5大聚丙烯生产工艺
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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。
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。
聚丙烯(PP)晶体结构规整,具备易加工、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好等优点,它的应用十分广泛,特别是在纤维和长丝、薄膜挤压、注塑加工等方面,是合成树脂中消费增速最快、用途最广的品种。
随着催化剂技术的进步、设备制造能力的提高和市场对新产品需要的不断增加,聚丙烯生产工艺也在不断的改进和完善。
1聚丙烯生产工艺发展根据反应介质及反应器构型的不同,聚丙烯生产工艺主要有:淤浆法、本体法(包括本体-气相法组合)和气相法。
1.1浆液法世界上最早用于聚丙烯生产,直到20世纪80年代,它还占主要地位。
特点是将丙烯溶于惰性烃类稀释剂中进行聚合,主要有意大利的Montecatini 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。
该工艺流程长,成本高,操作与投资费用较高。
除生产少量高性能的塑料合金外,自20世纪80年代以后,新、改建的大型聚丙烯装置基本不再采用。
1.2本体法(本体-气相法组合)该工艺特点是反应体系中不加任何其它溶剂,将催化剂直接分散在液相丙烯中进行聚合反应。
20世纪70年代后期的装置大都基于此法。
本体法工艺有过多种工艺路线。
根据聚合反应器的不同,可分为釜式聚合工艺和管式聚合工艺,经过多年的发展和竞争,目前应用较多的主要有Basell 公司的Spheripol 工艺、日本三井化学公司的Hypol 工艺和Borealis 公司的的Borstar 工艺等。
Spheripol 工艺自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。
它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,采用一个或者多个环管反应器和一个或多个串联的气相流化床反应器,在环管反应器中进行均聚和无规共聚,在气相流化床中生产抗冲共聚物。
虽然流程相比之下较长,但设备简单,投资不高,操作稳定可靠,产品性能好。
Hypol 工艺于20世纪80年代初期开发成功,采用HY-HS-II 催化剂(TK-II),是一种多级聚合工艺。
“塑料性能乃注塑技术之本”,掌握各种塑料的工艺性能及特性,是每一位注塑工作者必须懂得的基本专业知识,塑料的性能是设定“注塑工艺条件”的依据,也是在分析注塑过程中出现的质量问题和异常现象时必须考虑的因素之一。
1. 聚丙烯(PP)注塑加工工艺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、热变形温度高、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。
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。
在一些机器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。
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。
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)。
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℃。
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(出现气泡、气纹)。
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。
1.4 Novolen聚丙烯工艺Novolen 聚丙烯工艺可以生产全范围的聚丙烯产品,采用PTK 催化剂,以液相丙烯为载体,通过特殊设计的设备加入到反应器中。
可生产融指(MFR)在0.2~100g/10min 之间的聚丙烯树脂,等规度高达90%~99%,且产品拉伸模量较高,Novolen 工艺两个反应器即可串联操作生产抗冲共聚物,也可并联操作生产均聚物和无规物[3]。
1.5 Unipol聚丙烯工艺Unipol 工艺采用气相流化床技术,其特点是流程简单,装置布置紧凑,所需设备不多,项目投资也相对较少。
另外,Unipol 工艺还可进行超冷凝态气相流化床工艺操作,反应器在体积不增加的情况下可大大提高生产能力,实验证明如果将反应器内液相的比例提高到45%,则反应器生产能力能提高到200%,两台串联反应器生产的抗冲共聚产品分子量分布很宽,抗冲共聚物乙烯含量最高可达21%,橡胶相含量为35%[4]。
2 国内聚丙烯生产现状2.1 聚丙烯产能2019年是中国聚丙烯产能投放大年,总产能达到2549万吨,较去年增长9%,聚丙烯投产装置达到113套,华北地区12套,占总产能8.4%;东北地区14套,占总产能11.26%;华东地区21套,占总产能22.73%;华南地区20套,占总产能18.20%;华中地区9套,占总产能4.55%;西南地区2套,占总产能2.35%;西北地区35套,占总产能33.46%。
由此可看出,我国聚丙烯生产装置西北地区较多,华东以及华南地区次之。
西北地区煤炭蕴藏丰富,导致煤制聚丙烯装置多建于此地区,2019年煤制聚丙烯总量达654万吨,占比26.16%。
由于东部沿海地区丙烷采购较为方便,丙烷脱氢(PDH)制聚丙烯装置多集中在华东地区,2019年以丙烷脱氢(PDH)为来源的聚丙烯产能占9%左右,发展速度较快。
石油制聚丙烯装置占总产能60%以上,主要分布在中石油、中石化等国有企业所在地,以及部分地方企业。
聚丙烯生产工艺流程
《聚丙烯生产工艺流程》
聚丙烯是一种常见的塑料材料,广泛应用于包装、家具、医疗器械等各个领域。
它的生产工艺流程包括原料准备、聚合反应、聚合物处理和成品制备等多个步骤。
首先是原料准备阶段。
聚丙烯的主要原料是丙烯烷,它是一种石油化工产品。
丙烯烷需要在化工厂进行蒸馏、裂化等多道工艺处理,最终得到纯净的丙烯烷作为聚丙烯的原料。
接下来是聚合反应阶段。
在聚合反应釜中,将丙烯烷与催化剂进行聚合反应,产生聚丙烯聚合物。
这是一个高温、高压的反应过程,需要严格控制温度、压力和催化剂的投加量,以确保聚合反应的顺利进行。
然后是聚合物处理阶段。
聚丙烯聚合物需要经过挤出、吹塑、注塑等加工工艺,制成各种形状和规格的聚丙烯制品。
在这个过程中,需要控制加工温度、压力和速度,以确保聚合物的性能和外观质量。
最后是成品制备阶段。
经过加工后的聚丙烯制品需要进行成品制备,例如切割、打孔、组装等工艺,最终得到符合客户要求的成品。
总的来说,聚丙烯生产工艺流程涉及到原料准备、聚合反应、
聚合物处理和成品制备等多个步骤,需要严格控制各个环节的工艺参数,以确保生产出质量稳定的聚丙烯制品。
聚丙烯五大生产工艺一、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。
聚丙烯生产的方法
聚丙烯的生产一般采用石油气作为原料,经过以下几个步骤进行:
1. 聚合反应:首先,将乙烯通过裂解或气相碳氢化反应得到的石油气中提取出,然后在催化剂的作用下,将乙烯聚合成聚丙烯。
2. 抽吸:将聚合得到的聚丙烯颗粒通过密炉及回转阀进行抽吸,并去除其中的单体以及其他杂质。
3. 熔融:将抽吸得到的聚丙烯颗粒通过加热和混炼的方式,使其熔融成为熔融态的聚丙烯。
4. 浇注:将熔融态的聚丙烯倒入模具中,经过冷却固化,形成所需的聚丙烯制品。
需要注意的是,以上只是聚合聚丙烯的一种常见方法,具体的生产方法还可以根据不同厂家的工艺流程和设备条件而略有差异。
5大聚丙烯生产工艺(一)时间:2006-09-20 17:43 来源:阿里巴巴塑料频道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。
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。
1)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。
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。
聚丙烯旳生产工艺摘要:聚丙烯(简称PP)是一种热望性合成树脂,用途十分广泛,市场需求一直呈迅速增长态势。
在聚烯烃树脂中,己成为仅次于聚氯乙烯、聚乙烯旳第三大塑料,在合成树脂中占有越来越重要旳地位。
聚丙烯生产工艺重要有4 种;溶液聚合法、浆液法、液相本体聚合法、气相聚合法。
而液相本体法聚丙烯工艺自1978年工业化以来,由于具有工艺流程短、操作简朴、生产成本低、装置投资小、经济效益好等特点,被广泛用于国内许多炼油厂中旳聚丙烯生产。
关键字:聚丙烯间歇式液相本体法1.聚丙烯旳简介1.1聚丙烯产品性质聚丙烯(PP)分为等规、无规和间规三种,是一种热塑性合成树脂塑料,分子式(c3H6)n,分子量2545万,为白色固体粉状,表观密度低(约为0.4-0.489/cm3),透明性及表面光泽好,机械性能良好,化学稳定性好,制品耐热性好(熔点高达167℃,可在沸水中使用或蒸汽消毒),无毒性,也是一种最轻旳塑料树脂。
2.聚丙烯旳生产2.1聚合配方及工艺参数丙烯纯度:>99.2% 催化剂:Ticl3-异戊醚-TiCI4-AIEt2CI AI/Ti 2-6mol催化剂效率:70000g聚丙烯/g钛丙烯转化率60% 聚合物浓度:35%调整剂:H2 聚合温度: 50-60℃聚合压力:1.1-1.2mpa聚合等规度:95-96% 无规物:4-5%2.2原料丙烯来源聚丙烯重要原料是丙烯,目前它重要由石油炼制裂化所得旳液化气以及石油烃裂解气,进行馏分分离、提纯而制得。
此外,丙烷脱氢也可制得丙烯。
下面对两种重要措施作简要简介:2.2.1石油烃裂解石油烃裂解是指在隔绝空气旳高温条件下,大分子烃发生分解而生成小分子烷烃和烯烃旳过程。
裂解产生旳裂解气一般通过深冷分离过程进行分离,其中丙烯约为裂解气旳11~16%(W)。
2.2.1炼厂气回收:炼厂气是石油炼制过程中产生旳气体总称,重要有热裂化气、催化裂化气、焦化气、重整气和加氢裂化气等。
催化裂化旳裂化气中液化气量较多,为原料旳8~15%(W),其中丙烯含量较高,占原料旳4.0~5.0%(W),尤其是新开发旳催化裂解工艺,丙烯可达原料旳18%(W)左右,因此,催化裂化、催化裂解释炼厂气丙烯旳重要来源。
聚丙烯工艺流程聚丙烯是一种非常常用的塑料材料,其应用广泛,包括包装材料、纺织品、家居用品等。
下面将介绍聚丙烯的工艺流程,包括原料准备、聚合、挤出、成型和加工等环节。
首先,原料准备是聚丙烯工艺流程的关键一步。
聚丙烯的原料包括丙烯单体、催化剂、稳定剂和其他添加剂。
丙烯单体是主要原料,其通过浓缩、脱水和分离等步骤进行精制处理。
催化剂用于促使聚合反应的进行,稳定剂则用于防止聚合过程中产生的副反应。
接下来是聚合过程,聚合是将丙烯单体分子通过化学反应连接在一起形成高分子聚合物的过程。
聚合反应通常采用聚合反应釜进行,通过加热和搅拌等手段来促进反应的进行。
在反应过程中,催化剂起到催化剂活化丙烯单体的作用,使其与自身进行反应。
聚合反应完成后,得到的聚合物需要进行挤出,即通过挤出机将聚合物熔融成型。
聚合物经过预处理,如加热和过滤等步骤后,进入挤出机的加工腔室。
挤出机通过加热丙烯聚合物使其熔化,然后通过推进器和螺杆将熔融聚合物推动进入模具中。
模具的形状可以根据产品的需要进行设计,如薄膜、管材、板材等。
在成型过程中,经过模具的限制和冷却,聚合物逐渐固化形成成品。
成型过程中需要控制成型温度和速度等因素,以确保产品的质量和外观。
同时,还需要进行模具的保养和清洁,以确保成品的光洁度和尺寸精度。
最后是加工环节,包括产品表面处理和后续加工。
产品表面处理可以采用切割、打磨、涂层等方法,以提高产品的外观和性能。
后续加工可以根据产品的用途进行,如注塑成型、热封、淋膜等。
这些加工可以进一步改善产品的性能和功能。
综上所述,聚丙烯的工艺流程包括原料准备、聚合、挤出、成型和加工等环节。
每个环节都需要精确控制参数和条件,以确保产品的质量和性能。
通过合理的工艺流程和精细的操作,可以生产出高质量的聚丙烯制品,满足市场的需求。
聚丙烯五大生产工艺一、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。
5大聚丙烯生产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。
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。
(1)Innovene工艺。
Innovene工艺又名BP-Amoco工艺。
工艺的主{TodayHot}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{HotTag}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。
目前,世界上采用Innovene工艺技术的聚丙烯生产装置有10多套,总生产能力约为300万吨/年,约占世界聚丙烯总生产能力的7.6%;(2)Chisso工艺。
Chisso聚丙烯工艺是在Innovene气相法工艺技术基础上发展起来的,两者有很多相似之处,尤其是反应器的设计基本相同。
与Innovene气相法工艺技术相比,Chisso气相法聚丙烯工艺技术有以下两个独特之处,工艺更适合生产高乙烯含量的抗冲共聚产品。
Chisso工艺的第一反应器布置在第二个反应器的顶上,第一反应器的出料靠重力流入一个简单的气锁装置,然后用丙烯气压送入第二反应器。
而Innovene气相法工艺的两个反应器平行水平布置,第一反应器的出料靠压差送入高处的沉降器,分离出的未反应气体经压缩机压缩升压,冷凝后循环回反应器,聚合物粉料靠重力进入气锁器,用丙烯气压送入第二反应器。
两者相比,Chisso工艺的设计要更简单,能耗更小。
Chisso气相法聚丙烯工艺采用由Toho Titanium公司研制的THC-C催化剂,该催化剂有很高的活性和选择性,能够控制无定形聚合物的生成,同时保持生成很高收率的等规聚合物。
采用该催化剂所生产的聚丙烯形态好,细粉少,粒度分布窄,流动性好,易于输送到第二个反应器。
THC-C催化剂典型活性为25000-40000kgPP/kgcat,但该催化剂需要预处理,用己烷配成浆液,加入少量丙烯处理几个小时,否则产品中细粉增多,流动性降低,共聚反应器的操作困难。
Chisso 气相法聚丙烯工艺能够生产全范围的产品。
反应器中聚合粉料产品的MFR通常小于20g/10min,均聚物产品的MFR范围在0.5-45g/10min,无规共聚物的典型MFR范围是1.5-35g/10min,最高乙烯含量为5%(质量分数),抗冲共聚物产品的MFR范围在0.5-65g/10min之间,乙烯含量高达15%(质量分数)。
Chisso气相法聚丙烯工艺生产的无规共聚物有很低的封焊温度,适宜作BOPP薄膜。
对于均聚物的BOPP牌号,能够控制立体规整度,适宜各种用途,如高加工性和高刚性-低热收缩性膜。
目前,世界上采用Chisso气相法聚丙烯工艺的生产装置主要有6套,总生产能力为142.2万吨/年,约占世界PP总生产能力的3.6%;(3)Unipol工艺。
Unipol工艺是联碳公司和壳牌公司在20世纪80年代中期联合开发的一种气相流化床PP工艺,是将应用在聚乙烯生产中的流化床工艺移植到PP生产中的工艺。
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给电子体。
具有简单、灵活、经济和安全等特点,只需要用一台沸腾床主反应器就可生产均聚物和无规共聚物产品,可在较大范围内调节操作条件而使产品性能保持均一。
该工艺另外一个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)。
由于超冷凝操作能够最有效地移走反应热,能使反应器在体积不增加的情况下提高很大的生产能力,如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%,这对于节省投资具有十分重要的意义。
另外,该工艺路线较短,对材质没有特殊要求,主反应器及其下游设备都为普通的碳钢(除挤压造粒单元外),管材65%以上采用普通碳钢,再加上其占地面积少,装置生产潜力很大,产品成本低,性能好,因而具有较强的竞争力。
该工艺只用较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,而且只用一台沸腾床主反应器就可生产均聚物、无规共聚物;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;由于该工艺的设备数量较少而使维修工作量较小,装置的可靠性提高。
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储量减小,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,更容易达到环保、健康和安全的各种严格规范。
Unipol工艺采用SHAC系列催化剂,该催化剂无需预处理或预聚合,而且使用同一种催化剂可以生产任何种类的PP产品。
Unipol聚丙烯工艺采用两台串联反应器系统生产的抗冲共聚产品的MFR分子量分布很宽。
商业化均聚物产品的MFR为0.5-45g/10min,可以生产MFR高达100g/10min的产品;对于无规共聚产品,工业化生产的产品牌号中乙烯含量在0.5%-5.5%(质量分数),最高乙烯含量为7%(质量分数),中试装置生产的产品乙烯含量可以达到12%(质量分数);商业化生产的抗冲击共聚物乙烯含量最高达21%(橡胶相含量为35%),中试装置可生产高达含60%(质量分数)橡胶相的产品。
Unipol 工艺的抗冲共聚物产品也有很好的抗冲击性和刚性的平衡。
目前,世界上有15个国家的36套生产装置采用Unipol工艺进行生产,总生产能力为538.0万吨/年,约占世界聚丙烯总生产能力的13.5%;(4)Novolen工艺。
Novolen工艺由BASF公司开发成功。
Novolen气相工艺采用带双螺带搅拌立式反应器,该反应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。
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,通过丙烯的汽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。
Novolen 工艺可生产范围广泛的各种聚丙烯产品,产品熔体指数范围为0.1-100g/10min,产品的等规指数为90%-99%,拉伸模量最高可以达到2400MPa。
但由于该工艺采用搅拌混合形式,物料在聚合釜中的停留时间难以控制均匀,使产品分子量变宽,产品中Ti、Cl离子和灰分增高,催化剂活性较低,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PP产品可能需要经过脱臭处理。