PP聚合工艺(2020年整理).pptx
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聚丙烯(PP)生产方法及成型工艺聚丙烯(PP)是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。
其聚合常用的几种方法有:淤浆法、液相本体法、气相法。
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。
聚丙烯(PP)成型主要特性(1)物理性能:聚丙烯(PP)为无毒、无味的乳白色高结晶的聚合物,是目前所有塑料中最最轻的品种之一,对水特别稳定,在水中14h的吸水率仅为0.01%。
分子量约8~15万之间,成型性好。
但因收缩率大,原壁制品易凹陷,制品表面光泽好,易于着色。
(2)力学性能聚丙烯(PP)的结晶度高,结构规整,因而具有优良的力学性能,其强度和硬度、弹性都比高密度PE(HDPE)高。
突出特点是抗弯曲疲劳性(7×10^7)次开闭的折选弯曲而无损坏痕迹,干摩擦系数与尼龙相似,但在油润滑下不如尼龙。
(3)热性能聚丙烯(PP)具有良好的耐热性,熔点在164~170℃,制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌。
在不受外力的作用下,150℃也不变形。
脆化为-35℃,在低于-35℃会发生脆化,耐热性不如PE。
(4)化学稳定性聚丙烯(PP)具有良好的化学稳定性,除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外,对其他各种化学试剂都比较稳定,但低分子量的脂肪烃、芳香烃等能使PP软化和溶胀,化学稳定性随结晶度的增加还有所提高。
所以,PP适合制作俄中化工管道和配件,防腐蚀效果良好。
(5)电性能聚丙烯(PP)的高频绝缘性能优良,由于它几乎不吸水,故绝缘性能不受湿度的影响,有较高的介电系数,且随温度的上升,可以用来制作受热的电气绝缘制品,击穿电压也很高,适用作电器配件等。
抗电压、耐电弧性好,但静电度高,与铜接触易老化。
(6)耐候性聚丙烯(PP)对紫外线很敏感,加入氧化锌硫代丙酸二月桂脂,炭黑式类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。
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企业所独有。
该工艺采用一种特别改良的催化剂系统: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响器,未反响的单体经过对溶剂减压而分别循环。
额外补充溶剂来降低溶液的粘度,并过滤除掉残留催化剂。
溶剂经过多个蒸发器而浓缩,再经过一台能够除掉挥发物的挤压机而形成固体聚合物。
固体聚合物用庚烷或近似的烃萃取进一步提纯,同时也除掉了无定形聚丙烯,撤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对比模量更低、韧性更高的特别牌号产品。
溶液法工艺流程复杂,且成本较高,聚合温度高,加上因为采纳特别的高温催化剂使产品应用范围有限,当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年第一套工业化妆置向来到20世纪80年月中后期,淤浆法工艺在长达30年的时间里向来是最主要的聚丙烯生产工艺。
典型工艺主要包含意大利的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。
这些工艺的开发都鉴于当时的第一代催化剂,采纳立式搅拌釜反响器,需要脱灰和脱无规物,因采纳的溶剂不一样,工艺流程和操作条件有所不一样。
最近几年来,传统的淤浆法工艺在生产中的比率显然减少,保存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。
最近几年来,人们对该方法进行了改良,改良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。
当前生界淤浆法PP的生产能力约占全世界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,能够分为间歇式聚合工艺和连续式聚合工艺两种。
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。
2.2 工艺说明2.2.1 聚合反应机理由于丙烯分子中存在一个不饱和碳碳双键,因此和所有烯烃一样,化学性质较为活泼,能发生催化加氢、亲电加成、自由基加成、氧化、聚合反应。
其中聚合反应是一种非常重要的化学反应。
丙烯聚合的反应机理相当复杂,一般来说可以划分为四个基本反应步骤:活化反应;形成活化中心;链引发;链增长及链终止。
对于活化中心,普遍接受的是单金属活性中心理论。
该理论认为活性中心是呈八面体配位并存在一个空位的过渡金属原子。
首先单体与过渡金属配位,形成Ti配合物,减弱了Ti-C键,然后单体插入过渡金属和碳原子之间。
随后空位与增长链交换位置,下一个单体又在空位上继续插入。
如此反复进行,丙烯分子上的甲基就依次照一定方向在主链上有规则地排列,即发生阴离子配位定向聚合,形成等规或间规PP,工业上就是以此反应原理来合成聚丙烯树脂的。
聚丙烯均聚物反应式如式2―1聚丙烯聚合物中还有共聚物,如以丙烯为主要单体,以少量乙烯为第二单体或称共聚单体)进行共聚而成的聚合物,这种聚合反应叫共聚反应。
如式2―2聚丙烯的聚合反应为放热反应。
2.2.2 生产方法、技术路线及特点2.2.2.1 生产方法及技术路线装置采用DOW CHEMICAL COMPANY(陶氏化学公司)的UNIPOLTM PP工艺。
该工艺是陶氏化学公司下属联碳公司(UCCP)和壳牌公司于二十世纪八十年代开发的一种气相流化床聚丙烯工艺,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、给电子体。
该工艺的核心设备为立式气相流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器和挤压造粒机组。
流化床反应器是空心式容器,其顶部带有扩大段,底部带有分布器,第一反应器操作压力为3.4MPaG,温度67℃,第二反应器操作压力为2.1MPaG,温度70℃;循环气压缩机为单级、离心式压缩机。
2.2.2.2 工艺特点(1)应用一台反应器能生产均聚和无规共聚产品,串连第二台反应器即可生产抗冲共聚产品。
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。
题目:聚丙烯聚合工艺的研究学院:化工学院班级:高分子专10-2姓名:朱东毅学号:50聚丙烯合成工艺的研究摘要摘要摘要摘要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,已经基本上形成了溶剂法、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,本文主要介绍了世界5大类聚丙烯生产工艺,着重介绍了液相本体法聚丙烯工艺流程及控制条件。
Abstract Industrial production of polypropylene in China began in the 20th century, 70's, after 30 years of development, has been basically formed a solvent, liquid bulk - Gas Law, intermittent liquid bulk, gas phase, and other production processes simultaneously,the coexistence of large and small scale production patterns, the paper introduces the world's five major categories of polypropylene production process, focusing on the liquid flow Polypropyleneand control conditions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,已经基本上形成了溶剂法、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。
现在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。