《聚丙烯工艺技术》PPT课件

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1、聚丙烯生产工艺技术及开发袁秀芳北京燕化石油化工股份有限公司聚丙烯事业部2002年3月主要内容第一部分：聚丙烯生产工艺技术生产工艺技术的发展浆液法聚合工艺液相本体法聚合工艺本体法和气相法组合工艺气相法工艺工艺技术比较：技术性，经济性第二部分：新技术开发新催化剂及聚合工艺技术的开发聚丙烯新产品开发第一章聚丙烯生产工艺技术1.概　述1.1生产工艺技术的发展1953年3年10月，德国的卡尔·齐格勒（KarlZiegler）教授采用过渡金属（铬）化合物和烷基铝的催化剂体系首次成功合成了高结晶度的线性聚乙烯。意大利的朱利奥·纳塔（GiulioNatta）教授受Ziegler合成聚

2、乙烯的启发，于1954年3月11日，采用TICI4/AlEt3催化剂首次合成了结晶聚丙烯。Ziegler和Natta因此获得1963的诺贝尔化学奖，以表彰二人在聚合物科学方面的杰出贡献。聚丙烯工艺技术的发展与催化剂技术的进步密切相关。催化剂的不断改进带动了生产工艺技术的改进、产品性能的提高和拓宽，这种改进还在进行之中，催化剂是聚丙烯工艺技术进步的动力和源泉。第一代到第三代催化剂，由于催化剂活性和产品等规度较低，工艺中需要脱除灰份和无觊物，工艺流程长，投资高。随着第四代载体催化剂的开发，聚丙烯催化剂的高活性、长寿命，产品的高等规度、宽的MFR范围、抗冲共聚物、MWD控制

3、和产品形态控制都变成现实。聚丙烯工艺技术发生了革命性的变化。新生产工艺，取消了脱灰、脱无规物、取消了溶剂的使用，装置投资和操作费用大幅度降低，并且聚丙烯产品的种类增加和性能范围大幅度拓宽。见下表。催化剂技术的进步带动工艺技术的发展年代催化剂工艺技术1950年代发明出Z/N催化剂开始工业化生产聚丙烯1960年代第一代催化剂活性1000kg聚合物/kg催化剂广泛商业化生产，浆液法工艺1970年代第二代催化剂活性10000kg聚合物/kg催化剂，等规度提高开始采用本体法和气相法工艺1980年代第三代催化剂活性15000kg聚合物/kg催化剂，等规度提高；第四代催化剂活性60

4、000kg聚合物/kg催化剂，更高乙烯含量的无规共聚物和抗冲共聚物。去除了无规物副产品简化了本体法和气相法工艺，出现一批新工艺，投资和操作费用降低。大多数非浆液法工艺采用串联气相反应器生产抗冲共聚物，生产出三元共聚物，装置投资大幅度降低1990年代改进聚合物形态，高结晶聚合物。（本体聚合温度提高）开始用茂金属催化剂生产等规和间规聚丙烯。开发出超高抗冲共聚物（50％橡胶相）。单体聚合/造粒生产能力达到350kt/a。2000年代Z/N催化剂、茂金属催化剂的进一步改进。开发出非茂金属催化剂的单中心催化剂本体法和气相法工艺尝试采用茂金属催化剂。进一步降低投资。先进控制、预估

5、模型、信息化等催化剂技术的进步与工艺技术的发展的关系载体催化剂引导工艺技术进步和发展，1968～2001年代起始技术创新技术成果最终工艺和经济结果1968活性MgCl2载体催化剂独立任意改变催化剂、聚合物和形态的能力1969内给电子体较高等规度、但较低活性1971外给电子体很高的等规度、活性一般1975单独钛酸化好的活性和高等规度取消脱除残余催化剂1978催化剂尺寸和形状可控；球形载体高的堆密度，好的浆液流动性，大而均一的聚合物颗粒尺寸操作稳定的生产工艺(trouble-freeprocessing)1980Phthalate/硅烷给电子体高而稳定的聚合反应速率，很高

6、的等规度取消了脱除无规物和溶剂回收1982Speripol工艺更简单的工厂布置投资和操作费用降低1984多孔催化剂能够生产高橡胶含量产品反应器生产抗冲共聚物，连续低白点共聚物1985可控的高空隙率催化剂反应器颗粒技术Catalloy工艺（即随后的工艺）1988增加橡胶相含量，组分范围更宽很软的共聚物Catalloy工艺生产出新的超软产品，并推向市场1990在PP颗粒上进行非烃聚合均匀分布的接枝共聚物Hivalloy工艺1994PP颗粒上的茂金属聚合催化剂反应器颗粒技术茂金属PP的商业化自1968年发明载体催化剂以来，尤其是仅20年来聚丙烯的生产技术发生革命性的变化。见

7、下表。聚丙烯新技术主要集中在以下几个主要的专利商中：Basell，联碳公司（UCC），BASF公司，三井油化（现三井化学）和BP-Amoco公司。这些技术全部是本体法、气相法或两者的组合法，采用不同的反应器设计。80年代中期以来新建的聚丙烯装置绝大部分采用以上新工艺。见下表。目前主要的聚丙烯生产工艺技术及专利商当今世界主要的聚丙烯生产工艺技术聚合方式专利商及工艺技术截止2001年的建成生产能力，万吨/年均聚物抗冲共聚物串联双环管反应器气相流化床Basell德Spheripol工艺1300包括中石化国产化设计9套装置，79万吨/年生产能力单环管反应器+