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八大聚丙烯工藝技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:
2023-09-28 17:01
1 Innovene工藝
Innovene工藝的主要特點(diǎn)是采用獨特的接近活塞流的臥式攪拌床反應器,帶內部擋板,并帶有特殊設計的水平攪拌器,攪拌器葉片與攪拌軸成45°,能夠對整個(gè)床層進(jìn)行緩慢而規則的攪拌。反應床上有許多氣相和液相進(jìn)料點(diǎn)、催化劑、液體丙烯及氣體從這些進(jìn)料點(diǎn)加入。由于這種反應器設計的停留時(shí)間分布相當于3個(gè)理想的攪拌釜式反應器串聯(lián),因此牌號的切換很快,過(guò)渡料很少。該工藝采用丙烯閃蒸的方式撤熱?
此外,該工藝采用氣鎖系統,可以通過(guò)停止催化劑注入而快速平穩地停車(chē),并在重新加壓及注入催化劑后再次開(kāi)車(chē)。由于獨特的設計,該工藝在各種工藝中能耗和操作壓力最低,唯一缺點(diǎn)是產(chǎn)品中乙烯質(zhì)量分數(或橡膠組分比例)不高,不能獲得超高抗沖牌號的產(chǎn)品?
Innovene工藝均聚產(chǎn)品的熔體流動(dòng)速率(MFR)范圍很寬,可以達到0.5~100g/10min,產(chǎn)品韌性高于其它氣相聚合工藝所得產(chǎn)品;無(wú)規共聚產(chǎn)品的MFR為2~35g/10min,其乙烯含量為7%~8%;抗沖共聚產(chǎn)品的MFR 為1~35g/10min,乙烯質(zhì)量分數為5%~17%?
國內采用該工藝的生產(chǎn)廠(chǎng)家有燕山石化公司、揚子石化公司、寧夏寶豐能源化工公司、茂名石化公司以及上海賽科石油化工有限責任公司等?
2. Novolen工藝
Novolen工藝采用2臺帶雙螺帶攪拌的立式反應器,該反應器使氣相聚合中氣固兩相之間分布比較均勻,聚合反應熱是靠液態(tài)丙烯汽化撤出。Novolen工藝的均聚和共聚都采用氣相聚合,其獨特之處是可以用共聚合反應器生產(chǎn)均聚物(與第一個(gè)均聚反應器串聯(lián)),使均聚物的產(chǎn)量提高30%,同樣無(wú)規共聚物也可以采用將反應器串聯(lián)的方法進(jìn)行生產(chǎn)?
Novolen工藝可以生產(chǎn)包括均聚物、無(wú)規共聚物、抗沖共聚物、超抗沖共聚物等在內的全部產(chǎn)品。工業(yè)化PP均聚物牌號的MFR范圍是0.2~100g/10min,無(wú)規共聚物產(chǎn)品中乙烯質(zhì)量分數最高為12%,生產(chǎn)的抗沖共聚物中乙烯質(zhì)量分數可達30%(橡膠質(zhì)量分數為50%)。生產(chǎn)均聚物的反應條件為80℃、2.8~3.8MPa,生產(chǎn)抗沖共聚物的反應條件為60~70℃、1.0~2.5MPa?
目前,國內福建煉化公司、錦西石化公司、臺塑公司聚丙烯(寧波)有限公司以及神華寧夏煤業(yè)集團等采用該方法進(jìn)行生產(chǎn)?
3. Unipol工藝
Unipol工藝反應器為上部擴徑的圓柱形立式壓力容器,可以配合超冷凝態(tài)操作,即所謂的超冷凝態(tài)氣相流化床工藝(SCM)?
該工藝特點(diǎn)為:
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由于超冷凝操作能夠最有效地移走反應熱,能使反應器在體積不增加的情況下提高很大的生產(chǎn)能力,如通過(guò)將反應器內液相比例提高到45%,可使現有生產(chǎn)能力提高200%;
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只用1臺沸騰床主反應器就可生產(chǎn)均聚物、無(wú)規共聚物,可在較大操作范圍內調節操作條件而使產(chǎn)品性能保持均一;
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工藝路線(xiàn)較短,對材質(zhì)沒(méi)有特殊要求,占地面積少,裝置生產(chǎn)潛力很大,產(chǎn)品成本低,性能好,具有較強的競爭力?
Unipol工藝工業(yè)化生產(chǎn)的均聚物MFR為0.5~100g/10min,無(wú)規共聚物中乙烯共聚單體質(zhì)量分數可達5.5%;丙烯與1-丁烯的無(wú)規共聚物已經(jīng)實(shí)現工業(yè)化(商品名CE-FOR),其中橡膠的質(zhì)量分數可高達14%;Unipol工藝生產(chǎn)的抗沖共聚物中乙烯質(zhì)量分數可達21%(橡膠質(zhì)量分數為35%)?
國內撫順石化公司、神華煤制油化工包頭煤化工分公司、大唐內蒙古多倫煤化工有限責任公司、四川石化公司?陜西延長(cháng)中煤榆林能源化工公司以及中煤陜西榆林能源化工公司、大同煤礦、東莞巨正源、廣東石化等企業(yè)采用該工藝進(jìn)行生產(chǎn)?
4. Horizone工藝
Horizone工藝是在Innovene氣相法工藝技術(shù)基礎上發(fā)展起來(lái)的,兩者有很多相似之處,尤其是反應器的設計基本相同?
2種工藝的主要區別是Horizone工藝2個(gè)反應器上下垂直布置,第一反應器的出料直接靠重力流入氣鎖裝置,然后用丙烯氣壓送入第二反應器;而Innovene工藝的2個(gè)反應器平行水平布置,第一反應器的出料先送入高處的沉降器,分離出的聚合物粉料再靠重力進(jìn)入氣鎖器,然后用丙烯氣壓送入第二反應器?
兩者相比,Horizone工藝的設計要更簡(jiǎn)單,能耗更小。此外,Horizone工藝使用的催化劑需要預處理,用己烷配成漿液,加入少量丙烯進(jìn)行預聚,否則產(chǎn)品中細粉增多,流動(dòng)性降低,共聚反應器的操作困難?
Horizone氣相法PP工藝能夠生產(chǎn)全范圍的產(chǎn)品,均聚物產(chǎn)品的MFR范圍在0.5~300g/10min,無(wú)規共聚物的乙烯質(zhì)量分數最高為6%??箾_共聚物產(chǎn)品的MFR為0.5~100g/10min,橡膠質(zhì)量分數高達60%?
我國中韓石化公司以及廣州石化公司采用該工藝進(jìn)行生產(chǎn)?
5. Spheripol工藝
Spheripol工藝采用液相本體-氣相組合式工藝,預聚合和均聚合反應采用液相環(huán)管反應器,多相共聚合反應采用氣相流化床反應器。依生產(chǎn)能力和產(chǎn)品類(lèi)型可分為一環(huán)、二環(huán)、二環(huán)一氣、二環(huán)二氣4種聚合反應形式?
Spheripol二代工藝采用第四代催化劑體系,預聚合和聚合反應器的設計壓力等級提高,使新牌號的性能更好,老牌號的產(chǎn)品性能得以改進(jìn),也更利于對形態(tài)、等規度和相對分子質(zhì)量的控制?
Spheripol工藝的產(chǎn)品范圍很寬,MFR為0.1~2 000g/10min,能生產(chǎn)全范圍的PP產(chǎn)品,包括PP均聚物、無(wú)規共聚物和三元共聚物、抗沖共聚物和多相抗沖共聚物,無(wú)規共聚物乙烯質(zhì)量分數可達4.5%,抗沖共聚物乙烯質(zhì)量分數為25%~40%,橡膠相質(zhì)量分數可達40%~60%?
目前,國內有上海石化公司、茂名石化公司、大連石化公司、大慶煉化公司、蘭州石化公司、中海殼牌以及遼寧華錦等用該方法進(jìn)行生產(chǎn)?
6. Hypol工藝
Hypol工藝采用管式液相本體-氣相組合的工藝技術(shù),使用TK-II系列高效催化劑,目前使用的是Hypol II工藝?
Hypol II工藝與Spheripol工藝的主要區別在于氣相反應器的設計,其它單元包括催化劑及預聚合都與Spheripol工藝基本相同。Hypol II工藝采用第五代催化劑(RK-催化劑),該催化劑的活性是第四代催化劑活性的2~3倍,具有高氫調敏感性,可生產(chǎn)更寬MFR范圍的產(chǎn)品?
Hypol II工藝采用2個(gè)環(huán)管反應器和1個(gè)帶攪拌刮板的氣相流化床反應器生產(chǎn)均聚物和抗沖共聚物,第二反應器是一個(gè)帶攪拌刮板的氣相流化床反應器。HypolII工藝環(huán)管反應器的反應條件為62~75℃、3.0~4.0MPa,生產(chǎn)抗沖共聚物的反應條件為70~80℃、1.7~2.0MPa。HypolII工藝可生產(chǎn)均聚物、無(wú)規共聚物、嵌段共聚物,產(chǎn)品的MFR范圍為0.3~80g/10min。均聚物適合生產(chǎn)透明膜、單絲、條帶和纖維,共聚物可生產(chǎn)家用電器、汽車(chē)及工業(yè)零部件產(chǎn)品及低溫高抗沖產(chǎn)品?
我國的主要生產(chǎn)廠(chǎng)家有廣州石化公司、洛陽(yáng)石化公司以及甘肅蘭港石化公司等?
7. Spherizone工藝
Spherizone工藝是LyondellBasell公司在Spheripol I工藝基礎上開(kāi)發(fā)的最新一代PP生產(chǎn)技術(shù),主要特點(diǎn)在于采用單一多區循環(huán)反應器代替環(huán)管反應器,屬氣相聚合反應?
多區循環(huán)反應器分為上升段和下降段2個(gè)反應區,聚合物粒子在2個(gè)反應區內多次循環(huán)。上升段內聚合物粒子在循環(huán)氣體作用下快速流化,進(jìn)入下降段頂部旋風(fēng)分離器,在旋風(fēng)分離器內進(jìn)行氣固分離。在下降段頂部設有阻隔區,用以分離反應氣體和聚合物粒子,粒子向下運動(dòng)到下降段底部后進(jìn)入上升段完成一個(gè)循環(huán)。阻隔區的使用,可實(shí)現上升段和下降段的不同反應條件,形成2個(gè)不同的反應區域?
Spherizone工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品特點(diǎn)突出,應用范圍廣,有如下優(yōu)點(diǎn):
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樹(shù)脂結晶度高,剛性好;
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單反應器可生產(chǎn)雙峰產(chǎn)品,相對分子質(zhì)量分布寬,樹(shù)脂在保持力學(xué)性能的同時(shí),具有良好的加工性;
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無(wú)規共聚產(chǎn)品共聚單體含量高,光學(xué)、力學(xué)及熱力學(xué)性能佳;
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抗沖共聚物優(yōu)化了沖擊性能與剛性的平衡?
目前國內中沙(天津)石化公司、大慶煉化公司采用該方法進(jìn)行生產(chǎn)?
8. 中國石化環(huán)管工藝
在消化吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎上,中國石化成功開(kāi)發(fā)了環(huán)管液相本體法PP工藝與工程技術(shù)。采用自主開(kāi)發(fā)的Z-N催化劑,單體丙烯經(jīng)配位聚合,生產(chǎn)均聚等規PP產(chǎn)品,丙烯與共聚單體經(jīng)無(wú)規共聚或嵌段共聚生產(chǎn)抗沖PP產(chǎn)品,形成了7~10萬(wàn)t/a第一代PP成套技術(shù)。
在此基礎上,又開(kāi)發(fā)出了20萬(wàn)t/a氣相釜的第二代環(huán)管PP成套工藝技術(shù),能夠生產(chǎn)雙峰分布產(chǎn)品、高性能抗沖共聚物,與第一代技術(shù)相比有多處改進(jìn)和創(chuàng )新,例如:
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改進(jìn)了催化劑預聚合系統,減少了聚合物的細粉;
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開(kāi)發(fā)出雙環(huán)管高壓聚合反應系統;
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開(kāi)發(fā)了獨特的氫氣分離和循環(huán)系統,能夠生產(chǎn)相對分子質(zhì)量分布很寬的雙峰PP產(chǎn)品和高熔融指數產(chǎn)品;
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開(kāi)發(fā)設計了氣相共聚反應系統,具有生產(chǎn)抗沖擊性和剛性綜合性能更好的新產(chǎn)品的能力,可生產(chǎn)高乙烯含量的共聚物?
2014年,由中國石化北京化工研究院、中國石化武漢分公司和中國石化石家莊煉化分公司共同承擔的中國石化“十條龍”攻關(guān)項目———“第三代環(huán)管PP成套技術(shù)開(kāi)發(fā)”通過(guò)了中國石油化工集團公司組織的技術(shù)鑒定。該成套技術(shù)以自主開(kāi)發(fā)的催化劑、非對稱(chēng)外給電子體技術(shù)和丙丁兩元無(wú)規共聚技術(shù)為基礎,研發(fā)出了第三代環(huán)管PP成套技術(shù)。該技術(shù)可用于生產(chǎn)均聚、乙丙無(wú)規共聚、丙丁無(wú)規共聚和抗沖擊共聚PP等?
浙江紹興三圓石化公司、徐州海天石化公司、呼和浩特石化公司、湛江東興公司、上海石化公司、茂名石化公司、青島煉化公司、海南煉化公司等都采用該方法進(jìn)行生產(chǎn)?
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