聚丙烯介绍分解

MFRg/10 mn 等规度 共聚单体 含量 橡胶相含量
～ 0.1～60
0.3～80 0.2～100 95～ 99.5% 12%
95～99% 95～99% 95~99 % 25% 40% 5-17% 达30%以 上 30~35 % 可达 50%
多相共聚物的生产
• 采用气相法生产多相共聚物是各工艺技术 普遍采用的技术. 1、抗冲反应在均聚物生产后，不会在有催 化剂分布问题 2、加入的乙烯反应速度很快，反应时间 短，反应压力低。 3、无定型橡胶相是高度可溶于液相烃类单 体的。
SPHREIPOL工艺优点
• 可提供全范围的产品 • MFR范围为0.1~2000g/10min • 无规共聚物乙烯含量达4.5%，还有三元共 聚物，可以同气相法生产的高乙烯含量的 产品竞争。 • 抗冲牌号乙烯含量高达25%（40%橡胶相） • 同其他工艺相比生产成本最低
Innovene
CD催化剂： TiCl4/MgCl2 用内部改性 剂改性 ＞ 30kgPP/g 均 聚 无 规 共 聚
Chisso
Borstar
Novole n
TiCl4/MgCl2 PTK4催 THC-C催化 剂: 载体和内部 化剂 TiCl4/ED (给 给电子体 电子体) 2540kgPP/g 均 聚 无 规 共 聚 6090kgPP/g 0.0110.016 1520kg PP/g 0.050.067
0. 0. 0. 0. 04 03 05 03 2 5 1 20美元/tPP
0.0 0. 26 04 1 19美元/tPP 18美元 /tPP。 粉粒
20美元/tPP
形态 球形，颗粒均 颗粒大小及 匀 分布可调
球形，半径为 圆球形 30~35μm
2、反 应 部 分
Spheripol
预 反 聚 合 应 均 聚 条 件 20℃， 3.4MPa 60~85℃， 3.4/4.5MP a
合 成 树 脂
热 固 性 树 脂
环氧树脂
酚醛树脂
不饱和聚酯树脂等
PE
热 塑 性 树 脂
高性能 树脂
PP
功能性树脂等 PVC
聚烯烃
PS 通用 树脂
五大通用塑料
ABS
聚丙烯的物理性质
•聚丙烯是结晶性高聚物，有着质轻价廉、无毒、无味 且机械强度高等优点。
•各种型号的聚丙烯密度都在0.9g/cm3左右。
Fra Baidu bibliotek
•
单耗低，理论值1.003，保证值1.010，采 用汽蒸和干燥两步法处理PP，虽然流程 长，但丙烯单体容易回收. • 新一代工艺同原工艺比能生产双峰分布及 其他高性能的均聚物，将反应器压力从 3.4MPa提高到4.5MPa，极大的提高了反 应器内溶解氢的浓度，并结合新的给电子 体和主催化剂生产高结晶度和高刚性.分子 量分布在3.2~12之间的产品. • 新增氢气汽提塔和氢气循环压缩机 这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物 和无规共聚物.
通常的共聚是由丙烯、乙烯两种 单体聚合而成的共聚物。现代聚丙 烯生产工艺可以加入第三单体生产 多元共聚物。
• 无规共聚物
EP
在反应器中控制丙烯和乙烯的组份 含量而得到的聚合物，乙烯含量一般为 1%-4%，最大为6%。
CH3 H
CH3 H
H
-CH2-C-CH2-CH2-C-CH2-CH2-C-… CH3
85℃,2.5~3.5 80℃,2.5~3.5 65~70℃， 60~80 Mpa第一反应器；Mpa第一气相反 70~75℃,2.0 应器； 2.25 MPa ℃ 2.2~2.4 Mpa第二反应器 70~75℃,2.0 Mpa第二气相反 MPa 应器 液相丙烯气 化取热 液相丙烯 夹套水冷（均 气化取热 聚），气体外循 环冷却（气相共 聚） 液相丙烯气化取 热
聚丙烯分子结构
间规聚丙烯 均聚物 无规聚丙烯 等规聚丙烯 聚丙烯
无规共聚物 共聚物 抗冲共聚物
均聚物
由丙烯单独聚合而成的高分子化合 物称为均聚物。由于聚合反应中链增长 的方式，即下一个单体连接到分子链上 的形式决定了分子链的形状，甲基的空 间排列，决定其立构规整度，进而决定 其结晶结构、结晶度、密度及相关的物 理机械性能.
乙烯 弛放气
氢气 100
200 催化剂 500 300
400
丙烯
700 产品 600 800 900
乙烯 弛放气
氢气 100
200 催化剂 500 300
400
丙烯
700 产品 600 800 900
PP颗粒可去气相反应器，生产抗冲牌号。 PP颗粒去500单元利用蒸汽对PP颗粒中的残存催化剂进行 杀死并汽提出PP中夹带的丙烯.丙烯回收利用.然后用热氮气 对PP进行干燥.
Chisso Borstar Novolen
4、其 他 部 分
Spheripol
是否脱 是 活 干燥 用热氮气干 燥
Innoven e
是
Chisso
是
Borstar
是 有 洗涤塔回收
Novolen
是 氮气脱除残余 气体 膜回收
氮气脱除残 氮 气 脱 除 余气体 残余气体 膜回收 膜回收
丙烯回 采用两个洗 收 涤塔回收 挤压造 有 粒 控制系 DCS 统
•
在所有聚丙烯生产技术中，目前被广 泛使用的有Basell公司的Spheripol技术， ABB- lummus公司的Novolen技术，BPAmoco公司的Innovene技术，Chisso公 司的Chisso技术四种。 • 九十年代末期，Borealis公司开发的 Borstar双峰工艺也实现了工业化，取得了 很大的发展。
2、溶液法 也是最早的生产工艺之一.反应温度在
140度，生成的PP溶解在烯烃中，形成溶
液.由于反应器温度高，可以副产蒸汽.
3、本体法 液相本体法 ：间歇式和连续式 间歇法:我国开发的小本体聚合工艺. 连续法:以BASELL的SPHREIPOL工艺为 代表.还开发出液相本体-气相法. 气相本体法:开始于60年代，是发展较快的 一种工艺.以BP-AMOCO为代表
取热 方式
夹套水冷 （均聚）， 气体外循环 冷却（气相 共聚）
3、反 应 器 特 点
Spheripol 均聚为环管反应器，共聚为气相流化床反应器，无机械搅拌。
Innovene 两台反应器水平布置，气锁系统用于输送物料，并使两个反
应器独立，反应器内部有挡板及混合叶片，将反应器分为几 个区域，相当于几个串联的全混反应器。 反应器为卧式，两台反应器为上、下布置，第一反应器内物 料靠重力进入气锁系统，输送到第二反应器，不需要额外的 动力设备。 采用一台环管反应器加一至三台气相反应器，组成基本模块， 生产各种产品。 反应器内装有双螺带式搅拌器。搅拌器是通过反应器底部的 一个万向接头转动的，尽可能使每个聚合物颗粒保持一定的 钛/铝/给电子体比例，使产品质量尽可能均一稳定，但缺点 是动力消耗比液相搅拌大得多。
SPHREIPOL工艺缺点
• 紧急停工时损失大。 • 流程投资比气相本体法稍大. • 开停工周期长
1、主 催 化 剂 部 分
Spheripol
组成 MCM1,MC1 02,MC127 系列: TiCl4/MgCl2 活性 3035kgPP/g 耗 0.025-0.03 量 kg/t PP 消耗 16美元/tPP 成本
•熔点温度为164-170℃。
•聚丙烯可处于三种物理状态：晶态、高弹态、粘流态。
•屈服强度高，有较高的弯曲疲劳寿命。 •是通用塑料中耐热最高的一种，但熔体弹性大，冷却凝 固速度快，易产生内应力，同时成型收缩率比较大 （1%～2.5％），并且具有各向异性。 •聚丙烯的熔融流动性能好。
聚丙烯的化学性质
三、聚丙烯工艺介绍
液相本体法
SPHERIPOL工艺
• SPHERIPOL环管工艺是在80~81年第四代 催化剂开发出来后发展起来的.第一套于82 年在意大利投产，6万吨/年. • 带抗冲反应器的SPHERIPOL工艺于85年在 北美投产. • 1995年推出了第二代环管技术，就是大庆 炼化现在引进的.
聚丙烯有优异的化学稳定性，它的化学稳定性随结 晶度增加而增大。 •热稳定性较好，分解温度可达300℃以上，与氧接触 的 情况下，树脂在260℃左右开始变黄。
•无机酸、碱或盐的溶液，除具有强氧化性能外在 100℃ 温度下，对PP几乎无破坏作用。
•聚丙烯是非极性有机物，因此它很容易在非极性有机溶 剂中溶解或溶胀，温度越高，溶解或溶胀的越厉害，对 于极性溶剂却很稳定。 •聚丙烯容易燃烧，燃着后离开火源仍会继续燃烧，由于 熔体的滴落飞溅，更易使火势蔓延，扑救困难。 •聚丙烯受紫外线影响而老化。
聚丙烯工艺基础知识
PP工艺总体介绍
一. PP简介 二. PP的生产工艺分类 三. PP的生产工艺介绍
聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯和聚1-丁烯及其
它烯烃类聚合物的总称，是现代石化工业的 最重要的产品，又是塑料制品的主要原料。 聚烯烃是合成树脂的重要分支，合成树脂的 种类丰富多彩，按其加工性质可分为两大类， 热塑性和热固性树脂。
•等规聚丙烯
CH3 CH3 CH3
—CH2—C—CH2—C—CH2—C—
H
H
H
•间规聚丙烯
CH3 H CH3
—CH2—C—CH2— C—CH2— C—
H
CH3
H
•无规聚丙烯
CH3
CH3
H
CH3
H
—CH2—C—CH2—C—CH2—C—CH2—C—CH2— C— H H CH3 H CH3
共聚物
SPHREIPOL工艺特点
• • • •
•
利用球型催化剂控制PP的形态. 短停留时间，减少了过度料。 采用连续的预聚合和预接触来提高产品的 稳定性。 较高的预聚合收率(50~100g/gcat)使进入 第一反应器的催化剂颗粒强度高，不会产 生大量细粉. 有很高的反应器时空产率.
• • •
•
•
采用夹套水冷却，单位体积的换热面积大， 传热系数大. 反应器内物料用轴流泵高速循环，不容易 产生热点. 可以用冷却水将丙烯冷凝回收，而不是用 能耗高的压缩机. 采用气相法生产抗冲橡胶相，生产方案灵 活. 产品颗粒大，可以不造粒.
分子简式：-PP-PE-EP-…
二.PP的生产工艺分类
按聚合类型可分三类 1、浆液法（溶剂法） 2、溶液法 3、本体法 液相本体 气相本体法
1、浆液法(溶剂法) 最早的生产工艺.已经停止发展.但仍有
装置在生产特定的牌号.催化剂在惰性溶剂
中同丙烯聚合，流程长，产品要脱无规和
灰份.溶剂是己烷或庚烷.(反应温度60~80)
Innovene
--70℃， 2.25 MPa
Chisso
Borstar
Novolen
30~35 20~30℃ ℃微正压 5.0~6.0MPa 70℃， 80~90℃， 2.2~2.4 5.5 MPa MPa
--80℃，3.0 MPa 无规: 80℃， 2.2~2.4 MPa
共 聚
70℃， 1.4 MPa
乙烯 弛放气
氢气 100
200 催化剂 500 300
400
丙烯
700 产品 600 800 900
干燥后的PP去800单元造粒。 造粒的成品去900单元经均化后包装. 600单元做为辅助单元对装置提供工艺需要的如冷冻盐水，增压氮气等， 也处理在生产中出现的废料.如含TEAL的油，蒸汽凝结水，火炬系统。
有 DCS
有 DCS及产 品质量优 化控制系 统 藏量少
有
有
BorAPC控制系 由Novolen和 Aspentech 统，采用多变 联合开发 量模型预测控 制 丙烯藏量多 丙烯藏量少
安全性 丙烯藏量多
丙烯藏量少
5、产 品 部 分
Spheripo Innoven l e 牌号 103 个 牌 号，均聚 物 57 种 ， 无 规 物 18 种，抗冲 共 聚 物 28 种。 0.2 1000 Chisso Borstar 工业化牌号 有40多种， 包括均聚、 无规、抗冲 共聚牌号的 产品。 Novolen 包括均聚物、 无规共聚物、 抗冲共聚物 和多元共聚 物等60多个 牌号的产品。 0.1～100 90%～ 99% 大于25% 工业化的 104 种牌 产品牌号 号，均聚 有80多个， 41 种 、 包括均聚、 无 规 物 无规、抗 18 种 、 冲共聚牌 抗冲共聚 号的产品。 物45种
抗冲共聚物
丙烯、乙烯嵌段共聚物，在单一的丙烯聚合 后除去未反应的丙烯，再与乙烯聚合所得产物， 通常嵌段共聚体中乙烯含量5%-20%（质量）。丙 烯—乙烯嵌段共聚物实际是聚乙烯，聚丙烯和末 端嵌段共聚物的混合物，这种混合物即保持了一 定程度的刚性，又提高了抗冲击强度，但透明性 和光泽性有所降低，可用于制造要求高抗冲性能 的制品，机械零件、运输箱、管材、板材等，也 可用于生产薄壁制品。