目前,聚丙烯的生產工藝按聚合類型可分為溶液法、淤漿法、本體法和氣相法和本體法-氣相法組合工藝5大類。具體工藝主要有BP公司的氣相Innovene工藝、Chisso公司的氣相法工藝、Dow公司的Unipol工藝、Novolene氣相工藝、Sumitomo氣相工藝、Basell公司的本體法工藝、三井公司開發的Hypol 工藝以及Borealis公司的Borstar工藝等。
1 淤漿法工藝 淤漿法工藝(Slurry Process)又稱漿液法或溶劑法工藝,是世界上最早用於生產聚丙烯的工藝技術。從1957年第一套工業化裝置一直到20世紀80年代中後期,淤漿法工藝在長達30年的時間裏一直是最主要的聚丙烯生產工藝。典型工藝主要包括意大利的Montedison 工藝、美國Hercules工藝、日本三井東壓化學工藝、美國Amoco工藝、日(ri)本(ben)三(san)井(jing)油(you)化(hua)工(gong)藝(yi)以(yi)及(ji)索(suo)維(wei)爾(er)工(gong)藝(yi)等(deng)。這(zhe)些(xie)工(gong)藝(yi)的(de)開(kai)發(fa)都(dou)基(ji)於(yu)當(dang)時(shi)的(de)第(di)一(yi)代(dai)催(cui)化(hua)劑(ji),采(cai)用(yong)立(li)式(shi)攪(jiao)拌(ban)釜(fu)反(fan)應(ying)器(qi),需(xu)要(yao)脫(tuo)灰(hui)和(he)脫(tuo)無(wu)規(gui)物(wu),因(yin)采(cai)用(yong)的(de)溶(rong)劑(ji)不(bu)同(tong),工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)和(he)操(cao)作(zuo)條(tiao)件(jian)有(you)所(suo)不(bu)同(tong)。近(jin)年(nian)來(lai),傳(chuan)統(tong)的(de)淤(yu)漿(jiang)法(fa)工(gong)藝(yi)在(zai)生(sheng)產(chan)中(zhong)的(de)比(bi)例(li)明(ming)顯(xian)減(jian)少(shao),保(bao)留(liu)的(de)淤(yu)漿(jiang)產(chan)品(pin)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)一(yi)些(xie)高(gao)價(jia)值(zhi)領(ling)域(yu),如(ru)特(te)種(zhong)BOPP薄膜、高gao相xiang對dui分fen子zi質zhi量liang吹chui塑su膜mo以yi及ji高gao強qiang度du管guan材cai等deng。近jin年nian來lai,人ren們men對dui該gai方fang法fa進jin行xing了le改gai進jin,改gai進jin後hou的de淤yu漿jiang法fa生sheng產chan工gong藝yi使shi用yong高gao活huo性xing的de第di二er代dai催cui化hua劑ji,可ke刪shan除chu催cui化hua劑ji脫tuo灰hui步bu驟zhou,能neng減jian少shao無wu規gui聚ju合he物wu的de產chan生sheng,可ke用yong於yu生sheng產chan均jun聚ju物wu、無規共聚物和抗衝共聚物產品等。目前世界淤漿法PP的生產能力約占全球PP總生產能力的13%。
2、溶液法工藝 溶液法生產工藝是早期用於生產結晶聚丙烯的工藝路線,由Eastman公司所獨有。該工藝采用一種特殊改進的催化劑體係-鋰化合物(如氫化鋰鋁)來適應高的溶液聚合溫度。催化劑組分、dantiherongjilianxujiarujuhefanyingqi,weifanyingdedantitongguoduirongjijianyaerfenlixunhuan。ewaibuchongrongjilaijiangdirongyedezhandu,bingguolvchuqucanliucuihuaji。rongjitongguoduogezhengfaqiernongsuo,zaitongguoyitainenggouchuquhuifawudejiyajierxingchenggutijuhewu。gutijuhewuyonggengwanhuoleisidetingcuiqujinyibutichun,tongshiyechuqulewudingxingjubingxi,quxiaoleshiyongyichunheduobuzhengliudeguocheng,zhuyaoyongyushengchanyixieyujiangyefachanpinxiangbimolianggengdi、renxinggenggaodeteshupaihaochanpin。gaifangfagongyiliuchengfuza,qiechengbenjiaogao,juhewendugao,jiashangyouyucaiyongteshudegaowencuihuajishichanpinyingyongfanweiyouxian,muqianyijingbuzaiyongyushengchanjiejingjubingxi。
3、本體法工藝
本體法工藝的研究開發始於20世紀60年代,1964年美國Dart公司采用釜式反應器建成了世界上第一套工業化本體法聚丙烯生產裝置。1970年以後,日本住友、Phillips、美國EI Psao等(deng)公(gong)司(si)都(dou)實(shi)現(xian)了(le)液(ye)相(xiang)本(ben)體(ti)聚(ju)丙(bing)烯(xi)工(gong)藝(yi)的(de)工(gong)業(ye)化(hua)生(sheng)產(chan)。與(yu)采(cai)用(yong)溶(rong)劑(ji)的(de)漿(jiang)液(ye)法(fa)相(xiang)比(bi),采(cai)用(yong)液(ye)相(xiang)丙(bing)烯(xi)本(ben)體(ti)法(fa)進(jin)行(xing)聚(ju)合(he)具(ju)有(you)不(bu)使(shi)用(yong)惰(duo)性(xing)溶(rong)劑(ji),反(fan)應(ying)係(xi)統(tong)內(nei)單(dan)體(ti)濃(nong)度(du)高(gao),聚(ju)合(he)速(su)率(lv)快(kuai),催(cui)化(hua)劑(ji)活(huo)性(xing)高(gao),聚(ju)合(he)反(fan)應(ying)轉(zhuan)化(hua)率(lv)高(gao),反(fan)應(ying)器(qi)的(de)時(shi)-空生產能力更大,能耗低,工藝流程簡單,設備少,生產成本低,"三廢"量少;容易除去聚合熱,並使撤熱控製簡單化,可以提高單位反應器的聚合量;能除去對產品性質有不良影響的低分子量無規聚合物和催化劑殘渣,可以得到高質量的產品等優點。不足之處是反應氣體需要氣化、lengninghoucainengxunhuanhuifanyingqi。fanyingqineidegaoyayetaitingleiwuliaorongliangda,youqianzaideweixianxing。ciwai,fanyingqizhongyixidenongdubunengtaigao,fouzezaifanyingqizhongxingchengyigedandudeqixiang,shidefanyingqinanyicaozuo,yinersuodegongjuchanpinzhongdeyixihanliangbuhuitaigao。 本ben體ti法fa不bu同tong工gong藝yi路lu線xian的de區qu別bie主zhu要yao是shi反fan應ying器qi的de不bu同tong。反fan應ying器qi可ke分fen為wei釜fu式shi反fan應ying器qi和he環huan管guan反fan應ying器qi兩liang大da類lei。釜fu式shi反fan應ying器qi是shi利li用yong液ye體ti蒸zheng發fa的de潛qian熱re來lai除chu去qu反fan應ying熱re,蒸zheng發fa的de大da部bu分fen氣qi體ti經jing循xun環huan冷leng凝ning後hou返fan回hui到dao反fan應ying器qi,未wei冷leng凝ning的de氣qi體ti經jing壓ya縮suo機ji升sheng壓ya後hou循xun環huan回hui反fan應ying器qi。而er環huan管guan反fan應ying器qi則ze是shi利li用yong軸zhou流liu泵beng使shi漿jiang液ye高gao速su循xun環huan,通tong過guo夾jia套tao冷leng卻que撤che熱re,由you於yu傳chuan熱re麵mian積ji大da,撤che熱re效xiao果guo好hao,因yin此ci其qi單dan位wei反fan應ying器qi體ti積ji產chan率lv高gao,能neng耗hao低di。
本體法生產工藝按聚合工藝流程,可以分為間歇式聚合工藝和連續式聚合工藝兩種。(1)間jian歇xie本ben體ti法fa工gong藝yi。間jian歇xie本ben體ti法fa聚ju丙bing烯xi聚ju合he技ji術shu是shi我wo國guo自zi行xing研yan製zhi開kai發fa成cheng功gong的de生sheng產chan技ji術shu。它ta具ju有you生sheng產chan工gong藝yi技ji術shu可ke靠kao,對dui原yuan料liao丙bing烯xi質zhi量liang要yao求qiu不bu是shi很hen高gao,所suo需xu催cui化hua劑ji國guo內nei有you保bao證zheng,流liu程cheng簡jian單dan,投tou資zi省sheng、收效快,操作簡單,產品牌號轉換靈活、三廢少,適合中國國情等優點,不足之處是生產規模小,難以產生規模效益;裝置手工操作較多,間歇生產,自動化控製水平低,產品質量不穩定;原料的消耗定額較高;產品的品種牌號少,檔次不高,用途較窄。目前,我國采用該法生產的聚丙烯生產能力約占全國總生產能力的24.0%;(2)連續本體法工藝。該工藝主要包括美國Rexall工藝、美國Phillips工藝以及日本Sumitimo工藝。(a)Rexall工藝。Rexall本體聚合工藝是介於溶劑法和本體法工藝之間的生產工藝,由美國Rexall公司開發成功,該工藝采用立式攪拌反應器,用丙烷含量為10%-30%。 |