国内外聚丙烯生产工艺介绍
一、PP生产工艺简介
聚丙烯的生产工艺按聚合类型分类主要有3种，即本体法工艺、气相法工艺和本体-气相法组合工艺。早期还有溶液法工艺和溶剂浆液法工艺（简称浆液法、也称淤浆法）。
丙烯聚合催化剂性能的提高促进了PP生产工艺的不断进步，PP生产工艺已经从初期的低活性、中等规度的第一代工艺（溶液法、浆液法），以及高活性、可省脱灰工序的第二代工艺（浆液法及本体法），发展到超高活性、无需脱灰及无需脱无规物的第三代工艺（气相法、本体-气相组合工艺）。近年来，传统的浆液法工艺在PP生产中的比例明显下降，新建的PP装臵已不再采用传统的浆液法工艺。
当前，世界上先进的PP生产工艺主要是属于第三代PP 生产工艺的本体-气相组合工艺和气相法工艺。本体-气相法组合工艺典型的专利技术有：Basell公司的Spheripol本体-气相法组合工艺技术、Prime Polymer公司的Hypol本体-气相法组合工艺技术、Borealis公司的Borstar本体-气相法组合工艺技术和中国石化的ST本体-气相法组合工艺技术。气相法工艺典型的专利技术有:Dow化学公司Unipol气相流化床工艺技术、Lummus公司的Novolen气相法工艺技术、Ineos公司的Innovene气相法工艺技术、Basell公司的Spherizone气相法工艺技术、日本聚丙烯公司（JPP）的气
相法工艺技术以及住友公司（Sumitomo）的气相法工艺技术。世界上采用气相法工艺和本体-气相法组合工艺的聚丙烯生产装臵的比例逐年增加，目前各国在建和新建的聚丙烯装臵基本上多采用气相法工艺和本体-气相法组合工艺。
由于催化剂体系的发展和其活性的大幅度提高，上世纪90年代以后新建大型聚丙烯装臵已基本上不使用浆液法。在过去的20年中各种气相法工艺都发展很快，2006年底，气相法工艺的生产能力占到了全球聚丙烯生产能力的34%。2010年底，包括在建装臵的产能在内，气相法工艺约占50%。气相法被认为是最有希望的工艺之一，因此，建议我公司采用气相法聚合工艺。
二、气相法技术的优点
气相法技术的优点最早是建立在不脱灰、不脱无规物基础上的，采用高效催化剂的气相硫化聚合工艺，具有一般高效本体法工艺的特点，不需要脱除催化剂残渣，也不需要脱除无规物。由于是气相聚合，生产过程中也不需闪蒸分离或离心干燥。在气相法发展初期，由于催化剂处于第二代Z-N 催化剂时代，活性与等规度不高，产品不经后处理，使灰分与无规物含量都偏高，因此不适用于生产对质量有较高要求的均聚物和无规共聚物，使应用受到限制。采用高效催化剂后，由于催化剂的高活性和高等规指数，气相法工艺可以生产所有用途的聚丙烯产品，很多气相法工艺的产品还具有其
他工艺没有的独特性能。
三、气相法生产工艺与浆液法和本体法工艺相比，具有下列特点：
1、可在宽范围内调节产品品种。聚合反应没有液相存在，易于控制丙烯产物的分子量和共聚单体含量，这样就易于生产分子量分布和共聚单体含量范围比其他工艺宽的产品，如高乙烯含量的无规共聚物，也可缩短产品牌号切换的过渡时间，过渡产品少，因此只要改变反应器内的气体组成，就可以改变产物的组成。
2、适宜抗冲聚丙烯的生产。在浆液法及本体法工艺中，溶剂及液相丙烯会溶解在反应过程中生产的无规物，因而使反应器内物料黏度增加，以至影响搅拌、混合，特别是生产高抗冲共聚物时，橡胶相会部分溶解在溶剂中。因而气相法是最适宜生产抗冲聚丙烯的生产工艺。
3、安全性好，开停车方便。在气相聚丙烯工艺中，包括丙烯在内的所有可燃性物质在反应器中都处于气相，每单位反应器容积中的物料数量远小于非气相法工艺。所以，当出现突然事故（如供电故障）时，只需安全排出反应体系中的气体使反应器泄压，反应就可在短时间内停止，不会引起任何异常反应。只要恢复催化剂进料，升压反应系统就可以方便地恢复生产。
4、反应器是气-固相出料，没有液相单体需要气化，蒸
汽消耗量少；
5、气相法工艺由于在单体浓度远低于液相丙烯的气相中聚合，一般不需要催化剂预聚合步骤；不论规模大小，生产均聚物和无规共聚物只需要一台均聚反应器，第二反应器用于抗冲共聚物；反应器后的聚合物粉料大多采用脱气仓一步法处理。因而气相法工艺流程短，设备台数少。而环管类工艺由于液相本体聚合的本质要求，催化剂都需要预接触和预聚合，而且一般需要两组串联的环管反应器。高、低压的闪蒸分离气体需要洗涤除细粉，汽蒸、干燥的尾气也需要水洗处理，这样的流程配臵无疑比气相法复杂。
6、各种气相法工艺大多通过聚合生产有限的基础牌号。高熔指牌号通过向挤压机中加入过氧化物降解来生产。
虽然气相法优点多，但气相反应器内容易形成局部热点导致聚合物结块，从而导致装臵停车，连续运行周期比不上环管装臵，这也是各种气相法工艺回避不了的问题。而环管类装臵却可以长达几百天的不停车连续稳定运转。
四、气相法工艺技术分类
各种气相法工艺之间的主要差别是反应器及其搅拌形式的不同。搅拌一般采用机械搅拌和气相流态化搅拌两种。机械搅拌使粉料分布均匀，不会在床层内产生热点，操作范围大于沸腾床反应器，因此与撤热结合起来，生产能力容易扩大或缩小，由于粉末粒子直径不同，聚合容器中床层分离
不如流化床那么容易发生，但反应器设计复杂，费用较高。以UCC公司为代表的气相沸腾床反应器易于移出反应热，操作范围比机械搅拌式反应器小。另外，由于撤热和沸腾流态化的要求，流化床反应器的气体循环量要大得多，这往往使移出热所需流花用体积难以与沸腾所需物料的体积相比，这些都需要更多的技术考虑。
各种气相法工艺的反应器可分为流化床、带刮壁器的立式流化床、立式搅拌床、卧式搅拌床、多区循环反应器等几种类型。
1、多区循环反应器类型：Spherizone工艺，非机械混合方式，气体输送+重力流流动形式。
2、流化床类型：Unipol工艺、Sumitomo气相法工艺，非机械混合方式，全混流动形式。
3、立式搅拌床类型：Novolen工艺，机械混合方式，全混流动形式。
4、卧式搅拌床类型：Innovene工艺、Horizone工艺（原Chisso气相法工艺），机械混合方式，活塞流流动形式。
五、国内外领先的5种气相法工艺技术
1、Basell公司的Spherizone工艺
Spherizone工艺采用的是Basell公司开发的多区循环反应器（MZCR）技术，是目前世界上最新颖、最先进的聚丙烯生产工艺。1996年，美国Montell公司开始MZCRT的研究，
1997年获得专利授权，1998年建立了多区循环反应器（MZCR）的中试生产装臵。2002年8月，Basell公司在意大利Brindisi的工厂对采用Spheripol工艺的年产16万吨的聚丙烯（PP）装臵进行改造，开始MZCRT工业化。
Spherizone工艺采用的特殊设计的环型反应器有两个反应区组成，聚合物颗粒在多区循环反应器的两个不同反应区之间循环。在上升反应区，聚合物颗粒被单体气流以流态化的形式向上带走。在反应器的顶部，聚合物颗粒进入下降反应区，在重力作用下聚合物颗粒沉降到反应器底部，然后又被送到上升反应区，重复上述反应循环。为了在下降反应区创造出与上升反应区不同的反应环境，在下降反应区顶部，聚合物床层底部设有阻隔区。该阻隔区是多区循环反应器的核心，因为它使单一反应器实现两个不同反应区的不同反应条件。但是该工艺撤热较慢，MZCR下降反应区可能发生结块赌赛现象；该工艺采用夹套水冷。
Spherizone工艺采用气相循环技术，采用MC系列Z-N 催化剂，可生产出保持韧性和加工性能同时又具有高结晶度和刚性的更加均一的聚合物。它可在单一反应器中制得高度均一的聚合物。它可在单一反应器中制得高度均一的多单体树脂或双峰聚丙物。Spherizone循环反应器有两个互通的区域，不同的区域起到由其它工艺的多个气相和淤浆环管反应器所起的作用。这两个区域能产生具有不同分子量和单体组
成分布的树脂，扩大了聚丙烯的性能范围。
Spheripol工艺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。
Spherizone工艺技术的产品无论从牌号数量还是产品质量都比第一代技术有很大提高，产品颗粒度更加均匀，产品的熔体流动指数范围更宽，可从0.3到1600,并可生产高刚性、高结晶度和低热封温度的新牌号。能生产均聚、无规共聚和抗冲共聚物共102个牌号的产品。产品应用范围：挤出、热成型、膜片、铸膜、纤维、吹模、注模。产品特点：防热、防老化、防静电、高透明、防结块。产品的熔融指数、挠曲模量、屈服强度都可在较宽范围内调整。最大可生产达1000以上的反应器级产品，该产品主要用于薄壁包装。
目前该工艺在世界范围内总生产能力为3000kt/a，共有11套装臵，其中8套已建成投产，3套在建。中国石化天津1000kt/a乙烯工程中的450kt/a聚丙烯装臵采用该技术，2010年建成开车，是世界上单线规模最大的聚丙烯装臵之一。正在建设的中国石油大庆炼化第二套300kt/a聚丙烯装臵也采用该技术，但与天津不同，大庆的这套装臵没有气相反应器，不能生产抗冲共聚物。
2、DOW公司的Unipol工艺
Unipol工艺是联碳公司和壳牌公司在八十年代中期联合开发的一种气相流化床聚丙烯工艺，是将应用在聚乙烯生产中的流化床工艺移植到聚丙烯生产中，并获得成功。该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和一氧二乙基铝和给电子体。
2001年4月，DOW Chemicals收购了Union Carbide、Univation及SHAC催化剂技术，自此，DOW Chemicals接管了Unipol聚丙烯工艺的开发、技术转让和催化剂事业。而Unipol聚乙烯技术仍由Univation掌管，Univation是Dow 和ExxonMobil的合资公司。
Unipol工艺具有简单、灵活、经济和安全的特点；该工艺只用很少的设备就能生产出包括均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物在内的全范围产品，可在较大操作范围内调节操作条件而使产品性能保持均一。因为使用的设备数量少而使维修工作量小，装臵的可靠性提高。
由于流化床反应动力学本身的限制，加上操作压力低使系统中物料的贮量减小，使得该工艺比其它工艺操作安全，不存在事故失控时设备超压的危险。此工艺没有液体废料排出，排放到大气的烃类也很少，因此对环境的影响非常小，与其它工艺相比，该工艺更容易达到环保、健康和安全的各种严格规范。
该工艺的另一显著特点是可以配合超冷凝态操作，即所谓的超冷凝态气相流化床工艺（SCM）。该技术通过将反应器内液相的比例提高到45%，可使现有的生产能力提高200%。由于液体含量多少不是流化床不稳定、形成聚合物结块的基本因素，因此该技术关键的操作变量是膨胀床的密度及膨胀松密度与沉降松密度的比例。由于超冷凝态操作能够最有效的移走反应热，它能使反应器在体积不增加的情况下提高2倍以上的生产能力，对于投资的节省是非常可观的。
该工艺能生产均聚、无规共聚和抗冲共聚物，产品基础牌号60-70种。UCC生产均聚物的等规度：93-98%；融流指数：0.6-35；产品应用范围有纺织纤维、薄膜、硬形包装、软形包装、家用电器、容器、桌、椅等。
Unipol工艺技术的主要特征可以总结为：简单、灵活、经济、安全。
由于采用了先进的气相流化床技术和先进催化剂系统，因而可以简化流程，形成一个比较稳定而灵活的系统，可以在较大的操作范围内调节操作条件而使产品的性能保持均一。因流程短，故设备台数较少，从而可以减少专门的维修工作量，使生产的可靠性也得到提高。
Unipol工艺的经济性也是很有吸引力的。从操作观点来看，由于工艺过程和设备的简化，维修工作量减少，能量消耗低而生产效率高。从工程观点来看，由于流程短设备少，
装臵布臵紧凑，而使基建投资降低。尤其是如能与Unipol 聚乙烯装臵建成联合装臵，在装臵布臵、备品备件、维修、操作费用等方面的优势更加明显。
Unipol工艺以其气相法技术所固有的特点，本质上要比本体法工艺更安全。主要是因为操作条件缓和（聚合压力较低），而使系统中原料单体的储量少，所以没有储存大量可燃液体可能带来的危险。再因为流化床反应动力学固有的内在限制，消除了在事故失控时设备超压的危险。
Unipol工艺没有液体废物排出，属清洁生产工艺，对环境污染的影响非常小，更容易达到环境保护、健康和安全的规定。
最近几年，Unipol工艺在中国市场上取得很大成功，中国石油、神化、大唐发电等公司先后有6套聚丙烯装臵采用Unipol工艺，总产能1950kt/a，成为中国市场上第三位的聚丙烯生产工艺。
3、ABB-Lummus（NTH）公司的Novolen气相法技术
1999年随着BASF和Shell公司在聚烯烃业务领域的合并成立Basell公司，根据反垄断法，一个公司不能同时拥有Speripol和Novolen两项聚丙烯专利技术，因此Basell 公司把Novolen技术及相应业务出售给Lummus和Equistar 公司。截至2010年底，包括在建装臵在内，全世界采用Novolen技术的聚丙烯生产装臵共有34套，合计生产能力
8040kt/a。
Novolen工艺是采用两台75m3的立式气相搅拌釜，单台反应器能力18万吨/年。为了实现30万吨/年以上的生产能力，Novolen工艺可灵活安排反应器布臵方式，根据需要使两台反应器串联或并联，具有较大的生产灵活性。用单釜可生产均聚物、无规共聚物及三元共聚物；用串联的双釜可生产抗冲或嵌段共聚物；用并联的双釜可使均聚物的生产能力提高70-100%。
Novolen工艺所用的催化剂体系不够理想，因为其活性不够高，催化剂的用量相对较大，聚合物中残留的挥发性成分严重影响产品质量，因而得到的聚丙烯产品需要经过脱臭处理。但采用PTK催化剂后，不再需要脱氯、脱臭处理。
Novolen工艺所用的气相反应器内装有双螺带式搅拌器，该搅拌器能够使催化剂在气相聚合的单体中分布均匀，尽可能使每个聚合物颗粒保持一定的钛/铝/给电子体的比例，以此解决气相聚合中气固两相之间不易均匀分布的问题。但其缺点是动力消耗比液相搅拌大得多，挤压造粒单元需配的辅助系统较复杂。
聚合反应器的撤热方式是靠丙烯气的循环。液态丙烯用泵打入反应器，通过丙烯的气化吸收一部分聚合反应热，未反应的气态丙烯用水冷凝后使其液化，再用泵打回反应器使用。由于丙烯聚合的反应热为2093.4KJ/Kg，液体丙烯的蒸
发潜热为334.9KJ/Kg,所以带走1吨丙烯的聚合反应热需要6-7吨的循环气体。
Novolen工艺可生产范围广泛的各种聚丙烯树脂，产品熔体指数MFR范围0.1-100，产品的等规度90-99%，拉伸模量最高可达2400MPa。产品有均聚、无规和抗冲共聚物，能生产不同用途的约60种牌号的产品，产品范围广，最大橡胶含量可达50%，MFR为0.3-100g/10min。抗冲共聚部分不存在溶胀或溶解问题，产品质量较好。对于无规共聚物，工业化产品的乙烯含量达6%（质量分数），在工业装臵上生产过乙烯含量9%（质量分数）的无规共聚物，中试产品中乙烯含量最高达到12%（质量分数）。
需要说明的是，Novolen工艺中有很多防止粉料结块的设计，如在反应器下游的粉料出料仓及粉料脱气仓中都设计了搅拌器。对于大规模的装臵，这些设备尺寸很大，搅拌器的设计和制造都有难度。同样是为了防止粉料结块，粉料仓还设计了一条粉料小循环线以保证粉料处于流动状态。实际生产表明，Novolen工艺确实比较难操作，尤其是生产抗冲共聚物时，更容易发黏结块。另外，与其他工艺的粉料脱活不同，Novolen工艺采用向挤压机中加入脱盐水脱活残余催化剂。汽化的水汽、低沸点的丙烯低聚物和氮气从挤压机脱气区通过高真空脱气系统去除，因而Novolen工艺使用的挤压机需要特殊设计，费用也增加不少。
目前Novolen工艺已建成的最大装臵是双线450kt/a。其中Saodi Polyolefins Company的那套450kt/a装臵正在改造到720kt/a。目前，我国有4个装臵采用Novolen工艺，总产能1500kt/a。
4、INEOS公司的Innovene工艺
Innovene聚丙烯工艺现属INEOS公司所有。Innovene工艺即1999年以前的Amoco气相法工艺，1999-2001年又称BP-Amoco气相法聚丙烯工艺。Innovene气相法工艺的主要特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器和高效CD催化剂。Innovene气相法工艺流程短，能耗低，过渡产品少，抗冲共聚物产品的综合性能好，安全环保。Innovene 所使用的这种独特反应器，因颗粒停留时间分布范围很窄，可以生产刚性和抗冲击性非常好的共聚物产品。这种接近平推流的反应器可以避免催化剂短路。当有乙烯存在时，可以生成大颗粒共聚物，而不是在均聚物颗粒内生成细粉，这些细粉将降低共聚物的低温冲击强度，并形成不必要的胶状体。因此，该工艺很窄的反应停留时间分布可以实现用多个全混反应釜均聚反应器才能生产的高抗冲共聚物的要求。另外，由于这种独特的反应器设计，该工艺的产品过渡时间很短，理论上产品的过度时间要比连续搅拌反应器或流化床反应器短2/3，因而产品切换容易，过渡产品很少。
Innovene工艺采用丙烯闪蒸的方式撤热。液体丙烯以一
种能保持反应器床层干燥的方式从各个进料点喷人反应器内，液体丙烯汽化后，其单体的分压小于它的露点压力，并足以撤走反应热。操作中必须严格控制液体丙烯的进料速度和其在反应器中的汽化，以保证床层干燥程度、流化程度与反应温度范围之间的平衡。气锁系统是该工艺的另一特色。当物料从第一反应器输送到第二反应器时，气锁系统可避免两反应器互相串流。尤其是生产共聚物时，两反应器的气相组成不同，第一反应器中含有大量氢气，同时第二反应器中含有乙烯和少量氢气，如果第一反应器中的氢气进入第二反应器或第二反应器中的乙烯进人第一反应器，都将严重影响产品质量，因此将两反应器隔离是关键。本工艺所用的CD 催化剂具有很好的形态控制，高的活性和选择性，能控制无规聚丙烯的生成，产品有很高的等规指数，聚合产品粒度分布窄，粉料流动性好，灰分含量低，色泽好等。采用该催化剂，可以使工艺流程得到简化。只使用一种催化剂就可生产所有牌号的产品，不需要切换催化剂。CD催化剂的活性在25000-55000kgPP/kg cat范围内，取决于原料纯度和反应器的数量。生产的粉料产品的等规指数最高可以达到99%。CD催化剂的另外一个特点是不需要预处理或预聚合，可以直接加入反应器，并且该催化剂可以生产所有聚丙烯产品。该工艺均聚产品的MFR可以从0.5g/10min到100g/10min，产品韧性高于其他气相聚合工艺所得产品；无规共聚产品的
MFR为2-35g/10min，其乙烯含量可以达到7%-8%（质量分数）；抗冲共聚产品的MFR为1-35g/10min，乙烯含量为5%-17%（质量分数）。
由于活塞流式的反应器设计，使得催化剂的停留时间分布较窄，抗冲共聚物的橡胶相分布更加均匀，性能更加优异，尤其是抗冲击性和刚性的平衡性能更好。该工艺也可以采用一台反应器生产均聚物和无规共聚物，但是该工艺也有不足，产品中乙烯含量（或橡胶组分比例）不高，不能获得高抗冲和超高抗冲牌号的PP产品。该工艺的另外一个重要特征是聚合反应可以通过停止催化剂注入而快速平稳地停止（约15-20分钟），并可以在几小时后重新开车，不会影响反应器内部条件及聚合物的质量。在遇到停电等事故时，反应器可以在事故停车或慢停车状态下，通过释放反应器压力，在3分钟内停车，并可在重新加压及注入催化剂后再次开车。由于Innovene工艺流程简短，反应器设计独特，聚合压力比较低，没有大型的转动设备，电能消耗在各种PP 工艺中处于最低之列。由于是气相聚合系统，不必象液相法那样用蒸汽加热反应器随聚合物排出的液体丙烯，因而蒸汽消耗量很少，生产均聚产品的能耗在各种工艺中是最低的。Innovene气相法工艺与其他气相法工艺一样，聚合系统内没有大量的液态烃，本质上比本体法要安全一些。Innovene气相法工艺反应器的操作压力，在各种工艺技术中是最低的。
聚合系统没有废水排放，是一种清洁的生产工艺。
Innovene工艺中主要有直径9英尺和10英尺两种规格的反应器，其中单台直径10英尺反应器的装臵可以做到单线生产能力300kt/a，两台串联直径10英尺反应器可以做到单线生产能力450kt/a。截止2010年底，采用Innovene工艺的聚丙烯装臵共21套（4套装臵在建），总共产能约5760kt/a。我国有6套装臵采用Innovene工艺，总产能约1700kt/a。
5、住友化学公司的Sumitomo工艺
Sumitomo生产工艺由日本住友化学公司于1981年开发成功，1985年实现工业化生产。该工艺采用串联的气相流化床反应器（两或三台串联反应器），使用自身开发的高选择性催化剂DX-V，产品结晶度高，能够生产很宽范围的聚丙烯产品。目前，世界上采用Sumitomo工艺PP生产装臵有4套，总生产能力约为37.5万吨/年，约占世界聚丙烯总生产能力的0.9%。
住友化学认为其气相法聚丙烯工艺的核心特点是采用住友高性能的催化剂，能够生产高性能的共聚物。住友化学的聚丙烯催化剂在日本生产，销售给专利使用者。
住友化学称采用住友催化剂的气相法工艺生产的产品的结晶度比其他工艺更高。住友公司的PP产品在注射成型的汽车和家电方方面有很大的优势。这可能是因为住友工艺
采用几个串联的反应器，使得反应器内的停留时间分布比较均一（产品质量更均一），抗冲共聚产品的韧性更好。
在薄膜市场上，住友化学的低热封初始温度BOPP膜和高透明度的硬膜类产品很有优势。
住友化学已经开发了高熔体流动速率的特殊共聚物混合物，用于内臵织物的水平呼吸型模具的注射成型制品。这种工艺已经转让给世界上几个生产织物覆盖器具如仪表盘的厂家。住友化学进一步开发的产品是用串联气相反应器生产的弹性共聚物或三元共聚物。
Sumitomo工艺采用气相流化床反应器，类似Unipol工艺，某些装臵也可能有3台串联反应器，因而投资较高。此外，Sumitomo气相法PP工艺主要用于住友化学公司或其合资项目，很少参与公开招标的项目。
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，
聚丙烯装置简介和重点部位及 设备(通用版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0357
聚丙烯装置简介和重点部位及设备(通用 版) 一、装置简介 (一)装置的发展及类型 1．装置发展 聚丙烯(Polypropylene，缩写为PIP)是以丙烯为单体聚合而成的聚合物，是通用塑料中的一个重要品种，结构式为： 1953年德国Ziegler等采用R3Al—TiCl4 催化体系制得高密度聚乙烯后，曾试图用R3 Al—TiCl4 为催化剂制取PP，但是只得到了无定形PP，并无工业使用价值。意大利的Natta教授继Ziegler之后对丙烯聚合进行了深入的研究，于1954年3月用改进的齐格勒催化剂紫色TiCl3和烷基铝成功地将
丙烯聚合成为具有高度立体规整性的聚丙烯。 1957年Montecatini公司利用Natta的成果在意大利Ferrara 建成了6000t／a的生产装置，这是世界上第一套PP生产装置，使PP实现了工业化生产。同年Hercules公司在美国Parlin也建成了9000t／a的生产装置，这是北美第一套PP生产装置。到1962年德国、日本、法国等国家也纷纷建厂，相继实现了PP的工业化生产。 2．装置的主要类型 50多年来已有二十几种生产聚丙烯的工艺技术路线，各种工艺技术按生产工艺的发展和年代划分，可分为第一代工艺，生产过程包括脱灰和脱无规物，工艺过程复杂，主要是70年代以前的生产工艺，采用第一代催化剂；70年代开发的第二代催化剂使生产工艺中取消了脱灰过程，称为第二代工艺；80年代以后，随着高活性、高等规度(HY／HS)载体催化剂的开发成功和应用，生产工艺中取消了脱灰和脱无规物，称为第三代工艺；按照聚合类型可分为溶液法、浆液法(也称溶剂法)、本体法、本体和气相组合法、气相法生产工艺。
PP的注塑成型参数 PP通称聚丙烯，因其抗折断性能好，也称“百折胶”。PP是一种半透明、半晶体的热塑性塑料，具有高强度、绝缘性好、吸水率低、热就形温度高、密度小、结晶度高等特点。改性填充物通常有玻璃纤维、矿物填料、热塑性橡胶等。 不同用途的PP其流动性差异较大，一般使用的PP流动速率介于ABS与PC之间。 1、塑料的处理 纯PP是半透明的象牙白色，可以染成各种颜色。PP的染色在一般注塑机上只能用色母料。在华美达机上有加强混炼作用的独立塑化元件，也可以用色粉染色。户外使用的制品，一般使用UV稳定剂和碳黑填充。再生料的使用比例不要超过15%，否则会引起强度下降和分解变色。PP注塑加工前一般不需特别的干燥处理。 2、注塑机选用 对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定，注射量20%-85%即可。 3、模具及浇口设计 模具温度50-90℃，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5℃以上，流道直径4-7mm，针形浇口长度1-1.5mm，直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。 4、熔胶温度 PP的熔点为160-175℃，分解温度为350℃，但在注射加工时温度设定不能超过275℃。熔融段温度最好在240℃。 5、注射速度 为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（人地幔现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。 6、熔胶背压 可用5bar熔胶背压，色粉料的背压可适当调高。 7、注射及保压 采用较高注射压力（1500-1800bar）和保压压力（约为注射压力的80%）。大概在全行程的95%时转保压，用较长的保压时间。 8、制品的后处理 为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。 聚丙烯（PP） 料筒温度喂料区30～50℃（50℃） 区1 160～250℃（200℃） 区2 200～300℃（220℃） 区3 220～300℃（240℃） 区4 220～300℃（240℃） 区5 220～300℃（240℃） 喷嘴220～300℃（240℃） 括号内的温度建议作为基本设定值，行程利用率为35％和65％，模件流长与壁厚之比为50：1到100：1
聚丙烯主要的气相法生产工艺简介 第四代聚丙烯生产工艺主要包括上图所示的二个大类，在这里着重介绍一下气相法工艺。 气相法聚丙烯工艺的研究和开发始于20世纪60年代，1967年BASF公司在Ludwigshafen建成一套采用立式搅拌床反应器的气相聚丙烯工艺中试装置。1969年BASF和Shell的合资ROW公司在德国Wesseling采用立式搅拌床反应器建成世界上第一套万吨/年气相聚丙烯工业装置，命名为Novolen工艺。20世纪70年代，美国Amoco公司开发出采用接近活塞流的卧式搅拌床气相反应器的气相法PP生产工艺。80年代初期，UCC公司将其成熟的气相流化床Unipol聚乙烯工艺用于聚丙烯生产中，推出了Unipol气相聚丙烯工艺。日本的Sumitomo公司也于同期开发出
采用气相流化床的气相法工艺。目前，世界上气相法PP生产工艺主要有BP公司的Innovene工艺、Chisso工艺、联碳公司的Unipol工艺、BASF公司的Novolen工艺以及住友化学公司的Sumitomo工艺等。 Innovene工艺 Innovene工艺又名BP-Amoco工艺。工艺的主要特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器。用这种独特的反应器，因颗粒停留时间分布范围很窄，可以生产刚性和抗冲击性非常好的共聚物产品。这种接近平推流的反应器可以避免催化剂短路。当有乙烯存在时，可以生成大颗粒共聚物，而不是在均聚物颗粒内生成细粉，这些细粉将降低共聚物的低温冲击强度，并形成不必要的胶状体。因此该工艺很窄的反应停留时间分布可以实现用多个全混反应釜均聚反应器才能生产的高抗冲共聚物的要求。另外，由于这种独特的反应器设计，该工艺的产品过渡时间很短，理论上产品的过度时间要比连续搅拌反应器或流化床反应器短 2/3，因而产品切换容易，过渡产品很少。 Innovene工艺采用丙烯闪蒸的方式撤热。液体丙烯以一种能保持反应器床层干燥的方式从各个进料点喷入反应器内，液体丙烯汽化后，其单体的分压小于它的露点压力，并足以撤走反应热。操作中必须严格控制液体丙烯的进料速度和其在反应器中的汽化，以保证床层干燥程度、流化程度与反应温度范围之间的平衡。
PP生产工艺 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。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。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。 2 气相法工艺 气相法聚丙烯工艺的研究和开发始于20世纪60年代，1967年BASF 公司在Ludwigshafen建成一套采用立式搅拌床反应器的气相聚丙烯工艺中试装置。1969年BASF和Shell的合资ROW公司在德国Wesseling采用立式搅拌床反应器建成世界上第一套2.5万吨/年气相聚丙烯工业装置，命名为Novolen工艺。
1 装置简介 1.1 概述 本装置采用意大利HIMONT公司的SPHERIPOL工艺，该工艺采用的聚合反应器为液相环管反应器，用于聚丙烯均聚物的生产。 工艺名称：SPHERIPOL液相本体法 承包商：北京石化工程公司（BPEC） 装置占地面积：3.3公顷 设备总台数：354台 管道总长约：40km 装置年生产能力：7×104t/a PP均聚物本色颗粒 装置年操作时间：7200h 装置h生产能力：9.7吨 装置产品牌号：25种牌号 装置生产线：1条 装置包装线：2条 1.2 装置组成 本装置由下列工艺操作单元组成 100单元：主催化剂、三乙基铝、给电子体和防结垢剂的配制和计量 200单元：催化剂预接触、丙烯预聚合和丙烯聚合 300单元：聚合物的闪蒸脱气和丙烯单体回收 500单元：聚合物的汽蒸和干燥 600单元：排放系统、废油处理和工艺辅助设施 700单元：丙烯精制 800单元：聚合物添加剂的加入和挤出造粒 900单元：聚合物颗粒的掺混、储存、包装和码垛 另外装置还包括丙烯的预精制和消防系统 1.3 工艺简述 从界区来经过预精制的丙烯经丙烯精制单元脱除杂质后进入丙烯储罐，再经丙烯进料泵分别进入预聚合和聚合反应器，氢气由氢压机送入丙烯总管与丙烯混合。配制后的主催化剂、活化剂和给电子体经计量连续加入预聚反应器，少量聚合的聚丙烯包裹着催化剂颗粒随大部分丙烯连续地从预聚反应器进入聚合反应器，反应器内的物料在轴流泵的作用下强制高速循环，进行较均匀的液相本体聚合，聚合热由反应器夹套冷却水带走。流出反应器的淤浆经一蒸汽套管加热后依次进入高低压闪蒸罐，未反应的气态丙烯与聚合物分离后经压缩、冷凝后循环使用。闪蒸后的聚丙烯经过汽蒸脱活和氮气干燥后，加入一定量添加剂，经挤压造粒，产品颗粒掺混后送去包装、码垛和贮存。
世界5大类聚丙烯生产工艺概述 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。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。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。 2 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。该方法工艺流程复杂，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。 3 本体法工艺 本体法工艺的研究开发始于20世纪60年代，1964年美国Dart公司采用釜式反应器建成了世界上第一套工业化本体法聚丙烯生产装置。1970年以后，日本住友、Phillips、美国
来源于：注塑财富网聚丙烯（PP ）的注塑加工工艺介绍 PP通称聚丙烯，因其抗折断性能好，也称“百折胶”。PP是一种半透明、半晶体的热塑性塑料，具有高强度、绝缘性好、吸水率低、热就形温度高、密度小、结晶度高等特点。改性填充物通常有玻璃纤维、矿物填料、热塑性橡胶等。 不同用途的PP其流动性差异较大，一般使用的PP流动速率介于ABS与PC之间。 1、塑料的处理。 纯PP是半透明的象牙白色，可以染成各种颜色。PP的染色在一般注塑机上只能用色母料。在华美达机上有加强混炼作用的独立塑化元件，也可以用色粉染色。户外使用的制品，一般使用UV稳定剂和碳黑填充。再生料的使用比例不要超过15%，否则会引起强度下降和分解变色。PP注塑加工前一般不需特别的干燥处理。 2、注塑机选用 对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定，注射量 20%-85%即可。 3、模具及浇口设计 模具温度50-90℃，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5℃以上，流道直径4-7mm，针形浇口长度，直径可小至。边形浇口长度越短越好，约为，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深，厚，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚 PP 制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。 4、熔胶温度 PP的熔点为160-175℃，分解温度为350℃，但在注射加工时温度设定不能超过275℃。熔融段温度最好在240℃。 5、注射速度 为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（人地幔现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。
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| 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Montell 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。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。目前世界淤浆法PP 的生产能力
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。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。 三、本体法工艺 本体法工艺按聚合工艺流程，可以分为间歇式聚合工艺和连续式聚合工艺两种。 1、间歇本体法工艺：间歇本体法聚丙烯聚合技术是我国自行研制开发成功的生产技术。 间歇本体法工艺优点：生产工艺技术可靠，对原料丙烯质量要求不是很高，所需催化剂国内有保证，流程简单，投资省、收效快，操作简单，产品牌号转换灵活、三废少，适合中国国情等。 间歇本体法工艺缺点：生产规模小，难以产生规模效益；装置手工操作较多，间歇生产，自动化控制水平低，产品质量不稳定；原料的消耗定额较高；产品的品种牌号少，档次不高，用途较窄。
第一章文献综述 1.聚丙烯概述 1.1概述 聚丙烯是一种结构规整的结晶性聚合物，为白色粒料、无味、无毒、质轻的热塑性树脂。密度0.90~0.91g/cm3,表观密度≥0.38 g/cm3。机械性能优良，抗拉伸屈服强度打（≥22MPa），表面硬度大，弹性好，耐磨性能好。耐热性能良好，具有160℃以上的熔点和120℃以上的软化点。化学稳定性好，聚丙烯基本不吸水，与大多数化学药品不发生作用，耐酸碱和有机溶剂。聚丙烯具有良好的绝缘性。聚丙烯缺点是易脆化，低温冲击强度差，但可以用添加剂、共混或共聚等方法来改进。聚丙烯（Polypropylene，PP）是热塑性塑料中发展最快的一种，目前产量规模已经超过聚乙烯和聚氯乙烯。 （一）发展过程 我国的聚丙烯工业化生产始于1971年，当时化学工业公司从英国维克斯吉玛公司引进5kt/a浆液法聚丙烯装置投产，而后燕山石化公司从日本三井油化公司引进80kt/a浆液法聚丙烯装置和石油化纤公司从美国阿莫科（Amoco）公司引进35kt/a浆液法聚丙烯装置；80年代引进了日本三井油化公司的Hypol工艺（液相-气相本体法）在扬子石化公司建设140kt/a聚丙烯装置，又引进了意大利海蒙特（Himont）公司的Spheripol工艺（液相-气相本体法）在齐鲁石化公司和石化股份公司分别建设70kt/a聚丙烯装置，使国的聚丙烯生产技术达到比较
先进的水平。 与此同时，80年代采用国自行开发的技术和催化剂，利用炼厂催化裂化装置的丙烯建设了一批规模较小的间歇式液相本体法聚丙烯装置；进入90年代国聚丙烯的发展更快，利用蒸汽裂解装置和炼厂的丙烯建设了20多套聚丙烯装置，其中最大的为燕山石化200kt/a采用阿莫科公司气相本体法工艺，一般的生产能力为70kt/a，使聚丙烯成为我国发展最快的一种合成树脂。到1998年底，全国共有聚丙烯生产企业50多家，总生产能力已达到2620kt/a，成为我国合成树脂中生产能力最大的一个品种。在这些生产能力中采用Spheripol工艺的约占45%，采用Hypol工艺的约占21%，采用国自行开发的间歇式液相本体法工艺的约占25%，采用其他工艺的约占9%。目前我国已能自行设计液相-气相本体法（釜式或环管式）聚丙烯装置，开发了能用于上述工艺的催化剂，并向外国转让了聚丙烯催化剂的专利技术。 （二）我国聚丙烯生产的主要问题 （1）装置规模偏小 目前我国聚丙烯装置规模最大的为燕山石化公司聚丙烯装置，生产能力200kt/a，一般生产能力在40~70kt/a，相当一部分聚丙烯装置，生产能力只有3~10kt/a。因此除了一些规模较大的聚丙烯装置生产成本稍低外，其余中型的聚丙烯装置由于单位生产能力投资较大，生产成本较高。采用国的间歇式本体法聚丙烯装置由于投资低，原料丙烯来自炼厂副产，价格低，因此目前尚有一定的竞争能力，但由于产品品种单一，只生产均聚物，质量差，消耗高，且生产的都是
工艺 2.1工艺设计基础 2.1.1 生产能力、产品方案和操作弹性 （1）设计能力和操作时间 a) 聚合 生产能力： 20万吨/年（按均聚物考虑） 反应器台数： 3台（1台预聚合反应器, 2台串联的环管反应器） 年操作时间： 8000小时 b) 挤压造粒：一条生产线 设计能力：28吨/小时，按均聚/抗冲产品按MFR＜1.0g/10min考虑 33吨/小时，按均聚/抗冲产品按MFR≥1.0g/10min考虑 35吨/小时，按均聚/抗冲产品按MFR≥70g/10min考虑 c) 包装码垛：三条全自动生产线，包装生产线采用轨道可移动式。 每条生产线包装能力： 1200袋/小时，每袋25kg。 码垛能力： 1400袋/小时，每袋25kg。 d) 产品装运：两种装车方式。 使用槽车装运散状聚丙烯粒料。 使用叉车、托盘方式装运袋式包装聚丙烯粒料。 一周生产7天，每天两班，每班8小时。 （2）产品方案 本装置可以生产均聚物（包括高刚性牌号）、无规共聚物和抗冲共聚物(作为预留)，产品牌号共103个。 a）均聚物 56个牌号 其中：挤出热成型：10 注塑： 12 纤维： 17 BOPP膜：13 流延膜：4
b）无规共聚物 21个牌号（预留） 其中：流延和管式膜：6 BOPP膜的热封层：3 挤出和吹塑：4 注塑：5 流延膜(Clyrell牌号)：3 b）高抗冲共聚物 26个牌号（预留） 其中: 适用于全部应用领域: 23 专用TPO牌号:3 （3）催化剂 主催化剂： ZN-GF2A（生产均聚物） ZN-M1(生产均聚物和无规共聚物) ZN-127L、ZN-101、ZN-104、ZN-126 (生产高刚性、高抗冲 等专用牌号) 助催化剂：三乙基铝（TEAL） 给电子体（Donor C） 给电子体（Donor D） （4）装置操作弹性 从单体净化单元到干燥单元的操作弹性围：70-120% 反应器操作压力围：3.4-4.5MPag 后续关键设备挤压造粒机组的操作弹性围：60-140% 2.1.2 装置组成 （1）装置工段组成见下表: 表2-1-1装置工段组成表
聚丙烯管（PP－R管）生产工艺 摘要：三型聚丙烯管具有节能，耐腐蚀，不结垢、卫生，无毒，耐热、耐压，使用寿命长，质轻高强，流体阻力小等优点，是替代镀锌钢管的新一代产品。介绍PP －R管的特点，原料生产工艺，国内现状、施工方法、项目投资估算及市场前景分析。 1前言 80年代以前，我国的住宅及公共建筑的上水管基本上是镀锌钢管，由于受材质自身的局限，镀锌钢管存在使用寿命短、易造成水质二次污染等缺点。为了保障人们日常饮用水的质量，我国部分地区，如上海、浙江、河北、江苏等省市已先后提出淘汰镀锌钢管，用高质量的塑料管代替。目前，在我国已相继开发了PVC管、PE 管、铝塑复合管、玻璃钢管、钢塑复合管和PP－R管等一批塑料管材，并取得了一定的市场占有率。 PP－R管是欧洲90年代开发的，以新型无规聚丙烯为原料，经挤出成型制作的塑料管材。由于其优越的性能，正日益受到人们的青睐。 2PP－R管的主要性能 聚丙烯管分为均聚聚丙烯（PP－H）、嵌段共聚聚丙烯（PP－B）和无规聚丙烯（PP －R）3种。PP－H、PP－B、PP－R管材的刚度依次递减，而抗冲击强度则依次增加。给水用聚丙烯管是用特殊的PP－R制成。PP－R管作为一种新型的管材，具有以下性能特点： 2．1节能 PP－R管的生产能耗仅为钢管的20％，并且其导热系数低［0．2W／（m.K）］，也仅为钢管的1／200，应用于热水系统将大大减少热量损失。 2．2耐腐蚀、不结垢、卫生、无毒 使用PP－R管可免去使用镀锌钢管所造成的内壁结垢、生锈而引起的水质“二次污染”。由于PP－R组份单纯，基本成份为碳和氢，符合食品卫生规定，无毒，更适合于饮用水输送。 2．3耐热、耐压、使用寿命长 PP－R管的长期使用温度达95℃，短期使用温度可达120℃。在使用温度为70℃，工作压力为1．2MPa条件下，长期连续使用，寿命可达50年以上。 2．4轻质高强、流体阻力小 PP－R管密度仅为金属管的1／8，耐压力试验强度高达5MPa，且韧性好、耐冲击。由于内壁光滑、不生锈、不结垢，流体阻力小。
工艺 2、1工艺设计基础 2、1、1 生产能力、产品方案与操作弹性 (1)设计能力与操作时间 a) 聚合 生产能力: 20万吨/年(按均聚物考虑) 反应器台数: 3台(1台预聚合反应器, 2台串联的环管反应器) 年操作时间: 8000小时 b) 挤压造粒: 一条生产线 设计能力:28吨/小时,按均聚/抗冲产品按MFR＜1、0g/10min考虑33吨/小时,按均聚/抗冲产品按MFR≥1、0g/10min考虑 35吨/小时,按均聚/抗冲产品按MFR≥70g/10min考虑 c) 包装码垛: 三条全自动生产线,包装生产线采用轨道可移动式。 每条生产线包装能力: 1200袋/小时,每袋25kg。 码垛能力: 1400袋/小时,每袋25kg。 d) 产品装运: 两种装车方式。 使用槽车装运散状聚丙烯粒料。 使用叉车、托盘方式装运袋式包装聚丙烯粒料。 一周生产7天,每天两班,每班8小时。 (2)产品方案 本装置可以生产均聚物(包括高刚性牌号)、无规共聚物与抗冲共聚物(作为预留),产品牌号共103个。 a)均聚物56个牌号 其中:挤出热成型:10 注塑: 12 纤维: 17 BOPP膜:13 流延膜:4
b)无规共聚物21个牌号(预留) 其中:流延与管式膜:6 BOPP膜的热封层:3 挤出与吹塑:4 注塑:5 流延膜(Clyrell牌号):3 b)高抗冲共聚物26个牌号(预留) 其中: 适用于全部应用领域: 23 专用TPO牌号:3 (3)催化剂 主催化剂: ZN-GF2A(生产均聚物) ZN-M1(生产均聚物与无规共聚物) ZN-127L、ZN-101、ZN-104、ZN-126 (生产高刚性、高抗 冲等专用牌号) 助催化剂: 三乙基铝(TEAL) 给电子体(Donor C) 给电子体(Donor D) (4)装置操作弹性 从单体净化单元到干燥单元的操作弹性范围:70-120% 反应器操作压力范围:3、4-4、5MPag 后续关键设备挤压造粒机组的操作弹性范围:60-140% 2、1、2 装置组成 (1)装置工段组成见下表: 表2-1-1装置工段组成表
聚丙烯生产工艺现状及发展 聚丙烯生产工艺现状及发展 摘要：介绍了目前聚丙烯（PP）主要生产工艺，最广泛和最有发展前途的聚丙烯生产工艺是本体法和气相法，目前主要聚丙烯生产工艺均为国外聚丙烯工艺商掌握。 关键词：聚丙烯生产工艺现状发展 聚丙烯（PP）是一种热塑性的合成树脂，其物理性质是半透明、无色无味无毒的固体，密度较小，具有较好的加工性能。同时，PP 的耐冲击性能较高，具有较强的机械性质，能够抵抗多种酸碱和有机溶剂的腐蚀。PP基于以上的优势，被广阔的应用与日常生活生产的方方面面。 一、世界聚丙烯生产工艺现状 到目前为止，世界范围内生产聚丙烯的工艺中，本体法工艺仍占占据十分重要的地位，随着技术的发展和市场需求的增加，气相法生产工艺也逐渐得到发展，此外催化剂技术的运用也使得聚丙烯的生产水平进一步提高。目前世界上主要采用气相工艺和本体-气相组合工艺，这类生产工艺均是利用本体工艺和气相法工艺，以及两种工艺的组合工艺生产出均聚物和无规共聚物，再利用气相反应装置产生抗冲共聚物。下面介绍目前世界上几种主要聚丙烯生产工艺： 1.Spheripol工艺 Spheripol工艺由Basell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，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，不容易产生热点，不容易粘壁，轴流泵的能耗也较低，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。
国内外聚丙烯生产工艺介绍 一、PP生产工艺简介 聚丙烯的生产工艺按聚合类型分类主要有3种，即本体法工艺、气相法工艺和本体-气相法组合工艺。早期还有溶液法工艺和溶剂浆液法工艺（简称浆液法、也称淤浆法）。 丙烯聚合催化剂性能的提高促进了PP生产工艺的不断进步，PP生产工艺已经从初期的低活性、中等规度的第一代工艺（溶液法、浆液法），以及高活性、可省脱灰工序的第二代工艺（浆液法及本体法），发展到超高活性、无需脱灰及无需脱无规物的第三代工艺（气相法、本体-气相组合工艺）。近年来，传统的浆液法工艺在PP生产中的比例明显下降，新建的PP装臵已不再采用传统的浆液法工艺。 当前，世界上先进的PP生产工艺主要是属于第三代PP 生产工艺的本体-气相组合工艺和气相法工艺。本体-气相法组合工艺典型的专利技术有：Basell公司的Spheripol本体-气相法组合工艺技术、Prime Polymer公司的Hypol本体-气相法组合工艺技术、Borealis公司的Borstar本体-气相法组合工艺技术和中国石化的ST本体-气相法组合工艺技术。气相法工艺典型的专利技术有:Dow化学公司Unipol气相流化床工艺技术、Lummus公司的Novolen气相法工艺技术、Ineos公司的Innovene气相法工艺技术、Basell公司的Spherizone气相法工艺技术、日本聚丙烯公司（JPP）的气
相法工艺技术以及住友公司（Sumitomo）的气相法工艺技术。世界上采用气相法工艺和本体-气相法组合工艺的聚丙烯生产装臵的比例逐年增加，目前各国在建和新建的聚丙烯装臵基本上多采用气相法工艺和本体-气相法组合工艺。 由于催化剂体系的发展和其活性的大幅度提高，上世纪90年代以后新建大型聚丙烯装臵已基本上不使用浆液法。在过去的20年中各种气相法工艺都发展很快，2006年底，气相法工艺的生产能力占到了全球聚丙烯生产能力的34%。2010年底，包括在建装臵的产能在内，气相法工艺约占50%。气相法被认为是最有希望的工艺之一，因此，建议我公司采用气相法聚合工艺。 二、气相法技术的优点 气相法技术的优点最早是建立在不脱灰、不脱无规物基础上的，采用高效催化剂的气相硫化聚合工艺，具有一般高效本体法工艺的特点，不需要脱除催化剂残渣，也不需要脱除无规物。由于是气相聚合，生产过程中也不需闪蒸分离或离心干燥。在气相法发展初期，由于催化剂处于第二代Z-N 催化剂时代，活性与等规度不高，产品不经后处理，使灰分与无规物含量都偏高，因此不适用于生产对质量有较高要求的均聚物和无规共聚物，使应用受到限制。采用高效催化剂后，由于催化剂的高活性和高等规指数，气相法工艺可以生产所有用途的聚丙烯产品，很多气相法工艺的产品还具有其
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| 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Montell 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。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。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。 2、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
聚丙烯生产工艺比选 聚丙烯作为一种通用的合成树脂自问世以后得到迅速发展，其发展速度超过了其它通用合成树脂，近十年来平均增长率在10～20%之间，到2010年我国聚丙烯总生产能力将达到1000万吨，实际生产量达到800万吨以上，仅次于聚乙烯和聚氯乙烯，居第三位。 聚丙烯的生产工艺主要有三种工艺，即溶剂法、液相本体法和气相法，虽然世界上聚丙烯生产约20%的生产能力仍然采用溶剂法工艺，但从80年代起，溶剂法已处于停滞状态，除已建成的老装置在运行外，新建装置基本上都采用液相本体法和气相法工艺，尤其是液相本体法工艺发展迅猛，装置规模和生产能力都在逐渐增大，液相本体法在世界聚丙烯生产中已占有越来越重要的作用，代表着20世纪90年代国际上聚丙烯生产的新技术、新水平。 液相本体法工艺是在液态丙烯中发生聚合反应生产聚丙烯的。液相本体法聚丙烯工艺最早由Phillips石油公司发明，并于1964年由美国Dart公司首先采用第一代T i Cl3催化剂及釜式反应器实现工业化。70年代以后，许多大的化工公司，如日本三井油化，美国Elpaso公司等都实现了液相本体聚丙烯工业化。早期的液相法工艺，由于催化剂活性低，需脱灰及脱无规物工序，与传统溶剂法工艺类似。1975年，三井油化与Himont公司(Basell公司的前身)联合开发成功HY-HS催化剂，实现了不脱灰工艺，并使聚合物规整度足够高。80年代初期，第二代HY-HS-Ⅱ催化剂问世，使不脱灰、不脱无规物并进，从而使不造粒工艺成为可能，成为聚丙烯工业的一个里程碑。按反应器形式划分有液相釜式反应器如Exxon、Mitsui、Shell、住友、Rexene等专利技术；液相环管反应器如Basell、Hoechst、Solvay、Phillips等专利技术 气相法工艺丙烯直接气相聚合生成固相的聚合物产品，气相法被称为第三代工艺，采用流化技术，丙烯在气相中聚合，由巴斯夫公司在1969年首先工业化，自70年代后期发展很快，被认为是最有希望的工艺。按反应器形式划分有如下专利技术：气相流化床反应器：Unipol、住友工艺；气相立式搅拌床反应器：