聚丙烯生产的五大工艺--2
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聚丙烯生产工艺
1 聚丙烯简介
聚丙烯是一种透明、抗拉强度高的形状记忆塑料,历来被广泛应
用于日常塑料制品的生产中。
聚丙烯具有优异的力学性能,表面光洁、耐冲击性和耐焊接性良好,可以用于制作软管、框架制作、电路线束等。
2 生产工艺
聚丙烯的主要生产工艺大致分为三步:
(1)原料准备:主要原料有塑料原料和添加剂等,需要充分混合
成为合适的配方;
(2)成膜成型:然后将配方挤入哑铃头中,用真空成膜及熔化成型;
(3)热固硬化:最后通过恒温热固硬化,以形成结实的聚丙烯产品。
3 注意事项
(1)在加料时要根据不同的配方进行搅拌和混合,以确保其品质;
(2)在成膜成型时需要控制有效温度,以免失去抗拉性流变特性;
(3)热固硬化时需要控制温度及时间,以确保其结实度;
(4)在制作塑料制品时,要紧凑拉伸膜片,以获得良好的表面光洁度。
4 总结
聚丙烯是一种非常常见的塑料,它的生产工艺比较简单,主要包括原料准备、成膜熔型以及热固硬化三个部分,同时注意在加料、成膜和热固硬化过程中控制温度及时间,以确保聚丙烯产品的品质。
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。
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。
聚丙烯合成工艺流程聚丙烯是一种常见的热塑性树脂,在工业生产中应用广泛。
聚丙烯的合成工艺流程主要包括原料准备、聚合反应和后处理三个关键步骤。
原料准备1.丙烯单体:聚丙烯的合成以丙烯为单体,丙烯是一种无色气体,是从石油提炼出来的烃类化合物。
在工业生产中,丙烯单体质量纯度要求高,通常通过精炼和分离来获得高质量的丙烯单体。
2.催化剂:聚丙烯的合成通常需要使用催化剂,常用的催化剂包括锌、钛等金属催化剂。
催化剂的选择对于聚丙烯的性能和产率有着重要影响。
3.溶剂:在聚合反应中,溶剂被广泛应用以提高反应效率并控制聚合过程。
聚合反应1.引发聚合:在合成聚丙烯的过程中,丙烯单体首先被引发聚合。
引发聚合过程中,催化剂在适当的温度和压力下作用于丙烯单体,引发聚合反应的发生。
2.链增长:引发聚合之后,丙烯单体的分子通过链增长反应逐渐连接成线性结构,形成聚丙烯聚合物。
3.控制条件:在聚合反应中,需要控制温度、压力、溶剂浓度等反应条件,以确保聚合反应的高效进行,并控制聚合物的分子结构和分子量。
后处理1.分离纯化:聚合反应结束后,需要进行聚合物的分离和纯化。
通常通过溶剂提纯、结晶、析出等方法获得高纯度的聚丙烯。
2.加工成型:纯化后的聚丙烯可以被加工成各种形态的成品,例如聚丙烯颗粒、片材、纤维等,广泛应用于塑料制品、纺织品等领域。
3.质量检测:最后,经过后处理的聚丙烯产品需要进行质量检测,包括聚合度、分子量、熔点等多项指标的测试,确保产品达到预期的性能要求。
综上所述,聚丙烯的合成工艺流程涉及原料准备、聚合反应和后处理三个主要步骤,每一步都需要精确控制好反应条件和操作技术,以获得高品质的聚丙烯产品。
1。
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。
pp的生产工艺
PP(聚丙烯)是一种常见的塑料材料,广泛应用于各种领域。
其生产工艺主要包括聚合、挤出和成型三个步骤。
首先,聚丙烯的生产始于聚合反应。
聚合反应是将丙烯单体与催化剂加热混合,以形成长链聚合物的过程。
在反应过程中,催化剂通常是金属复合物,如锌、钛或铂等。
这些催化剂的选择会影响聚合反应的速度和性能。
此外,反应温度和压力也是影响聚合过程的重要因素。
第二,挤出是将已聚合的聚丙烯通过挤出机熔化和加压,然后通过模具形成所需的形状的过程。
挤出机通常由加热筒、螺杆和模具组成。
在挤出过程中,聚丙烯被螺杆压缩并加热到熔化点以上的温度。
随后,通过模具的形状,将熔化的聚丙烯挤出成连续的长条状。
挤出工艺的优点是生产效率高、成本低、产品质量稳定。
它可以生产各种形状的PP制品,如薄壁管、板材、薄膜等。
最后,成型是指通过给聚丙烯制品施加热和压力的过程,使其固化成最终所需的形状。
成型方法主要有注塑成型和压延成型两种。
注塑成型是将熔化的聚丙烯注入到预先制备好的模具中,通过压力使其填充模具中的空腔,并在冷却后固化成形。
这种方法适用于制造尺寸复杂、要求较高的产品。
压延成型是将熔化的聚丙烯通过双辊或压延机压制成所需的形状,然后通过冷却使其固化。
这种方法适用于制造板材、薄膜等平面形状的产品。
总体而言,PP的生产工艺涉及聚合、挤出和成型三个主要步骤。
通过这些工艺,可以生产出各种形状的PP制品,满足不同领域的需求。
聚丙烯工艺流程及操作规程精品一、工艺流程:1.原料准备:根据生产需求,将聚丙烯原料进行筛选、配比切割,并进行称量,保证原料质量和配比准确。
2.熔体制备:将原料经过预处理后,送入熔体制备设备,如熔体压缩机和混炼机,进行物料预热、融化、混合等操作,使其形成均匀熔体。
3.挤出成型:将熔体通过挤出机进行挤出成型,根据产品要求选择合适的模具,并调整挤出机的参数,如温度、速度、压力等,确保产品成型质量和尺寸准确。
4.冷却处理:将挤出成型的聚丙烯制品送入冷却器进行冷却处理,快速降低其温度,使其固化成型。
5.切割整形:根据产品要求,将冷却固化的聚丙烯制品进行切割整形,如切割成片、切割成块、修整边缘等操作,使其符合产品设计要求。
6.检测质量:对成品进行质量检测,如外观检查、尺寸测量、物理性能测试等,确保产品质量合格。
7.包装和存储:对合格的聚丙烯制品进行包装,并进行入库存储,保证产品的安全和整洁。
二、操作规程:1.安全措施:操作人员需穿戴好防护用具,如手套、面具、工作服等,避免直接接触聚丙烯熔体。
工作区域需保持干燥和通风良好,避免发生火灾和爆炸事故。
2.设备操作:根据设备操作规程,正确启动和关闭挤出机、熔体压缩机、混炼机、冷却器等设备,并定期进行设备维护和保养,保证设备运行稳定和功能正常。
3.原料处理:根据生产配比准确称量聚丙烯原料,并进行预处理,如干燥、破碎等,确保原料质量和流动性。
4.熔体制备:根据产品要求,设定好熔体制备设备的温度、速度等参数,并按照配比将原料送入设备,确保熔体均匀和稳定。
5.挤出成型:根据产品要求选择合适的挤出模具,并根据产品尺寸要求调整挤出机的参数,如温度、速度、压力等,确保产品成型质量和尺寸准确。
6.冷却处理:将挤出成型的聚丙烯制品送入冷却器进行冷却处理,操作人员需及时调整冷却器的温度和速度,确保产品快速固化和降温。
7.切割整形:根据产品要求进行切割整形操作,如用切割机切割成片、用修整工具修整边缘等,保证制品的尺寸和外观。
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。
聚丙烯生产的五大工艺--2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。
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,而且方便产品切换。
Spheripol工艺技术能提供全范围的产品,包括均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物、三元共聚物(乙烯-丙烯-丁烯共聚物)。
其均聚物产品的MFR范围为0.1-2000g/10min,工业化产品的MFR达到1860g/10min(特殊的不造粒产品),高刚性产品的弯曲模量达到2300MPa。
工业化生产的无规共聚物产品中乙烯含量高达 4.5%(质量分数),并有乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物产品,薄膜封焊起始温度低至110℃,可与气相法工艺生产的高乙烯含量无规共聚竞争。
抗冲共聚产品具有很好的刚性和抗冲击性的综合性能,产品乙烯含量可高达25%(40%橡胶相),并已具有达到40%乙烯含量(60%橡胶相)的能力。
此外,Spheripol工艺可通过添加过氧化物和双环管反应器灵活地根据产品需要在聚合物分散指数(PI)3.2-12之间调节产品的分子量分布,可以在反应器内直接生产MFR高达1800g/10min的产品以及大颗粒无需造粒产品,使Spheripol工艺具有极强的竞争力。
Spheripol工艺的另外一个特点是先进的催化剂技术。
Basell公司有多种催化剂体系可用于Spheripol工艺生产不同类型的产品,如MC-GF2A催化剂用于生产均聚物,MC-M1用于生产大球形的抗冲共聚物及均聚物和无规共聚物,而一些高模量的均聚物则要使用D-给电子体(二环戊基-二甲氧基-硅烷,简称DCPMC),一些高乙烯含量的特殊抗冲共聚物也要使用专用的催化剂。
Basell公司注册了多项专利的二醚类催化剂也已经有商业化产品,如MC-126、MC-127。
二醚类催化剂具有很高的聚合活性(可达100Tpp/kg cat)和长寿命,很好的等规指数控制,高的氢气敏感性,产品有较窄的的分子量分布。
目前,世界上采用Spheripol工艺生产的聚丙烯装置有近百套,总生产能力约为1460万吨/年,约占世界聚丙烯总生产能力的36.8 %。
其中北美地区的生产能力为403万吨/年,亚洲地区合计为419万吨/年,西欧地区的生产能力为410.5万吨/年,中欧和东欧地区的生产能力为62万吨/年,中东和非洲地区的生产能力为131.5万吨/年;(2)Hypol工艺。
Hypol工艺由日本三井化学公司于20世纪80年代初期开发成功,该工艺采用HY-HS-II 催化剂(TK-II),是一种多级聚合工艺。
它把本体法丙烯聚合工艺的优点同气相法聚合工艺的优点融为一体,是一种不脱灰、不脱无规物能生产多种牌号聚丙烯产品的组合式工艺技术。
该工艺与Spheripol工艺技术基本相同,主要区别在于Hypol工艺中均聚物不能从气相反应器旁路排出,部分从高压脱气罐来的闪蒸气被打回到气相反应器。
生产均聚物时,第一气相反应器实际上也起闪蒸作用。
气相反应器是基于流化床和搅拌(刮板)容器特殊设计的。
反应器在生产抗冲击性共聚物时,无污垢,不需要清洗。
在生产均聚物期间,气相反应器又可用做终聚合釜,提高了生产能力,而且气相反应器操作灵活,可生产乙烯含量25%的抗冲击性共聚物。
基于二乙醚提供技术,三井公司已经生产出第5代RK-RH型催化剂,其活性高于第4代催化剂2-3倍。
Hypol工艺可生产均聚、无规、抗冲全范围的PP产品,MFR范围为0.30-80kg/10min,所得产品具有很高的立体规整度和刚性,制成的薄膜具有很好的光学性能(透明度和光泽度);定向品种如单丝、条带和纤维有很好的加工性(定向性),能使成品具有很好的性能,熔体流动速率很高,用于高速注塑的品种可直接聚合得到,而不需要热处理等措施。
目前,世界上采用Hypol工艺生产的聚丙烯装置有22套,总生产能力约为251万吨/年,约占世界聚丙烯总生产能力的6.3%;(3)Borstar工艺。
Borealis公司(北欧化工)的Borstar工艺(北星双峰)PP工艺是1998年才开发成功的PP新型生产工艺,该工艺源于北星双峰聚乙烯工艺,工艺采用与北星双峰聚乙烯工艺相同的环管和气相反应器,设计基于Z-N催化剂,也能使用正在中试中的单活性中心催化剂。
其基本配置是采用双反应器即环管反应器串联气相反应器生产均聚物和无规共聚物,再串联一台或两台气相反应器生产抗冲共聚物,这取决于最终产品中的橡胶含量,如生产高橡胶相含量的抗冲共聚物则需要第二台气相共聚反应器。
2000年5月Borealis公司在奥地利的Schwechat建成世界上第一套生产能力为20万吨/年的双峰PP生产装置。
传统的聚丙烯工艺在丙烯的临界点以下进行聚合反应,为防止轻组分(如氢气、乙烯)和惰性组分生成气泡,聚合温度控制在70-80℃。
北星双峰聚丙烯工艺的环管反应器则可在高温(85-95℃)或超过丙烯超临界点的条件下操作,聚合温度和压力都很高,易塑网能够防止气泡的形成。
这是唯一一个超临界条件下聚合的聚丙烯工艺。
双峰高温工艺的北星双峰聚丙烯技术的主要特点可以概括为:先进的催化剂技术,聚合反应条件宽,产品范围宽,产品性能优异。
(a)采用更高活性的MgCl2载体催化剂(BC1)。
使用的Z-N系列催化剂反应温度越高,活性越高。
80℃时的活性为60000kg PP/kg cat,因而产品中的催化剂残余量非常低。
另外,Borstar工艺采用一种催化剂体系就可以生产所有类型的产品;(b)采用环管反应器和气相流化床反应器组合工艺路线,可以灵活地控制产品的MWD、等规指数和共聚单体含量。
高温或超临界操作环管反应器不仅提高了催化剂活性也提高了反应器的传热能力,使液体密度降低,固体浓度提高,提高了反应器的生产效率。
环管反应器的出料直接加入气相反应器,不需要用蒸气气化单体,通过气相聚合反应热使液相单体气化,减少了蒸汽消耗量。
反应的单程转化率高,可以达到80%以上,单体的循环量少;(c)由于环管反应器在超临界条件下操作,可以加入的氢气浓度几乎没有限制,气相反应器也适宜高氢气浓度的操作。
这种反应器的组合具有直接在反应器中产生很高熔体流动速率和高共聚单体含量的产品的能力。
目前已经开发出MFR超过1000g/10min的纤维级产品和乙烯含量为6%(质量分数)的无规共聚物;(d)能够生产分子量分布很窄的单峰产品,也能生产分子量分布宽的双峰产品,比价网使聚合物的分子量分布加宽,改进产品的加工性。
聚合物的分子量分布随反应器温度的增加而降低,可以生产所需分子量分布的产品。
即使是很高MFR的产品,MWD也可以控制,使得产品具有一些独特性质,如低的蠕变性和高的熔体强度;(e)由于聚合温度较高,生产的聚合物有更高的结晶度和等规指数,二甲苯可溶物很低,约为1%(质量分数)。
在相同冲击强度下的刚性比传统的聚丙烯产品高10%;(f)无规共聚物中共聚单体的分布非常均匀,因而有非常好的热封性和光学性能。
由于反应条件在临界点之上,只有很少的聚合物溶解于丙烯中,减少了无规共聚物含量高时出现的粘釜现象,系统可以加入更大量的共聚单体,无规共聚物中的乙烯含量最高可以达到10%(质量分数);(g)能够生产更高橡胶相含量的抗冲共聚物。