1. 聚丙烯(xi)工藝的(de)技(ji)術發(fa)展
聚丙(bing)烯（Polypropylene，PP）是以丙(bing)烯為單(dan)體經聚合(he)反(fan)應而(er)生成的聚合(he)樹脂。已經成為我國經濟(ji)建(jian)設中(zhong)不可缺少的材料(liao)。具(ju)體應用(yong)(yong)在包裝(zhuang)材料(liao)、服裝(zhuang)用(yong)(yong)料(liao)、產業(ye)用(yong)(yong)料(liao)、過(guo)濾用(yong)(yong)料(liao)、衛生用(yong)(yong)料(liao)和煙用(yong)(yong)絲(si)束等(deng)。
四十多年(nian)來(lai)(lai)，聚丙烯的催化劑不斷(duan)開發，不斷(duan)改(gai)性，尤其(qi)是近二十年(nian)來(lai)(lai)，其(qi)技術一(yi)次又一(yi)次飛躍式的進步，極大地(di)簡化了聚丙烯的工(gong)藝流程，使裝置(zhi)的投資和生(sheng)產成(cheng)本(ben)降到很(hen)低的水(shui)平。
聚(ju)丙烯常用工(gong)藝方法(fa)(fa)包(bao)括淤漿(jiang)法(fa)(fa)工(gong)藝和本體法(fa)(fa)工(gong)藝。
①. 淤(yu)(yu)(yu)漿法(fa)(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)（Slurry Process）又稱漿液法(fa)(fa)(fa)(fa)或溶劑(ji)法(fa)(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)，是世(shi)界(jie)上最早用(yong)(yong)于(yu)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)聚丙烯(xi)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)技術。從1957年第(di)一(yi)套工(gong)(gong)(gong)業(ye)化(hua)裝置到現在(zai)(zai)一(yi)直是最主(zhu)要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)聚丙烯(xi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)。典(dian)型工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)主(zhu)要(yao)(yao)(yao)包括意大(da)利(li) Montedison 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)、美國Hercules 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)、日本三(san)井(jing)東壓化(hua)學工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)、美國Amoco 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)、日本三(san)井(jing)油化(hua)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)以及(ji)索維爾工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)等。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(yi)代催(cui)化(hua)劑(ji)，采(cai)用(yong)(yong)立式攪拌釜反應器，需要(yao)(yao)(yao)脫灰(hui)和(he)(he)(he)脫無規(gui)物(wu)(wu)，因采(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)溶劑(ji)不同，工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程和(he)(he)(he)操作條件有所不同。近(jin)年來，傳統的(de)(de)(de)淤(yu)(yu)(yu)漿法(fa)(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)在(zai)(zai)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)中的(de)(de)(de)比例明顯減少，保留的(de)(de)(de)淤(yu)(yu)(yu)漿產(chan)(chan)(chan)品主(zhu)要(yao)(yao)(yao)用(yong)(yong)于(yu)一(yi)些高價值領域，如特種BOPP薄膜(mo)、高相對分(fen)子質量吹塑膜(mo)以及(ji)高強度管材(cai)等。近(jin)年來，人們對該(gai)方法(fa)(fa)(fa)(fa)進(jin)行了改進(jin)，改進(jin)后(hou)的(de)(de)(de)淤(yu)(yu)(yu)漿法(fa)(fa)(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)使用(yong)(yong)高活性的(de)(de)(de)第(di)二代催(cui)化(hua)劑(ji)，可(ke)刪(shan)除催(cui)化(hua)劑(ji)脫灰(hui)步驟，能(neng)減少無規(gui)聚合物(wu)(wu)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)(chan)生(sheng)，可(ke)用(yong)(yong)于(yu)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)均聚物(wu)(wu)、無規(gui)共聚物(wu)(wu)和(he)(he)(he)抗沖共聚物(wu)(wu)產(chan)(chan)(chan)品等。目前(qian)世(shi)界(jie)淤(yu)(yu)(yu)漿法(fa)(fa)(fa)(fa)PP的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)能(neng)力約占全(quan)球PP總生(sheng)產(chan)(chan)(chan)能(neng)力的(de)(de)(de)13％。
②. 本(ben)體(ti)法工(gong)(gong)藝(yi)的(de)研究開發始(shi)于20世紀60年(nian)(nian)代，1964年(nian)(nian)美國Dart公(gong)司采用釜(fu)式(shi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)建成了世界上第(di)一套工(gong)(gong)業化(hua)(hua)本(ben)體(ti)法聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)生(sheng)(sheng)產裝置。1970年(nian)(nian)以后，日(ri)本(ben)住友、Phillips、美國EI Psao等公(gong)司都實現了液(ye)相(xiang)本(ben)體(ti)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)工(gong)(gong)業化(hua)(hua)生(sheng)(sheng)產。與采用溶劑(ji)的(de)漿液(ye)法相(xiang)比，采用液(ye)相(xiang)丙烯(xi)(xi)本(ben)體(ti)法進(jin)行聚(ju)(ju)合具有不(bu)使用惰(duo)性(xing)溶劑(ji)，反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)系統內單(dan)體(ti)濃度(du)高(gao)(gao)(gao)(gao)，聚(ju)(ju)合速率快，催化(hua)(hua)劑(ji)活性(xing)高(gao)(gao)(gao)(gao)，聚(ju)(ju)合反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)轉化(hua)(hua)率高(gao)(gao)(gao)(gao)，反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)時空(kong)生(sheng)(sheng)產能(neng)(neng)力更大(da)，能(neng)(neng)耗低(di)，工(gong)(gong)藝(yi)流(liu)程簡單(dan)，設備少，生(sheng)(sheng)產成本(ben)低(di)，“三廢”量(liang)少；容易除(chu)去聚(ju)(ju)合熱(re)(re)，并使撤熱(re)(re)控制(zhi)簡單(dan)化(hua)(hua)，可(ke)以提(ti)高(gao)(gao)(gao)(gao)單(dan)位反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)聚(ju)(ju)合量(liang)；能(neng)(neng)除(chu)去對產品性(xing)質有不(bu)良影響的(de)低(di)分子(zi)量(liang)無規聚(ju)(ju)合物(wu)和(he)催化(hua)(hua)劑(ji)殘渣(zha)，可(ke)以得(de)到高(gao)(gao)(gao)(gao)質量(liang)的(de)產品等優點。不(bu)足(zu)之處是反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)氣(qi)體(ti)需要氣(qi)化(hua)(hua)，冷凝后才能(neng)(neng)循(xun)環回反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)。反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)內的(de)高(gao)(gao)(gao)(gao)壓液(ye)態烴類物(wu)料容量(liang)大(da)，有潛在的(de)危險性(xing)。此外，反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)乙(yi)烯(xi)(xi)的(de)濃度(du)不(bu)能(neng)(neng)太高(gao)(gao)(gao)(gao)，否則在反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)形成一個單(dan)獨(du)的(de)氣(qi)相(xiang)，使得(de)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)難(nan)以操作(zuo)，因而所得(de)共聚(ju)(ju)產品中(zhong)的(de)乙(yi)烯(xi)(xi)含量(liang)不(bu)會太高(gao)(gao)(gao)(gao)。
本體(ti)(ti)法(fa)不(bu)同(tong)工藝(yi)路線的(de)區(qu)別(bie)主要是反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)的(de)不(bu)同(tong)。反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)可分為釜式(shi)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)和環(huan)(huan)管(guan)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)兩大(da)類。釜式(shi)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)是利用液(ye)(ye)體(ti)(ti)蒸發的(de)潛熱(re)(re)來除去反(fan)(fan)應(ying)熱(re)(re)，蒸發的(de)大(da)部(bu)分氣體(ti)(ti)經循(xun)環(huan)(huan)冷凝后返回到反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)，未(wei)冷凝的(de)氣體(ti)(ti)經壓(ya)縮機升壓(ya)后循(xun)環(huan)(huan)回反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)。而環(huan)(huan)管(guan)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)則是利用軸流泵使(shi)漿液(ye)(ye)高速循(xun)環(huan)(huan)，通過夾(jia)套冷卻撤熱(re)(re)，由(you)于(yu)傳熱(re)(re)面積大(da)，撤熱(re)(re)效果好，因此其單位反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)體(ti)(ti)積產率高，能耗低(di)。
本體(ti)法生(sheng)產工(gong)藝按聚(ju)合(he)(he)工(gong)藝流(liu)程，可(ke)以分為間歇式聚(ju)合(he)(he)工(gong)藝和連(lian)續式聚(ju)合(he)(he)工(gong)藝兩(liang)種。
a. 間歇式本體法工藝
間歇本體法聚丙(bing)烯(xi)聚合(he)技(ji)術(shu)是(shi)我(wo)國(guo)(guo)自(zi)行研制(zhi)開發成(cheng)功的(de)生(sheng)產(chan)(chan)技(ji)術(shu)。它具有生(sheng)產(chan)(chan)工藝技(ji)術(shu)可靠，對(dui)原料丙(bing)烯(xi)質(zhi)量要求不(bu)是(shi)很高(gao)(gao)，所需催(cui)化(hua)劑國(guo)(guo)內(nei)有保證，流程簡(jian)單，投資省、收效快，操作簡(jian)單，產(chan)(chan)品牌號轉換靈活、“三廢少”，適合(he)中國(guo)(guo)國(guo)(guo)情等優點(dian)，不(bu)足之處是(shi)生(sheng)產(chan)(chan)規(gui)模(mo)小，難以產(chan)(chan)生(sheng)規(gui)模(mo)效益；裝置手工操作較(jiao)多(duo)，間歇生(sheng)產(chan)(chan)，自(zi)動化(hua)控制(zhi)水平(ping)低，產(chan)(chan)品質(zhi)量不(bu)穩定；原料的(de)消耗定額較(jiao)高(gao)(gao)；產(chan)(chan)品的(de)品種(zhong)牌號少，檔次不(bu)高(gao)(gao)，用途(tu)較(jiao)窄。目(mu)前，我(wo)國(guo)(guo)采用該法生(sheng)產(chan)(chan)的(de)聚丙(bing)烯(xi)生(sheng)產(chan)(chan)能力(li)約占全國(guo)(guo)總生(sheng)產(chan)(chan)能力(li)的(de)24％。
b. 連續式本體法工藝
該(gai)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)主要(yao)包括美(mei)國Rexall工(gong)藝(yi)(yi)(yi)、美(mei)國Phillips工(gong)藝(yi)(yi)(yi)以及日(ri)本Sumitimo 工(gong)藝(yi)(yi)(yi)。
2. Dow化學公司Unipol 工藝(yi)
該工(gong)(gong)藝(yi)(yi)屬于Dow化(hua)學公司(si)所有，Unipol聚丙烯工(gong)(gong)藝(yi)(yi)和其聚乙烯工(gong)(gong)藝(yi)(yi)類似。工(gong)(gong)藝(yi)(yi)過程主要包括原料精制、催化(hua)劑進料、聚合反(fan)應、聚合物脫氣和尾(wei)氣回(hui)收(shou)、造(zao)粒、摻混(hun)和包裝碼垛等工(gong)(gong)段。
Unipol聚丙(bing)烯工(gong)藝流程(cheng)，如圖5-107所示。
3. BASF公司的Novolen 工藝
該(gai)工(gong)藝(yi)(yi)是(shi)由(you) BASF公(gong)司(si)(si)開發(fa)成(cheng)功的(de)。1999年(nian)，該(gai)工(gong)藝(yi)(yi)擁有者 Targor 公(gong)司(si)(si)和ABB Lum-mus公(gong)司(si)(si)達成(cheng)協議。由(you)ABB Lummus 公(gong)司(si)(si)負(fu)責(ze)在全球(qiu)范圍內推廣Novolen工(gong)藝(yi)(yi)。2000年(nian)9月，被ABB公(gong)司(si)(si)和Equistar公(gong)司(si)(si)所組成(cheng)的(de)合資公(gong)司(si)(si) Novolen Technology Holding（簡稱NTH）收購。2008年(nian)，由(you)CB＆-I整體收購了 Lummus，Novolen 工(gong)藝(yi)(yi)由(you)新成(cheng)立的(de)CB＆-ILummus負(fu)責(ze)全球(qiu)轉讓。
Novolen 包括(kuo)原料(liao)精(jing)制、催(cui)化(hua)劑配(pei)制、聚合(he)反應、聚合(he)物粉料(liao)的(de)凈化(hua)、擠(ji)壓造粒等工序，如圖5-108和圖5-109所示。
4. 某國外工程(cheng)聚丙烯裝置布置實例（圖(tu)5-110）
