1、第三章第三章聚丙烯生產目 錄 什么是聚丙烯？有什么用途？什么是聚丙烯？有什么用途？ 聚丙烯是怎么生產出來的？聚丙烯是怎么生產出來的？ 聚丙烯生產過程中的關鍵控制點是什么？聚丙烯生產過程中的關鍵控制點是什么？ 引 言 一、什么是聚丙烯？ 聚丙烯就是這樣一種聚合物，它是由丙烯單體通過聚合反應制得的一種高分子化合物，是一種通用合成樹脂（或通用合成塑料）。 與聚乙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯一樣，聚丙烯屬于熱塑性塑料。 由于它是烯烴聚合的產物，因而屬于聚烯烴樹脂。它既可以用做單組分塑料，又可與聚乙烯等共混做為改性的復合塑料使用。 聚丙烯的結構是指高聚物內部組織。它有兩層意義： 一是分子結構。 指聚丙烯內部的

2、組織和形狀。 二是聚集態(tài)結構。 指這些大分子聚集在一起的形態(tài)。一、聚丙烯的性質與用途一、聚丙烯的性質與用途聚丙烯樹脂化工化工 汽車汽車 輕工輕工 家用家用電器電器 醫(yī)藥醫(yī)藥建筑建筑 一、聚丙烯的性質與用途一、聚丙烯的性質與用途 無嗅、無味、無毒。 是常用樹脂中最輕的一種。 具有可塑性： 很容易用擠出、注塑、吹塑、注射等方法直接加工 成型，并可回收重復利用。 機械性能優(yōu)良。 PP的拉伸強度一般21-39兆帕；彎曲強度42-56兆帕，壓縮強度39-56兆帕，斷裂伸長率200一400，缺口沖擊強度22-5kJm2，低溫缺口沖擊強度1-2kJm2。洛氏硬度R 95一105。 一、聚丙烯的性質與用途一、

3、聚丙烯的性質與用途 耐熱性良好，連續(xù)使用溫度可達ll0-120。 化學穩(wěn)定性好，除強氧化劑外，與大多數(shù)化學藥品不發(fā)生作用。 耐水性特別好。 電絕緣性優(yōu)良。 易老化，低溫下沖擊強度較差。 是僅次于聚氯乙烯、聚乙烯的第三大塑料，在市場上占有越來越重要的地位。 廣泛應用到化工、化纖、建筑、輕工、家電、包裝、農業(yè)、國防、交通運輸、民用塑料制品等各個領域， 汽車制造業(yè)-內外部部件。 在建筑業(yè)-建筑用模板，建筑裝飾材料 在電氣方面-家電和電線、電纜。 在印刷方面。 在農業(yè)、漁業(yè)方面。 食品工業(yè)方面 包裝材料方面-扁絲、打包帶、 BOPP薄膜 日常生活用品方面。 紡織工業(yè)-丙綸和無紡布。 醫(yī)療衛(wèi)生方面。 二

4、、聚丙烯裝置技術簡介二、聚丙烯裝置技術簡介工藝簡介工藝簡介一、液相聚合工藝1.漿液法工藝 1）連續(xù)式攪拌床反應器：Hoechst、Mitsui等工藝 2）環(huán)管反應器：Solvay工藝 2.本體法工藝 1）液相釜式反應器 2）液相環(huán)管反應器：Spheripol、Hoechst、Solvay、 Phillips、Borealis等工藝 二、氣相法工藝 1)氣相流化床反應器：Unipol、住友工藝 2)氣相立式攪拌床反應器：Novolen工藝 3)氣相臥式攪拌床反應器：Innovene、Chisso工藝 一、聚丙烯裝置技術簡介大慶大慶30萬噸聚丙烯裝置萬噸聚丙烯裝置 （Basell工藝）工藝）建議中

5、的建議中的- 神華寧煤神華寧煤50萬噸萬噸/年聚丙烯裝置年聚丙烯裝置（Basell工藝）工藝）燕化燕化20萬聚丙烯裝置萬聚丙烯裝置 （美國（美國AMOCO公司公司BP氣相法生產工藝）氣相法生產工藝）ABB氣相攪拌釜式聚丙烯裝置氣相攪拌釜式聚丙烯裝置 小本體聚丙烯裝置小本體聚丙烯裝置 五、聚丙烯裝置工藝流程描五、聚丙烯裝置工藝流程描 Basell的的Spheripol工藝：工藝：該工藝是環(huán)管液相本體工藝和氣相工藝的組合。由Montedison公司1982年開發(fā)成功并工業(yè)化，現(xiàn)歸Shall和BASF合并而成的聚烯烴公司Basell公司所有。 該工藝采用一個或多個環(huán)管本體反應器和一個或多個串聯(lián)的氣相

6、流化床反應器。在環(huán)管反應器中進行均聚和無規(guī)共聚，在氣相流化床中進行抗沖共聚物的生產。催化劑采用高性能的GF-2A或FT-4S球形催化劑，無需脫灰和脫無規(guī)物。 目前全球共有86套裝置采用該工藝，生產能力超過13500kt/a，占全球生產能力的45%以上。五、聚丙烯裝置工藝流程描五、聚丙烯裝置工藝流程描2 該工藝可生產寬范圍的丙烯聚合物，包括均聚物、無規(guī)共聚物和三元共聚物，多相抗沖和專用抗沖共聚物（乙烯含量高達25%）以及高剛性聚合物。產品質量極佳，并且投資費用和運轉費用較低。 齊魯石化、上海石化、撫順石化、大連西太平洋、獨山子、茂名石化、惠州乙烯均采用該工藝。五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯

7、裝置工藝流程描述2 Basell工藝包括單體凈化 、催化劑配制、預聚合 、本體聚合 、擠壓造粒等工序 1.單體凈化（根據(jù)原料的規(guī)格設置） 同Novolen工藝 2.催化劑配制 助催化劑1是給電子體，在貯罐中是液態(tài)。 助催化劑2是三乙基鋁，以100%的濃度存放在鋼瓶中 .五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述2 3.預聚合 第一步，催化劑泥漿與兩種助催化劑在預接觸罐D201內混合。 第二步，從預接觸罐溢流出來的活化催化劑混合物與一股冷的液態(tài)丙烯在在線混合器中混合，并在小環(huán)管反應器R200中作短暫停留，新鮮丙烯補充進R200，在此反應器中進行預聚合。此反應作為聚合的最初一步要在低溫下

8、進行，通過采用溫和的條件，確保粒子的形態(tài)控制。五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述2 4.本體聚合 聚合反應以液相狀態(tài)在兩個串聯(lián)的環(huán)管反應器內進行。所有的原料物流以恒定的流速和合適的比例輸送到環(huán)管反應器內，以保證生產出的聚合物達到所要求的性能。 來自R200的預聚合催化劑淤漿，與丙烯和用于分子量控制的氫氣一起進入環(huán)管反應器R201。一部分丙烯聚合，未聚合的液態(tài)丙烯作為固體聚合物的稀釋劑。循環(huán)泵P201保持反應器內物料的高速流動和非常均勻地混合。反應器內的淤漿濃度保持在50-55%。 五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述2 從第一臺聚合反應器出來的物流與新鮮的丙烯

9、和氫氣物流一起送入第二臺聚合反應器R202。這兩臺聚合反應器的物理條件和幾何形態(tài)是一樣的。 從環(huán)管反應器R202的聚合物淤漿通過帶蒸汽夾套的大閃蒸線，連續(xù)排至旋風分離式閃蒸罐D301，在聚合物輸送過程中確保單體汽化，D301的操作壓力在1.5-1.8MPa。 五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述2 當生產均聚物、無規(guī)共聚物或三元共聚物時，聚合物被收集在D301底部后送入袋式過濾器F301，F(xiàn)301的壓力保持在近似大氣壓，從而使未反應的單體從聚合物中分離出來。 聚合物粉料靠重力從F301進入汽蒸器D501，在此注入直接蒸汽，蒸出游離單體丙烷，并使殘留的催化劑失活，以提高產品質量。

10、蒸汽在通過洗滌塔T501后冷凝下來，從汽蒸器排入污水系統(tǒng)。 五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述2 聚合物在干燥器內用熱氮脫除聚合物表面的水分。干燥后的聚合物由氮氣閉合回路氣流輸送系統(tǒng)PK801輸送到后加工單元的緩沖料倉。 5.擠壓造粒 聚丙烯粉料和添加劑在擠出機EX801中被捏合、熔解、擠壓和切粒，切下的顆粒靠循環(huán)流動的切粒水（脫鹽水）送入離心干燥機D805，在這里顆粒被從水中分離出來，送到粒料分級篩S803，不合尺寸要求的細小顆粒和粗大顆粒被分離出來，合格的顆粒落入聚丙烯顆粒氣流輸送系統(tǒng)的聚丙烯顆粒受料斗，經(jīng)氣力輸送系統(tǒng)PK802將顆粒送入產品的均化、摻混和貯存部分。五、聚

11、丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述Basell工藝流程簡圖工藝流程簡圖五、聚丙烯裝置工藝流程描五、聚丙烯裝置工藝流程描3UCC的的Unipol工藝技術：工藝技術：是氣相流化床工藝的典型代表。Unipol聚丙烯工藝技術是UCC和Shell于80年代中期合作開發(fā)的，是一種聚丙烯生產新工藝。該工藝流程中沒有預聚工序，而是采用一個大的氣相流化床反應器生產均聚物和無規(guī)共聚物，再串聯(lián)一個反應器，可生產抗沖共聚物。采用Shell公司開發(fā)的超高活性催化劑SHAC。流程簡單，并省掉了催化劑鈍化、脫灰和脫無規(guī)物。該工藝可生產熔融指數(shù)為0.1-3000g/10min，等規(guī)度高達99%的均聚物；乙烯含量最

12、高達12%或丁烯含量達21%（摩爾分數(shù)）、具有寬容體流動速率范圍（從低于0.1到高于100g/10min）的無規(guī)共聚物以及具有好的剛性和抗沖擊平衡性能的各種抗沖共聚物。該工藝簡單、直接，投資和運轉費用較低，污染小，起火和爆炸危害極小，易于操作和維修。五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述3 Unipol工藝主要包括原料精制、催化劑進料、聚合、聚合物脫氣和尾氣回收、造粒及產品儲存、包裝等工序。 1.單體凈化（根據(jù)原料的規(guī)格設置） 同Novolen工藝 2.催化劑配制 將主催化劑配制成礦物油懸浮液，用桶裝加入帶攪拌的進料器中，再用催化劑進料泵把催化劑從進料器注入反應分布板上部注入口。

13、催化劑的進料速度也就決定了反應速度，并控制了產量。助催化劑從反應器的底部進入反應器。 五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述3 3.聚合反應 聚合反應系統(tǒng)可分成以下幾個部分：第一反應器、抗沖共聚反應器、反應器出料、分離，如只生產均聚物和無規(guī)共聚物則只需要一個反應器系統(tǒng)。 產品性能通過反應條件來控制。調節(jié)循環(huán)氣中氫氣與丙烯的比例，可以控制產品的熔體流動速率。調節(jié)兩種助催化劑比例可以調節(jié)產品的等規(guī)指數(shù)；調節(jié)乙烯對丙烯的比例，控制無規(guī)共聚物的乙烯含量、結晶度或等規(guī)指數(shù)。 五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述3 流化床反應器反應停留時間小于1.5h，并帶強烈返混。因此，本

14、系統(tǒng)牌號轉換時間與本體法（一般為4h）相當，過渡產品量也較少。 聚合反應不正常時，可以用殺死系統(tǒng)向反應器中注入很少量的CO阻聚劑以部分地或全部中止聚合反應。 第二反應器生產抗沖共聚物。這個系統(tǒng)的組成與第一反應器相同，包括一臺流化床反應器、一臺循環(huán)氣冷卻器和一臺循環(huán)氣壓縮機，只是循環(huán)氣流全部為氣體。 五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述3 含有活性催化劑的均聚物間斷地從第一反應器送入第二反應，乙烯、丙烯、氫氣和循環(huán)單體也連續(xù)加入反應器中，在均聚物的基體上生成乙烯-丙烯共聚物。 隨著催化劑和原料向反應器內的加入，聚丙烯不斷生成，在流化床內累積，使床層升高。當床層升到預定的高度時，間

15、歇出料的產品排放程序自動起動。 五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述3 流化床層的料位高度通過改變產品的出料頻率得到控制。 從脫氣倉底部排出的處理合格的聚合物送入擠壓造粒系統(tǒng)。脫氣設備排出的尾氣進入尾氣回收系統(tǒng)。 五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述Unipol工藝流程簡圖工藝流程簡圖五、聚丙烯裝置工藝流程描述五、聚丙烯裝置工藝流程描述三種工藝簡單對比三種工藝簡單對比工藝名稱工藝名稱 Novolen (ABB) Spheripol (Basell) Unipol Unipol （DOW）聚合方法氣相法液相本體+氣相法氣相法主催化劑Ti/MgTi/MgTi/Mg催化劑活性150