聚丙烯生产工艺技术

聚丙烯生产工艺技术

李铭

抚顺石化公司烯烃厂

摘要：聚丙烯材料的加工和力学性能相对比较突出，其在注塑、挤管、吹膜、涂覆、喷丝和改性工程塑料领域，应用相对较多。随着我国包装、电子和汽车工业的不断发展，工业发展不断提速，对聚丙烯产业的发展要求不断提升，有必要对相关工艺技术进行深入的研究。

关键词：聚丙烯；生产工艺；技术现状

引言

聚丙烯树脂(PP)是以丙烯为原料通过聚合聚合而形成的聚合物。它在外观上透明、简便，常用于服装、注射、BOPP、管道、食品、药品包装等领域。由于其良好的力学性能、化学稳定性、简易加工和成型环境，近年来已成为增长最快的树脂。但是，由于国内聚丙烯工业的多样化发展，这一行业供需矛盾日益严重。因此，分析聚丙烯工业的未来发展非常重要。

1生产工艺技术

1.1 Innovene工艺

在实际的扩散过程中，当在接近插入流的混合床反应器时，直接使用接近水平搅拌器的圆盘装置，搅拌器的叶片与搅拌器轴成45角。反应器中有许多气相和液相进料点，催化剂、液体丙烯和气体可直接从进料点加入。此反应器的实际操作相当于串联使用三个混合容器反应器，并且反应过程中的转移材料消耗较低。流程启动后，可通过直接停止催化剂并在催化剂注入后重新启动来顺利停止。由于其设计相对独特，因此处理应用程序的功耗和操作压力较低，但其正面质量不高，因此很难获得具有较高抗震能力的产品。在此工艺实践中，熔融可以在相对较宽的范围内流动，一般可达0.5 ~ 100g/10min，产品的强度相对较强，广泛应用于中国燕山石化公司和扬子石化公司。

1.2 Spheripol聚丙烯工艺

spheripolin的生产过程中，采用了液相法块旋转反应器和气相沉积反应器的独特结构，适用于高氢浓度。同型聚合物的生产，反应器的单向转换率可提高50%以上。多相共聚物采用气相密度为2 mm的流化床反应器，制备出的聚丙烯颗粒粒径为2mm，粒径分布接近，分离密度为450 kg / m3。前向强度为8 ~ 12%的冲击聚合物也可以在气相反应器系统中产生。该方法最大限度地去除了粉末中的气体成分，降低了产品的气味质量和TVOC长度，并且比其它工艺更为清洁，在医疗和自动化领域具有优势。

1.3 Novolen工艺

该工艺采用了独特的双螺带搅拌立式反应器，反应器当中气固两相分布相对比较均匀，其中的聚合反应热可以直接通过液态丙烯气化析出。在均聚和共聚的过程中，都可以直接通过共聚反应器来产生均聚物，能够在很大程度上提升均聚物的产量，并采用了反应器串联的形式。该工艺在生产均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物的过程中，效果较为突出。工业化PP均聚物的MFR范围可以保持在0.2~100g/min，乙烯质量分数可以保持在12%左右，可以在80℃的环境中进行生产。当前，该工艺在福建炼化厂、津西石化投产应用。

1.4 Innovene、Horizone聚丙烯工艺

innovene聚丙烯生产工艺采用水平搅拌床反应器，该反应器是一种插流模型，具有能耗低、操作灵活性大、质量控制好等特点。horizone气相聚丙烯工艺与Innovene聚丙烯工艺非常相似，两种工艺的工艺设计差别不大。Innovene进程的闸道系统是该进程的主要特点。作为粉末输送和除气系统，主要将第一反应堆产生的聚丙烯粉末输送到第二反应堆，去除粉末中的高氢含量。在制备冲击共聚物时，由于两个反应堆中气体成分和浓度不同，空气锁系统在绝缘方面起着关键作用，而horizone方法则添加催化剂预聚合单元并去除空气锁单元。

1.5 Unipol工艺

在该工艺实际应用过程中，其采用了圆柱形立式压力容器，可以直接配合超冷凝态进行操作。该工艺能够有效带走各种反应热，能够在反应器体积不增大的情况下，提高产量可使反应器的液相比例提高45%左右，产能提高2倍以上。在流化床反应器中，均聚物和无规共聚物的生产得以实现，产品性能得到广泛保证。工艺路线短，对材料无特殊要求，设备生产潜力大，工艺性能好，产品具有较强的市场竞争能力。使用Unipol方法，工业生产的均聚物MFR可以保持在0.5到100 g / 10min之间。睡眠周期所产生的前向质量可以维持在21%左右。当前，国内抚顺石化公司、大唐内蒙古多伦煤化工有限公司、四川石化公司都是采用该工艺进行生产。

2 聚丙烯产品的特点

聚丙烯是一种化学产品，市场上所有聚丙烯现在都有自己的特点。聚丙烯是经过加工而产生的，在自然界中不是自然产生的。它们都具有一定的物理性质，如聚丙烯的稳定性很好，在正常情况下不会变形。它看起来以乳白色的晶体与其他物质相比轻，没有味道，没有有害物质，对人体无害。由于PP的这些特性，PP对产品的生产有很大的要求，因此PP自己也必须做得很好。因此，在聚丙烯的生产过程中，必须严格控制其生产精度，减少误差，并产生高质量、无失真的聚丙烯。当生产过程和工艺不符合要求或工艺过程中出现错误时，塑料产品会因聚丙烯而发生变化，无法满足某些要求较高的行业的生产要求。聚丙烯本身具有良好的物理和化学性能，但目前的生产技术不能完全显示聚丙烯的优点，导致一些聚丙烯产品(如聚丙烯产品)在使用上的缺陷只能承受高温，因此聚丙烯酸中毒导致氧化反应中出现其他缺陷。为了充分考虑聚丙烯产品的功能和特性，必须加强对聚丙烯生产技术的研究，改进生产技术，努力生产高质量的聚丙烯产品，以满足日益增长的市场需求。

3市场分析

PP生产设备在中国广泛应用于石油和蓝筹股。据预测，到2022年中国石油和中石化的pp生产能力将增长约2000万吨，约占国内总产量的60%。为了满足中国最近的市场需求，pp计划的数量不断增加，许多煤化工企业已经改变了对石油化工企业的完全依赖模式。在利用煤和甲醇作为原料生产PP的企业中，有包头煤化工公司、宁化煤化工公司、大唐国际双龙煤化工公司、宁波富德能源公司等。通过对国内外pp消费结构的比较，发现中国PP消费仍与欧美有很大差异。从现有技术水平和方法来看，散装工艺和气相工艺主要在中国使用。为了提高聚丙烯的生产效率和反应速度，某些公司将这两种工艺结合起来，应用了脱碳工艺。中国聚丙烯生产技术不断进步和完善。为了最大限度地利用生产资料并节约生产成本，必须不断改进和优化聚丙烯生产技术，普及可拆卸框架法和气相法的组合工艺，以创造更大的利用价值。

4国内聚丙烯市场供需平衡及未来预测

国内聚丙烯生产能力近年来不断提高。增加新的生产能力主要发生在煤炭化工行业。2017年，总生产能力达到2 158万吨，比2016年增长9.93%。由于PP生产企业利润相对较好，除设备维护外，大多数设备都能保持正常生产。2017年，聚丙烯的进口量基本保持在2016年的水平上。随着国内生产的不断增加和石化企业产品的不断改进，聚丙烯对进口材料的依赖程度有所下降。

结束语

随着时代的不断发展，对聚丙烯产品的消费量持续增加。针对当前聚丙烯生产现状，应该认真做好相关分析和研究工作，加强对相关生产工艺技术的研究，充分做好各种市场分析工作。

参考文献

[1]朱维权.高档无纺布聚丙烯专用料开发研究[D].华东理工大学,2019

[2]张永杰.我国聚丙烯工艺技术进展研究[J].中国石油和化工标准与质量,2019

[3]付义,王鹏,赵成才,任鹤,赵增辉,张丽洋,郎笑梅.聚丙烯生产工艺技术进展[J].高分子通报,2019

[4]黄朝英.聚丙烯制备工艺及其应用[J].企业科技与发展,2019

[5]甄涛.聚丙烯生产工艺和应用新进展[J].化学工程与装备,2019