《聚丙烯生产工艺技术及其发展》.doc

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1、聚丙烯生产工艺技术及其发展目前，在全球聚丙烯生产工艺中，本体法工艺仍占主耍地位，气相法生产工艺因其生产流程简单，单线生产能力大，投资省而备受青睐，发展迅速，而传统浆液法工艺的比例正在逐步减少。近年来，随着催化剂技术的进步和市场对新产品需求的不断增加，世界各大聚丙烯生产厂家除不断地改进已经工业化的生产工艺外，还开发出了一些创新性的新的生产工艺技术，目前主耍有Basell公司开发的Spherizone工艺技术、Borealis公司（北欧化工）开发的Borstar工艺以及超临界技术等。1Spherizo

2、ne工艺Basell公司开发的多区循环反应器（MZCR）技术，即被人们称为的Spherizone工艺是目前世界上最新颖、最先进的聚丙烯生产工艺。该工艺釆用气相循环技术，采用Z—N催化剂，可生产出保持韧性和加工性能同时又具有高结晶度和刚性的史加均一的聚合物。它可在单一反应器中制得高度均一的多单体树脂或双峰均聚物。Spherizone循环反应器有两个互通的区域，不同的区域起到由其他工艺的多个气相和淤浆环管反应器所起的作用。这两个区域能产生具有不同相对分子质量和/或单体组成分布的树脂，扩大了聚丙烯的性能

3、范围。Basell公司称，用Spherizone工艺技术得到的聚合物材料同传统的多反应器工艺材料相比，更加均一且容易加工。树脂具有较少的凝胶，口挤出和造粒需耍的能量减少。由于短链和长链能够更加紧密地结合到聚合物中，保持了树脂的均一性。这种独特的环状反应器能生产聚丙烯共聚物、三元共聚物、双峰均聚物和具有改进的刚性/冲-击性能平衡、耐热性、熔融强度和密封起始温度的后反应器共混物。该工艺反应器也能够在下游再连接Basell公司的气相反应器，生产与其他工艺相比具有更高冲击强度或较大柔性的多相共聚物。该技术

4、容易进行产品改进，无论是传统市场应用的双向拉伸聚i人j烯（BOPP）膜,普通包装、纤维、日用品和汽车工业应用，还是替代其它材料的新产品。Spherizone工艺技术的投资和运转费用与Spheripol工艺相近，但是牌号切换较快，牌号切换费用较低。该技术生产聚丙烯的利润是传统方法的2倍。目前，全球已经有9套聚丙烯生产装置采用了该技术（包含正在建设中的装置）。2Borealis生产工艺Borealis公司（北欧化工）的Borstar工艺源于北星双峰聚乙烯生产工艺，工艺采用与其相同的环管和气相反应器，设

5、计基于乙N催化剂，也能使用正在中试中的单活性中心催化剂。采用双反应器即环管反应器串联气相反应器生产均聚物和无规共聚物，再串联一台或两台气相反应器则可生产抗冲共聚物产品。传统的聚丙烯工艺在丙烯的临界点以下进行聚合反应，为防止轻组分（如氢气、乙烯）和惰性组分生成气泡，聚合温度控制在70-80°CoBorstar聚丙烯工艺的环管反应器则可在高温（85-95°C）或超过丙烯超临界点的条件下操作，聚合温度和压力都很高，能够防止气泡的形成。其主耍特点为：先进的催化剂技术，聚合反应条件宽，产品范围宽，产品性能优

6、异。（1）采用更高活性的MgCI2载体催化剂（BC1）o80°C时的活性为60000kg聚丙烯/kgcat,产品中的催化剂残余量非常低。另外，采用一种催化剂体系就可以生产所有类型的产品；（2）采用环管反应器和气相流化床反应器组合工艺路线，可以灵活地控制产品的相对分子质量分布（MWD）、等规指数和共聚单体含量。高温或超临界操作环管反应器不仅提高了催化剂活性也提高了反应器的传热能力，使液体密度降低，固体浓度提高，提高了反应器的生产效率。环管反应器的出料直接加入气相反应器，不需要用蒸气气化单体，通过气相

7、聚合反应热使液相单体气化，减少了蒸汽消耗量。反应的单程转化率高，可以达到80%以上，单体的循环量少；（3）由于环管反应器在超临界条件下操作，可以加入的氢气浓度儿乎没有限制，气相反应器也适宜高氢气浓度的操作。这种反应器的组合具有直接在反应器中产生很高熔体流动速率和高共聚单体含量的产品的能力。目前已经开发出MFR超过1000g/10min的纤维级产品和乙烯含量为6%（质量分数）的无规共聚物；（4）能够生产分子量分布很窄的单峰产品，也能生产分子量分布宽的双峰产品；（5）由于聚合温度较高，生产的聚合物有更

8、高的结晶度和等规指数，二甲苯可溶物很低，约为1%（质量分数）。在相同冲击强度下的刚性比传统的聚丙烯产品高10%；（6）由于反应条件在临界点之上，只有很少的聚合物溶解于丙烯中，减少了无规共聚物含量高时出现的粘釜现象，共聚物中共聚单体的分布非常均匀，无规共聚物中的乙烯含量最高可以达到10%（质量分数）；（7）使用一台共聚反应器最高可以生产25%橡胶相含量的抗冲共聚物（乙烯含量为15%）,使用两台共聚反应器最高可以生产50%橡胶相含量的抗冲共聚物（乙烯含量为30%）,所得产品均具有较好的