Spheripol聚丙烯工艺巴塞尔Basell聚烯烃公司

Spheripol工艺概述1.? 工艺概况Spheripol工艺现属Basell聚烯烃公司所有。

Basell公司成立于2000年10月，由原Montell、Elenac和Targor公司的聚烯烃业务合并组成，Shell和BASF公司各占50%股份。

新组成的Basell公司在全球有28套5.7Mt/a的聚丙烯生产装置，16套2.65Mt/a的聚乙烯生产装置，18套680kt/a的共混物生产装置，3套360kt/a的Catalloy装置，其聚丙烯生产能力超过位居第二的BP一倍以上，是世界上最大的聚丙烯树脂生产商。

Basell公司的业务遍布全球120个国家和地区，有雇员10000人。

其总部位于荷兰的Hoofddorp，靠近Amsterdam。

Spheripol工艺采用一组或两组串联的环管反应器生产聚丙烯均聚物和无规共聚物，再串联一个或两个气相反应器生产抗冲共聚物。

该技术自1982年首次工业化以来，是迄今最成功、应用最广泛的聚丙烯工艺技术。

经原Himont、原Montell 公司的推广，截止2000年采用Spheripol工艺的聚丙烯装置有86套，总生产能力达到13.5Mt/a，分布在全世界30个国家，已建成73套装置，13套装置正在建设中。

采用Spheripol工艺的聚丙烯装置总生产能力约占近20年来采用高产率工艺新建聚丙烯生产能力的45%。

仅在1996年至2001年的5年中就转让了5.5Mt/a的生产能力。

1980~1981年，Montedison和Mitsui公司合作开发出高效载体第四代聚丙烯球形催化剂和硅烷给电子体，使得开发一种全新的聚丙烯聚合工艺成为可能。

Montedison公司着手组织开发采用第四代聚丙烯催化剂的新一代聚合工艺技术，目标是开发出能够实现工业化的最佳工艺技术。

这种新的工艺技术将具有以下特征：①能生产市场所需的全范围产品，包括均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物，且能生产熔体流动速率更高的均聚物和更高橡胶相含量的高抗冲共聚物。

S p h e r i p o l聚丙烯工艺巴塞尔B a s e l l聚烯烃公司Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】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。

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。

巴塞尔（Basell）Spheripol工艺聚丙烯装置特点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。

S p h e r i p o l聚丙烯工艺巴塞尔B a s e l l聚烯烃公司集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]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/），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。

聚丙烯树脂及塑料概述聚丙烯（Polypropylene，PP）是由丙烯单体聚合而制得的一种热塑性树脂，用途十分广泛，市场需求一直呈快速增长态势。

在聚烯烃树脂中，是仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的第三大塑料，在合成树脂中占有重要的地位。

1953年，德国化学家齐格勒采用TiCl4和金属烷基化合物作为聚烯烃聚合的催化剂，1954年意大利纳塔教授在此基础上，将TiCl4改为TiCl3，与Al（C2H5）2Cl组成络合催化剂，成功地合成了高分子量、高结晶性、高熔点、立构规整的PP，创立了定向聚合理论，具有划时代的意义。

1957年，意大利的Montecatini 公司建立了第一套5 000 t／d的聚丙烯装置。

1957年，美国赫格里斯（Herculess）建立一套9 000 t／d聚丙烯的生产装置。

其他实现工业化生产的国家有西德（1958）、法国（1960）、日本（1962）。

我国1962年开始研究聚丙烯，1972年实现工业化，20世纪90年代中后期，国产环管工艺实现工业化，21世纪初国产环管二代工艺取得突破。

1.聚丙烯的结构PP分子结构通式如下：PP的结构是由配位聚合得到的头-尾相接的线性结构，其分子中含有甲基，按甲基排列位置分为等规PP、无规PP和间规PP，三种构型示意如图2-3所示。

甲基排列在分子主链的同一侧称为等规PP。

从等规PP的分子结构来看，其具有较高的立体规整性，因此比较容易结晶。

等规PP的结晶是一种有规则的螺旋状链，这种三维的结晶，不仅是单个链的规则结构，而且在链轴的直角方向也具有规则的链堆砌。

在三种立体异构体中，等规和间规PP都属于有规PP，有规PP的结晶度高，根据X射线对结晶性PP的研究，测得其分子链的等同周期为6.5×10-10m，C —C键角为109°28′，C—C原子间键距为1.54×10-10m，据此设想出等规PP 的三重螺旋结构。

图2-3 PP的立体结构示意图以上所述均指PP的均聚物，PP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，共聚物按其立体结构的规整性又可分为无规共聚物和嵌段共聚物，制取共聚物的目的是改善均聚物的某些性能（如耐寒、耐温、抗冲性能等）以满足特殊用途的需要。

国内PP产业发展状况我国大型聚丙烯(PP)生产装置以引进技术为主，中型和小型PP生产装置以国产化技术为主。

2002年初，上海石化股份公司采用中国石化自行开发的第二代环管工艺技术，建成20万吨/年PP装置，使大型聚丙烯装置的国产化有了新的突破。

引进技术主要有釜式反应器液相本体-气相本体Hypol工艺(三井化学公司)及环管式反应器液相本体-气相本体组合法Speripol工艺(原Hi-mon吨公司，现巴塞尔公司)。

目前国产化技术中小型生产装置仍占很大比例，并在吸收、消化釜式液相本体-气相本体工艺的基础上，自行设计建成三套4万吨/年Hypol工艺生产装置，同时吸收、消化环管式液相本体-气相本体工艺基础上建成几套7万吨/年Spheripol工艺生产装置。

九江石化厂攻克了我国自行开发的N催化剂在环管法PP工业装置上应用的难题，PP装置主要经济技术指标达到20世纪90年代末同类引进装置水平，使该厂PP装置成为8家采用“7万吨/年环管法PP成套技术”企业中的样板装置。

世界聚丙烯PP发展前景世界聚丙烯工业正处于快速增长阶段。

1990-2005年间，全球聚丙烯消费量预计以年均8.5%的速度快速增长，消费总量将从1990年的1250万吨迅速增至2005年的4260万吨。

其中以1990-2000年间的增长速度最快（达到9%），而2000-2005年全球聚丙烯消费增长稍有回落，降至年均增长7.7%。

2006年聚丙烯产能为4583万吨/年，产量为4145万吨，开工率为90.5%。

2006年亚洲地区聚丙烯生产能力增加了211万吨/年，达到了1889万吨/年，约占全球新增能力的41％，产量为1704万吨，开工率达到了91.5%。

2007年世界聚丙烯生产能力为4848万吨/年，较2006年增加了265万吨/年，而同年需求为4381万吨，较2006年增加了236万吨，生产能力同需求增长相当，2007年世界聚烯烃供应局面同2006年持平，聚丙烯开工率在90％左右。