聚丙烯生产工艺技术进展
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试谈气相法聚丙烯生产工艺技术进展摘要:气相法聚丙烯是化工领域普遍应用的生产方式,在实际生产过程中,气相法聚丙烯生产工艺技术具有生产流程简单,设备成本投入低以及生产安全等多种优势,生产量相对较高。
本文重点分析了气相法聚丙烯生产工艺技术进展,为气相法聚丙烯生产工艺技术的深入研究提供可靠的参考。
关键词:气相法;聚丙烯;生产工艺;技术聚丙烯是日常生活中较为常用的材料,在实际应用过程中具有性能优良的特点,并且已经广泛的应用到各个领域当中。
随着我国工业发展水平的不断提高,聚丙烯生产工艺技术也开展了更深层次的研究。
从当前工业生产聚丙烯所使用的主要方法包括多种,其中气相法聚丙烯生产工艺技术的应用较为普遍,主要是此种生产技术具有工艺流程简单以及设备成本投入低以及产量高等多种优势。
一、气相法聚丙烯生产工艺技术(一)Innovene工艺在世界范围内,聚丙烯生产企业大部分都采用Innovene 工艺技术,有效的提升了聚丙烯材料生产质量,并且生产效能较高,由此,此种技术方式获得了认可。
Innocene工艺在生产过程中的应用,最大的特点是其应用了卧式搅拌床反应器,这是其他生产方式所没有的。
反应器在实际应用过程中获得了显著的应用效果,这也是此种技术方式区别于其他生产工艺的主要特征,反应器的停留时间设置有效满足了聚丙烯材料的生产要求,能够有效的提升设备间材料的利用率,更重要的是能够实现不同牌号之间的快速切换应用。
另一方面,Innocene工艺是气相聚丙烯生产过程中操作相对简单,能源消耗最低的一种工艺技术方式,在保证产能的同时,有效的提升了资源利用率。
但通过这种方法获得的聚合丙烯产品的缺点是乙烯含量低。
为了能够有效提升聚丙烯的含量,需要对现有的生产工艺流程做出调整和优化,通过利用CD催化剂的方式,可以改善Innovene 工艺生产形式控制,甚至CD催化剂还可以对无规聚丙烯的产生进行良好的控制,所获得的聚丙烯也将具有更高等规指数。
气相法聚丙烯生产工艺技术进展研究引言聚丙烯是一种重要的合成树脂,广泛应用于塑料制品、纺织品、包装材料等领域。
而气相法聚丙烯生产工艺是一种主要的聚丙烯生产工艺方式之一,具有生产效率高、产品质量稳定等优势。
随着科技的不断进步,气相法聚丙烯生产工艺技术也在不断的改进和完善。
本文将重点讨论气相法聚丙烯生产工艺技术的进展研究。
气相法聚丙烯生产工艺是指以气相聚合的方式合成聚丙烯树脂。
其原理为将乙烯通过裂解装置,得到丙烯气体,然后在催化剂的作用下,使丙烯气体发生聚合反应,最终得到聚丙烯产品。
气相法聚丙烯生产工艺相比于其他生产工艺方式,具有生产效率高、产品质量稳定等优势,因此得到了广泛的应用。
1. 催化剂技术的改进催化剂是气相法聚丙烯生产工艺的核心部件,直接影响到聚丙烯产品的质量和产率。
目前,研究人员在催化剂技术方面进行了大量的改进工作,如探索新型催化剂的合成方法,提高催化剂的活性和选择性,降低催化剂的失活速率等。
这些改进工作不仅提高了气相法聚丙烯生产工艺的效率,也改善了产品的质量。
裂解装置是气相法聚丙烯生产工艺的另一个关键部件,其主要作用是将乙烯裂解成丙烯气体。
目前,研究人员致力于提高裂解装置的裂解效率,降低能耗,减少副产物的生成等方面进行了大量的研究工作。
一些新型的裂解装置技术也被引入到气相法聚丙烯生产工艺中,如等离子体裂解技术、催化裂解技术等,从而进一步提高了生产效率。
3. 反应条件的优化除了催化剂技术和裂解装置技术的改进外,研究人员也在气相法聚丙烯生产工艺中对反应条件进行了优化。
通过调整反应温度、压力和气相成分等参数,提高了聚丙烯的产率和质量,降低了生产成本。
研究人员还对气相法聚丙烯生产工艺中的各个环节进行了系统的优化,提高了工艺的整体效率。
2. 先进的裂解装置技术3. 应用先进的控制技术结论气相法聚丙烯生产工艺技术在不断的改进和完善中,新型的催化剂、裂解装置技术以及控制技术的应用,为气相法聚丙烯生产工艺技术的进一步提高和完善带来了新的可能性。
聚丙烯生产工艺技术进展付义1,王鹏2,赵成才1,任鹤1,赵增辉1,张丽洋1,郎笑梅1 (11中国石油大庆化工研究中心,大庆163714;21中国石油大庆石化公司塑料厂,大庆163714)摘要:从生产工艺特点、催化剂、反应条件和产品特点方面详细介绍了聚丙烯生产工艺如Ly ondell Basell 公司的Spheripol工艺、Prime Po ly mer公司的Hy po lÒ工艺、Bor ealis公司的Borstar工艺、Ineo s公司的Inno vene工艺、Do w公司的U nipol工艺、N T H公司的No vo len工艺、L y ondell Basell公司的Spher izo ne工艺、JPP公司的H or izone工艺和住友化学公司的Sumito mo工艺。
概述了我国近几年聚丙烯生产工艺的应用现状,并对我国气相法聚丙烯生产工艺的未来发展提出了建议。
关键词:聚丙烯;生产工艺;技术进展聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂,是五大通用合成树脂之一。
聚丙烯具有密度小、无毒、易加工、抗冲击强度高、抗挠曲性及电绝缘性好等优点,广泛应用于电子电器、汽车、建材、医疗、包装等领域[1]。
2011年聚丙烯的生产能力和产量将分别为6095万吨/年和5490万吨/年。
聚丙烯发展速度迅猛,很大程度上得益于聚丙烯工艺技术的飞速发展。
聚丙烯生产工艺主要有溶液法、淤浆法、本体法、气相法和本体-气相法组合工艺5大类。
目前世界上比较先进的生产工艺主要是气相法工艺和本体-气相法组合工艺,这些工艺技术都采用本体法、气相法或本体法和气相法的组合工艺生产均聚物和无规共聚物,再串联气相反应器系统(一个或两个)生产抗冲共聚物。
这些工艺技术适应了装置大规模(20万吨/年以上)和操作经济性、产品多样性和高性能的要求,得到了比较广泛的应用[2]。
目前,世界上先进的PP生产工艺主要有Ly ondell basell公司的Spheripol工艺,Prime Po lymer公司的H y po lÒ工艺,Borealis公司的Borstar工艺,Ineos公司的Innov ene工艺、Dow公司的U nipol工艺、NT H公司的Novo len工艺、Ly ondell Basell公司的Spherizo ne工艺、JPP公司的H or izone工艺以及住友化学公司的Sumitom o工艺、Ly ondell Basell公司的Catalloy工艺等,见表1。
气相法聚丙烯生产工艺技术进展研究气相法聚丙烯生产是目前工业上生产聚丙烯的主要方法之一。
该方法的主要优点是易于控制反应的温度、压力、气体成分和流速等参数,生产出的聚丙烯具有优异的物理化学性能。
本文将介绍目前气相法聚丙烯生产的技术进展及相关问题研究。
首先,关于催化剂的研究。
气相法聚丙烯生产是通过催化剂引发反应,使丙烯分子聚合形成聚合物。
提高催化剂的活性和选择性是提高聚合物产率和质量的关键因素。
目前研究表明,具有良好活性和选择性的Ziegler-Natta催化剂和Phillps催化剂是目前工业上使用最多的两种催化剂。
最近,研究人员也开始研究利用单质铬催化剂进行气相聚丙烯合成,其优点是可以在低压下进行聚合反应,大大减少了能耗和污染排放。
其次,关于反应器的研究。
反应器是气相聚丙烯生产中的关键设备,保证反应器的稳定运行是生产高质量聚合物的基础。
目前研究表明,采用多级反应器或者循环流化床反应器,可以有效地提高聚合物的产率和降低副产物的生成。
同时,也研究出了一种新型的反应器——催化剂牵引床,其在保证反应器稳定的前提下,实现了催化剂循环利用,大大缩短了反应时间。
第三,关于共聚反应的研究。
除了聚丙烯单体外,还可以使用其他共聚单体进行反应,使得聚合物具有更好的特性和应用价值。
例如,采用环氧丙烷作为共聚单体可以制备出具有优异热稳定性和耐磨性的聚丙烯复合材料。
同时,也有研究表明采用硅氧烷接枝共聚可以大大提高聚合物的附着性和表面耐磨性。
第四,关于催化剂毒化和废催化剂利用的研究。
催化剂毒化是气相聚丙烯生产中的常见问题,其原因可能是反应物中杂质的存在或者催化剂的老化。
因此,提高催化剂的稳定性和循环使用率是解决催化剂毒化问题的关键。
同时,废催化剂的处理也是一个比较严峻的问题,传统方法是将其直接处理为废物,这既浪费资源也增加了环境负担。
现在人们开始研究如何将废催化剂进行再利用,例如利用钴或铬等元素从废催化剂中提取出来,制备成新型催化剂或是应用于其他业务领域。
气相法聚丙烯生产工艺技术进展研究一、引言气相法聚丙烯是一种重要的聚合物材料,广泛应用于塑料制品、纤维、薄膜等领域。
随着对聚丙烯性能要求的提高,气相法聚丙烯生产工艺技术也在不断进步和研究。
本文将对气相法聚丙烯生产工艺技术的进展进行综述。
二、气相法聚丙烯的生产工艺技术气相法聚丙烯的生产工艺主要包括催化剂选择、反应器设计、工艺参数控制等方面。
1. 催化剂选择催化剂是气相法聚丙烯生产中的关键因素,直接影响聚合物的性能和质量。
常见的聚丙烯催化剂有Ziegler-Natta 催化剂、铬催化剂和Metallocene 催化剂等。
Metallocene 催化剂由于其活性高、分子量分布窄等特点,成为目前研究的热点。
2. 反应器设计反应器的设计对气相法聚丙烯的聚合反应有重要影响。
传统的反应器设计以床层流化床反应器为主,但由于床层结构不稳定、气固分离困难等问题,限制了聚合反应的效果。
为了解决这些问题,研究人员提出了往复式流化床反应器、导流装置等新型反应器设计。
3. 工艺参数控制工艺参数的控制对气相法聚丙烯的聚合反应效果和产物质量有着重要的影响。
工艺参数包括反应温度、压力、催化剂浓度、流化气体速度等。
研究人员通过优化工艺参数,提高聚合反应的效率和聚合物质量。
三、气相法聚丙烯生产工艺技术的进展研究1. 催化剂的优化研究随着催化剂研究的深入,新型Metallocene 催化剂的开发成为研究的热点。
这些催化剂具有活性高、分子量分布窄等特点,可以合成出具有优异性能的聚丙烯。
四、结论气相法聚丙烯生产工艺技术在催化剂选择、反应器设计和工艺参数控制等方面均有了重要的进展。
未来的研究可以进一步优化催化剂的活性和选择性,改进反应器的设计和工艺参数的控制,以满足对聚丙烯性能要求的不断提高。
气相法聚丙烯生产工艺技术进展研究一、引言聚丙烯是一种重要的塑料原料,广泛应用于各种工业领域。
气相法聚丙烯生产工艺是目前广泛采用的一种生产方法,其具有高效、节能、环保等优点。
随着科技的发展,气相法聚丙烯生产工艺技术也在不断进步,新的研究成果不断涌现。
本文旨在对气相法聚丙烯生产工艺技术的进展研究进行综述,以期为相关研究和实践提供参考。
二、气相法聚丙烯生产工艺概述气相法聚丙烯生产工艺是利用气态催化剂在气相中将丙烯聚合成聚丙烯的一种方法。
其生产过程主要包括催化剂制备、聚合反应和聚合物分离等环节。
气相法聚丙烯生产工艺具有以下优点:一是反应条件温和,不需要高温高压条件,节能环保;二是催化剂的运用效率高,催化作用明显;三是产品质量好,可以得到高密度、高结晶度的聚丙烯产品。
该工艺方法被广泛应用于聚丙烯的工业生产当中。
1. 新型催化剂的研究催化剂是气相法聚丙烯生产工艺的核心技术之一。
近年来,研究人员针对气相法聚丙烯生产工艺中催化剂的性能进行了深入研究。
固体催化剂是当前的研究热点之一。
采用固体催化剂可以有效提高聚合反应的效率,减少催化剂的损失,降低生产成本。
2. 反应条件的优化反应条件的优化是提高气相法聚丙烯生产工艺效率的关键。
近年来,研究人员在反应压力、温度、气体流速等方面进行了深入研究,并且取得了一定的成果。
通过优化反应条件,可以有效提高聚合反应的速度和选择性,降低催化剂的消耗,提高产品质量。
3. 新型聚合反应技术的引入除了传统的气相聚合反应技术外,近年来,一些新型的聚合反应技术也开始应用于气相法聚丙烯生产工艺中。
等离子体聚合技术、离子液体催化剂技术等。
这些新型的聚合反应技术可以提高聚合反应的速度,减少能源消耗,提高产品的质量。
4. 产品分离技术的改进产品分离技术是气相法聚丙烯生产工艺中的另一个重要环节。
传统的产品分离技术存在着产品质量低、设备占地面积大等问题。
近年来,研究人员在产品分离技术方面进行了一系列的改进工作,开发了一些新型的产品分离技术。
气相法聚丙烯生产工艺技术进展研究
气相法聚丙烯生产工艺技术是一种制备聚丙烯的重要方法,近年来在技术研究和工业
生产方面取得了一定进展。
本文将对气相法聚丙烯生产工艺技术的进展进行综述。
气相法聚丙烯生产工艺是通过聚合丙烯单体形成聚合物链,并在一定条件下将其从气
态转化为固态。
该方法具有成本低、生产效率高等优点,适用于大规模工业生产。
近年来,该技术在工艺改进、催化剂开发和反应条件优化等方面取得了重要进展。
在工艺改进方面,研究人员通过改变不同气体的配比和流量,调节反应温度和压力,
优化聚合反应的条件,提高聚合物的产率和质量。
研究人员发现,在氮气气氛中进行聚合
反应,可以减少气体的污染和消耗,提高产物的纯度和回收率。
采用高能量磁场、超声波
和微波等辅助技术,可以提高反应速率和聚合度分布的均匀性。
在催化剂开发方面,研究人员开发了新型高效的催化剂,提高了聚丙烯的聚合活性和
选择性。
支撑型催化剂被广泛应用于气相法聚丙烯生产中,通过优化催化剂的成分和结构,控制聚合反应的过程和产物的性能。
引入介孔结构的催化剂,可以提高聚合物的分子量分
布和熔融指数,改善其加工性能和机械性能。
在反应条件优化方面,研究人员通过理论模拟和实验验证,确定了最佳的反应温度、
压力、催化剂用量和流量等参数。
提高反应温度和压力可以促进催化剂的活性和聚合物的
产率,但过高的温度和压力会导致催化剂的失活和产物的降解。
合理调控反应条件,实现
聚合反应的均匀性和高效性是这一技术的重要研究方向。
气相法聚丙烯生产工艺技术进展研究气相法聚丙烯生产工艺技术是指利用气相聚合反应制备聚丙烯的一种方法。
相比传统的溶液聚合和熔融聚合工艺,气相法聚丙烯生产工艺具有以下优势:高产出率、高聚合速度、高聚合度、高纯度以及较低的溶剂消耗和环境负荷等。
1. 催化剂的研究:催化剂是气相聚丙烯生产工艺的关键。
传统的环丙烯催化剂一般采用Ziegler-Natta催化剂,但其存在一定的缺点,如催化剂的寿命短、聚合温度高等。
近年来,研究人员开始探索新型的环丙烯催化剂,如锯齿状镧系催化剂和新型配体聚合物等,以提高聚合的效率和质量。
2. 聚合反应条件的优化:聚丙烯的气相聚合反应条件对产品的质量和产率有很大的影响。
研究人员通过调整反应温度、压力、氢气流量等参数,优化聚合反应条件,提高了聚合度和产率。
3. 聚合过程的建模与控制:聚丙烯的气相聚合过程是一个复杂的过程,需要建立准确的数学模型进行优化和控制。
近年来,研究人员利用流体力学模型、催化动力学模型等方法建立聚合过程的模型,为工艺的优化和控制提供了理论依据。
4. 新型催化剂载体的研究:催化剂载体是催化剂的重要组成部分,对聚合反应的效果和催化剂的寿命有很大的影响。
研究人员通过表面改性和载体结构的优化,设计出高效的催化剂载体,提高了聚合反应的效果和催化剂的寿命。
5. 技术经济性和环境友好性的研究:气相法聚丙烯生产工艺相比传统工艺有较低的溶剂消耗和环境负荷,但仍存在一些问题,如废气处理和催化剂回收等。
研究人员致力于开发新型的废气处理技术和催化剂回收方法,提高工艺的技术经济性和环境友好性。
气相法聚丙烯生产工艺技术的研究进展为聚丙烯的生产提供了更高效、高质量、环境友好的选择。
随着技术的不断发展,相信气相法聚丙烯生产工艺技术将得到进一步的改进和应用。
气相法聚丙烯生产工艺技术进展研究一、气相法聚丙烯生产工艺技术原理气相法聚丙烯生产工艺是将乙烯和丙烯等原料与催化剂一起送入反应器中,经过聚合反应后形成聚丙烯。
其原理主要包括以下几个方面:1. 催化剂选择:气相法聚丙烯生产工艺中常用的催化剂有Ziegler-Natta催化剂、Phillips催化剂等。
这些催化剂在聚合反应中能够高效催化乙烯和丙烯的共聚反应,生成高分子量的聚丙烯。
2. 反应条件控制:聚丙烯的生产过程需要严格控制反应温度、压力等条件,以保证聚合反应的高效进行和聚合物合成的良好质量。
3. 聚合反应过程:乙烯和丙烯等原料通过催化剂的作用,进行聚合反应生成聚丙烯。
整个过程主要包括聚合反应、卸载和再生等步骤。
二、气相法聚丙烯生产工艺技术模型建立为了更好地研究和优化气相法聚丙烯生产工艺,研究者们通常会建立相应的数学模型来模拟和预测聚合反应的情况,并基于模型结果进行工艺参数的优化。
目前,已经有许多关于气相法聚丙烯生产工艺技术模型的研究,其中主要包括以下几个方面:1. 反应器动力学模型:研究者们利用反应器动力学模型来描述聚丙烯的聚合反应过程,分析反应器中的乙烯和丙烯浓度、催化剂浓度等对聚合反应速率的影响,从而优化反应条件。
2. 热力学模型:利用热力学模型来分析聚丙烯聚合反应的热力学行为,包括热量的生成和传递等,以确保反应器的温度控制在合适范围内。
3. 流体力学模型:通过建立流体力学模型,研究者们可以模拟和分析气相法聚丙烯生产工艺中气流和反应器内流体的运动状态,以优化反应器结构和气流分布等参数。
三、气相法聚丙烯生产工艺技术的改进随着科学技术的不断发展,气相法聚丙烯生产工艺技术也在不断改进和完善中,以提高生产效率和产品质量。
一些改进方向包括以下几个方面:1. 催化剂的研究和改进:研究者们通过改进催化剂的配方和制备工艺,使得其在聚合反应中的催化效率更高、寿命更长,从而提高聚丙烯的生产效率和产品质量。
2. 反应器结构的优化:对气相法聚丙烯生产工艺中的反应器结构进行改进,以提高反应器的稳定性和催化剂的利用率,从而减少生产成本和环境污染。
气相法聚丙烯生产工艺技术进展研究气相法聚丙烯生产工艺技术是一种在气相条件下进行聚丙烯合成的方法。
其基本原理是通过将乙烯气体在催化剂的作用下聚合成聚丙烯。
在气相法聚丙烯生产中,催化剂是至关重要的,它直接影响了聚丙烯的质量和产率。
目前常用的催化剂主要有氧化锌、钛酸酯、铬酸盐等。
气相法聚丙烯生产工艺技术具有以下几个特点:1.高效:气相法聚丙烯生产工艺技术具有很高的生产效率,生产过程中无需添加大量的溶剂和助剂,大大节约了能源和原材料。
2.环保:气相法聚丙烯生产工艺技术在生产过程中几乎不会产生有机废水和废气,对环境的影响较小,符合现代化工的环保要求。
3.成本低:相比传统的聚丙烯生产工艺,气相法聚丙烯生产工艺技术的成本更低,主要体现在原料使用率高、设备投资少、生产效率高等方面。
随着气相法聚丙烯生产工艺技术的不断深入研究,很多新的技术和方法被应用和发展,使得气相法聚丙烯生产工艺技术得到了更大的进步,主要体现在以下几个方面:1. 催化剂的改进:催化剂是气相法聚丙烯生产工艺技术中至关重要的因素,近年来,科研人员对催化剂进行了大量的改进研究,采用新型的催化剂可以提高聚丙烯的产率和质量。
2. 反应条件的优化:反应条件的优化是提高气相法聚丙烯生产效率的关键,通过对反应温度、压力、气体流速等参数进行优化,可以提高聚丙烯的产率和质量。
3. 生产工艺的改进:随着生产工艺设备的不断改进和完善,气相法聚丙烯生产过程变得更加稳定和高效,可以实现大规模连续生产。
4. 样品分析的提高:近年来,先进的样品分析技术在气相法聚丙烯生产工艺技术研究中得到了广泛应用,可以更准确地分析反应过程中的化学变化和产物。
通过上述的研究进展,气相法聚丙烯生产工艺技术在生产效率、产品质量、环境友好性等方面都取得了显著的进步,已经成为了一种具有广泛应用前景的聚丙烯生产方法。
三、气相法聚丙烯生产工艺技术的未来发展方向2. 产品质量的进一步提高:随着样品分析技术的不断进步,未来气相法聚丙烯生产工艺技术可以实现更高精度的产品质量控制,生产出更高品质的聚丙烯产品。
聚丙烯工艺技术进展及其国内应用情况摘要随着聚丙烯工艺技术的发展,在聚丙烯化工生产过程中,可以有效降低聚丙烯工艺的原料和能耗,提高聚丙烯的生产效率,提高生产效率。
在此背景下,需要不断研究聚丙烯工艺技术的优化设计,以进一步促进聚丙烯化工生产工艺生产效率的提高。
同时,在研究聚丙烯化工工艺优化设计的过程中,要注意对现有聚丙烯化工生产工艺的总结,本文主要结合目前聚丙烯加工技术的进展,探讨聚丙烯加工技术在国内的应用。
关键词聚丙烯工艺技术;进展;应用情况引言聚丙烯是一种用途广泛、性能优良的合成树脂,在合成树脂系列中占有较大的比重,其中聚丙烯是国内乃至全球的合成树脂。
聚丙烯无毒、无味、耐酸碱、韧性高,其下游产品广泛应用于医疗卫生、建材、电子设备等领域。
二、聚丙烯工艺技术进展(1)浆液工艺浆液法生产聚丙烯是世界首创的聚丙烯工艺技术,利用该技术,可以使用特殊的BOPP薄膜和高分子量吹膜进行聚丙烯生产工艺。
采用优化设计方法生产聚丙烯。
但是,由于浆法生产聚丙烯的应用过程中去除灰分和杂物的技术限制,在生产过程中容易造成大量丙烯原料浪费。
同时,如果浆法生产聚丙烯的过程中使用的溶剂材料种类不同,浆法生产聚丙烯的工艺参数可能会有所不同。
聚丙烯的大规模工业化生产过程造成了困难。
(2)气相聚丙烯工艺在聚丙烯生产过程中,气相聚丙烯工艺是目前世界上应用最广泛的聚丙烯工艺技术之一,可实现聚丙烯的反应温度和反应链条件。
同时,由于气相聚丙烯工艺技术在生产过程中,大多数情况是在气相中完成的,这使得聚丙烯工艺的生产条件非常容易控制。
在工业生产中,这种单相气相聚丙烯工艺的生产条件比较容易控制。
在此背景下,在气相聚丙烯工艺研究过程中进行了广泛的研究。
但是,由于气相聚丙烯工艺的生产过程是在气相中进行的,根据气相方程的解释,很难保证气相聚丙烯工艺的生产效率,在后续的工艺过程中,聚丙烯工艺技术研究,重视聚丙烯新工艺技术研究,促进聚丙烯工艺生产效率的提高。
气相法聚丙烯生产工艺技术进展研究气相法聚丙烯是一种重要的聚合工艺技术,它是通过将原料丙烯气体在催化剂的作用下聚合生成聚丙烯。
相比于传统的液相法聚合和溶液法聚合,气相法聚丙烯具有以下特点:反应速度快、聚合度高、产品质量优良、能耗低等优势。
气相法聚丙烯近年来得到了广泛应用和深入研究。
本文将介绍气相法聚丙烯生产工艺技术的进展研究。
气相法聚丙烯的催化剂研究是研究的热点之一。
催化剂的选择和设计对聚丙烯的聚合速度和产物质量有着重要影响。
目前,主要的催化剂有Ziegler-Natta催化剂和含有金属氧化物的碱催化剂。
Ziegler-Natta催化剂具有高催化活性和优良的分子量控制,但其聚合过程中产生的活性位不稳定,易促成链末端组织和氢气解析。
而含有金属氧化物的碱催化剂分子量控制能力较差,但由于其活性位稳定和多种离子活化方式,能在一定程度上提高聚合速度。
未来,研究人员将继续优化催化剂的组成,改善其稳定性和活性,提高聚合效果。
气相法聚丙烯的反应条件研究也是一个重要的方向。
反应温度、压力、催化剂浓度等条件都会对聚合反应的进行产生影响。
研究人员通过改变反应条件,可以调节聚丙烯的分子量和分子量分布,从而得到不同性能的聚丙烯材料。
降低反应温度和压力可以提高聚合速率和聚合度,但也容易导致粉体聚合物的生成。
催化剂的浓度对聚合反应也有较大影响,研究人员将继续优化反应条件,并在工业生产中加以应用。
气相法聚丙烯的反应器设计和工艺改进也是当前的研究热点。
传统的气相聚合反应器通常采用流化床反应器或固定床反应器,但这些反应器存在气固两相分离、催化剂烧结等问题。
研究人员提出了一种新型的气相聚合反应器-聚丙烯微晶管反应器。
聚丙烯微晶管反应器是将催化剂固定在微米级管道内,在高效传质的减少气固两相分离和催化剂烧结等问题。
这种新型反应器不仅提高了聚合速度,还改善了产品质量。
聚丙烯生产工艺技术进展
发表时间:2019-03-22T16:46:13.243Z 来源:《防护工程》2018年第34期作者:阎伟
[导读] 本文主要对聚丙烯生产工艺技术进展进行分析探讨。
天津渤化化工发展有限公司天津市 300280
摘要:聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂,是五大通用合成树脂之一。
聚丙烯具有密度小、无毒、易加工、抗冲击强度高、抗挠曲性及电绝缘性好等优点,广泛应用于电子电器、汽车、建材、医疗、包装等领域。
聚丙烯生产工艺按聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法及气相法,基于此,本文主要对聚丙烯生产工艺技术进展进行分析探讨。
关键词:聚丙烯;生产工艺;技术进展
前言
聚丙烯的化学性质相对比较稳定,物理性质表现出无味、五毒且无异味的一种乳白色结晶聚合物,密度相对比较小,且具有良好的绝缘性和较高的韧性。
即便在受到比较强烈的冲击时也不会产生任何的变化。
聚丙烯在强烈的酸碱环境下,性质不会改变,同时也不溶于有机溶剂。
正是聚丙烯的这些优点,致使其广泛地应用于建材、包装、医疗及汽车行业等领域。
1、聚丙烯生产工艺
1.1溶液法
溶液法聚丙烯生产工艺由Eastman公司所独有,是早期用于生产结晶聚丙烯的工艺路线。
该工艺采用一种经过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。
其工艺过程为:催化剂组分、单体和溶剂连续加入聚合反应器,通过对溶剂减压将未反应的单体进行分离循环,溶液的粘度通过额外补充溶剂来降低,并过滤除去残留的催化剂;溶剂通过多个蒸发器而浓缩,然后通过一台能够除去挥发物的挤压机而形成固体聚合物;采用庚烷或类似的烃萃取形成的固体聚合物以进一步提纯,同时也除去了无定形聚丙烯。
溶液法聚丙烯生产工艺不使用乙醇,取消了多步蒸馏的过程,主要用于生产一些与淤浆法产品相比模量更低、韧性更高的特殊牌号产品,但存在工艺流程复杂,成本较高,聚合温度高的缺点,由于采用特殊的高温催化剂,使得生产的产品应用范围有限,目前该方法已不再用于生产结晶型聚丙烯。
1.2淤浆法
淤浆法聚丙烯生产工艺是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术,典型工艺主要有Montedison工艺、Hercules工艺、Amoco工艺等。
这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂(用Et3Al还原TiCl4得到TiCl3/Et2AlCl作为催化剂),采用立式搅拌釜反应器,需要进行脱灰和脱无规物。
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,研究者们对淤浆法聚丙烯生产工艺进行了改进,改进后的工艺使用高活性的第二代催化剂(在第一代催化剂的基础上引入了给电子体Lewis碱即
TiCl3/Et2AlCl/Lewis碱作为催化剂),可省去催化剂脱灰步骤,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。
1.3气相法
Grace的Unipol工艺、Ineos的Innovene工艺、JPP的Horizone工艺、Lummus的Novolen工艺、Basell的Spherizone工艺、住友化学的Sumitomo工艺。
1.3.1 Unipol工艺
Unipol工艺为气相法工艺,采用流化床反应器,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的工艺。
流程短、设备少、投资少。
流化床反应器体积大,循环大量气体,能耗高。
牌号切换时间长,过渡料多。
生产无规共聚、抗冲共聚产品时流化床反应器的筛板孔洞易堵塞。
物料停留时间不均匀,导致该工艺的粉料粒径大小不一,抗冲共聚产品在流动性和乙丙橡胶体分布方面较差。
该工艺主要在煤化工下游应用,产品以均聚拉丝料为主,抗冲共聚物乙烯含量低,性能较差,尤其缺乏高端专用料产品。
1.3.2 Innovene工艺
Innovene工艺的主要特点是采用独特的近似活塞流的卧式搅拌床反应器,利用液相丙烯气化撤热。
催化剂极少走短路,产品切换容易,过渡料很少。
聚丙烯产品粒度分布窄,粉料流动性好,灰分含量低,色泽好,反应器的时-空产率在各种气相工艺中是最高的。
两个反应器之间有气锁装置,保证了抗冲共聚产品中乙丙橡胶相的品质。
1.3.3 Horizone工艺
Horizone工艺为气相法工艺,由Innovene工艺改进而来,与Innovene工艺不同的是两台反应器上下垂直排列,之间有气锁装置。
催化剂需要预聚合处理,使用己烷作溶剂,工艺流程复杂,能耗高,尤其在生产NEWCON产品时能耗高。
可生产高乙丙橡胶含量的NEWCON 产品,橡胶相含量在30%-60%之间,主要用于汽车保险杠。
国内只有武汉石化一家在生产普通抗冲产品。
1.3.4 Novolen工艺
Novolen工艺是气相法工艺,反应器为立式,采用螺带式搅拌器。
两台反应器的设计完全相同,投资低,占地少。
该工艺另一特点是不在脱气仓脱活,采用向挤出机中加入脱盐水脱活残余催化剂,通过真空脱气系统去除。
1.4本体法
本体法聚丙烯工艺是在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,进行丙烯液相本体聚合反应,乙烯、丙烯在流化床反应器中进行气相共聚。
从工艺角度讲,均聚反应器主要有环管反应器和釜式搅拌反应器两种,共聚则在搅拌式流化床中进行。
本体法聚丙烯生产工艺主要有Basell公司的Spheripol工艺和三井油化公司的MPC工艺。
1.4.1 Basell公司的Spheripol工艺
Spheripol工艺是一种本体和气相组合的聚丙烯聚合工艺。
反应器容积较小,材质要求低,设计制造简单。
反应需要催化剂预处理,流程较长,开停车操作复杂,只适宜生产均聚物和无规共聚物,抗冲共聚物中乙烯含量低,牌号切换产生过渡料多。
事故状态下安全性较
规模的起点。