1. 聚丙烯工藝的技術發展
聚(ju)丙(bing)烯（Polypropylene，PP）是(shi)以(yi)丙(bing)烯為單體經(jing)聚(ju)合反應而生(sheng)成(cheng)的(de)聚(ju)合樹脂(zhi)。已(yi)經(jing)成(cheng)為我國經(jing)濟建設中不(bu)可缺少的(de)材料(liao)(liao)。具體應用在包裝材料(liao)(liao)、服裝用料(liao)(liao)、產業用料(liao)(liao)、過濾用料(liao)(liao)、衛(wei)生(sheng)用料(liao)(liao)和煙用絲(si)束等。
四十多年(nian)來，聚丙烯的(de)催(cui)化劑不斷開發，不斷改性(xing)，尤其是近二十年(nian)來，其技術一次又一次飛躍式的(de)進(jin)步(bu)，極(ji)大地簡化了聚丙烯的(de)工藝流程，使裝置(zhi)的(de)投資和生產成本降(jiang)到很低的(de)水平。
聚(ju)丙烯常(chang)用(yong)工(gong)藝(yi)方法包括淤(yu)漿(jiang)法工(gong)藝(yi)和本體法工(gong)藝(yi)。
①. 淤(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)（Slurry Process）又稱漿(jiang)液法(fa)(fa)(fa)或溶劑(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)，是世(shi)界(jie)上最(zui)早用(yong)(yong)于(yu)生(sheng)產(chan)(chan)聚丙(bing)烯(xi)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)技術。從(cong)1957年第(di)一套工(gong)(gong)(gong)業化裝置到現(xian)在(zai)(zai)一直(zhi)是最(zui)主要的(de)(de)(de)聚丙(bing)烯(xi)生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)。典(dian)型(xing)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)主要包括(kuo)意大利 Montedison 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)、美國(guo)(guo)Hercules 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)、日本(ben)三井(jing)東壓化學工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)、美國(guo)(guo)Amoco 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)、日本(ben)三井(jing)油化工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)以(yi)及索維爾工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)等(deng)(deng)。這(zhe)些工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)開發都基于(yu)當時的(de)(de)(de)第(di)一代(dai)催化劑(ji)(ji)，采用(yong)(yong)立式攪拌(ban)釜反應器，需要脫(tuo)灰和脫(tuo)無規物(wu)，因采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)溶劑(ji)(ji)不(bu)同，工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程和操作條件(jian)有(you)所(suo)不(bu)同。近年來，傳統(tong)的(de)(de)(de)淤(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)在(zai)(zai)生(sheng)產(chan)(chan)中的(de)(de)(de)比(bi)例(li)明顯減(jian)少，保留的(de)(de)(de)淤(yu)漿(jiang)產(chan)(chan)品(pin)主要用(yong)(yong)于(yu)一些高(gao)價(jia)值領域，如特種(zhong)BOPP薄膜、高(gao)相對(dui)分子質(zhi)量吹塑膜以(yi)及高(gao)強度管(guan)材等(deng)(deng)。近年來，人(ren)們(men)對(dui)該(gai)方法(fa)(fa)(fa)進(jin)行(xing)了改(gai)進(jin)，改(gai)進(jin)后的(de)(de)(de)淤(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)使用(yong)(yong)高(gao)活性的(de)(de)(de)第(di)二代(dai)催化劑(ji)(ji)，可刪除催化劑(ji)(ji)脫(tuo)灰步(bu)驟，能(neng)減(jian)少無規聚合物(wu)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)，可用(yong)(yong)于(yu)生(sheng)產(chan)(chan)均聚物(wu)、無規共聚物(wu)和抗沖共聚物(wu)產(chan)(chan)品(pin)等(deng)(deng)。目前(qian)世(shi)界(jie)淤(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)PP的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)力約占全球PP總生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)力的(de)(de)(de)13％。
②. 本(ben)(ben)(ben)體(ti)(ti)法(fa)工(gong)藝的(de)(de)研究(jiu)開發始于20世(shi)紀(ji)60年(nian)代(dai)，1964年(nian)美國(guo)Dart公司采(cai)用(yong)釜式反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)建(jian)成(cheng)(cheng)了世(shi)界(jie)上第一(yi)套(tao)工(gong)業(ye)(ye)化(hua)(hua)本(ben)(ben)(ben)體(ti)(ti)法(fa)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)生(sheng)(sheng)產(chan)裝置。1970年(nian)以(yi)后，日本(ben)(ben)(ben)住友、Phillips、美國(guo)EI Psao等公司都實(shi)現了液相(xiang)(xiang)本(ben)(ben)(ben)體(ti)(ti)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)工(gong)藝的(de)(de)工(gong)業(ye)(ye)化(hua)(hua)生(sheng)(sheng)產(chan)。與采(cai)用(yong)溶(rong)劑的(de)(de)漿液法(fa)相(xiang)(xiang)比(bi)，采(cai)用(yong)液相(xiang)(xiang)丙烯(xi)(xi)本(ben)(ben)(ben)體(ti)(ti)法(fa)進行聚(ju)(ju)合(he)(he)具有(you)不(bu)(bu)(bu)使用(yong)惰(duo)性(xing)溶(rong)劑，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)系統內(nei)單(dan)體(ti)(ti)濃度(du)高(gao)(gao)，聚(ju)(ju)合(he)(he)速率快，催化(hua)(hua)劑活(huo)性(xing)高(gao)(gao)，聚(ju)(ju)合(he)(he)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)轉化(hua)(hua)率高(gao)(gao)，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)的(de)(de)時空生(sheng)(sheng)產(chan)能(neng)(neng)力(li)更(geng)大，能(neng)(neng)耗低，工(gong)藝流程簡單(dan)，設備少，生(sheng)(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)(ben)低，“三廢(fei)”量少；容易除去(qu)聚(ju)(ju)合(he)(he)熱(re)，并使撤熱(re)控(kong)制簡單(dan)化(hua)(hua)，可(ke)以(yi)提高(gao)(gao)單(dan)位反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)的(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)(he)量；能(neng)(neng)除去(qu)對產(chan)品性(xing)質(zhi)(zhi)有(you)不(bu)(bu)(bu)良影響(xiang)的(de)(de)低分子量無規聚(ju)(ju)合(he)(he)物和催化(hua)(hua)劑殘渣，可(ke)以(yi)得(de)到高(gao)(gao)質(zhi)(zhi)量的(de)(de)產(chan)品等優(you)點。不(bu)(bu)(bu)足之(zhi)處是反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)氣體(ti)(ti)需(xu)要(yao)氣化(hua)(hua)，冷凝后才能(neng)(neng)循環(huan)回反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)。反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)內(nei)的(de)(de)高(gao)(gao)壓(ya)液態烴(jing)類物料容量大，有(you)潛在的(de)(de)危險性(xing)。此(ci)外，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)中乙烯(xi)(xi)的(de)(de)濃度(du)不(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)太(tai)(tai)高(gao)(gao)，否則在反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)中形成(cheng)(cheng)一(yi)個(ge)單(dan)獨的(de)(de)氣相(xiang)(xiang)，使得(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)難以(yi)操作，因(yin)而(er)所得(de)共聚(ju)(ju)產(chan)品中的(de)(de)乙烯(xi)(xi)含(han)量不(bu)(bu)(bu)會太(tai)(tai)高(gao)(gao)。
本體(ti)法不同工藝路線的區別主(zhu)要是(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器的不同。反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器可分為釜(fu)式(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器和(he)環管(guan)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器兩大(da)類。釜(fu)式(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器是(shi)利用(yong)液體(ti)蒸(zheng)發的潛(qian)熱來(lai)除去反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)熱，蒸(zheng)發的大(da)部分氣體(ti)經循環冷(leng)(leng)凝后返(fan)回到反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器，未冷(leng)(leng)凝的氣體(ti)經壓縮機升(sheng)壓后循環回反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器。而環管(guan)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器則是(shi)利用(yong)軸流(liu)泵(beng)使漿液高速循環，通過夾套(tao)冷(leng)(leng)卻撤熱，由于傳熱面積大(da)，撤熱效(xiao)果好，因(yin)此其單位(wei)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器體(ti)積產率高，能耗低。
本體法生產工(gong)藝(yi)按(an)聚合(he)工(gong)藝(yi)流程，可以(yi)分(fen)為間歇式聚合(he)工(gong)藝(yi)和連續式聚合(he)工(gong)藝(yi)兩種。
a. 間歇式本體(ti)法工藝
間(jian)歇本體(ti)法聚(ju)丙烯(xi)聚(ju)合(he)技(ji)術(shu)是(shi)(shi)我(wo)國自行研制開發成功的(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)技(ji)術(shu)。它具有(you)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工(gong)藝技(ji)術(shu)可靠，對原料(liao)丙烯(xi)質量要求不(bu)是(shi)(shi)很(hen)高(gao)，所需催化劑國內有(you)保證，流程簡單(dan)，投資省、收效快，操(cao)(cao)作(zuo)簡單(dan)，產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)牌號(hao)轉換靈活、“三廢少”，適合(he)中國國情等優點(dian)，不(bu)足之處(chu)是(shi)(shi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)規模小，難以產(chan)(chan)(chan)生(sheng)規模效益；裝置手工(gong)操(cao)(cao)作(zuo)較多，間(jian)歇生(sheng)產(chan)(chan)(chan)，自動化控制水平低(di)，產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)質量不(bu)穩定(ding)；原料(liao)的(de)消耗定(ding)額較高(gao)；產(chan)(chan)(chan)品(pin)(pin)的(de)品(pin)(pin)種牌號(hao)少，檔次不(bu)高(gao)，用(yong)途(tu)較窄。目(mu)前，我(wo)國采(cai)用(yong)該法生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)聚(ju)丙烯(xi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)能(neng)力約(yue)占全(quan)國總生(sheng)產(chan)(chan)(chan)能(neng)力的(de)24％。
b. 連續式本體法(fa)工藝
該工(gong)(gong)藝(yi)主要包括美國Rexall工(gong)(gong)藝(yi)、美國Phillips工(gong)(gong)藝(yi)以及日本Sumitimo 工(gong)(gong)藝(yi)。
2. Dow化學公(gong)司Unipol 工藝
該(gai)工(gong)藝(yi)屬于Dow化學(xue)公司所有，Unipol聚丙烯(xi)工(gong)藝(yi)和其聚乙(yi)烯(xi)工(gong)藝(yi)類似。工(gong)藝(yi)過程主(zhu)要包(bao)括原料精制、催化劑進料、聚合(he)反應、聚合(he)物(wu)脫(tuo)氣(qi)和尾(wei)氣(qi)回收、造(zao)粒、摻混和包(bao)裝碼(ma)垛等工(gong)段。
Unipol聚丙烯工藝(yi)流(liu)程，如(ru)圖5-107所示(shi)。
3. BASF公司(si)的Novolen 工藝
該工藝(yi)(yi)是由 BASF公(gong)司(si)(si)(si)開發成功的。1999年(nian)，該工藝(yi)(yi)擁有者 Targor 公(gong)司(si)(si)(si)和ABB Lum-mus公(gong)司(si)(si)(si)達成協議。由ABB Lummus 公(gong)司(si)(si)(si)負責在全球范圍內推廣Novolen工藝(yi)(yi)。2000年(nian)9月，被(bei)ABB公(gong)司(si)(si)(si)和Equistar公(gong)司(si)(si)(si)所組成的合資公(gong)司(si)(si)(si) Novolen Technology Holding（簡稱(cheng)NTH）收(shou)購(gou)。2008年(nian)，由CB＆-I整體收(shou)購(gou)了 Lummus，Novolen 工藝(yi)(yi)由新(xin)成立(li)的CB＆-ILummus負責全球轉讓。
Novolen 包括原(yuan)料精(jing)制(zhi)、催化(hua)(hua)劑配制(zhi)、聚合反應、聚合物粉料的凈化(hua)(hua)、擠壓造粒等工序，如圖5-108和圖5-109所示(shi)。
4. 某國外工(gong)程聚丙烯裝置布置實例（圖(tu)5-110）
