气相法聚丙烯工艺操作课件.ppt

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1、气相法聚丙烯工艺操作工艺流程总体介绍装置简介装置组成单元工艺反应机理重点设备◆燕山石化化工二厂第三聚丙烯装置装置引进美国Amoco（现INEOS公司）的Innovene气相法聚丙烯生产技术,1998年12月建成投产，该装置由1条聚合生产线，1条造粒生产线，3条包装线组成。该技术具有可在较宽范围内调节产品品种，产品质量易于控制，安全性好、流程短、投资少、能耗低等优点，能够生产注塑、纤维及薄膜类等类型产品。工艺流程示意图催化剂进料系统第一聚合反应单元反应器粉料输送单元第二聚合反应单元粉料脱活及干燥单元造粒单元主催化剂助催化剂改性剂丙烯回收单元尾气回收丙烯原料精制单元PP粉料PP粉料PP粉

2、料丙烯乙烯氢气丙烯乙烯氢气液体过氧化物系统助剂粒料储存单元粒料粒料包装粉料脱活后装置主要包括两个卧式搅拌床气相反应器，三种催化剂加入第一反应器，原料丙烯加入两个反应器，乙烯和氢气根据牌号不同加入第一反应器和第二反应器。聚合反应之后，粉料在袋滤器中与气体分离，在脱气仓中干燥并脱除活性，进入挤压造粒系统，加入稳定剂，进行混炼和造粒，成型的粒料被送去掺合，进行均化处理后送至贮罐包装。工艺流程简图气相法聚丙烯装置由催化剂进料单元，第一聚合反应单元，反应器粉料输送单元，第二聚合反应单元，粉料脱活及干燥单元，丙烯回收单元，挤压造粒单元，500单元粒料掺合及贮存单元，原料精制单元，公用工程单元等1

3、0个单元构成。各单元作用分别介绍如下：（1）催化剂进料单元主催化剂、三乙基铝和改性剂以一定的比例加入到第一聚合单元，进行聚合反应，同时进行改性剂的稀释，矿物油的进料以及废催化剂的中和。（2）第一聚合反应单元卧式搅拌床反应器在一定的温度和压力下，以丙烯为主要原料，以氢气为分子量调节剂，在催化剂体系的作用下，经气相反应聚合生成聚丙烯粉料。装置单元组成与工艺流程（3）反应器粉料输送单元两套气锁系统把第一反应器产生的粉料输送到第二反应器，并夹带的气体分离后返回第一聚合反应单元，同时还能隔离两个反应器系统之间的循环气物流。（4）第二聚合反应单元其设置及控制方法基本与第一聚合反应单元相同，

4、目的是提高催化剂的利用效率，同时利用第二聚合反应单元与第一聚合反应单元的串联特点，加入乙烯，生产抗冲共聚物。（5）粉料脱活和干燥单元粉料中的气体与粉料分离，将粉料中的残余催化剂水解脱除活性，同时带走挥发组份。并将脱活及干燥后的聚丙烯粉料输送到造粒单元。（6）丙烯回收系统单元尾气中的氮气与丙烯气等的混合气通过选择性高分子膜进行分离，氮气可以回收再度用于粉料的脱活与干燥，丙烯气体则回收到裂解装置再利用。（7）挤压造粒单元干燥后的聚丙烯粉料中加入稳定剂等各种添加剂，以改善产品的物化性能，并混炼机加工成合格形状粒料。（8）粒料掺合和贮存单元将粒料送至掺合料仓，进行粒料的掺合，改

5、善每批产品物性的均匀程度，并将掺合合格的粒料输送到包装车间料仓。（9）原料精制单元原料丙烯进行脱硫、脱砷、脱氧和脱水处理后输送至各个用户，同时，提供聚合反应抑制剂和原料丙烯。（10）公用工程单元蒸汽、氮气、仪表风、工厂风、盐水、循环水、工艺水的引入，蒸汽冷凝液进行回收处理，进行火炬气的收集与排放。聚合反应机理使用第四代AmocoCD催化剂体系进行的丙烯聚合反应，可以用下面四个基本反应步骤来叙述：（1）活化反应：助催化剂与TICl4作为载体催化剂表面上反应，将钛的化合价从+4还原到+3，形成以Ti为活性中心的TEAL-TiCl4络合物中；（2）链引发：一个丙烯分子在活性中心自行

6、插入，形成聚丙烯链；（3）链增长：丙烯分子在活性中心依次插入，聚合链从催化剂颗粒表面向外增长；（4）链终止：一个氢分子在中心自行插入，在链的末端形成一个甲基，使链终止。反应动力学使用AmocoCD催化剂和DIBDMS外部改性剂的丙烯均聚反应动力学模型如下所述，模型建立基础如下：所有催化剂颗粒在反应器中的停留时间相同反应器与增加的聚合物颗粒等温不存在传质阻力在这些条件下（只能在实验室中达到）实现聚合反应后，首先发现反应速率与丙烯单体摩尔浓度的一次方成正比，即ro=kp*[C3=]*M其中：ro初始聚合反应速率g/hr-gCat[C3=]催化剂表面的丙烯摩尔浓度，mol/lkp扩散

7、速率常数，l/hr-gCatM丙烯的摩尔质量,g/mol催化剂组分气相法聚丙烯工艺采用的AmocoCD高效催化剂（HAC）体系由下述组分组成：主催化剂：AmocoCD催化剂助催化剂：三乙基铝（TEAL）改性剂：二异丁基二甲氧基硅烷（DIBDMS）或二异丙基二甲氧基硅烷（DIPDMS）：AmocoCD催化剂包括TiCl4和载于MgCl2之上的二正丁基酞酸酯（DNBP），DNBP作为一种内部立体定向控制改性剂加入催化剂。三乙基铝（TEAL）作为助催化剂使用，在