间歇液相小本体生产装置无规共聚聚丙烯的开发应用

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1、间歇液相小本体生产装置无规共聚聚丙烯的开发应用一、通用料产品现状及研究热点聚丙烯具有生产成本低、密度小、产品透明度高、化学稳定性和电绝缘性好、易加工等特点，在汽车、家电、建筑、包装和农业等领域得到广泛应用，优良的性能价格比使其成为5大通用树脂中增长速度最快的热塑性树脂，产量仅次于聚乙烯。特别是20世纪90年代以来，随着聚丙烯催化剂和聚合工艺技术的改进，不断开发出新品种、新牌号的聚丙烯产品，使世界聚丙烯产量和消费量不断增加，聚丙烯市场竞争激烈。2011年国内PP产能为1270万t，实际产量917万t。据不完全统计，仅我国正在开工和规划中的PP项目

2、多达20多个，产能为600～1000万t／a。如果“十二五”期间规划的PP项目全部建成，预计2015年我国PP总产能将达到1800～2000万t，产量约为1900万t，2012—2017年我国PP产能将新增494万t，到时市场供不应求的局面将可能发生大的逆转。国内PP企业生产牌号以低档的均聚通用料为主，由于PP成型收缩率大、低温脆性高，缺口冲击强度低．这大大限制了PP的进一步推广应用，产品附加价值相对较低，这一点在间歇液相小本体生产装置生产的产品更加突出，据统计我国PP的基本消费结构中编织制品消费量达到49.5％，纤维制品占10.8％，注塑制品

3、占18.6％，薄膜制品占21.1％，特别是大量间歇液相小本体企业产品处于编织制品消费的严重的同质竞争状态，特别是近几年来，小本体企业既受到聚丙烯粒料对市场的抢滩，同时又受到原料短缺的挤压，严重影响到了聚丙烯的利润。因此为提高生产装置的生存能力，除了继续对内部挖潜增效，节约成本外，也需要提高生产装置的开源增利的能力，特别是提高产品的附加值，生产专用料聚丙烯产品，拓宽产品的使用范围。近几年来，由于市场形势的变化，面对大宗通用料市场日益严峻的市场竞争环境，国内合成树脂行业对专用料生产和开发十分重视，聚丙烯专用料生产是国内外共同研究的热点，特别是200

4、8年至今，国内外专用料申请专利逐步增加，专用料的生产也在逐步增加，目前国内聚丙烯生产中专用料牌号所占比例已从2005年的30％左右提高到50％左右，并且在大部分领域均形成了一批具有市场影响力的国产专用料牌号，如燕山石化的聚丙烯洗衣机桶专用料，燕山石化、扬子石化、齐鲁石化等的聚丙烯汽车专用料，上海石化、茂名石化的BOPP高速膜料，燕山石化、齐鲁石化、扬子石化的PP-B和PP-R管材专用料等。但总体来看，专用料的生产实际上就是对均聚聚丙烯的改性二、聚丙烯改性应用介绍2.1弹性体增韧改性利用弹性体来增韧改性PP是一种很有效的途径．弹性体与PP共混，分

5、散于PP基体中可以达到增韧目的，其冲击强度和断裂伸长率增大，但材料的刚度、强度以及加工性能皆有较大幅度的降低。传统的乙丙橡胶(EPR、EPDM)是最常用的弹性体增韧剂，由于两者与PP都含有丙烯链段，而且溶解度参数相近，满足相似相容原理，则增韧剂与PP基体相容性较好，可以改善PP的冲击性能和低温脆性。该改性方式也称为无规共聚聚丙烯改性（PPR），分为机械共混聚丙烯合金和聚丙烯釜内合金两种方式。机械共混聚丙烯合金是通过在聚丙烯中加入橡胶、塑料、无机刚性粒子、成核剂等进行熔融共混改性，从而提高聚丙烯的韧性。机械共混具有投资少、生成周期短的特点，在一定

6、程度上满足了需求，但从技术方面考虑，共混物在聚丙烯基体中的均匀分散程度并不理想；在经济方面，共混工艺的生产成本(尤其是能源消耗成本)高，不适宜于大批量的工业化生产。聚丙烯釜内合金是在反应器中通过多级反应直接生成聚丙烯多相共聚物：首先在第一级反应器中进行丙烯聚合，得到均聚聚丙烯；然后将均聚聚丙烯转移到下一级反应器中，同时通人乙烯和α-烯烃单体进行共聚，在均聚聚丙烯中生成乙烯一α-烯烃共聚物。由于共聚物具有较低的玻璃化转变温度，作为橡胶相分散在聚丙烯的基体中，可以赋予聚丙烯良好的低温性能。在聚合釜内可生产适合于各种用途专用料的聚丙烯釜内合金，且成本

7、低、性能好，已成为世界聚丙烯产业的发展趋势。由于制备抗冲聚丙烯合金的设备几乎已经定型，采用多台反应器串联，两步法的生产工艺是普遍采用的技术，但从专利检索看，中国石油创新地采用单台反应器来生产抗冲聚丙烯合金产品，这种技术在该公司申请的专利(CN200610081158.1)中有所体现。同时从本次玉皇化工公司聚丙烯生产反馈，国内的釜内合金生产已经实现了突破，说明可以在间歇液相小本体聚丙烯装置上单釜使用。2.2刚性体增韧改性弹性体的增韧改性显著增加了PP的韧性，但其模量、强度和热变形温度却降低了．然而刚性体粒子的加入可以弥补这一缺陷，改善材料的冲击强

8、度、拉伸强度、模量、热变形温度、加工流动性能等，还可以显著降低成本，有较高的经济效益．常用的刚性粒子有碳酸钙、蒙脱土、滑石粉、硫酸钡、二氧化硅和云母。