液相本体法生产聚丙烯
聚丙烯的用途
聚丙烯的用途
聚丙烯的基本性质特点
特点
无嗅、无味、无毒的乳白色粒状产品或粉状产品，相对密度0.90～0.91。熔点164～167℃。具有优良的机械性能、耐热性能、电绝缘性能，化学稳定性也好，与多数化学药品不发生作用。但耐光性差，易老化，低温下冲击强度较差，染色性差，需采用添加助剂、共混、共聚等方式加以改进。不溶于水，也不吸水，可在水中煮沸，在130℃下消毒，易加工成型。适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。
PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入1～4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。PP的流动率MFR范围在1～40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8～2.5%。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。
生产方法
① 淤浆法。在稀释剂（如己烷）中聚合，是最早工业化、也是迄今生产量最大的方法。
② 液相本体法。在70℃和3MPa的条件下，在液体丙烯中聚合。 ③ 气相法。在丙烯呈气态条件下聚合。后两种方法不使用稀释剂，流程短，能耗低。液相本体法现已显示出后来居上的优势。
性能
1.力学性能
五大聚丙烯生产工艺
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。
聚丙烯简介
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产品名称:液相本体法聚丙烯粉料
英文名称:Polypropylene;英文缩写:PP
化学名称:聚丙烯
为了使小本体间歇式聚丙烯生产装置的平稳生产，提高聚丙烯生产操作工人的技术水平，特编写这份操作规程，便于操作工人了解掌握生产方面的知识，为今后实际操作打好基础，提高技术操作水平。
讲议的具体内容：包括聚丙烯生产的工艺、操作技术、安全技术、生产设备、化工原理等重要知识。因为这些知识是聚丙烯生产中每位操作工人必须掌握的，今后岗位轮换都应当熟悉全岗位。这份学习内容适合于学习工、初级工和中级工，可作为复习考核及技术人员命题参考用。但对中级工的要求可能远不止这些内容的深度和广度，希望这些学习内容能够起到抛砖引玉的作用，激发大家自学成材。掌握更多的知识和操作技能，学以致用，大力开展生产技术的革新，为企业安全生产的发展和技术的不断进步作出贡献。
由于编制人员水平有限，经验不足，错误之处在所难免，读后提出宝贵意见。
2
聚丙烯发展历史与回顾的说明
聚丙烯(PoIypropyIene，所写为PP)是以丙烯为单体而成的聚合物，是通用塑料中的一个重要品种，结构式：
CH3 -[CH2-CH]-n
1954年3月意大利的纳塔教授在齐格勒发明的催化剂的基础上，发展了烯烃聚合催化剂，用具有定向能力的三氯化钛为催化剂，以丙烯为原料进行聚合，成功地制得了高结晶性高立构规整性的聚丙烯，并创立了定向聚合理论。1957年根据纳塔教授的研究成果，意大利蒙特卡蒂尼公司在斐拉拉首先建立了世界上第一套6000t/a间歇式聚丙烯工业生产装置。同年美国大力神公司也建立了一套9000t/a的聚丙烯生产装置。1958年---1962年，德国、英国、法国、日本等国先后都实现聚丙烯工业化生产。
我国从六十年代就开始进行聚丙烯催化剂和生产工艺的研究，二十多年来取得了很大进展。特别是国内自行研究开发的间歇式液相本体法聚丙烯生产技术和研制成功的络合Ⅱ型催化剂，已被国内普遍采用，成为独具特点的成熟的聚丙烯生产工艺。聚丙烯生产工艺和催化剂研究与七十年代有了突破。1970年复旦大学、科学院大连物化所等单位研制催化剂和本体法聚丙烯生产工艺取得了成果。北京化工研究院等单位在络合I型催化剂的基础上于1979年研制成活性和定向能力更好的络合Ⅱ型催化剂。江苏丹阳化肥厂于1978年首先建成一套4M3聚丙烯的千吨级液相本体法聚丙烯装置，采用重油裂解气中丙烯为原料， 3 同年试车成功，在我国首先实现了液相本体法聚丙烯生产工业化。为了合理利用炼厂丙烯资源，发展我国聚丙烯生产，巴陵石化公司橡胶厂与北京化工研究院合作，于1981年对以炼厂气丙烯为原料的液相本体法聚丙烯生产工艺进行小试（5L聚合釜）和中试（130L聚合釜）研究，并于1982年首先建起一套2000t/a以炼厂气为原料的千吨级液相本体法聚丙烯生产装置，实现了以炼厂气丙烯为原料的间歇式液相本体法聚丙烯工业化生产。
聚丙烯资料
聚丙烯生产技术知识与讲解资料
一、工艺原理及工艺流程
1、反应机理
生产高效聚丙烯产品的装置是液相本体法聚丙烯装置，设计是采用高效催化剂为主催化剂，三乙基铝为活化剂，同时加入第三组分（二苯基二甲氧基硅烷简称DDS），氢气，加热增压反应生成的高效聚丙烯。主催化剂与活化剂形成的络合物具有定向能力，能使丙烯分子上的甲基受催化剂作用而在一定方向主链上有规则排列得到坚韧的高结晶度的聚合物。该反应属于配位阴离子反应，聚丙烯产品的等规度高低与所用催化剂有关，活化剂三乙基铝与主催化剂TiCl4/MgCl2·ED形成聚合活性中心，同时起到消除粉料中有害杂质的作用，加入DDS是为了在生产反应中提高聚丙烯的等规度。
2、丙烯聚合反应
丙烯聚合反应可简单表示为：nC3H6 — ( CH2――CH )— n
︱
CH3
3、影响聚合反应的因素
1)原料杂质对聚合反应的影响 水份的影响
由于高效催化剂中TiCl4和活化剂Al（C2H5）3化学性质很活泼，能与水发生剧烈反应，当丙烯中H2O含量＞20ppm时，反应时明显受到影响，当H2O＞100ppm时，聚合反应基本不发生或清汤，但当H2O＜20ppm以下时，聚丙烯等规度随水含量增加而略有提高。这是因为H2O能抢先使催化剂中低定向能力的活性中心失活。
氧的影响
氧对聚合反应的影响比水严重，特别是氧含量在20ppm以上时，随氧含量的增加，产品等规度下降明显。
硫的影响
硫是丙烯中极有害的杂质，不论是无机硫还是有机硫对反应都是有危害的。尤其是COS、CS2能使聚合反应链终止，使用高效催化剂，当S＞10ppm以上时，反应明显受影响，催化剂活性下降，单釜产量降低，粉料中有小塑化块。当硫含量达一定程度，造成堵釜无法正常生产。
间歇液相本体法共聚聚丙烯融资投资立项项目可行性研究报告(中撰咨询)
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间歇液相本体法共聚聚丙烯立项投资融资项目
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立项、融资、贷款、市场调研 专注可行性研究报告 广州中撰企业投资咨询有限公司 目 录
第一章 间歇液相本体法共聚聚丙烯项目概论 ....................................... 1
一、间歇液相本体法共聚聚丙烯项目名称及承办单位........................... 1
二、间歇液相本体法共聚聚丙烯项目可行性研究报告委托编制单位 .. 1
三、可行性研究的目的 ............................................................................... 1
四、可行性研究报告编制依据原则和范围 ............................................... 2
（一）项目可行性报告编制依据 ............................................................... 2
（二）可行性研究报告编制原则 ............................................................... 2
丙烯液相本体法聚合反应过程的优化控制
丙烯液相本体法聚合反应过程的优化控制
丙烯液相本体法聚合反应过程的优化控制
Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｌｉｑｕｉｄ－ｐｈａｓｅ Ｂｕｌｋ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ
徐 晶 王民权（宁波职业技术学院，浙江宁波３１５８００）
摘要
针时间歇式液相本体法合成聚丙烯过程中的非线性、时变性和纯滞后特性，基于Ｊ×一３００Ｘ型集散控制系统给出了一 种ＰＩＤ与模糊控制相结合的控制方案，并详细介绍了反应升温阶段模糊控制的方案设计。运行结果表明，该方案在预升温
阶段时间短、反应升温阶段控制精度高、恒温恒压阶段超调小，达到设计要求。
关键词：聚合反应，优化控制，模糊控制 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｉｎｔｅｒｍｉｔｔｅｎｔ ｌｉｑｕｉｄ—ｐｈａｓｅ ｂｕｌｋ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ，ｅ．ｇ．，ｎｏｎｌｉｎｅａｒ，ｔｉｍｅ ｖａｒｙｉｎｇ ａｎｄ ｐｕｒｅ ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ．Ｂａｓｅｄ ０ｎ ＪＸ一３００）（ＤＣＳ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｔｈａｔ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ＰＩＤ ａｎｄ ｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅ ｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｐｈａｓｅ ｉｓ ａｌｓｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆｆｅｒｓ ｓｈｏｒｔ ｔｉｍｅ ｉｎ Ｐｒｅ ｈｅａｔｉｎｇ ｐｈａｓｅ，ｈｉｇｈ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎ ｈｅａｔｉｎｇ ｐｈａｓｅ，ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｏｖｅｒｓｈｏｏｔｉｎｇ ｉｎ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｔｅｍｐｅａｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐｈａｓｅ，ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎ Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ，ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌ
聚丙烯装置产生细粉的原因分析及改善措施
聚丙烯装置产生细粉的原因分析及改善措施X
乔建平(呼和浩特石化公司第三联合车间,内蒙古呼和浩特 010010) 摘 要:针对Spheripol工艺聚丙烯生产过程中易出现的细粉较多现象,分析了细粉产生的主要原因,提出了相应的改善措施。关键词:聚丙烯细粉;原因;措施 中图分类号:TQ325.1+4 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)08—0074—03
目前液相本体法生产聚丙烯已被广泛采用。我国在消化吸收引进技术的基础上,积极推进企业的技术改造和技术进步,加快“三剂”国产化的步伐,特别是在催化剂国产化方面取得了重大突破,先后研制出液相本体PP专用的N系列、DQ系列等高效催化剂。这些催化剂不仅价格低,在性能上也达到或超过了国外同类产品。但是,在生产应用时也出现了聚合物粒径分布不均匀和细粉含量高的现象,给生产带来一定影响。呼和浩特石化公司聚丙烯装置所采用Basell公司的“Spheripol”工艺也是液相本体聚合法之一。为了本装置建成后的安稳运行,对产生细粉含量高的原因有必要进行全面分析。本文结合同行业其它装置生产实践与记录分析,论述了细粉对生产的影响,对形成细粉的原因进行了分析,并对如何减少生产细粉进行了探讨。1 工艺流程简介呼石化聚丙烯装置主要由原料精制、催化剂制备、预聚合及聚合反应、聚合物闪蒸丙烯回收、汽蒸干燥、挤压造粒等单元组成。装置工艺流程见图1。
PP装置工艺流程示意图D201催化剂预接触罐;R200预聚合反应器;R聚合反应器;D3闪蒸罐T3高压丙烯洗涤塔33T3再沸器;F301袋式过滤器;T302低压丙烯洗涤塔PK301循环丙烯压缩机;D501汽蒸罐;S501旋风分离器;T501汽蒸罐洗涤塔PK501尾气压缩机;D502干燥器;T502干燥器洗涤塔;C502N2循环压缩机;E503N2加热器;PK801粉料风送系统。2 细粉对国内同类装置生产造成的影响2.1 细粉对反应系统的影响细粉由高压丙烯洗涤塔进入高压循环丙烯冷却器-高压丙烯洗涤塔回流泵-丙烯进料罐-丙烯进料泵-预聚合进料冷却器\聚合丙烯汽化器\环管冲洗丙烯,影响环管进料系统的换热效果,进而影响环管的压力控制和小环的温度控制。国内同类多套装置曾多次因细粉影响预聚合丙烯冷却器的换热效果而停工进行清理。2.2 对分离回收系统的影响细粉进人高压丙烯洗涤塔,容易造成高压丙烯洗涤塔塔底再沸器管程和小闪线堵塞;另外细粉通过汽蒸洗涤塔进入高压丙烯洗涤塔塔底再沸器的壳层热水系统,影响高压丙烯洗涤塔塔底再沸器的换热,进而影响高压丙烯洗涤塔的平稳操作。另外细粉进入循环丙烯压缩机,影响压缩机的运行导致丙烯气不能回收而放火炬。2.3 对聚合物汽蒸干燥单元的影响聚合物进入汽蒸罐通过蒸汽杀死残余催化剂活性,蒸汽由汽蒸罐顶部经旋风分离器分离出夹带的聚丙烯粉末,然后进入洗涤塔洗去细粉。细粉较多时,会造成洗涤效果不好,汽蒸洗涤塔回流泵入口滤网堵塞,严重时造成进入高压丙烯洗涤塔塔底再沸器的水质差,影响再沸效果,进而造成高压丙烯洗涤塔运行波动。汽蒸后的聚合物进入干燥器中,形成流化床利用热氮连续循环干燥。干燥后的热氮经干燥器顶部的旋风分离器分离除去氮气中的粉末,进入干燥洗涤塔洗去夹带的粉末,然后通过氮气循环压缩机压74内蒙古石油化工 2012年第8期
国内大石化聚丙烯装置介绍-(1)
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. 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。省掉了催化剂纯化、脱灰和脱无规物工序，工艺流程短，无废液排出，pp等规度可达99％。此工艺技术简单、经济、灵活，但生产稳定性差、产品形状不规则。全世界采用此技术的生产装置及在建装置总生产能力已增到500万吨/年，仅次于Spheripol工艺，最大单线生产能力可达32万吨/年。
石油化工行业节能策略及在间歇式本体法聚丙烯工艺中的应用
２２ ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ ２０１１年第５期 第３８卷总第２１７期 石油化工行业节能策略及在间歇式本体法 聚丙烯工艺中的应用 邓涛 （广州市国际工程咨公司，广东广州５１０６００） 【摘要】根据石油化工行业用能的特殊性，从加强能量的高效转换和传输、先进工艺的开发与应用，能量回收与充分利用等方面说明化工行 业的节能措施。同时以间歇式液相本体法聚丙烯生产工艺为例，对应地提出采用新型催化剂、实施智能控制、高效换热设备、传热设备的维护 与清洗。并计算了采雕预测性控制技术、ｕ形冷却管替换指形内冷管和有机蒸汽膜回收丙烯等措施降低间歇式液相本体法聚丙烯生产工艺的能 耗的效果，结果表明，这些措施能有效地降低聚丙烯生产能耗，提高经济效益。 【关键词］石油化工；节能；间歇式液相本体法；聚丙烯 ［中图分类号］ＴＭ９２５．１２ ｆ文献标识码１Ａ ｆ文章编号１１００７．１８６５（２０１１）ｏ５ ００２２ ０２ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ Ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｂａｔｃｈ Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｂｕｌｋ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐ０ｌｙｐｒ０ｐｙｌｅｎｅ ＤｅｎｇＴａｏ （Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １ ０６００，Ｃｈｉｎａ） 石油化工业是国民经济的支柱产业，也是高能耗和容易产 生污染的产业。由于我国仍处于经济快速发展阶段，资源和能 源消耗大，石油供需矛盾将会更加突出，因此开发并推广石油 化工行业的节能降耗成为必然选择。目前石油和化工行业能源 占我国年消费总量的１５％左右，且该行业一般产品的能源费 用为２０％－３０％，高耗能产品能源费用甚至高达６０％－７０％＿ｌｊ。 部分企业片面追求增长速度和规模扩张，传统经济增长方式的 观念还投有彻底转变，不重视企业的节能降耗，同时国家石油 价格一直上涨，近年来，我国制造企业面临巨大的能源压力。 １石油化工行业节能策略 石油化工行业用能可以归纳为３个方面：能量的转换和传 输、工艺利用及能量回收，三者之间互相联系，互相影响 Ｊ。 因此可以将石油化工节能技术分为三大类：能量的高效转换和 传输、先进工艺的开发与应用，能量回收与充分利用。 １．１先进工艺的开发与应用 采用先进工艺可是促使石化生产不断向提高资源利用率 和降低能耗的方向发展的主要途径。以炼油为例，国外依靠雄 厚的研发实力，不断研制开发新型催化剂和助剂、大型延迟焦 化装置、过程控制技术、新型节能蒸馏技术、内部换热型蒸馏 塔和节能设备如新型换热器和加热炉等，降低能耗。 １．２能量的高效转换和传输 采用先进技术可以进一步提高能量转换和传输的效率。目 前国内外主要有以下四个途径：一是增加自发电装置，将废热 转换为蒸汽利用，其综合利用效率可达８０％左右。二是广泛 应用窄点技术，优化换热网络，降低能源消耗；三是利用催化 裂化装置催化再生器排放的烟气驱动主风机或发电机发电，实 现了催化裂化装置的节能。四是热电联产，利用燃气透平发电 排放气体作为加热炉燃烧空气。 １．３能量回收与充分利用 石油化工生产过程需要一定的压力、温度条件，生产过程 产生大量余压、余热、余冷资源，回收利用这些余能是节约能 源的重要办法，经济效益明显。利用余压资源可以代替电能拖 动机械设备；一些低温余热品位还比较高，可用于制冷，代替 蒸汽或电能，节能效益明显；化工生产过程有一些冷量也没有 得到回收利用，废弃了非常可惜，应该回收利用 。Ｊ。 ２间歇式液相本体法聚丙烯工艺 间歇式液相本体法聚丙烯工艺是上个世纪七十年代结合 我国炼厂气资源丰富而分散的特点自行开发的聚丙烯生产技 术。其主要反应过程为：在聚合釜中，精丙烯在高效催化剂体 系的作用下，以Ｈｚ作为分子量的调节剂，催化剂颗粒分散在 液相丙烯中，控制反应温度７２－７６℃，压力３．２－３．６ ＭＰａ，反 应时间３～５ ｈ，得到立构规整性的聚丙烯产品。由于该工艺流 程短、设备简单、投资小、建设快、效益好，因此在全国各炼 厂得到普遍推广应用。但与连续法聚丙烯工艺相比，其丙烯单 耗高，装置能耗高，加工损失大 Ｊ。 ３间歇式液相本体法聚丙烯生产工艺节能技 术 ３．１工艺优化 ３．１．１采用新型催化剂 催化剂在聚丙烯生产中起着核心作用，目前聚丙烯催化剂 的发展正朝着超高活性、高定向性、能有效控制聚合物的分子 量分布及得到合适的聚合物粒径分布的方向发展。中石化北京 奥达催化剂公司研究开发的第四代ＤＱＩＩＩ型高效球形聚丙烯 催化剂。该催化剂活性高、立构性好、产物粒子大，而且分布 窄，产品加工性能优良。应用ＤＱＩＩＩ型聚丙烯催化剂生产的均 聚物、无规共聚物、高抗冲共聚物树脂产品，其各项性能指标 达到国外同类催化剂水平。 ３．１．２智能控制 在聚合反应过程中，从升温过程到恒温过程有一平滑衔接 的问题。加热升温至开始反应时，由于反应过程放出大量的热 量，停止加热后，反应温度仍急剧上升，这时必须及时用冷却 水进行降温来带走反应过程放出的热量，造成能源的浪费，从 反应到恒温这一过度过程的控制，聚合釜容积大、时间常数大、 容量滞后大、聚合反应速度快、扰动因素多，用常规仪表、常 规控制方法是难以进行控制的。采用先进的控制技术，对聚丙 ［收稿日期】２０１１．０４ ０３ ［作者简介］邓涛（１９７８一），女，湖南邵阳人，硕士，工程师，主要研究方向为工程咨询和评估。 ｍ ｌ一曲 ．雪㈨唧 ＿．！ ｅ Ｋ ｆ ｇ 一ａ ｋ●ｈ ｌｉ ∞ 删 一～一～ ～Ⅲ～一一一一～ ．至 删＿Ｊ∞ 一 薰 一阳 训叽 训 ＇暑ｍ 唧 ｍｈ ｐｐ＿Ｊ．一甜∞¨ 卸Ⅷ～一Ⅲ啪＿毳∞Ⅲ Ａ Ｋ ２０１１年第５期 第３８卷总第２１７期 广东化工 ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ ２３ 烯生产过程进行预测性控制，能够有效地保持聚丙烯生产过程 的稳定，减少生成过程冷凝水的用量。 采用预测性控制技术后，聚丙烯装置循环水用量由原来的 ７０万ｔ／月左右降低到５２．４万ｔ／月左右，节水效果非常明显， 也取得了非常 观的经济效益（１７６０００￣０．６５－１１．４４万元／月）。 ３．２加强能量的传输与利用 ３．２．１高效换热设备的应用 高效换热设备可以降低单位产品能耗，提高产率。聚合反 应激烈时，需回收气相聚丙烯以降低反应的温度，聚合反应结 束后，冷凝套和丙烯气体的操作也是间歇。因冷凝和回收操作 时间的不确定性，原高压丙烯冷凝器是连续投用的，其循环水 用量大，浪费很严重，改原来的单台冷凝器冷凝为双台冷凝器 冷凝，增大了换热面积，提高应急回收的冷凝能力和工作效率， 降低了冷凝套的能耗。另一途径是用ｕ形冷却管替换指形内 冷管，增大了换热面积，有效地提高了各釜撤热的能力，大大 地提高了操作弹性，即避免了釜内结块，又提高了单釜产量。 ｕ形冷却管替换指形内冷管的具体经济效益如下。 改造后装置蒸汽单耗由１．３５降至１．２１，降低了０．１４，改 造前消耗的蒸汽量为３６３５６ ｔ，改造后节约的蒸汽量为： ３６３５６￣０．１４＝５０８９．８４ ｔ。 若每吨蒸汽按１４０元计，则因节约蒸汽所产生的经济效益 为：５０８９．８４ｘ１４０＝７１．２６（万元），经济效益非常显著。 ３．２．２传热设备的维护与清洗 正常聚合反应热是通过夹套中的冷却循环水带走的，撤热 能力的大小对聚合釜的生产效率和循环水的利用率都有至关 重要的影响，由于釜温较高，夹套内壁有结垢现象，从夹套出、 入口循环水管线内壁结垢的程度不一来看，温度相对较高的地 方结垢较为明显，为提高聚合釜的撤热效果，根据装置实际每 年对聚合釜夹套进行一次化洗，及时清除污垢，使撤热手段得 以有效加强。可以采用酸洗或者超声波除垢技术对夹套进行处 理，降低夹套的结垢增强撤热效果，提高反应稳定性。由于技 术的原因，难以直接计算清洗夹套的节能效果和经济效益，但 反应时间相同的釜所耗循环水的总量有一定的下降，单釜产量 也有一定的提高，这一点进一步证明酸洗后撤热效果有较大的 改善。 ３．３丙烯回收 聚丙烯闪蒸过程中有大量的惰性气体氮气伴随丙烯气一 起进入气柜，经压缩后这些氮气在液相丙烯贮罐顶排出，由于 不凝气中含有大量没有被压缩为液相的丙烯气体，排火炬时造 成丙烯资源的浪费。采用有机蒸汽膜法可以有效提提高丙烯回 收率降低了丙烯资源的损耗。 以一年内实际回收液态烃２６３０ ｔ作为计算的依据。采用有 机蒸汽膜法烃类回收技术，仅有控制系统和电伴热耗电，电耗 量约为１４ ｋＷ，并增加压缩机的运转时间。 改造后有机蒸汽膜法烃类回收技术可多增加液态烃约为： ２６３０／０．８５ｘ０．１５／０．３３￣０．６７＝９４０．３（ｔ１ 增加有机蒸汽膜法烃类回收所耗的费用： 电费：（１４ ｋＷ×２４（ｈ）＋２７２ ｋＷｈ）ｘ３３０（ｄ）ｘＯ．７４＝１４．８（万元） 有机蒸汽膜更换费用：１５万元（按２ ａ更换一次） 设备折旧费用：８万元 液态烃作燃料费用：９４０．３ｘ１１００（每吨燃料干气价 格）＝１０３．４万元 总经济效益为：９４０．３ｘ４０００—１０３．４—１４．８—１５－１ １＝２３４．９（万元） 从以上计算可以看出，一年就可以收回了全部投资，取得 了良好的经济效益。 ４结论 石油化工行业的节能工作是一项复杂的系统工程，该行业 的特点决定了这个行业要消耗较多的原料和较多的能量和排 放出大量的废物。只有通过加强能量的高效转换和传输、先进 工艺的开发与应用和加大能量回收与充分利用等三项策略，才 能全方位有效地降低能耗。文章根据间歇式液相本体法聚丙烯 生产的工艺，采用新型催化剂、实施智能控制、高效换热设备、 传热设备的维护与清洗、采用有机蒸汽膜回收丙烯等多种手段 对装置进行节能改造，降低产品能耗，并计算了采用预测性控 制技术的节水效果，采用Ｕ形冷却管替换指形内冷管的蒸汽 用量以及采用有机蒸汽膜回收丙烯的原料节省，并根据目前的 原料价格估算了其各自的经济效益。对于这些国产的设备，根 据三项策略，采取对装置进行改造、优化升级和加强管理，都 能有效地降低能耗、提高经济效益。 参考文献 ［１］李红宝．化工节能技术及节能设备发展前景［Ｊ】．山西化工，２０１０，３０（６） ５６．５９． ［２］汪鹏飞．如何改善加热炉的操作以实现节能增效［Ｊ】＿广州化工，２０１１ ３９（２１：１０９－１１０． ［３】刘中领．催化ＣＯ余热锅炉节能改造『Ｊ１．广州化工，２０１０，３８（７）：１８５—１８６ ［４］洪定一．聚丙烯－原理、工艺与技术ｆＭ］．北京：中国石化出版社，２００２ １． （本文文献格式：邓涛．石油化工行业节能策略及在间歇式本 体法聚丙烯工艺中的应用【Ｊ】＿广东化工，２０１ １，３８（５）：２２—２３） （上接第１２页） ［１３］尹铭，陈嘉宾，陈沛，等．竖直管外降膜吸收传热传质过程强化的研 究［Ｊ１＿高校化学工程学报，２００２，１６（６）：６０２—６０８． ［１４］周启瑾．吸收器中最佳强化传热管的研究［Ｊ１．制冷技术，１９９９，４：１２－１５． ［１５】孙平，陈嘉宾．在第二类吸收式热泵中对螺旋槽管的换热性能研究 ［Ｊ］．热科学与技术，２００５，４（４）：３０９－３１４． ［１６］薄守石，马学虎，陈嘉宾，等．场协同原理强化管外降膜吸收传热特 性实验研究［Ｊ］．大连理工大学学报，２００８，４８（１）：１８－２１． ［１７］Ｊ Ｉ Ｙｏｏｎ，Ｅ Ｋｉｍ，Ｋ Ｈ Ｃｈｏｉ，ｅｔ ａ１．Ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ａ ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ ｏｎ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｂｕｎｄｌｅ ｔｕｂｅ ｏｆａｎ ａｂｓｏｒｂｅｒ［Ｊ］．Ｊｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅａｔ ａｎｄ Ｍａｓｓ Ｔｒａｎｓｆｅｒ，２００２，４５ｆ４、：７３５－７４１． 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高熔体强度聚丙烯的研究解析
- 2 - 高熔体强度聚丙烯的研究简介
1 PP概述
聚丙烯（PP），分子量一般为10~50万。1957年由意大利蒙特卡迪尼（Mont-ecatini）公司实现工业化生产。聚丙烯为白色蜡状材料，外观与聚乙烯相近，但密度比聚乙烯小，透明度大些，软化点在165℃左右，热性能好，在通用树脂中是唯一能在水中煮沸，并能在130℃下消毒的品种，脆点-10~20℃，具有优异的介电性能。溶解性能及渗透性与PE相近。作为一种通用塑料，聚丙烯具有较好的综合性能，聚丙烯的成型收缩率较聚乙烯小，具有良好的耐应力开裂性。因而被广泛应用于制造薄膜、电绝缘体、容器、包装品等，还可用作机械零件如法兰、接头、汽车零部件、管道等，聚丙烯还可以拉丝成纤维。在近年来所举的通用塑料工程塑料化技术中，聚丙烯作为首选材料不断地引起了人们的重视。但PP也存在低温脆性、机械强度和硬度较低以及成型收缩率大、易老化、而热性差等缺点。因此在应用范围上，尤其是作为结构材料和工程塑料应用受到很大的限制。为此，从70年代中期国内外就采用化学或物理改性方法对PP进行了大量的研究开发特别是针对提高PP的缺口冲击强度和低温韧性方面进行了多种增强增韧改性研究开发。常见的改性方法有共聚改性、共混改性和添加成核剂等。
1.1 PP生产方法和种类
中国聚丙烯的工业生产始于20世纪70年代，经过30多年的发展，生产技术、工艺也趋于多样化，已经基本上形成了淤浆法、液相本体-气相法、间歇式液相本体法、气相法等多种生产工艺并举，大中小型生产规模共存的生产格局。中国的大型聚丙烯生产装置以引进技术为主，中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为主。由最初的浆液工艺发展到目前广泛使用的液相本体法和气相法，液相本体法因其不使用稀释剂、流程短、能耗低，现已显示出后来居上的优势。
（1）淤浆法：在稀释剂（如己烷）中聚合，是最早工业化的方法；
（2）液相本体法：在70℃和3MPa的条件下，在液体丙烯中聚合；