚合物在 液相丙烯中的浓度增高，当丙烯转化率达到一定程度时，经闪蒸 回收来聚合的丙烯单体，即得到粉料聚丙烯产品，这是一种比较 简单和先进的聚丙烯工业生产法。
二、聚丙烯装置工艺及产品简介
聚丙烯生产工艺简介
PP-B是在单一的丙烯聚合后除去未反应的丙烯，再与乙烯聚合而得到的，实际上 是由聚丙烯、聚乙烯和末端嵌段共聚物组成的混合物，它既保持了一定程度的刚性， 又提高了聚丙烯的抗冲击性能，特别是低温抗冲击性能，但透明度和光泽度下降明 显。
PP-R是将丙烯及乙烯单体混合在一起聚合，在聚合物主链上无规则地分布着丙烯 单体或乙烯单体反应后的链段。乙烯链段的存在使共聚物无法结晶，即使乙烯含量很 少，也会使聚丙烯的结晶能力大大降低。例如含3%乙烯时，聚丙烯的玻璃化温度下降 11℃，如果用此种聚丙烯为原料制成薄膜，其使用最低温度可降低10℃左右。
该工艺在PSC催化剂系统的存在下，用丙烯单体反应或丙烯与乙烯共聚 反应生产聚丙烯，该工艺无需乙醇脱灰，脱无规物 。
该装置分为三个工段：聚合工段、挤压工段、包装工段。聚合工段 主要是将丙烯中加入三种催化剂进行聚合反应，生成的粉料经过闪蒸、汽 蒸、干燥后进入挤压工段，在按照比例加入各种添加剂后进入挤压机进行 造粒。造粒后的粒料经过均化后进入包装工段进行包装。
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材料项内。一般常与PP混合的橡胶有EPR及 EPDM，适合与PP直接混料的产牌有CATALLOY、LASTOMER、ENGAGE、AFMER 、KRATON及SANTOPLENE等。
第二节 14万吨/年聚丙烯装置 生产工艺及产品简介
14万吨/年聚丙烯装置
一、装置简介及流程简图
聚丙烯共有2套设计生产能力为7万吨/年的装置，全部采用海蒙特 [HIMONT]公司的SPHERIPOL工艺生产本色聚丙烯粒料。1PP装置反应器系统 采用一个六脚环管反应器和一个气相流化床反应器串联组成，2PP装置采用 双环管反应器。
Unipol聚丙烯工艺介绍
Unipol聚丙烯工艺介绍Unipol聚丙烯工艺简介Unipol聚丙烯生产技术是以Univation聚乙烯生产技术为基础发展而来，将气相流化床工艺得以应用。
Unipol聚丙烯工艺是将立式反应器生产的粉料树脂颗粒在流化床内流化，将反应热移出系统。
该工艺最早阶段由联碳公司和壳牌公司联合开发，经转让等一系列的过程，现阶段工艺的主要拥有者是Grace公司。
Unipol聚丙烯工艺特点Unipol聚丙烯工艺最大的优势就是整体的流程相对简单，由流化床反应器、循环气压缩机和循环气冷却器形成流化床反应回路，通过产品出料系统将反应生成的粉料树脂转移到下游系统，具备很高的持续生产可靠性。
具体体现为以下几方面：第一点，反应器的整体结构简单。
采用目前公认最具简捷性能的流化床聚合反应器，通过2台串联的反应器系统，就可对全范围的聚丙烯产品进行灵活的生产。
第二点，生产效率高。
通过使用超冷凝态操作使反应器产生的热量快速移出，根本性提高了反应器的生产效率。
第三点，生产操作简单。
通过控制各种原料、助剂的进料实现反应组分的平衡，通过调节冷却水温度实现反应器温度的平衡。
第四点，安全性高。
在生产过程中，若出现任何的意外事故，只需切断所有反应进料，快速注入一氧化碳，对反应器进行泄压，就可以确保反应器的安全，把风险降至非常低的水平。
第五点，兼容性好。
生产过程中需要使用不同的催化剂时，切换不同的催化剂都具备较好的兼容性，提高切换过程的平稳性和操作简便性。
Unipol聚丙烯工艺产品衡量聚丙烯工艺的重要尺度，就是聚丙烯产品。
Unipol工艺可以全面满足对常见的均聚和无规等聚丙烯产品的生产。
在对均聚和无规聚丙烯产品进行生产的过程中，只需应用单台流化床反应器就可以达到生产要求；在对抗冲聚丙烯产品进行生产的过程中，则应用两台流化床反应器系统串联达到生产要求。
Unipol 聚丙烯工艺产品覆盖的应用领域非常广，可以在很宽的范围内实现产品熔融指数和等规度的调节，尤其是在乙烯和丙烯的共聚物之中，实际的橡胶相含量可以达到35%，使产品的抗冲性能大幅度提升上来。
聚丙烯工艺介绍
三、聚丙烯工艺技术介绍（续）
本体聚合工艺（续） 2、连续管式聚合工艺 ：Phillips公司环管工 艺 、Basell的Spheripol工艺 、Borealis的 Borstar工艺技术 （1）Phillips公司环管工艺：该工艺是连续管 式聚合工艺的典型代表，也是最早的本体聚 合工艺之一。Phillips工艺采用环管型反应器， 常规催化剂生产。
化工原材料 丙烯：聚合单体 氢气：分子量调节剂 主催化剂：DQ、HDC、CS-II 组成：Ticl4+Mgcl2+路易斯碱（内） （毛柄权） 助催化剂： 三乙基铝：活化剂、破杂剂 DONOR：（外）给电子体
四、北海聚丙烯装置介绍（续）
抗静电剂：Atmer163 催化剂配制用油/脂：凡士林 白油：密封、冲洗 造粒用添加剂： 吸酸剂：Cast 爽滑剂：GMS 抗氧剂：B215、1010、GX2225
四、北海聚丙烯装置介绍
设计单位：中国石化工程建设公司（SEI） 工艺路线：国产环管二代工艺 装置占地面积;34000m2 基础设计批复投资：60154.41万元，其中外 汇2346.92万美元，设备购置费31656.49万 元，主要材料费12230.35万元，安装费用 3107.78万元，建筑工程费7772.26万元，其 他费用5387.53万元。
三、聚丙烯工艺技术介绍（续）
浆液法 1、常规催化剂浆液法 ：代表性工艺是意大利 Montecatini浆液法工艺技术，它也是1957年 聚丙烯首次工业化采用的技术。 聚合条件：用溶剂作催化剂，将丙烯和催化 剂加入到几个串联的反应器中。在50～80℃、 1～2MPaG下进行聚合。 特点：产品需脱催化剂残渣、无规物。
间同立构
CH3 H C C H H C H H H C CH3 C H CH3 H C H C H CH3 H C H C H H H C CH3
聚丙烯装置简介
二、反应机理
根据甲基（-CH3)排列位置不同分为等规、间规、 无规聚丙烯三种。
全同PP立构
间同PP立构
无规PP立构
二、反应机理
性质
全同PP（iPP）
等规度(％)
密度(克／厘米) 熔点(℃)
在正庚烷中熔解 情况
95
0.92-0.94 176 不溶
间同PP (sPP) 5
0.89-0.91 148～150
三、聚丙烯装置工艺流程描述
2.催化剂配制 高效主催化剂与烃类溶剂在催化剂配制罐内混合，配
制成浆液，然后用泵输送至催化剂加料罐，计量加入 反应器。两种助催化剂也用泵计量加入反应器。 3.聚合反应 聚合反应器为立式，采用螺带式搅拌器。反应在气相 下连续进行，具体的反应条件要根据最终生产产品的 性能决定。
一、聚丙烯装置技术简介
工艺简介
3. 本体聚合工艺 丙烯既是聚合单体，又是反应物稀释溶剂。按聚
合反应器不同，分为釜式聚合工艺和管式聚合 工艺 连续釜式聚合工艺：三井油化的Hypol工艺 特点：采用高效、高立构定向性催化剂TK-II，是 一种无溶剂、无脱灰的生产工艺
一、聚丙烯装置技术简介
工艺简介
三、聚丙烯装置工艺流程描述
4.挤压造粒
采用双螺杆挤压机。固体或液体添加剂直接加 入挤压机，设计有尾气系统以除去挥发物，并 采用一种独特的挤压机设计，向挤压机中加入 水以去活催化剂，通过一个排气口排出在热聚 合物中产品的蒸汽，以避免切粒过程中产生气 泡。
三、聚丙烯装置工艺流程描述
Novolen工艺流程抗冲生产线示意图
三、聚丙烯装置工艺流程描述
含有活性催化剂的均聚物间断地从第一反应器 送入第二反应，乙烯、丙烯、氢气和循环单体 也连续加入反应器中，在均聚物的基体上生成 乙烯-丙烯共聚物。