1. 聚丙(bing)烯工藝的技(ji)術發展
聚丙烯（Polypropylene，PP）是以丙烯為(wei)單(dan)體經(jing)聚合反應(ying)而生成的聚合樹脂(zhi)。已經(jing)成為(wei)我國經(jing)濟建設中不可缺少的材料(liao)。具體應(ying)用(yong)在包裝材料(liao)、服裝用(yong)料(liao)、產業用(yong)料(liao)、過濾(lv)用(yong)料(liao)、衛生用(yong)料(liao)和煙用(yong)絲束等。
四十多年來，聚(ju)丙烯的(de)(de)催化(hua)劑不(bu)斷(duan)開發(fa)，不(bu)斷(duan)改性，尤(you)其是近二(er)十年來，其技術一次(ci)又(you)一次(ci)飛躍式的(de)(de)進(jin)步，極(ji)大地簡化(hua)了聚(ju)丙烯的(de)(de)工(gong)藝流程，使裝置(zhi)的(de)(de)投資和生(sheng)產成本降(jiang)到很低的(de)(de)水(shui)平。
聚丙烯常(chang)用工(gong)藝方法包括淤(yu)漿法工(gong)藝和本(ben)體法工(gong)藝。
①. 淤(yu)(yu)漿法工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)（Slurry Process）又稱漿液法或(huo)溶劑(ji)法工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)，是世界上最(zui)早用于(yu)(yu)生(sheng)產(chan)(chan)聚(ju)(ju)(ju)丙烯的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)技術(shu)。從(cong)1957年第(di)一(yi)(yi)(yi)套工(gong)(gong)(gong)(gong)業化(hua)(hua)裝置(zhi)到現在(zai)一(yi)(yi)(yi)直是最(zui)主要(yao)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)丙烯生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)。典型工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)主要(yao)包括(kuo)意(yi)大(da)利 Montedison 工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、美國Hercules 工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、日(ri)(ri)本三(san)井東壓化(hua)(hua)學(xue)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、美國Amoco 工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、日(ri)(ri)本三(san)井油化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)以(yi)及索(suo)維爾工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)等。這些工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)開發都基于(yu)(yu)當時(shi)的(de)(de)(de)第(di)一(yi)(yi)(yi)代催化(hua)(hua)劑(ji)，采用立式攪拌釜(fu)反(fan)應器，需要(yao)脫灰和(he)脫無規(gui)物(wu)(wu)，因采用的(de)(de)(de)溶劑(ji)不同，工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流(liu)程和(he)操作(zuo)條件(jian)有所不同。近(jin)年來，傳統(tong)的(de)(de)(de)淤(yu)(yu)漿法工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)在(zai)生(sheng)產(chan)(chan)中(zhong)的(de)(de)(de)比例明顯減少，保(bao)留的(de)(de)(de)淤(yu)(yu)漿產(chan)(chan)品主要(yao)用于(yu)(yu)一(yi)(yi)(yi)些高價值(zhi)領域(yu)，如特種BOPP薄膜(mo)、高相對(dui)分子質量吹塑膜(mo)以(yi)及高強度(du)管材等。近(jin)年來，人們對(dui)該方法進(jin)行(xing)了改(gai)進(jin)，改(gai)進(jin)后的(de)(de)(de)淤(yu)(yu)漿法生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)使(shi)用高活性的(de)(de)(de)第(di)二(er)代催化(hua)(hua)劑(ji)，可刪除催化(hua)(hua)劑(ji)脫灰步驟，能(neng)(neng)(neng)減少無規(gui)聚(ju)(ju)(ju)合物(wu)(wu)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)，可用于(yu)(yu)生(sheng)產(chan)(chan)均聚(ju)(ju)(ju)物(wu)(wu)、無規(gui)共聚(ju)(ju)(ju)物(wu)(wu)和(he)抗沖(chong)共聚(ju)(ju)(ju)物(wu)(wu)產(chan)(chan)品等。目(mu)前(qian)世界淤(yu)(yu)漿法PP的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)(neng)力約(yue)占全球PP總生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)(neng)力的(de)(de)(de)13％。
②. 本(ben)體(ti)法(fa)工(gong)藝的(de)(de)(de)研究開發始于20世紀60年代，1964年美(mei)國Dart公司采用(yong)釜式反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)建成了(le)世界上第一(yi)套工(gong)業化(hua)本(ben)體(ti)法(fa)聚(ju)(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)(xi)生(sheng)(sheng)產(chan)裝置。1970年以(yi)(yi)后，日(ri)本(ben)住(zhu)友、Phillips、美(mei)國EI Psao等公司都實(shi)現了(le)液(ye)(ye)(ye)(ye)相(xiang)(xiang)本(ben)體(ti)聚(ju)(ju)(ju)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)(xi)工(gong)藝的(de)(de)(de)工(gong)業化(hua)生(sheng)(sheng)產(chan)。與采用(yong)溶劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)漿液(ye)(ye)(ye)(ye)法(fa)相(xiang)(xiang)比，采用(yong)液(ye)(ye)(ye)(ye)相(xiang)(xiang)丙(bing)(bing)烯(xi)(xi)(xi)本(ben)體(ti)法(fa)進行聚(ju)(ju)(ju)合(he)具有不使用(yong)惰性(xing)(xing)溶劑(ji)(ji)，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)系統(tong)內(nei)單(dan)(dan)(dan)體(ti)濃度(du)(du)高(gao)，聚(ju)(ju)(ju)合(he)速率(lv)快，催化(hua)劑(ji)(ji)活性(xing)(xing)高(gao)，聚(ju)(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)轉化(hua)率(lv)高(gao)，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)時空生(sheng)(sheng)產(chan)能力更大，能耗低，工(gong)藝流程簡(jian)單(dan)(dan)(dan)，設備少，生(sheng)(sheng)產(chan)成本(ben)低，“三廢”量(liang)(liang)(liang)少；容易除(chu)去(qu)聚(ju)(ju)(ju)合(he)熱，并使撤熱控制簡(jian)單(dan)(dan)(dan)化(hua)，可以(yi)(yi)提高(gao)單(dan)(dan)(dan)位(wei)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)合(he)量(liang)(liang)(liang)；能除(chu)去(qu)對(dui)產(chan)品(pin)(pin)性(xing)(xing)質(zhi)有不良影(ying)響的(de)(de)(de)低分子量(liang)(liang)(liang)無規聚(ju)(ju)(ju)合(he)物和(he)催化(hua)劑(ji)(ji)殘渣(zha)，可以(yi)(yi)得(de)(de)到(dao)高(gao)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)等優(you)點。不足之處是(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)氣(qi)體(ti)需(xu)要氣(qi)化(hua)，冷凝后才能循(xun)環回反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)。反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)內(nei)的(de)(de)(de)高(gao)壓液(ye)(ye)(ye)(ye)態(tai)烴類(lei)物料容量(liang)(liang)(liang)大，有潛在(zai)的(de)(de)(de)危險(xian)性(xing)(xing)。此外，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)中(zhong)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)濃度(du)(du)不能太高(gao)，否則(ze)在(zai)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)中(zhong)形成一(yi)個單(dan)(dan)(dan)獨的(de)(de)(de)氣(qi)相(xiang)(xiang)，使得(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)難以(yi)(yi)操作，因而所(suo)得(de)(de)共聚(ju)(ju)(ju)產(chan)品(pin)(pin)中(zhong)的(de)(de)(de)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)含(han)量(liang)(liang)(liang)不會太高(gao)。
本體(ti)法不同(tong)工藝路線的(de)(de)區(qu)別主(zhu)要(yao)是(shi)(shi)(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)不同(tong)。反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)可分(fen)為釜式反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和環(huan)管反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)兩(liang)大類。釜式反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)(shi)利(li)用液體(ti)蒸發的(de)(de)潛熱(re)(re)(re)來(lai)除去(qu)反(fan)(fan)應(ying)(ying)熱(re)(re)(re)，蒸發的(de)(de)大部分(fen)氣體(ti)經循(xun)環(huan)冷凝(ning)后(hou)返(fan)回到反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，未冷凝(ning)的(de)(de)氣體(ti)經壓縮機(ji)升壓后(hou)循(xun)環(huan)回反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。而環(huan)管反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)則是(shi)(shi)(shi)利(li)用軸(zhou)流泵使漿(jiang)液高(gao)速循(xun)環(huan)，通過夾套冷卻撤熱(re)(re)(re)，由于傳熱(re)(re)(re)面(mian)積(ji)大，撤熱(re)(re)(re)效果好，因此其單位反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)積(ji)產率高(gao)，能耗低。
本(ben)體法生(sheng)產工(gong)藝按(an)聚合(he)(he)工(gong)藝流程，可以分為間歇(xie)式聚合(he)(he)工(gong)藝和連續式聚合(he)(he)工(gong)藝兩種。
a. 間歇式本體(ti)法工藝
間歇本體法聚(ju)丙烯(xi)聚(ju)合(he)(he)技(ji)術是(shi)我國(guo)(guo)自(zi)行研制開發成功的(de)(de)生產(chan)(chan)(chan)(chan)技(ji)術。它(ta)具有生產(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)藝技(ji)術可靠，對原料丙烯(xi)質(zhi)量要(yao)求不(bu)是(shi)很高，所需(xu)催化劑國(guo)(guo)內有保證，流程簡單，投資省(sheng)、收效快，操(cao)作簡單，產(chan)(chan)(chan)(chan)品牌號(hao)轉換靈(ling)活、“三廢(fei)少(shao)”，適(shi)合(he)(he)中國(guo)(guo)國(guo)(guo)情等(deng)優點，不(bu)足(zu)之處是(shi)生產(chan)(chan)(chan)(chan)規模(mo)小，難以產(chan)(chan)(chan)(chan)生規模(mo)效益；裝置手工(gong)操(cao)作較多，間歇生產(chan)(chan)(chan)(chan)，自(zi)動化控(kong)制水(shui)平低，產(chan)(chan)(chan)(chan)品質(zhi)量不(bu)穩定(ding)；原料的(de)(de)消耗定(ding)額較高；產(chan)(chan)(chan)(chan)品的(de)(de)品種(zhong)牌號(hao)少(shao)，檔次不(bu)高，用途較窄。目(mu)前，我國(guo)(guo)采用該法生產(chan)(chan)(chan)(chan)的(de)(de)聚(ju)丙烯(xi)生產(chan)(chan)(chan)(chan)能(neng)力約(yue)占(zhan)全(quan)國(guo)(guo)總生產(chan)(chan)(chan)(chan)能(neng)力的(de)(de)24％。
b. 連續式本(ben)體法工藝
該(gai)工藝(yi)主(zhu)要包括(kuo)美(mei)國Rexall工藝(yi)、美(mei)國Phillips工藝(yi)以及日本Sumitimo 工藝(yi)。
2. Dow化學(xue)公司(si)Unipol 工藝
該工藝(yi)屬于Dow化學公司所有(you)，Unipol聚(ju)(ju)(ju)丙烯(xi)工藝(yi)和(he)其聚(ju)(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)工藝(yi)類似。工藝(yi)過程主(zhu)要包括原料精制、催化劑(ji)進(jin)料、聚(ju)(ju)(ju)合(he)反應、聚(ju)(ju)(ju)合(he)物脫氣(qi)和(he)尾(wei)氣(qi)回收、造粒(li)、摻混和(he)包裝(zhuang)碼垛等工段(duan)。
Unipol聚丙烯工藝流(liu)程，如圖5-107所(suo)示。
3. BASF公(gong)司的Novolen 工(gong)藝
該(gai)工藝(yi)(yi)是由 BASF公司(si)(si)開發(fa)成功的。1999年，該(gai)工藝(yi)(yi)擁有者 Targor 公司(si)(si)和ABB Lum-mus公司(si)(si)達成協議。由ABB Lummus 公司(si)(si)負責在全(quan)球范圍內(nei)推廣Novolen工藝(yi)(yi)。2000年9月，被ABB公司(si)(si)和Equistar公司(si)(si)所組(zu)成的合資公司(si)(si) Novolen Technology Holding（簡稱(cheng)NTH）收(shou)購(gou)。2008年，由CB＆-I整(zheng)體(ti)收(shou)購(gou)了(le) Lummus，Novolen 工藝(yi)(yi)由新成立的CB＆-ILummus負責全(quan)球轉(zhuan)讓。
Novolen 包括原料精制(zhi)、催化(hua)劑配制(zhi)、聚合反應、聚合物(wu)粉(fen)料的凈(jing)化(hua)、擠壓造粒等工序，如圖(tu)5-108和圖(tu)5-109所示(shi)。
4. 某國外工程聚(ju)丙(bing)烯(xi)裝置布置實例（圖5-110）
