PP聚合工艺(2020年整理).pptx

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可以使聚合物淤浆搅拌均匀，催化剂体系分布均匀，聚合反应条件容易控制而且 可以控制得很精确，产品质量均一，不容易产生热点，不容易粘壁，轴流泵的能 耗也较低；
（g）反应器内聚合物浆液浓度高（质量分数大于 50%），反应器的单程转 化率高，均聚的丙烯单程转化率为 50%-60%。以上这些特点使环管反应器很 适宜生产均聚物和无规共聚物。Spheripol 工艺一开始使用 GF-2A、FT-4S、 UCD-104 等高效催化剂，催化剂活性达到 40kgPP/gcat，产品等规度为 90%-99%，可不脱灰、不脱无规物。
Abstract Industrial production of polypropylene in China began in the 20th century, 70's, after 30 years of development, has been basically formed a solvent, liquid bulk - Gas Law, intermittent liquid bulk, gas phase, and other production processes simultaneously,the coexistence of large and small scale production patterns, the paper introduces the world's five major categories of polypropylene production process, focusing on the liquid flow Polypropylene
本体法生产工艺按聚合工艺流程，可以分为间歇式聚合工艺和连续式聚合 工艺两种。（1）间歇本体法工艺。间歇本体法聚丙烯聚合技术是我国自行研制 开发成功的生产技术。它具有生产工艺技术可靠，对原料丙烯质量要求不是很高， 所需催化剂国内有保证，流程简单，投资省、收效快，操作简单，产品牌号转换 灵活、三废少，适合中国国情等优点，不足之处是生产规模小，难以产生规模效 益；装置手工操作较多，间歇生产，自动化控制水平低，产品质量不稳定；原料 的消耗定额较高；产品的品种牌号少，档次不高，用途较窄。目前，我国采用该 法生产的聚丙烯生产能力约占全国总生产能力的 24.0%；（2）连续本体法工艺。 该工艺主要包括美国 Rexall 工艺、美国 Phillips 工艺以及日本 Sumitimo 工艺。
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2 溶液法工艺
溶液法生产工艺是早期用于生产结晶聚丙烯的工艺路线，由 Eastman 公 司所独有。该工艺采用一种特殊改进的催化剂体系-锂化合物（如氢化锂铝）来 适应高的溶液聚合温度。催化剂组分、单体和溶剂连续加入聚合反应器，未反应 的单体通过对溶剂减压而分离循环。额外补充溶剂来降低溶液的粘度，并过滤除 去残留催化剂。溶剂通过多个蒸发器而浓缩，再通过一台能够除去挥发物的挤压 机而形成固体聚合物。固体聚合物用庚烷或类似的烃萃取进一步提纯，同时也除 去了无定形聚丙烯，取消了使用乙醇和多步蒸馏的过程，主要用于生产一些与浆 液法产品相比模量更低、韧性更高的特殊牌号产品。该方法工艺流程复杂，且成 本较高，聚合温度高，加上由于采用特殊的高温催化剂使产品应用范围有限，目 前已经不再用于生产结晶聚丙烯。
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4 本体法
本体法-气相法组合工艺主要包括巴塞尔公司的 Spheripol 工艺、日本三 井化学公司的Hypol 工艺、北欧化工公司的 Borstar 工艺等。
（1）Spheripol 工艺。Spheripol 工艺由巴塞尔（Basell）聚烯烃公司 开发成功。该技术自 1982 年首次工业化以来，是迄今为止最成功、应用最为广 泛的聚丙烯生产工艺。Spheripol 工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚 相结合的聚合工艺,工艺采用高效催化剂，生成的 PP 粉料粒度其催化剂生产的粉 料呈园球形，颗粒大而均匀，分布可以调节，既可宽又可窄。可以生产全范围、 多用途的各种产品。其均聚和无规共聚产品的特点是净度高，光学性能好，无异 味。Spheripol 工艺采用的液相环管反应器具有以下优点：
and control conditions
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中国聚丙烯的工业生产始于 20 世纪 70 年代，经过 30 多年的发展，已经基本 上形成了溶剂法、液相本体-气相法、间歇式液相本体法、气相法等多种生产工 艺并举，大中小型生产规模共存的生产格局。现在中国的大型聚丙烯生产装置以 引进技术为主，中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为主。
5 气相法工艺
气相法聚丙烯工艺的研究和开发始于 20 世纪 60 年代，1967 年 BASF 公司在 Ludwigshafen 建成一套采用立式搅拌床反应器的气相聚丙烯工艺中试 装置。1969 年 BASF 和 Shell 的合资 ROW 公司在德国 Wesseling 采用立式 搅拌床反应器建成世界上第一套 2.5 万吨/年气相聚丙烯工业装置， 命名为 Novolen 工艺。20 世纪 70 年代，美国 Amoco 公司开发出采用接近活塞流的 卧式搅拌床气相反应器的气相法 PP 生产工艺。80 年代初期，UCC 公司将其成 熟的气相流化床 Unipol 聚乙烯工艺用于聚丙烯生产中，推出了 Unipol 气相聚 丙烯工艺。日本的Sumitomo 公司也于同期开发出采用气相流化床的气相法工 艺。目前，世界上气相法 PP 生产工艺主要有 BP 公司的 Innovene 工艺、Chisso 工艺、联碳公司的Unipol 工艺、BASF 公司的 Novolen 工艺以及住友化学公司 的 Sumitomo 工艺等。
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化率高，反应器的时-空生产能力更大，能耗低，工艺流程简单，设备少，生产 成本低，"三废"量少；容易除去聚合热，并使撤热控制简单化，可以提高单位反 应器的聚合量；能除去对产品性质有不良影响的低分子量无规聚合物和催化剂残 渣，可以得到高质量的产品等优点。不足之处是反应气体需要气化、冷凝后才能 循环回反应器。反应器内的高压液态烃类物料容量大，有潜在的危险性。此外， 反应器中乙烯的浓度不能太高，否则在反应器中形成一个单独的气相，使得反应 器难以操作，因而所得共聚产品中的乙烯含量不会太高。
（d）由于反应器容积小，停留时间短，产品切换快，过渡料少； （e）聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中，聚合物与丙烯之间有很好的热传递。 采用冷却夹套撤出反应热单位体积的传热面积大，传热系数大，环管反应器的总 体传热系数高达 1600W/（m2.℃）； （f）环管反应器内的浆液用轴流泵高速循环，流体流速高达 7m/s，因此
3 本体法工艺
本体法工艺的研究开发始于 20 世纪 60 年代，1964 年美国 Dart 公司采 用釜式反应器建成了世界上第一套工业化本体法聚丙烯生产装置。1970 年以 后，日本住友、Phillips、美国 EI Psao 等公司都实现了液相本体聚丙烯工艺的 工业化生产。与采用溶剂的浆液法相比，采用液相丙烯本体法进行聚合具有不使 用惰性溶剂，反应系统内单体浓度高，聚合速率快，催化剂活性高，聚合反应转
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题 目 :聚丙烯聚合工艺的研究
学院:化工学院 班级:高分子专 10-2 姓名:朱东毅 学号:50
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聚丙烯合成工艺的研究
摘要 摘要摘要 摘要 中国聚丙烯的工业生产始于 20 世纪 70 年代，经过 30 多年的发展， 已经基本上形成了溶剂法、液相本体-气相法、间歇式液相本体法、气相法等多 种生产工艺并举，大中小型生产规模共存的生产格局，本文主要介绍了世界 5 大 类聚丙烯生产工艺，着重介绍了液相本体法聚丙烯工艺流程及控制条件。
聚丙烯，英文名称:Polypropylene，日文名称:ポリプロピレン分子 式:C3H6nCAS 简称:PP 由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置 分为等规聚丙烯（isotaeticPolyProlene）、无规聚丙烯（atacticPolyPropylene） 和间规聚丙烯（syndiotatic PolyPropylene）三种。目前，聚丙烯的生产工艺按 聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法和气相法和本体法-气相法组合工艺 5 大 类。具体工艺主要有 BP 公司的气相 Innovene 工艺、Chisso 公司的气相法工艺、 Dow 公司的 Unipol 工艺、Novolene 气相工艺、Sumitomo 气相工艺、Basell 公司 的本体法工艺、三井公司开发的 Hypol 工艺以及 Borealis 公司的 Borstar 工艺等。
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（a）Rexall 工艺。Rexall 本体聚合工艺是介于溶剂法和本体法工艺之间的生 产工艺，由美国 Rexall 公司开发成功，该工艺采用立式搅拌反应器，用丙烷含 量为 10%-30%（质量分数）的液态丙烯进行聚合。在聚合物脱灰时采用己烷 和异丙醇的恒沸混合物为溶剂，简化了精馏的步骤，将残余的催化剂和无规聚丙 烯一同溶解于溶剂中，从溶剂精馏塔的底部排出。以后，该公司与美国 El Paso 公司组成的联合热塑性塑料公司，开发了被称为"液池工艺"的新生产工艺，采用 Montedison -MPC 公司的 HY-HS 高效催化剂，取消了脱灰步骤，进一步简化 了工艺流程。该工艺的特点是以高纯度的液相丙烯为原料，采用 HY-HS 高效催 化剂，无脱灰和脱无规物工序。采用连续搅拌反应器，聚合热用反应器夹套和顶 部冷凝器撤出，浆液经闪蒸分离后，单体循环回反应；（b）Phillips 工艺。该工 艺由美国 Phillips 石油公司于 20 世纪 60 年代开发成功。其工艺特点是采用独 特的环管式反应器，这种结构简单的环管反应器具有单位体积传热面积大，总传 热系数高，单程转化率高、流速快、混合好、不会在聚合区形成塑化块、产品切 换牌号的时间短等优点。该工艺可以生产宽范围熔体流动速率的聚聚物和无规聚 合物；（c）Sumitimo 工艺。该工艺由日本 Sumitimo（住友）化学公司于 1974 年开发成功。此工艺基本上与 Rexene 本体法相似，但 Sumitimo 本体法工艺 包括除去无规物及催化剂残余物的一些措施。通过这些措施可以制得超聚合物， 用于某些电气和医学用途。Sumitimo 本体法工艺使用 SCC 络合催化剂（以一 氯二乙基铝还原四氯化钛，并经过正丁醚处理），液相丙烯在 50-80℃、3. 0MPa 下进行聚合， 反应速率高，聚合物等规指数也较高，还采用高效萃取器脱灰，产 品等规指数为 96%-97%，产品为球状颗粒，刚性高，热稳定性好，耐油及电 气性能优越。