聚丙烯装置简介和重点部位及设备(2020年)
聚丙烯装置工艺及产品简介ppt课件
拉伸〔实践呈线团状〕,使主链的碳原子陈列在主平面 内,那么一切的甲基
〔—CH3〕都陈列在主平面的同一侧。
聚丙烯消费工艺简介
无规聚丙烯:英文缩写为APP。从立体化学来看,APP主链上所连甲基 〔—CH3〕在主平面上下两方呈无规那么陈列。
9.特殊规格,未含盖在前项类的都可归入此类,例如:高熔融强度原料 (HMS、High Melt Strength)可用在发泡材内改善外表气密性提高发泡效 果,也可减少板材成型的坠料景象。
聚丙烯消费工艺简介
聚丙烯的用途: 薄膜制品:PP薄膜占PP用量的10%左右,聚丙烯薄膜制品透 明而有光
泽,对水蒸汽和空气的浸透性小,它分为吹膜薄膜、流延薄膜 〔CPP〕、双
聚丙烯消费工艺简介
6.合金级,不同的塑料原料高比例的混合皆可谓合金级,例如PP添加 LDPE可改善柔软性及冲击强度,在加工上也可减少颈缩及添加平整性,在 成型也可减低坠料景象。PP加EPR加HDPE可维系刚性,减少高EPR含量呵斥 的白化景象,改善冲击强度。
7.复合资料,不同资料混合谓之复合资料,譬如添加玻璃纤维、各类 无机物矿粉、有机物木粉、纸屑或谷物微片,在PP资料内以改善各种物 性。矿粉又包括:滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母、碳黑、碳纤维及溴化 物等。
8.橡胶,TPR(热可塑性橡胶)与TPE(热可塑性弹性体),有时很难界分, 而各种界定说法都有,大部份的橡胶都可与PP相混合,除EPR系列外,也很 难界定混合是定位在合金或复合资料项内。普通常与PP混合的橡胶有EPR及 EPDM,适宜与PP直接混料的产牌有CATALLOY、LASTOMER、ENGAGE、AFMER 、KRATON及SANTOPLENE等。
二聚丙烯装置工艺及产品简介
间规聚丙烯:英文缩写为SPP。从立体化学来看,SPP分子中含有甲基 (—CH3)的碳原子分为两种不同构型且交替排列,如把主链拉伸,使主链 的碳原子排列在主平面内,则所有的甲基(—CH3)交替排列在主平面的两 侧。
﹡陶氏化学公司工艺:该气相法Unipol工艺采用气相流化床反应器,将乙 烯或丁烯加入反应器,可生产无规共聚物。乙烯加入串联的第二反应器, 可生产抗冲共聚物。均聚物的熔体流动速率(10分钟)为0.1-3000g, 等规聚合物含量为99%。无规共聚物中乙烯的质量分数可高达12%或含有 21%的丁烯。该工艺采用丁烯-1共聚的无规共聚产品CEFOR具有更好的光 学性能和热封性;抗冲产品的分子量分不宽,乙烯含量高达21%;可以 生产MFR=100g/10min的产品。
我国各石化企业生产的均聚聚丙烯都属于等规聚丙烯,基本性能如前 所述,典型产品如北京燕山石化的PP2401,扬子石化的F401,齐鲁石化的 T30S等。
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二聚丙烯装置工艺及产品简介
聚丙烯生产工艺简介
无规聚丙烯:英文缩写为APP。从立体化学来看,APP主链上所连甲基 (—CH3)在主平面上下两方呈无规则排列。
液相均聚和气相共聚相结合的聚合生产工艺。液体丙烯在环管反应器中 进行均聚和无规共聚,多相抗冲共聚物在一个串联的气相反应器中完成, 无需出除催化剂残渣和无定形聚合物。该工艺具有投资和操作费用较低, 产品收率高和质量好等优点。等规度在90%-99%之间。同时该工艺也可 用于生产各种聚丙烯产品,包括均聚体聚丙烯、无规共聚体和三聚体, 多种抗冲和特种抗冲(可组合质量分数高达25%的乙烯)共聚体以及高 增强、高透明的共聚体。
聚丙烯的重点设备、危险因素及防范措施.docx
聚丙烯的重点设备、危险因素及防范措施一、重点部位及设备(一)重点部位从装置的平稳生产和安全角度考虑,聚丙烯装置共有液体丙烯储罐、第一反应器顶部分离器、第二反应器顶部分离器、第一反应器、第二反应器等五个危险部位。
其中液体丙烯储罐储存来自界区的液体丙烯、第一反应器顶部分离器、第二反应器顶部分离器分别储存两个反应器的原料丙烯和循环丙烯,这三个储罐如果发生泄漏或者火灾,将产生巨大危害。
在第一反应器、第二反应器中存在大量粉料和气相丙烯,反应器是在高压条件下操作,聚合反应是剧烈的放热反应,一旦反应器失控,会发生严重的安全事故。
(二)重点设备气相法聚丙烯装置重点设备主要为循环气压缩机、丙烯加料泵、急冷液加料泵、沉降器顶部压缩机、尾气压缩机、粉料输送风机、挤压造粒机组、粒料输送压缩机等设备。
除此之外,还有一些重要阀门如:两反应器的温度控制调节阀、压力控制调节阀、气锁器系统的阀门、粉料出料线上的阀门、粉料输送旋转加料阀、粒料输送旋转加料阀等,一旦这些设备和阀门出现故障,会引起装置生产波动或者减产停产,处理不当会引起恶性事故的发生。
1.循环气压缩机气相法聚丙烯装置在两个反应器都有循环气压缩机,循环气通过位于反应器底部的8个循环气喷嘴向反应器通人循环气,来保持反应器床层的悬浮程度,循环气压缩机出现故障停止,反应器失去循环气,只能短时间维持生产,必须立即启动备台,如果备台不能启动,装置只能进行停工处理。
2.丙烯加料泵来自界区的液体丙烯储存在丙烯储罐中,利用丙烯加料泵将丙烯储罐的丙烯增压后输送至所有丙烯用户,丙烯用户包括两反应器的原料丙烯、设备的冲洗丙烯、催化剂系统冲洗丙烯以及气相丙烯储罐的原料,急冷液泵故障停止后,由于丙烯储罐的压力达不到各丙烯用户的压力,所有的丙烯用户失去丙烯供应,将会造成反应原料丙烯无法供应,催化剂喷嘴堵塞、设备失去丙烯冲洗、压缩机失去气相丙烯冲洗,粉料输送系统无法运行等一系列问题。
3.急冷液泵两个反应器通过加入液体丙烯汽化带走热量从而达到控制反应器的温度。
10万吨聚丙烯装置概况
10万吨聚丙烯装置概况1.1 装置简介宁夏石化公司10万吨/年聚丙烯装置采用意大利Basell公司的Spheripol-Ⅱ代聚丙烯工艺技术,设计生产能力为10万吨/年聚丙烯,年操作时间8000小时,可生产均聚物37个牌号。
该项目的技术由中国寰球工程公司提供,操作弹性60%-110%。
1.1.1 工艺特点本装置采用国产化双环管工艺技术,向B ASELL 购买专利许可。
它与单环管工艺技术相比较,有了较大的改进与提高。
该工艺采用第四代催化剂体系,通过应用双环管结构的聚合反应器,可生产一些新牌号的产品。
提高预聚合和聚合反应器的设计压力等级,使新牌号的产品性能更好,老牌号的产品性能得以改进,也更利于对聚合物形态、等规度和分子量的控制。
(1)催化剂ZN-GF2A:适用于生产均聚、无规共聚产品ZN-M1:适用于生产均聚物、无规共聚物和三元共聚物特殊催化剂:适用于高刚性均聚产品国产N型、CS-1 型、CS-2 型催化剂(2)双环管工艺特点-使用第四代催化剂体系,可生产双峰聚丙烯和高刚性、高结晶性、高净度的产品。
-提高预聚合和聚合反应的压力等级,可以使环管反应器中的氢气含量增高,扩大了MFR 的范围,提高了产品强度,改善产品性能。
-以双环管反应器构型为基础,可以生产宽分子量分布的“双峰”产品。
也可以生产窄分子量分布的产品,利用环管反应器和液相本体聚合,可使传热控制得更好,反应更均匀。
如果将来使用茂金属催化剂,也不需要对现有装置做重大改造。
-停留时间减少,更好地利用了反应体积。
-改进了聚合物的高压和低压脱气、汽蒸、干燥系统和事故排放单元;提高了效率和操作灵活性。
-环管反应器结构简单,材质可用低温碳钢。
带夹套的反应器直腿部分可作为反应器框架的支柱,降低了投资。
采用冷却夹套撤出反应热,单位体积的传热面积大,环管反应器的总体传热系数高达1600w/m2•℃。
环管反应器内的聚合物浆液用轴流泵高速循环,流体流速达7m/s,使聚合物浆液混合均匀,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,轴流泵的能耗较低。
燕山石化聚丙烯两套装置工艺及产品简介
聚丙烯生产工艺简介
聚丙烯的用途:
薄膜制品:PP薄膜占PP用量的10%左右,聚丙烯薄膜制品透明而有光
泽,对水蒸汽和空气的渗透性小,它分为吹膜薄膜、流延薄膜(CPP)、双 向拉伸薄膜(BOPP)等。
聚丙烯生产工艺简介
PP-B是在单一的丙烯聚合后除去未反应的丙烯,再与乙烯聚合而得到的,实际上 是由聚丙烯、聚乙烯和末端嵌段共聚物组成的混合物,它既保持了一定程度的刚性, 又提高了聚丙烯的抗冲击性能,特别是低温抗冲击性能,但透明度和光泽度下降明 显。
PP-R是将丙烯及乙烯单体混合在一起聚合,在聚合物主链上无规则地分布着丙烯 单体或乙烯单体反应后的链段。乙烯链段的存在使共聚物无法结晶,即使乙烯含量很 少,也会使聚丙烯的结晶能力大大降低。例如含3%乙烯时,聚丙烯的玻璃化温度下降 11℃,如果用此种聚丙烯为原料制成薄膜,其使用最低温度可降低10℃左右。
是高弹性的热塑性塑料,有良好的拉伸强度,它可以像乙丙橡胶那样 进行硫化成为弹性体,机械性能优于一般不饱和橡胶。
聚丙烯生产工艺简介
按聚合工艺,等规聚丙烯的聚合可以分为:
泥浆法、本体法、溶液法和气相法等几种方法。其中气相法占据 主导地位。具有我国自主知识产权的液相本体法聚合而成的聚丙 烯产品为粉状,俗称小本体聚丙烯或称粉状聚丙烯,它是以炼油 厂尾气中提取的丙烯为原料聚合而成的。
APP为典型的非晶态高分子材料,内聚力较小,玻璃化温度低,常温 下呈橡胶状态,而高于50℃时即可缓慢流动。
间规聚丙烯:英文缩写为SPP。从立体化学来看,SPP分子中含有甲基 (—CH3)的碳原子分为两种不同构型且交替排列,如把主链拉伸,使主链 的碳原子排列在主平面内,则所有的甲基(—CH3)交替排列在主平面的两 侧。
聚丙烯装置简介和重点部位及设备
聚丙烯装置简介和重点部位及设备聚丙烯简介聚丙烯是一种重要的合成材料,也被称为PP。
它具有优异的耐化学腐蚀性、高熔点、较低密度,并且具有很好的制备性能,因此在制造各种工业产品方面都有广泛应用。
聚丙烯化学名称为聚丙烯烷,是一种热塑性合成材料,分子结构中仅含碳和氢两种元素。
在生活中常见到的口罩、饮料瓶、家用电器外壳等都可以使用聚丙烯生产。
聚丙烯的制备原理是将丙烯经过高温或紫外线辐射后,通过聚合反应合成具有一定颗粒大小和形状的聚合物颗粒,然后再经过加工成型制备成各种需要的产品。
聚丙烯装置重点部位反应器反应器是聚丙烯制造中最重要的设备之一,可以用来控制聚合反应和进一步刻画生产质量。
反应器的内部结构可以分为上、中、下三层,上层为碗状结构,中层为圆柱形结构,下层为锥形结构。
为了能够更好地加速化学反应,反应器的表面多采用硬质陶瓷或者金属材料。
分离器分离器是聚丙烯制造过程中重要的设备,一般主要用于分离固态成分和液态成分。
分离器的内部结构由输入口、输出口、内部网状结构以及固定下部支撑这些部分组成。
它的大小可以根据生产需求来调整。
真空泵是一个用于产生真空的装置,需要将反应器中气体的压力降到负压状态,以便减少非预期化学反应和允许高质量的聚合。
真空泵的工作原理是通过不断拉低压力,将反应器中的气体聚拢并逐渐抽出。
聚丙烯装置设备批量生产反应器批量生产反应器是聚丙烯制造中的重要设备,适用于大量生产小型聚合反应器。
它可以用于聚丙烯聚合反应产生的热量和温度控制,以及气液传输、混合和泵送等方面。
自动化分离器自动化分离器是一项先进的聚丙烯制造设备,可以实时通过数字控制来调整输入和输出流量,在输入和输出数据、温度、压力等方面都能够提供准确的数据支持来达到质量优化的效果。
真空泵设备真空泵设备是用于产生真空的设备,使用高效性、低能耗的真空系统来维持反应器在低压状态下的正确运行。
真空泵一般采用高效设计,可以在长时间光热暴露的情况下运行,不会导致温度和压力的不稳定情况。
天津45万吨年聚丙烯装置主要产品及用途
2、均聚物(共46个) 天津45万吨/年聚丙烯装置主要产品及用途
1、装置介绍:
装置规模: 设计规模为年产45×104 吨聚丙烯,年开工按8000小时计算。
装置组成: 主要由催化剂和助催化剂配置计量、添加剂计量、助催化剂冲洗、预聚合、多区反应聚合、聚合物脱气、气相共聚反应、聚合物汽蒸、聚合物干燥、原料精制组成。
原料、产品:以丙烯、乙烯为原料,产品为均聚产品、无规产品、高抗冲共聚产品和三元共聚产品。
工艺特点: 采用Basell公司最新开发的Spherizone工艺,由一条生产线组成。
3、 无规共聚物(共26个)
4、 抗冲共聚物(共26个)。
2PP装置简介实习
扬子石化塑料厂聚丙烯车间2PP装置简介一、装置简介20万吨/年聚丙烯装置为扬子石化股份公司65万吨乙烯改造工程五套工艺生产装置之一。
该装置采用BP-Amoco公司的专利技术,由法国Technip公司承包,北京工程公司设计院(BPEC)提供基础工程设计和详细工程设计。
本装置以丙烯为原料,乙烯为共聚单体,H2为分子量调节剂,采用BP-Amoco公司的专利产品――Amoco CD催化剂,在近似活塞流的气相卧式釜中聚合,可以生产均聚物(HP)、无规共聚物(RCP)、抗冲共聚物(ICP)等类产品。
本装置是一条生产线,主要由原料精制、催化剂进料、第一聚合反应、粉料输送,第二聚合反应、粉末脱活与干燥、尾气压缩、挤压造粒、粒料掺合与储存、包装码垛及辅助的公用工程组成。
本装置设计年生产能力20万吨/年,年操作时间8000小时。
其中均聚物8万吨(40%),抗冲共聚物8万吨(40%),无规共聚物4万吨(20%)。
按合同规定,专利商共转让81个牌号的产品,其中均聚物47个牌号,抗冲共聚物18个牌号,无规共聚物16个牌号,可用于注塑(43个牌号)、挤压(5个牌号)、铸膜(8种牌号)、纤维(14个牌号)等。
专利商提供的保证牌号16个,其中均聚物6个,无规共聚物4个,抗冲共聚物6个。
产品的熔融指数范围为:均聚物:0.47~38g/10min无规共聚物:0.3~50 g/10min抗冲共聚物:0.3~53 g/10min其中抗冲共聚物总乙烯含量6.7~17.0wt% ,橡胶中乙烯含量40.1~56.0wt%。
二、生产过程及基本原理本装置以高纯度丙烯,乙烯和氢气为主要原料,在一定的温度和压力下,借助BP Amoco 专有的高活性及CD催化剂与助催化剂的作用,生产聚合物粉料,再经脱活,干燥,混炼,挤压,造粒,筛分和均化,最终产品聚丙烯粒料经包装出厂。
丙烯均聚反应和乙烯-丙烯共聚反应的反应机理是相当复杂的,本节依据有关理论对丙烯均聚和乙烯-丙烯共聚反应机理作如下说明:1、均聚反应机理使用第四代Amoco CD催化剂体系进行丙烯聚合反应(从种属上说,Amoco CD催化剂属于齐格勒-纳塔(Zigler-Natta)催化剂体系),可用下面四个基本反应步骤来叙述:活化反应:助催化剂(TEAL)与TICl4在载体催化剂表面上反应,将钛的氧化状态从(+4)还原到(+3),从而为聚合反应激活Ti。
国内大石化聚丙烯装置介绍
国内大石化聚丙烯装置介绍燕山石化 PP 装置详细介绍北京燕化石油化工股份有限公司聚丙烯事业部,位于北京西南 50 公里处,燕山山脉余尾、著名的北京猿人遗址周口店附近。
是我国目前最大的聚丙烯生产基地、聚丙烯产品的年设计能力达 35.5 万吨,有 150 多个牌号,行销全国 28 个省和东南亚、东欧等地。
该企业现在有三套聚丙烯、一套己烷生产装置及机、电、仪、水汽等公用工程辅助系统。
固定资产 26 亿元,专业干部近 500 人,聚丙烯的生产技术一直处于国内领先水平。
技术处、研究所、检验中心等技术部门,拥有国内先进的科研开发技术和国际先进的检测手段。
不仅使产品的生产过程始终处于受控状态,从七五、八五至今,还研制开发了聚丙烯新牌号几十个,如:洗衣机、输液瓶、注射器、香烟丝束、涂覆、无纺布、高速纺等专用聚丙烯树脂,多次填补了国内空白。
并实现了批量生产。
还可根据用户的需求开发生产特殊性能的聚丙烯产品。
第一套聚丙烯装置于 1976 年建成投产,年设计能力为 8 万吨,是当时国内最大的聚丙烯生产装置,采用日本三井油化的浆液法生产工艺,经 86 年、 87 年两期技术改造后,装置可生产 47 个牌号,年生产能力提高到 11.5 万吨。
2004 年 7 月,燕化对一聚装置进行了优化装置工艺、提高产能、降低物耗能耗的技术改造; 2005 年 7 月改造完成,改造后的装置年产聚丙烯由 11.5 万吨增至 12 万吨,其工艺采用 BP 单釜气相法聚合工艺技术,与目前的第三聚丙烯装置( 20 万吨年产)相近,具有技术流程短,能耗物耗低,安全性高、便于开停车和牌号切换、过渡产品少等优点,年操作时间为 8000 小时,能生产均聚、共聚近 40 个牌号的产品。
值得关注的是,一聚装置的此次改造,聚合反应主框架的基础按双釜设计,为下一步的二期改造预留了第二反应单元位置和反应器粉料输送单元位置,随后而至的二期改造将使该装置的生产能力和产品牌号数量与三聚装置相同。
聚丙烯装置工艺讲解
安全使用要求(MSDS):
(1)乙烯具有火灾爆炸的危害性,乙烯极易燃烧,其 爆炸极限为3.05%~28.6% 。如发生泄漏可能产生火灾爆 炸。
(2)毒性:毒性属低毒类。麻醉作用较强,但对呼吸影 响较小。
乙烯主要经呼吸道吸入,经肺泡扩散,小部分溶解于
血液中。吸收后乙烯的绝大部分以原形通过肺迅速随呼
若发生人员丙烯冻伤事故,应马上用15~200C的冷水冲洗 伤处,并用手按摩揉搓伤处,直至皮肤恢复到正常颜色为 止,然后迅速送到医院由医生检查处理。
2.乙烯
化学性质:乙烯分子式为CH2=CH2,分子量28.05,乙烯 易燃其爆炸极限为3.05%~28.6%。乙烯化学性质活泼, 可以发生加成合聚合反应,乙烯单体可以自身聚合为聚 乙烯,也可以和丙烯等聚合成共聚产品。
二、其它危险化学品
1.主催化剂 主要成份为四氯化钛和油脂混合物,为褐色淤浆状固 体,遇空气会反应生产氯气。 2.选择性控制剂(给电子体) 主要有N-DONOR、D-DONOR和ADT几种,有刺激性气味, 与水、酸、碱反应生成甲醇,必须在惰性气体保护下 运输 3. 白油(液态石蜡) 无色透明液体属烃类混合物。闪点210℃。燃点415℃ 安全使用要求:吸入白油蒸汽后能引起呼吸道黏膜发 炎,皮肤接触可引起皮炎,眼睛接触时能引起发炎。 若不慎溅入眼睛应立即用水冲洗,皮肤溅上可用肥皂 水洗去。着火时,应用干粉泡沫灭火器灭火。
4.三乙基铝 化学性质:三乙基铝的分子式为AL(C2H5)3,分子量 为114.16,三乙基铝的化学性质非常活泼,与水、氧、 醇、卤素等发生剧烈化学反应而引起爆炸,在空气中 自燃。与人体接触能引起严重烧伤。
安全使用要求(MSDS): 三乙基铝与皮肤接触会严重烧伤皮肤。与空气接触时 自燃并剧烈燃烧,遇H2O发生爆炸。三乙基铝毒性较大, 与水及空气中的水份剧烈反应生成乙烷和氧化铝烟雾, 当吸入氧化铝烟雾后,会引起流行性感冒病症那样的 金属烟雾病症。 三乙基铝泄漏后立即切断泄漏源。着火情况下,用干 砂、蛭石、干粉灭火剂灭火,绝对禁用水、泡沫、 CCL4灭火剂。操作者应穿戴防护用具。若与TEAL接触 应立即用大量的水冲洗,条件具备时要用冰水冲洗, 并及时请医护人员处理。贮运时要用氮气封闭在密闭 容器中保存。
聚丙烯生产装置工艺简介
1 装置简介1.1 概述本装置采用意大利HIMONT公司的SPHERIPOL工艺,该工艺采用的聚合反应器为液相环管反应器,用于聚丙烯均聚物的生产。
工艺名称:SPHERIPOL液相本体法承包商:北京石化工程公司(BPEC)装置占地面积:公顷设备总台数:354台管道总长约:40km装置年生产能力:7×104t/a PP均聚物本色颗粒装置年操作时间:7200h装置h生产能力:吨装置产品牌号:25种牌号装置生产线:1条装置包装线:2条1.2 装置组成本装置由下列工艺操作单元组成100单元:主催化剂、三乙基铝、给电子体和防结垢剂的配制和计量200单元:催化剂预接触、丙烯预聚合和丙烯聚合300单元:聚合物的闪蒸脱气和丙烯单体回收500单元:聚合物的汽蒸和干燥600单元:排放系统、废油处理和工艺辅助设施700单元:丙烯精制800单元:聚合物添加剂的加入和挤出造粒900单元:聚合物颗粒的掺混、储存、包装和码垛另外装置还包括丙烯的预精制和消防系统1.3 工艺简述从界区来经过预精制的丙烯经丙烯精制单元脱除杂质后进入丙烯储罐,再经丙烯进料泵分别进入预聚合和聚合反应器,氢气由氢压机送入丙烯总管与丙烯混合。
配制后的主催化剂、活化剂和给电子体经计量连续加入预聚反应器,少量聚合的聚丙烯包裹着催化剂颗粒随大部分丙烯连续地从预聚反应器进入聚合反应器,反应器内的物料在轴流泵的作用下强制高速循环,进行较均匀的液相本体聚合,聚合热由反应器夹套冷却水带走。
流出反应器的淤浆经一蒸汽套管加热后依次进入高低压闪蒸罐,未反应的气态丙烯与聚合物分离后经压缩、冷凝后循环使用。
闪蒸后的聚丙烯经过汽蒸脱活和氮气干燥后,加入一定量添加剂,经挤压造粒,产品颗粒掺混后送去包装、码垛和贮存。
1.4 技术特点海蒙特Spheripol工艺是无脱灰、无脱无规物、无溶剂工艺聚合采用FT4S 和GF--2A 两种高立体定向能力催化剂(属第三代高效催化剂),催化剂活性高(70~100×104gpp/gTi ),聚合物等规度高(典型值>97%保证值93~97%),用FT4S 催化剂生产的聚丙烯为较大颗粒;用GF---2A 催化剂生产的聚丙烯为细小颗粒,FT4S 的活性略高于GF2A ,但GF2A 生产的聚丙烯等规度略高于FT4S 。
聚丙烯装置的难点、重点分析举例及技术来源等
目录一、工程重点难点分析 (2)二.具体体现 (3)三、技术来源 (6)四、投资 (9)20万吨/年聚丙烯装置一、工程重点难点分析1)本工程各类设备多、且为发包人供货,故确保设备按期到货,是保证工程进度的关键之一,是制约本工程施工进度的重点。
2)本工程钢结构工程、动静设备、工艺管线安装及电气仪表分布比较集中,工作量大,其中反应器安装、工艺配管、DCS的安装调试、风送系统的调试、压缩机组和挤压造粒机组安装和调试是该工程的重点;3)本工程设备集中、密度大,空间狭小,立体布置,层次多,超限设备较多,吊装难度较高,技术要求严,是施工的关键点,也是设备安装的难点。
部分工序要交叉作业,施工难度大;4)本工程管道工程类别多、工作量大、材质复杂。
介质不一,有气体、液体介质,还有固体粉料,因此对管道内壁的清洁程度要求较高,必须采用合理的焊接工艺确保焊口内成形质量良好;管道工程采取工厂化预制,预制深度达到70%以上,在管道预制过程中,严格控制管道焊接质量、管道内部清洁,并将特殊材质管道的预制安装作为重点控制对象。
5)本工程主要生产原料丙烯、氢气、助催化剂、三乙基铝等均为易燃易爆介质,粉料形成的粉尘容易产生静电爆炸,因此施工中设备、管道、电气及仪表等专业的安装和调试工作要准确、细致、完整,高度注意装置防火、防爆、防毒、防静电、防辐射等方面有高要求的特点;6)本工程自控水平较高,生产连续性要求严格,调试试验技术要求高。
整个电气仪表施工过程要精心组织、合理安排、细致调试并和其它专业密切配合,确保工程质量。
7)本项目设备均为工厂制作,无现场制作的非标设备。
8)造粒厂房高度95.78米,钢结构框架为10m×10m,总重量约514吨。
底部安装在造粒混凝土框架(23.8m)之上,其主要施工难点为高空作业、吊装、组对难度大,同时设备C5009、C5013、Y5014和管道也同步吊装,二.具体体现1、造粒厂房:施工比较困难,由于柱子1.3m*1.3m,跨度10m,层高为10.17m,下部为钢筋混凝土框架,上部为钢结构,钢柱跨度为10m,并且最高高度为95.78m,固采用先组装成片,再片和片安装,最后一次安装采用750t履带式起重机,导致无论是下部的基础施工还是上部的组装和吊装都很困难2、循环气压缩机基础:基础柱为0.85m*0.85m,高5m,柱顶板板厚为1.2m,长12.94m,宽4.3m,致使基础的施工很困难3、聚合反应框架C-4001基础:基础深4.5m,而当地水位为2.5m左右,基础开挖方式为大开挖且为深开挖,这就对基坑支护和围护带来了困难,同时存在截桩、接桩的问题,因设备安装要求螺栓等预埋件施工精度比较高,也给施工带来困难4、生活污水池:4m*5m,深6m,并且当时离生活污水池5m的建筑物已经修建好,从深度和和周围建筑物的距离考虑,施工都比较困难5、聚合反应循环气管线的安装:此管为DN900的管,管线长,重量大,吊装比较困难,安装时螺栓多,精度要求比较高,致使施工比较困难三、技术来源1.1中化泉州聚丙烯装置采用DOW化学的Unipol工艺,该工艺在已经成熟的聚丙烯工艺中流程最简单,无预聚合、高低压洗涤、粉料干燥、冷冻水系统,也没有中间粉料输送和膜回收系统;和其他工艺比较,UNIPOL工艺机械简单,系统简洁,包括一个或者两个气相流化床反应器。
聚丙烯装置简介和重点部位及设备.docx
聚丙烯装置简介和重点部位及设备一、装置简介(一)装置的发展及类型1.装置发展聚丙烯(Polypropylene,缩写为PIP)是以丙烯为单体聚合而成的聚合物,是通用塑料中的一个重要品种,结构式为:1953年德国Ziegler等采用R3Al—TiCl4催化体系制得高密度聚乙烯后,曾试图用R3Al—TiCl4为催化剂制取PP,但是只得到了无定形PP,并无工业使用价值。
意大利的Natta教授继Ziegler之后对丙烯聚合进行了深入的研究,于1954年3月用改进的齐格勒催化剂紫色TiCl3和烷基铝成功地将丙烯聚合成为具有高度立体规整性的聚丙烯。
1957年Montecatini公司利用Natta的成果在意大利Ferrara建成了6000t/a的生产装置,这是世界上第一套PP生产装置,使PP实现了工业化生产。
同年Hercules公司在美国Parlin 也建成了9000t/a的生产装置,这是北美第一套PP生产装置。
到1962年德国、日本、法国等国家也纷纷建厂,相继实现了PP的工业化生产。
2.装置的主要类型50多年来已有二十几种生产聚丙烯的工艺技术路线,各种工艺技术按生产工艺的发展和年代划分,可分为第一代工艺,生产过程包括脱灰和脱无规物,工艺过程复杂,主要是70年代以前的生产工艺,采用第一代催化剂;70年代开发的第二代催化剂使生产工艺中取消了脱灰过程,称为第二代工艺;80年代以后,随着高活性、高等规度(HY/HS)载体催化剂的开发成功和应用,生产工艺中取消了脱灰和脱无规物,称为第三代工艺;按照聚合类型可分为溶液法、浆液法(也称溶剂法)、本体法、本体和气相组合法、气相法生产工艺。
3.气相法工艺技术特点近几年来,我国相继引进的聚丙烯生产装置均为Himont的Spenpol工艺及三井油化的Hypol 工艺,以采用高效载体催化剂、液—气本体聚合方式为主要特征,反应器形式分为环管和立式釜式两种。
随着聚丙烯生产方式的不断发展,越来越多的公司开始涉足气相法聚丙烯生产路线,实践证明了气相法生产方式占地少、投资省、工艺流程简单。
聚丙烯装置及产品简介
—HDT/A(0.45Mpa)
℃
维卡软化温度—VST/A50(10N) ℃
8
NOVOLEN气相聚丙烯工艺
装置原料和产品一览表
序 号
指标名称
单位
数量
备注
一 主要产品和副产品
1
均聚物
2
无规共聚物
3
抗冲共聚物
二 主要原料和辅助原料
1
聚合级丙烯
2
聚合级乙烯
3
氢气
万吨/年 万吨/年 万吨/年
26.6 6.7 6.7
万吨/年 万吨/年 吨/年
37.15 3.68 60
最大43.9 9
1100 VC
1148 TC
1101 L
1148 UC
1101 M
1150 N
1101 N
1184 L
1101 NC
1191 N
1101 P
3048 TC
1101 R
1101 RC
1101 S
1101 SC
1102 G
1102 H
1102 J
1102 K
1102 L
1102 M
1102 N
1102 RC
1100 RC:是一种具有很好流动性的经控制流变(CR)而成的 丙烯均聚物 。(第二个字母一般为C表示加过氧化物)
2500H:嵌段共聚物, 该料具有良好的加工性能,较好的韧 性,高耐冲击,广泛用于汽车保险杠、包装箱、工业容器。
21
NOVOLEN牌号举例:均聚物
分析项目
熔体流动速率
黄色指数(小球)
≤
在欧洲汽车保险杠材料大多采用novolen产品为基本原料牌号为2500h2563h2800j被奔驰和克莱斯勒等著名汽车制造商采用作为汽车的前后灯箱除了少量高橡胶含量的牌号其它牌号的产品均可直接接触食品符合美国fda和西欧bgvv标准高纺速低但尼尔的产品欧洲占据最大的市场份额福建炼油化工有限公司高抗冲共聚物已经成为所有著名的旅行箱制造厂的指定用料被欧洲的diversezbikea宜家等家具连锁店采用生产室外家具被3m公司采用专门用于胶带生产产品牌号的命名由于pp生产采用的催化剂体系聚合工艺和配方助剂体系以及改性方法的不同使得产品的加工性能和物理机械性能有一系列差异以分别适用于不同用途的制品
聚丙烯装置基础知识
目录1装置概述32技术分类及特点83装置设计基础84装置生产工艺原理265装置工艺流程说明296装置主要设备简介347装置主要控制回路简介458装置布置简介559装置三废排放简介551 装置概述装置建设规模、组成及定员建设规模本装置建设规模为年产 30 万吨聚丙烯本色,设计操作弹性70%~110%。
装置组成和设计分工本装置各单元划分和装置主项见下表:表聚丙烯装置各单元划分和装置主项表装置定员和操作班次1)装置的年操作时间为8000 小时,连续生产。
2)生产班次为五班三运转。
3)本项目定员生产管理和操作人员总定员54 人.产品、副产品技术规格、产量、去向产品方案产品包括均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物等设计产量――均聚物 214200t/a――无规共聚物 25800t/a――抗冲共聚物 60000t/a总产量 300000 t/a装置的设计小时产率为:――均聚物: t/h――无规共聚物: ~ t/h――抗冲共聚物: t/h装置预留有生产三元共聚产品改造用地。
产品经掺混后送OSBL 包装仓库。
原料、催化剂、添加剂规格和耗量原料规格及年用量1)丙烯丙烯:≥ %相态:气相压力:温度:常温年用量:295465 吨2)乙烯乙烯:≥ %相态:气相压力:温度:40℃年用量:9870 吨3)氢气氢气:≥ %相态:气相压力:温度:30℃年用量:40 吨催化剂、化学品、添加剂规格及用量1)Zg 催化剂外观:固体悬浮液年用量:11 吨2)助催化剂(三乙基铝)外观:液体年用量:33 吨3)Cr 给电子体外观:液体年用量:27 吨4)挤出添加剂外观:固体年用量:560 吨5)过氧化物外观:液态年用量:24 吨6)矿物油外观:液体年用量:6 吨公用工程规格、来源和消耗1)公用工程名称――蒸汽――循环冷却水――脱盐水――生产给水――生活给水――高压消防水――氮气――仪表空气――装置空气――冷凝水――热水生产过程来自界区的丙烯、乙烯、氢气烷等原料在原料供应及净化单元被净化,并被升压至需要的压力后经计量送反应单元。
茂名石化新建30万吨聚丙烯装置简介
在短暂的停留时间内与补充的新鲜丙烯在低温下进行预聚合。这种在温和条件下进行初步聚合反应的目的是控制聚合物的形态。
2.4 本体聚合
本体聚合反应是在两个串联的液相环管反应器中进行的。
来自R-30200 的预聚合催化剂浆液同新鲜丙烯、用于分子量控制的氢气一起进入第一环管反应器R-30201。其中一部分丙烯聚合,另一部分液态丙烯作为固体聚合物的悬浮剂。R-30201 循环泵P-30201高速运转,保证反应器内物料混合均匀。
2.8.2 冷冻单元
本装置需要少量冷冻水。冷冻机PK-30601 为整个装置制备冷冻
水,冷冻水贮存在冷冻水罐D-30604 中,用冷冻水泵P-30601A/B 送至用户。
2.8.3 蒸汽冷凝液回收
PP 装置回收的所有蒸汽冷凝液都收集在蒸汽凝液罐D-30606 中,凝液经凝液冷却器E-30606 冷却后用蒸汽凝液泵P-30603A/B 送往颗粒冷却水箱D-30806,用作颗粒冷却水的补充水,多余的凝液送出界区。
2.8.5 废水处理
工艺废水(来自汽蒸罐洗涤塔,干燥器洗涤塔)经水池预分离细粉
后和聚合区铺砌地面的雨水直接收集到废水池Z-30601 中。
设置废水池的目的是清污分流并分离漂浮物,因此池内有一块挡
板,以分离在聚合区散落的聚合物粉料,润滑油等。
2.8.6 氮气压缩机
界区内用氮气压缩机PK-30602 将氮气增压,用于管线和设备的
2.8.4 废油处理
废油处理:此工段为间歇操作,来自T-30302 中的含助催化剂-2的废油收集在废油处理罐D-30607 中。
用于中和的添加剂以半批量的方式加入到D-30607 中,同时通入氮气,使烷基铝脱活。
用循环冷却水来控制D-30607 的温度。
年产20万吨聚丙烯装置操作规程
本装置所采用的主催化剂是以MgCl2为载体的钛系催化剂,它是一种深褐色粉末,遇水或暴露于空气中将产生盐酸所特有的刺激气味,在贮存和运输过程中应始终保持氮封状态。由于它是固态,所以工艺上采用了油/脂混合物悬浮液,将其悬浮在其中,以便于其分散和输送。主催化剂对空气、水和醇类等杂质非常敏感,必须除去与催化剂接触的系统中任何可能存在的杂质。
目前,环管工艺的给电子体有两种:C给电子体(CHMMS)和D给电子体(DCPMS)。装置中有三个完全一样的给电子体储罐D110A/B/C:一个用来存放用油稀释的给电子体,一个存放纯的给电子体,第三个存放第二种给电子体或不同浓度的给电子体。
给电子体装在200升的桶中送进装置,浓度约为100%。用给电子体卸料泵P103把给电子体送到三个贮罐D110A/B/C中的任何一个。由于某些产品要求给电子体的流量很小,为了提高计量泵P104A/B的准确性,有必要用油稀释给电子体以增加泵的输送流量。油从200升的桶中抽出加入D110A或B或C中。D110A/B/C液位通常保持在40~80%,当贮罐的液位不到50%时,就应添加或配制给电子体。给电子体贮罐装有低液位报警(LAL121、LAL122 、LAL123)以及现场液位计(LI121、LI122、 LI125)。贮罐的密封是通过FIC121、FIC122和FIC123保持氮封流量,罐内溢出的尾气通过一根总管汇集到密封罐Z114中,经油洗涤后排放至大气。
TEAL属自燃性物质,纯的TEAL化合物或高浓度的溶液在空气中自燃,反应放热且异常迅速;与水接触剧烈燃烧,并伴有响亮的爆炸声。虽然TEAL的贮存和输送设施的设计已尽量避免了其危险性,但由于仍存在潜在的危险性,故操作应完全按本操作法进行,且严格遵守安全规则。TEAL接触的所有容器、贮罐和管线始终要有氮气保护,正常操作时,绝不允许空气进入。要确保泵、输送管线和仪表拆卸前,油冲洗和氮气吹扫彻底,不会发生TEAL残留伤人的危险。拆卸设备或输送管线时,操作人员及维修人员应穿上防火金属服,并配带防火安全帽、面罩、手套、夹克、裤子和靴子。若TEAL泄漏到大气中起火时,绝不可用水灭火,因水可与TEAL发生反应,使火势更大或发生爆炸,在这种情况下可用干粉灭火器。
聚丙烯装置简介
二、反应机理
根据甲基(-CH3)排列位置不同分为等规、间规、 无规聚丙烯三种。
全同PP立构
间同PP立构
无规PP立构
二、反应机理
性质
全同PP(iPP)
等规度(%)
密度(克/厘米) 熔点(℃)
在正庚烷中熔解 情况
95
0.92-0.94 176 不溶
间同PP (sPP) 5
0.89-0.91 148~150
三、聚丙烯装置工艺流程描述
2.催化剂配制 高效主催化剂与烃类溶剂在催化剂配制罐内混合,配
制成浆液,然后用泵输送至催化剂加料罐,计量加入 反应器。两种助催化剂也用泵计量加入反应器。 3.聚合反应 聚合反应器为立式,采用螺带式搅拌器。反应在气相 下连续进行,具体的反应条件要根据最终生产产品的 性能决定。
一、聚丙烯装置技术简介
工艺简介
3. 本体聚合工艺 丙烯既是聚合单体,又是反应物稀释溶剂。按聚
合反应器不同,分为釜式聚合工艺和管式聚合 工艺 连续釜式聚合工艺:三井油化的Hypol工艺 特点:采用高效、高立构定向性催化剂TK-II,是 一种无溶剂、无脱灰的生产工艺
一、聚丙烯装置技术简介
工艺简介
三、聚丙烯装置工艺流程描述
4.挤压造粒
采用双螺杆挤压机。固体或液体添加剂直接加 入挤压机,设计有尾气系统以除去挥发物,并 采用一种独特的挤压机设计,向挤压机中加入 水以去活催化剂,通过一个排气口排出在热聚 合物中产品的蒸汽,以避免切粒过程中产生气 泡。
三、聚丙烯装置工艺流程描述
Novolen工艺流程抗冲生产线示意图
三、聚丙烯装置工艺流程描述
含有活性催化剂的均聚物间断地从第一反应器 送入第二反应,乙烯、丙烯、氢气和循环单体 也连续加入反应器中,在均聚物的基体上生成 乙烯-丙烯共聚物。
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( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改聚丙烯装置简介和重点部位及设备(2020年)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes聚丙烯装置简介和重点部位及设备(2020年)一、装置简介(一)装置的发展及类型1.装置发展聚丙烯(Polypropylene,缩写为PIP)是以丙烯为单体聚合而成的聚合物,是通用塑料中的一个重要品种,结构式为:1953年德国Ziegler等采用R3Al—TiCl4催化体系制得高密度聚乙烯后,曾试图用R3Al—TiCl4为催化剂制取PP,但是只得到了无定形PP,并无工业使用价值。
意大利的Natta教授继Ziegler之后对丙烯聚合进行了深入的研究,于1954年3月用改进的齐格勒催化剂紫色TiCl3和烷基铝成功地将丙烯聚合成为具有高度立体规整性的聚丙烯。
1957年Montecatini公司利用Natta的成果在意大利Ferrara 建成了6000t/a的生产装置,这是世界上第一套PP生产装置,使PP实现了工业化生产。
同年Hercules公司在美国Parlin也建成了9000t/a的生产装置,这是北美第一套PP生产装置。
到1962年德国、日本、法国等国家也纷纷建厂,相继实现了PP的工业化生产。
2.装置的主要类型50多年来已有二十几种生产聚丙烯的工艺技术路线,各种工艺技术按生产工艺的发展和年代划分,可分为第一代工艺,生产过程包括脱灰和脱无规物,工艺过程复杂,主要是70年代以前的生产工艺,采用第一代催化剂;70年代开发的第二代催化剂使生产工艺中取消了脱灰过程,称为第二代工艺;80年代以后,随着高活性、高等规度(HY/HS)载体催化剂的开发成功和应用,生产工艺中取消了脱灰和脱无规物,称为第三代工艺;按照聚合类型可分为溶液法、浆液法(也称溶剂法)、本体法、本体和气相组合法、气相法生产工艺。
3.气相法工艺技术特点近几年来,我国相继引进的聚丙烯生产装置均为Himont的Spenpol工艺及三井油化的Hypol工艺,以采用高效载体催化剂、液—气本体聚合方式为主要特征,反应器形式分为环管和立式釜式两种。
随着聚丙烯生产方式的不断发展,越来越多的公司开始涉足气相法聚丙烯生产路线,实践证明了气相法生产方式占地少、投资省、工艺流程简单。
AMOCO气相法的聚丙烯生产工艺是目前世界上最先进的工艺之一,该工艺具有流程短设备少、排污少、产品类型覆盖广等方面特点,该工艺有如下特点:(1)催化剂活性高气相法生产工艺中采用的AMOCO专利催化剂CD—CAT,为第四代Z—N催化剂,是一种具有高活性、高选择性的聚丙烯用催化剂,允许共聚物中共聚单体的准确接人,采用它生产的聚丙烯具有优良的品质,能生产出高刚性及高抗冲的聚丙烯品种。
该催化剂具有可控制性,能控制生成无规物量,保持较高的等规聚丙烯生成。
这种高性能的催化剂无需进行预聚合,使工艺和操作简化,废物和副产物少,无需脱除,使得整套装置的投资费用、操作费用及维修费用降低。
(2)反应器设计独特AMOCO气相法工艺的关键设备聚合反应器设计独特,采用DCS控制、卧式搅拌床式反应器。
反应器的设计提供了一种近似于活塞流式的运行方式,使反应器内的催化剂与丙烯接触机会更加频繁,在反应器内停留时间趋于相同,所获得的粉料粒度分布窄,一个活塞流式反应器相当于三个以上全反混式反应器,从而大大地缩短了流程。
在生产Hp、RCP产品时完全可以仅用一台反应器,在生产ICP 时,两台反应器串联操作,则能生产出具有高性能的抗冲产品。
(3)产品类型覆盖广该种工艺能够生产出应用范围很广的产品,其中包括注塑、薄膜、涂覆、吹塑、挤出板材、纤维等各种品种,涉及汽车、家电、食品包装、医疗、建筑、水利、交通等各个行业。
由于该工艺的设计的科学性,使其产品在许多方面具有优越性。
与采取一般催化剂及工艺生产的产品相比,该产品中各种金属残留物的含量极低,稳定剂用量少,产品颗粒均匀,光洁透明,无气味。
采取高效的CD催化剂及独特的反应器与工艺流程,使生产出的抗冲共聚物,在较宽的温度范围内,显示出了较好的硬度与抗冲性能的平衡。
纤维级产品如短丝、长丝、无纺布和撕裂膜等具有高韧性、高强度,固色稳定,白度好,并可进行热黏合。
薄膜级产品质量均一、光泽度高、加工稳定性好。
(4)牌号切换迅速、过渡料少这种活塞流式反应器形式有助于提高产品性能,减少过渡时间。
与传统的搅拌釜、环管反应器或流化床反应釜相比,牌号切换快速、简便、产生最少的等外品。
(5)操作安全由于液态烃存在量相对较少,比起其他的工艺,Amoco气相法工艺流程有其内在的安全性,由于无任何液态物质向环境中排放,所以该工艺对环境无污染,而各种气相物质均排放至火炬。
(6)产品质量稳定由于采用先进的DCS控制系统及产品质量的优化控制系统,整个工艺过程控制稳定,许多影响产品质量的指标可以通过在线分析直接反馈出来,从开车到现在可以看出,该装置各项工艺指标控制稳定,产品性能均一,各项指标波动小。
(二)装置单元组成与工艺流程1.组成单元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、粒料掺合及储存单元、原料精制单元、公用工程单元等10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,以氢气为相对分子质量调节剂,在催化剂体系的作用下,经气相反应聚合生成聚丙烯粉料。
(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,并将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,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,同时带走挥发组分。
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,并由混炼机加工成合格形状粒料。
(8)粒料掺合和储存单元将粒料送至掺合料仓,进行粒料的掺合,改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。
2.工艺流程本装置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,经过精制的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。
气锁系统用于在两反应器之间传送粉料和隔离反应器以避免循环气的相互串流。
聚合反应之后,粉料在袋滤器中与气体分离,在脱气仓中脱活和干燥,然后进入混炼机/齿轮泵系统,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,然后送至储罐,准备包装。
(二)化字反应过程1.结构与性能由于聚丙烯主链上含有不对称碳原子,造成其叔碳上的甲基在空间有不同的排列方式,因而存在三种不同立体结构的PP,即等规、间规和无规结构,如图5—5所示。
主链上的甲基全部排列在分子链一侧的为等规PP(1PP)(如图5—5a);如甲基在主链两侧交替排列,则为间规PP(SPP)(如图5—5b);如甲基不规则地排列于链的两侧,则称为无规PP(APP)(如图5—5c)。
等规聚丙烯和间规聚丙烯是能够结晶的,而无规聚丙烯为非晶材料。
目前工业生产的PP大多为等规聚丙烯,以等规结构为主,同时也含有立构嵌段物(有规和无规链段)及少量的无规物和间规物。
具体的组成结构与所使用的催化剂和聚合反应条件有关。
2.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作为载体催化剂的表面上反应,将钛的化合价从十4还原到+3,形成以Ti为活性中心的TEAL—TiCl4络合物;(2)链引发:一个丙烯分子在活性中心自行插入,形成聚丙烯链;(3)链增长:丙烯分子在活性中心依次插人,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。
3.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:(1)所有催化剂颗粒在反应器中的停留时间相同;(2)反应器与增加的聚合物颗粒等温;(3)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(四)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:1.主催化剂:AmocoCD催化剂2.助催化剂:三乙基铝(TEAL)3.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,在没有TEAL的情况下聚合反应将不能发生。
除了作为助催化剂,TEAL还起到净化剂的作用,对于单体、矿物油和所有其他原料,TEAL还用于脱除其中痕量的催化剂抑制剂。
DIBDMS和DIPDMS是作为外部改性剂使用,其能够为催化剂颗粒中的内部改性剂提供附加的立体定向控制,在没有DIBDMS或DIPDMS 的情况下,聚合反应将生成过量的无规组分,硅烷的另一个有利作用是抑制催化剂的衰减,使反应可以持续更长的时间。
在生产均聚物(Hp)和无规共聚物(RCP)时使用的外部改性剂是DIBDMS,生产抗冲共聚物(1CP)时使用的外部改性剂是DIPDMS,DIPDMS能生成具有较高韧性的抗冲共聚材料,而且是在最终产品中实现所要求的韧性和抗冲击性能平衡所必要的。