1. 聚丙烯工藝的(de)技術發展
聚丙烯（Polypropylene，PP）是以(yi)丙烯為單體(ti)經聚合反(fan)應而生成的聚合樹脂。已(yi)經成為我國經濟建設(she)中不可缺(que)少(shao)的材料。具體(ti)應用(yong)(yong)在(zai)包裝材料、服裝用(yong)(yong)料、產業用(yong)(yong)料、過濾用(yong)(yong)料、衛(wei)生用(yong)(yong)料和煙用(yong)(yong)絲束(shu)等(deng)。
四(si)十(shi)多年來，聚丙烯(xi)的(de)催化(hua)劑不斷開(kai)發，不斷改(gai)性，尤其是(shi)近二十(shi)年來，其技術一(yi)(yi)次又一(yi)(yi)次飛躍式(shi)的(de)進步，極大地簡化(hua)了聚丙烯(xi)的(de)工藝流程(cheng)，使裝置的(de)投(tou)資和生產(chan)成本(ben)降(jiang)到很低的(de)水平。
聚丙烯(xi)常用工(gong)藝(yi)方(fang)法包(bao)括(kuo)淤漿法工(gong)藝(yi)和本體(ti)法工(gong)藝(yi)。
①. 淤漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)（Slurry Process）又稱漿(jiang)(jiang)液法(fa)(fa)或溶劑(ji)法(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)，是世界上(shang)最早用于(yu)生(sheng)產(chan)聚(ju)(ju)丙(bing)烯的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)技術。從(cong)1957年第(di)一套工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)業化(hua)(hua)裝置到現在(zai)(zai)一直是最主要(yao)的(de)(de)聚(ju)(ju)丙(bing)烯生(sheng)產(chan)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)。典型工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)主要(yao)包括意(yi)大利(li) Montedison 工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、美國(guo)Hercules 工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、日(ri)本(ben)三井東壓(ya)化(hua)(hua)學工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、美國(guo)Amoco 工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、日(ri)本(ben)三井油(you)化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)以及索維爾工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)等。這(zhe)些(xie)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)開發都基于(yu)當時的(de)(de)第(di)一代催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)，采用立式(shi)攪拌釜反應器，需要(yao)脫灰和(he)脫無規物(wu)，因采用的(de)(de)溶劑(ji)不同(tong)(tong)，工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流程(cheng)和(he)操作(zuo)條件有所不同(tong)(tong)。近(jin)年來(lai)，傳(chuan)統的(de)(de)淤漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)在(zai)(zai)生(sheng)產(chan)中的(de)(de)比例明顯減(jian)少(shao)，保(bao)留(liu)的(de)(de)淤漿(jiang)(jiang)產(chan)品(pin)主要(yao)用于(yu)一些(xie)高價值領域，如(ru)特種BOPP薄膜、高相對(dui)分子質量吹塑膜以及高強度管材等。近(jin)年來(lai)，人(ren)們對(dui)該方(fang)法(fa)(fa)進(jin)行了改進(jin)，改進(jin)后的(de)(de)淤漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)使(shi)用高活性的(de)(de)第(di)二代催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)，可刪除催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)脫灰步驟，能減(jian)少(shao)無規聚(ju)(ju)合物(wu)的(de)(de)產(chan)生(sheng)，可用于(yu)生(sheng)產(chan)均(jun)聚(ju)(ju)物(wu)、無規共聚(ju)(ju)物(wu)和(he)抗沖共聚(ju)(ju)物(wu)產(chan)品(pin)等。目前世界淤漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)PP的(de)(de)生(sheng)產(chan)能力約(yue)占(zhan)全球(qiu)PP總生(sheng)產(chan)能力的(de)(de)13％。
②. 本(ben)體(ti)(ti)法工(gong)(gong)藝的(de)研究開發始于(yu)20世(shi)紀(ji)60年(nian)代，1964年(nian)美國(guo)Dart公司(si)采(cai)用釜(fu)式反(fan)應(ying)器(qi)(qi)建成了世(shi)界(jie)上第一(yi)套工(gong)(gong)業化(hua)本(ben)體(ti)(ti)法聚(ju)(ju)(ju)丙烯(xi)生(sheng)產(chan)裝(zhuang)置(zhi)。1970年(nian)以(yi)后，日本(ben)住友、Phillips、美國(guo)EI Psao等(deng)公司(si)都實現了液(ye)(ye)相(xiang)本(ben)體(ti)(ti)聚(ju)(ju)(ju)丙烯(xi)工(gong)(gong)藝的(de)工(gong)(gong)業化(hua)生(sheng)產(chan)。與采(cai)用溶劑(ji)的(de)漿液(ye)(ye)法相(xiang)比，采(cai)用液(ye)(ye)相(xiang)丙烯(xi)本(ben)體(ti)(ti)法進行聚(ju)(ju)(ju)合具有不使(shi)用惰性(xing)溶劑(ji)，反(fan)應(ying)系統內單體(ti)(ti)濃度(du)高，聚(ju)(ju)(ju)合速率(lv)快，催(cui)化(hua)劑(ji)活性(xing)高，聚(ju)(ju)(ju)合反(fan)應(ying)轉化(hua)率(lv)高，反(fan)應(ying)器(qi)(qi)的(de)時空生(sheng)產(chan)能(neng)力更大(da)，能(neng)耗(hao)低(di)，工(gong)(gong)藝流程(cheng)簡單，設備少，生(sheng)產(chan)成本(ben)低(di)，“三廢(fei)”量(liang)(liang)少；容易除去聚(ju)(ju)(ju)合熱，并使(shi)撤熱控制簡單化(hua)，可以(yi)提高單位(wei)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)的(de)聚(ju)(ju)(ju)合量(liang)(liang)；能(neng)除去對(dui)產(chan)品(pin)性(xing)質有不良影響(xiang)的(de)低(di)分子量(liang)(liang)無規聚(ju)(ju)(ju)合物和催(cui)化(hua)劑(ji)殘渣，可以(yi)得(de)到高質量(liang)(liang)的(de)產(chan)品(pin)等(deng)優點(dian)。不足之處(chu)是反(fan)應(ying)氣體(ti)(ti)需要氣化(hua)，冷凝后才(cai)能(neng)循(xun)環回反(fan)應(ying)器(qi)(qi)。反(fan)應(ying)器(qi)(qi)內的(de)高壓(ya)液(ye)(ye)態烴(jing)類物料容量(liang)(liang)大(da)，有潛在(zai)的(de)危險性(xing)。此外，反(fan)應(ying)器(qi)(qi)中乙(yi)烯(xi)的(de)濃度(du)不能(neng)太高，否則在(zai)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)中形成一(yi)個(ge)單獨(du)的(de)氣相(xiang)，使(shi)得(de)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)難以(yi)操作，因而(er)所得(de)共聚(ju)(ju)(ju)產(chan)品(pin)中的(de)乙(yi)烯(xi)含(han)量(liang)(liang)不會太高。
本體法不同工藝路線的(de)區(qu)別主要是(shi)反(fan)(fan)應器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)不同。反(fan)(fan)應器(qi)(qi)(qi)(qi)可分為釜式反(fan)(fan)應器(qi)(qi)(qi)(qi)和環(huan)管(guan)反(fan)(fan)應器(qi)(qi)(qi)(qi)兩大(da)類(lei)。釜式反(fan)(fan)應器(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)利用液體蒸(zheng)發的(de)潛熱來除去反(fan)(fan)應熱，蒸(zheng)發的(de)大(da)部分氣體經循環(huan)冷(leng)凝(ning)后返回(hui)(hui)到反(fan)(fan)應器(qi)(qi)(qi)(qi)，未(wei)冷(leng)凝(ning)的(de)氣體經壓縮機升壓后循環(huan)回(hui)(hui)反(fan)(fan)應器(qi)(qi)(qi)(qi)。而(er)環(huan)管(guan)反(fan)(fan)應器(qi)(qi)(qi)(qi)則是(shi)利用軸流泵使漿液高(gao)速循環(huan)，通(tong)過夾套冷(leng)卻撤熱，由于(yu)傳(chuan)熱面(mian)積大(da)，撤熱效果好，因此其單位反(fan)(fan)應器(qi)(qi)(qi)(qi)體積產率高(gao)，能(neng)耗低。
本體(ti)法生產工(gong)(gong)藝(yi)(yi)按(an)聚(ju)合工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程，可以(yi)分為(wei)間歇式聚(ju)合工(gong)(gong)藝(yi)(yi)和連續式聚(ju)合工(gong)(gong)藝(yi)(yi)兩種(zhong)。
a. 間歇(xie)式本體(ti)法工藝
間歇本體法聚(ju)丙(bing)烯聚(ju)合技(ji)術(shu)是(shi)我(wo)國(guo)(guo)自行研制開發成(cheng)功的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產技(ji)術(shu)。它(ta)具有(you)生(sheng)(sheng)(sheng)產工藝(yi)技(ji)術(shu)可靠(kao)，對(dui)原(yuan)料(liao)丙(bing)烯質(zhi)量要求(qiu)不(bu)(bu)是(shi)很高，所需催化(hua)劑(ji)國(guo)(guo)內(nei)有(you)保證，流程簡單，投資省、收效(xiao)快，操(cao)作簡單，產品牌號轉換靈(ling)活(huo)、“三廢少”，適合中國(guo)(guo)國(guo)(guo)情等(deng)優點(dian)，不(bu)(bu)足(zu)之處是(shi)生(sheng)(sheng)(sheng)產規模小，難以(yi)產生(sheng)(sheng)(sheng)規模效(xiao)益；裝置手工操(cao)作較(jiao)多(duo)，間歇生(sheng)(sheng)(sheng)產，自動化(hua)控制水平低(di)，產品質(zhi)量不(bu)(bu)穩定；原(yuan)料(liao)的(de)(de)消(xiao)耗定額較(jiao)高；產品的(de)(de)品種牌號少，檔(dang)次不(bu)(bu)高，用途較(jiao)窄。目前，我(wo)國(guo)(guo)采用該法生(sheng)(sheng)(sheng)產的(de)(de)聚(ju)丙(bing)烯生(sheng)(sheng)(sheng)產能力(li)約占全國(guo)(guo)總生(sheng)(sheng)(sheng)產能力(li)的(de)(de)24％。
b. 連續(xu)式(shi)本(ben)體法(fa)工(gong)藝(yi)
該工(gong)(gong)藝(yi)主(zhu)要包括美國Rexall工(gong)(gong)藝(yi)、美國Phillips工(gong)(gong)藝(yi)以(yi)及日本(ben)Sumitimo 工(gong)(gong)藝(yi)。
2. Dow化(hua)學公司Unipol 工藝
該(gai)工(gong)藝(yi)(yi)屬于Dow化(hua)學公司所(suo)有(you)，Unipol聚(ju)丙烯工(gong)藝(yi)(yi)和其(qi)聚(ju)乙烯工(gong)藝(yi)(yi)類(lei)似。工(gong)藝(yi)(yi)過(guo)程主要(yao)包括原料精制、催化(hua)劑進料、聚(ju)合反應、聚(ju)合物脫氣(qi)(qi)和尾氣(qi)(qi)回收、造粒、摻混和包裝碼垛等(deng)工(gong)段。
Unipol聚丙烯工(gong)藝(yi)流程，如圖(tu)5-107所示。
3. BASF公司的Novolen 工藝
該(gai)工(gong)藝(yi)是由(you)(you) BASF公(gong)司(si)(si)開發成(cheng)功的。1999年，該(gai)工(gong)藝(yi)擁(yong)有(you)者 Targor 公(gong)司(si)(si)和(he)ABB Lum-mus公(gong)司(si)(si)達成(cheng)協議。由(you)(you)ABB Lummus 公(gong)司(si)(si)負(fu)責在全球(qiu)范圍(wei)內(nei)推廣Novolen工(gong)藝(yi)。2000年9月，被ABB公(gong)司(si)(si)和(he)Equistar公(gong)司(si)(si)所組成(cheng)的合資公(gong)司(si)(si) Novolen Technology Holding（簡稱NTH）收購。2008年，由(you)(you)CB＆-I整(zheng)體收購了 Lummus，Novolen 工(gong)藝(yi)由(you)(you)新(xin)成(cheng)立的CB＆-ILummus負(fu)責全球(qiu)轉讓(rang)。
Novolen 包括原料(liao)(liao)精制(zhi)、催化劑配制(zhi)、聚合(he)反應、聚合(he)物粉(fen)料(liao)(liao)的凈(jing)化、擠(ji)壓造(zao)粒等(deng)工序，如圖5-108和圖5-109所示。
4. 某(mou)國外工程(cheng)聚丙烯裝置(zhi)布(bu)置(zhi)實例（圖5-110）
