聚丙烯技術(shù)特點

　　2019-2020年，中國聚丙烯新增產(chǎn)能將高達(dá)1410萬噸以上。聚丙烯是一種熱塑性樹脂，是以金屬有機有規(guī)立構(gòu)催化劑，使丙烯單體在控制的溫度和壓力條件下合成的。以下對聚丙烯技術(shù)特點分析。

　　在聚丙烯新增產(chǎn)能中，華東地區(qū)新增產(chǎn)能占比最大，聚丙烯行業(yè)分析預(yù)計2019-2020年新增產(chǎn)能達(dá)到580萬噸，占比41%，其次是東北地區(qū)占比16%。

　　2019-2020年中國聚丙烯新增產(chǎn)能區(qū)域結(jié)構(gòu)圖(產(chǎn)能：萬噸/年)

　　隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步，聚丙烯產(chǎn)品已經(jīng)廣泛用于人們的日常生活和生產(chǎn)中，由于聚丙烯產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝技術(shù)比較多，各種工藝的特點也不盡相同，因此，生產(chǎn)出聚丙烯產(chǎn)品的特點和市場應(yīng)用情況也不相同?，F(xiàn)從三大生產(chǎn)工藝來分析聚丙烯技術(shù)特點。

　　淤漿法工藝又稱漿液法或溶劑法工藝，是世界上最早用于生產(chǎn)聚丙烯的工藝技術(shù)。聚丙烯技術(shù)特點分析，從1957年第一套工業(yè)化裝置一直到20世紀(jì)80年代中后期，淤漿法工藝在長達(dá)30年的時間里一直是最主要的聚丙烯生產(chǎn)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(xué)工藝、美國Amoco工藝、日本三井油化工藝以及索維爾工藝等。這些工藝的開發(fā)都基于當(dāng)時的第一代催化劑，采用立式攪拌釜反應(yīng)器，需要脫灰和脫無規(guī)物，因采用的溶劑不同，工藝流程和操作條件有所不同。近年來，傳統(tǒng)的淤漿法工藝在生產(chǎn)中的比例明顯減少，保留的淤漿產(chǎn)品主要用于一些高價值領(lǐng)域，如特種BOPP薄膜、高相對分子質(zhì)量吹塑膜以及高強度管材等。近年來，人們對該方法進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的淤漿法生產(chǎn)工藝使用高活性的第二代催化劑，可刪除催化劑脫灰步驟，能減少無規(guī)聚合物的產(chǎn)生，可用于生產(chǎn)均聚物、無規(guī)共聚物和抗沖共聚物產(chǎn)品等。目前世界淤漿法PP的生產(chǎn)能力約占全球PP總生產(chǎn)能力的13%。

　　溶液法生產(chǎn)工藝是早期用于生產(chǎn)結(jié)晶聚丙烯的工藝路線，由Eastman公司所獨有。聚丙烯技術(shù)特點分析，該工藝采用一種特殊改進(jìn)的催化劑體系-鋰化合物(如氫化鋰鋁)來適應(yīng)高的溶液聚合溫度。催化劑組分、單體和溶劑連續(xù)加入聚合反應(yīng)器，未反應(yīng)的單體通過對溶劑減壓而分離循環(huán)。額外補充溶劑來降低溶液的粘度，并過濾除去殘留催化劑。溶劑通過多個蒸發(fā)器而濃縮，再通過一臺能夠除去揮發(fā)物的擠壓機而形成固體聚合物。固體聚合物用庚烷或類似的烴萃取進(jìn)一步提純，同時也除去了無定形聚丙烯，取消了使用乙醇和多步蒸餾的過程，主要用于生產(chǎn)一些與漿液法產(chǎn)品相比模量更低、韌性更高的特殊牌號產(chǎn)品。該方法工藝流程復(fù)雜，且成本較高，聚合溫度高，加上由于采用特殊的高溫催化劑使產(chǎn)品應(yīng)用范圍有限，目前已經(jīng)不再用于生產(chǎn)結(jié)晶聚丙烯。

　　本體法工藝的研究開發(fā)始于20世紀(jì)60年代，1964年美國Dart公司采用釜式反應(yīng)器建成了世界上第一套工業(yè)化本體法聚丙烯生產(chǎn)裝置。聚丙烯技術(shù)特點分析，1970年以后，日本住友、Phillips、美國EI Psao等公司都實現(xiàn)了液相本體聚丙烯工藝的工業(yè)化生產(chǎn)。與采用溶劑的漿液法相比，采用液相丙烯本體法進(jìn)行聚合具有不使用惰性溶劑，反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)單體濃度高，聚合速率快，催化劑活性高，聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)器的時-空生產(chǎn)能力更大，能耗低，工藝流程簡單，設(shè)備少，生產(chǎn)成本低，"三廢"量少;容易除去聚合熱，并使撤熱控制簡單化，可以提高單位反應(yīng)器的聚合量;能除去對產(chǎn)品性質(zhì)有不良影響的低分子量無規(guī)聚合物和催化劑殘渣，可以得到高質(zhì)量的產(chǎn)品等優(yōu)點。不足之處是反應(yīng)氣體需要氣化、冷凝后才能循環(huán)回反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)的高壓液態(tài)烴類物料容量大，有潛在的危險性。此外，反應(yīng)器中乙烯的濃度不能太高，否則在反應(yīng)器中形成一個單獨的氣相，使得反應(yīng)器難以操作，因而所得共聚產(chǎn)品中的乙烯含量不會太高。

　　聚丙烯生產(chǎn)工藝主要有溶液法、淤漿法、本體法、氣相法和本體-氣相法組合工藝5 大類。聚丙烯技術(shù)特點分析，目前世界上比較先進(jìn)的生產(chǎn)工藝主要是氣相法工藝和本體-氣相法組合工藝, 這些工藝技術(shù)都采用本體法、氣相法或本體法和氣相法的組合工藝生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物, 再串聯(lián)氣相反應(yīng)器系統(tǒng)(一個或兩個) 生產(chǎn)抗沖共聚物。這些工藝技術(shù)適應(yīng)了裝置大規(guī)模(20 萬噸/年以上) 和操作經(jīng)濟性、產(chǎn)品多樣性和高性能的要求, 得到了比較廣泛的應(yīng)用。