1. 聚丙烯工藝的技術發展
聚丙(bing)烯(xi)（Polypropylene，PP）是以丙(bing)烯(xi)為單體經(jing)聚合反(fan)應而生成的(de)聚合樹脂。已經(jing)成為我國經(jing)濟(ji)建設(she)中不可缺少的(de)材料(liao)(liao)。具體應用(yong)(yong)在包裝材料(liao)(liao)、服裝用(yong)(yong)料(liao)(liao)、產業用(yong)(yong)料(liao)(liao)、過濾用(yong)(yong)料(liao)(liao)、衛生用(yong)(yong)料(liao)(liao)和煙用(yong)(yong)絲束(shu)等。
四十(shi)多年來(lai)，聚丙烯的(de)(de)催化劑不斷開(kai)發，不斷改(gai)性(xing)，尤其是近二十(shi)年來(lai)，其技術一(yi)次(ci)又(you)一(yi)次(ci)飛躍式的(de)(de)進步，極大地簡化了聚丙烯的(de)(de)工藝流程，使裝置的(de)(de)投資和生產成(cheng)本(ben)降到很(hen)低的(de)(de)水平。
聚丙烯常用(yong)工藝(yi)方法(fa)(fa)包括淤漿法(fa)(fa)工藝(yi)和本(ben)體法(fa)(fa)工藝(yi)。
①. 淤(yu)(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)（Slurry Process）又(you)稱漿(jiang)(jiang)液法(fa)(fa)或(huo)溶劑(ji)(ji)法(fa)(fa)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)，是世界上最早用(yong)于(yu)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)聚丙(bing)烯的工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)技術。從1957年(nian)第一套工(gong)(gong)業化(hua)裝(zhuang)置到現在一直是最主(zhu)要的聚丙(bing)烯生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)。典型工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)主(zhu)要包括意大利 Montedison 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)、美國Hercules 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)、日本三井(jing)(jing)東壓(ya)化(hua)學工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)、美國Amoco 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)、日本三井(jing)(jing)油(you)化(hua)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)以(yi)及索(suo)維爾工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)等(deng)。這些(xie)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)的開發都基于(yu)當時的第一代催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)，采用(yong)立式攪拌(ban)釜反(fan)應(ying)器，需要脫(tuo)灰(hui)和(he)(he)脫(tuo)無(wu)規物(wu)(wu)，因采用(yong)的溶劑(ji)(ji)不同(tong)(tong)，工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)流程和(he)(he)操作條件(jian)有所不同(tong)(tong)。近年(nian)來，傳統的淤(yu)(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)在生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)中的比例(li)明(ming)顯減(jian)少，保(bao)留的淤(yu)(yu)漿(jiang)(jiang)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品主(zhu)要用(yong)于(yu)一些(xie)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(yi)及高強度管材等(deng)。近年(nian)來，人們對該方法(fa)(fa)進(jin)行了(le)改(gai)進(jin)，改(gai)進(jin)后的淤(yu)(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)(yi)使用(yong)高活性的第二代催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)，可(ke)刪除(chu)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)脫(tuo)灰(hui)步驟，能(neng)(neng)減(jian)少無(wu)規聚合物(wu)(wu)的產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)，可(ke)用(yong)于(yu)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)均聚物(wu)(wu)、無(wu)規共聚物(wu)(wu)和(he)(he)抗沖共聚物(wu)(wu)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)品等(deng)。目前世界淤(yu)(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)PP的生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)能(neng)(neng)力約(yue)占全球PP總生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)能(neng)(neng)力的13％。
②. 本(ben)體法工(gong)藝的(de)研究開發始于20世(shi)紀60年(nian)代，1964年(nian)美國Dart公司采(cai)用(yong)(yong)釜式(shi)反(fan)應器(qi)建成(cheng)了(le)(le)世(shi)界上第一套工(gong)業化(hua)本(ben)體法聚(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)生產(chan)裝置。1970年(nian)以(yi)后，日本(ben)住(zhu)友、Phillips、美國EI Psao等(deng)公司都實現了(le)(le)液相(xiang)(xiang)本(ben)體聚(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)工(gong)藝的(de)工(gong)業化(hua)生產(chan)。與采(cai)用(yong)(yong)溶劑(ji)的(de)漿液法相(xiang)(xiang)比，采(cai)用(yong)(yong)液相(xiang)(xiang)丙(bing)烯(xi)本(ben)體法進行聚(ju)(ju)合(he)(he)具有(you)不使(shi)用(yong)(yong)惰性溶劑(ji)，反(fan)應系統內(nei)單(dan)(dan)(dan)體濃(nong)度高(gao)(gao)，聚(ju)(ju)合(he)(he)速率快(kuai)，催化(hua)劑(ji)活性高(gao)(gao)，聚(ju)(ju)合(he)(he)反(fan)應轉化(hua)率高(gao)(gao)，反(fan)應器(qi)的(de)時空生產(chan)能力更大，能耗低(di)，工(gong)藝流程簡(jian)單(dan)(dan)(dan)，設備(bei)少，生產(chan)成(cheng)本(ben)低(di)，“三廢”量(liang)少；容易除去聚(ju)(ju)合(he)(he)熱(re)，并使(shi)撤熱(re)控制(zhi)簡(jian)單(dan)(dan)(dan)化(hua)，可(ke)以(yi)提高(gao)(gao)單(dan)(dan)(dan)位反(fan)應器(qi)的(de)聚(ju)(ju)合(he)(he)量(liang)；能除去對(dui)產(chan)品(pin)性質有(you)不良影(ying)響的(de)低(di)分子量(liang)無(wu)規聚(ju)(ju)合(he)(he)物(wu)和催化(hua)劑(ji)殘(can)渣，可(ke)以(yi)得到高(gao)(gao)質量(liang)的(de)產(chan)品(pin)等(deng)優點。不足之處是反(fan)應氣(qi)體需要氣(qi)化(hua)，冷凝后才能循環回反(fan)應器(qi)。反(fan)應器(qi)內(nei)的(de)高(gao)(gao)壓(ya)液態(tai)烴類物(wu)料容量(liang)大，有(you)潛在的(de)危險性。此(ci)外(wai)，反(fan)應器(qi)中(zhong)(zhong)乙(yi)烯(xi)的(de)濃(nong)度不能太(tai)高(gao)(gao)，否則在反(fan)應器(qi)中(zhong)(zhong)形成(cheng)一個(ge)單(dan)(dan)(dan)獨的(de)氣(qi)相(xiang)(xiang)，使(shi)得反(fan)應器(qi)難(nan)以(yi)操(cao)作，因(yin)而所得共聚(ju)(ju)產(chan)品(pin)中(zhong)(zhong)的(de)乙(yi)烯(xi)含量(liang)不會太(tai)高(gao)(gao)。
本體法不(bu)同工藝(yi)路(lu)線的區別主要是(shi)(shi)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的不(bu)同。反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)可(ke)分(fen)(fen)為釜式反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和環(huan)管(guan)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)兩(liang)大類。釜式反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)利用液體蒸發(fa)的潛熱(re)(re)來(lai)除去(qu)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)熱(re)(re)，蒸發(fa)的大部分(fen)(fen)氣體經循環(huan)冷凝后返回到反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，未冷凝的氣體經壓(ya)縮(suo)機升壓(ya)后循環(huan)回反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)。而環(huan)管(guan)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)則是(shi)(shi)利用軸流泵使漿液高速循環(huan)，通(tong)過夾套冷卻撤熱(re)(re)，由于傳(chuan)熱(re)(re)面積大，撤熱(re)(re)效果好，因(yin)此其單位反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)體積產(chan)率高，能耗(hao)低(di)。
本(ben)體(ti)法生產工(gong)藝(yi)按聚合(he)工(gong)藝(yi)流程，可以分為間歇式聚合(he)工(gong)藝(yi)和連續式聚合(he)工(gong)藝(yi)兩種(zhong)。
a. 間歇(xie)式本(ben)體法工(gong)藝
間(jian)歇本(ben)體(ti)法聚丙烯聚合技(ji)(ji)術(shu)是我(wo)國(guo)自(zi)行(xing)研制開(kai)發成功的生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)技(ji)(ji)術(shu)。它具有(you)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)工藝技(ji)(ji)術(shu)可靠，對原(yuan)料(liao)丙烯質量(liang)要求不是很(hen)高，所需催化劑國(guo)內有(you)保證，流程簡單，投資(zi)省、收效快，操作簡單，產(chan)(chan)(chan)(chan)品牌(pai)號轉(zhuan)換靈活、“三(san)廢少(shao)”，適(shi)合中國(guo)國(guo)情等(deng)優(you)點，不足(zu)之處是生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)規模小，難以產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)規模效益(yi)；裝置手工操作較多(duo)，間(jian)歇生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)，自(zi)動化控制水平低，產(chan)(chan)(chan)(chan)品質量(liang)不穩定；原(yuan)料(liao)的消耗(hao)定額較高；產(chan)(chan)(chan)(chan)品的品種牌(pai)號少(shao)，檔次不高，用途較窄。目(mu)前(qian)，我(wo)國(guo)采用該法生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)的聚丙烯生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)能力(li)約占全國(guo)總生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)能力(li)的24％。
b. 連續式(shi)本體法(fa)工(gong)藝
該工(gong)藝(yi)主要包括(kuo)美國(guo)Rexall工(gong)藝(yi)、美國(guo)Phillips工(gong)藝(yi)以及日本Sumitimo 工(gong)藝(yi)。
2. Dow化學(xue)公(gong)司Unipol 工藝
該(gai)工藝(yi)屬于(yu)Dow化學公司(si)所有，Unipol聚(ju)丙烯工藝(yi)和其聚(ju)乙烯工藝(yi)類(lei)似。工藝(yi)過(guo)程主要包括原料精制、催化劑進(jin)料、聚(ju)合反(fan)應、聚(ju)合物脫氣(qi)和尾氣(qi)回收、造粒、摻混和包裝(zhuang)碼垛(duo)等工段。
Unipol聚丙烯(xi)工藝流程，如圖(tu)5-107所示。
3. BASF公司的Novolen 工藝
該(gai)工藝(yi)是由(you) BASF公(gong)司(si)開發成功的(de)。1999年，該(gai)工藝(yi)擁有(you)者 Targor 公(gong)司(si)和ABB Lum-mus公(gong)司(si)達成協議。由(you)ABB Lummus 公(gong)司(si)負(fu)責在全球(qiu)范圍內推廣(guang)Novolen工藝(yi)。2000年9月，被ABB公(gong)司(si)和Equistar公(gong)司(si)所組(zu)成的(de)合(he)資公(gong)司(si) Novolen Technology Holding（簡稱(cheng)NTH）收(shou)購。2008年，由(you)CB＆-I整體收(shou)購了 Lummus，Novolen 工藝(yi)由(you)新成立的(de)CB＆-ILummus負(fu)責全球(qiu)轉讓。
Novolen 包括原料(liao)精制、催化(hua)劑(ji)配(pei)制、聚合(he)反應、聚合(he)物(wu)粉料(liao)的凈化(hua)、擠壓造粒等工(gong)序，如圖5-108和圖5-109所示。
4. 某國外(wai)工程聚丙烯裝(zhuang)置(zhi)布置(zhi)實例（圖5-110）
