PP生产工艺路线及特点
聚丙烯主要的气相法生产工艺简介
聚丙烯主要的气相法生产工艺简介第四代聚丙烯生产工艺主要包括上图所示的二个大类,在这里着重介绍一下气相法工艺。
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。
Innovene工艺Innovene工艺又名BP-Amoco工艺。
工艺的主要特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器。
用这种独特的反应器,因颗粒停留时间分布范围很窄,可以生产刚性和抗冲击性非常好的共聚物产品。
这种接近平推流的反应器可以避免催化剂短路。
当有乙烯存在时,可以生成大颗粒共聚物,而不是在均聚物颗粒内生成细粉,这些细粉将降低共聚物的低温冲击强度,并形成不必要的胶状体。
因此该工艺很窄的反应停留时间分布可以实现用多个全混反应釜均聚反应器才能生产的高抗冲共聚物的要求。
另外,由于这种独特的反应器设计,该工艺的产品过渡时间很短,理论上产品的过度时间要比连续搅拌反应器或流化床反应器短2/3,因而产品切换容易,过渡产品很少。
Innovene工艺采用丙烯闪蒸的方式撤热。
液体丙烯以一种能保持反应器床层干燥的方式从各个进料点喷入反应器内,液体丙烯汽化后,其单体的分压小于它的露点压力,并足以撤走反应热。
聚丙烯生产技术 聚丙烯聚合原理
(3)Cl
Ti
移位 (4)Cl
(4)Cl
(1)
Cl (6)
(5)
Cl (2) Ti Cl (6) CH2
kp
CH3 CH R
或间规PP。
链增长
聚丙烯生产技术
8
高聚物生产技术
3、链终止
①向单体转移
H Ti CH2 C R
CH3 CH2 CH
CH3
Ti CH2 CH2 CH3
+
CH2 C CH2 CH R
CH3 配位 CH2 CH
加成 插入
δ- CδH+ 3
H2C CH
(3)Cl
Cl (2)
δ+
Ti
δ-
(4)Cl
R (1)
Cl (6)
随后空位与增长链交换位 置,下一个单体又在空位 上继续插入。如此反复进 行,丙烯分子上的甲基就 依次照一定方向在主链上 有规则地排列,形成等规
CH3
(3)Cl
H2C
CH R Cl (2)
高聚物生产技术
项目五 聚丙烯生产技术
任务二:聚丙烯工艺路线探究
第3讲:聚丙烯聚合原理
聚丙烯生产技术
1
高聚物生产技术
一、聚丙烯合成
1、聚合反应
丙烯热力学有聚合倾向,但是很 长时间无法聚合得到聚丙烯。
1954年,意大利人G. NattaTiCl3 -Al(C2H5)3,作引发剂,将丙烯聚合成 等规聚丙烯,熔点175℃。
第三组分 (给电子体)
Lewis 碱 含、P、O
聚丙烯生产技术
6
高聚物生产技术
二、聚合机理
1、活性中心形成
(3)Cl (4)Cl
PP工艺流程
2.2 工艺说明2.2.1 聚合反应机理由于丙烯分子中存在一个不饱和碳碳双键,因此和所有烯烃一样,化学性质较为活泼,能发生催化加氢、亲电加成、自由基加成、氧化、聚合反应。
其中聚合反应是一种非常重要的化学反应。
丙烯聚合的反应机理相当复杂,一般来说可以划分为四个基本反应步骤:活化反应;形成活化中心;链引发;链增长及链终止。
对于活化中心,普遍接受的是单金属活性中心理论。
该理论认为活性中心是呈八面体配位并存在一个空位的过渡金属原子。
首先单体与过渡金属配位,形成Ti配合物,减弱了Ti-C键,然后单体插入过渡金属和碳原子之间。
随后空位与增长链交换位置,下一个单体又在空位上继续插入。
如此反复进行,丙烯分子上的甲基就依次照一定方向在主链上有规则地排列,即发生阴离子配位定向聚合,形成等规或间规PP,工业上就是以此反应原理来合成聚丙烯树脂的。
聚丙烯均聚物反应式如式2―1聚丙烯聚合物中还有共聚物,如以丙烯为主要单体,以少量乙烯为第二单体或称共聚单体)进行共聚而成的聚合物,这种聚合反应叫共聚反应。
如式2―2聚丙烯的聚合反应为放热反应。
2.2.2 生产方法、技术路线及特点2.2.2.1 生产方法及技术路线装置采用DOW CHEMICAL COMPANY(陶氏化学公司)的UNIPOLTM PP工艺。
该工艺是陶氏化学公司下属联碳公司(UCCP)和壳牌公司于二十世纪八十年代开发的一种气相流化床聚丙烯工艺,采用高效催化剂体系,主催化剂为高效载体催化剂,助催化剂为三乙基铝、给电子体。
该工艺的核心设备为立式气相流化床反应器、循环气压缩机、循环气冷却器和挤压造粒机组。
流化床反应器是空心式容器,其顶部带有扩大段,底部带有分布器,第一反应器操作压力为3.4MPaG,温度67℃,第二反应器操作压力为2.1MPaG,温度70℃;循环气压缩机为单级、离心式压缩机。
2.2.2.2 工艺特点(1)应用一台反应器能生产均聚和无规共聚产品,串连第二台反应器即可生产抗冲共聚产品。
聚丙烯生产工艺
聚丙烯生产工艺聚丙烯:英文名称:Polypropylene分子式:C3H6nCAS简称:PP,由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,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、气相法、本体法-气相法组合工艺五大类。
一、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。
溶液法工艺流程复杂,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。
二、淤浆法工艺淤浆法又称浆液法或溶剂法工艺,是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。
从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期,淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。
典型工艺主要包括意大利的Montedison工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco 工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。
这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂,采用立式搅拌釜反应器,需要脱灰和脱无规物,因采用的溶剂不同,工艺流程和操作条件有所不同。
近年来,传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少,保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域,如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。
近年来,人们对该方法进行了改进,改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂,可删除催化剂脱灰步骤,能减少无规聚合物的产生,可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。
PP生产工艺
PP生产工艺目前,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。
1 淤浆法工艺淤浆法工艺(Slurry Process)又称浆液法或溶剂法工艺,是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。
从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期,淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。
典型工艺主要包括意大利的Montedison 工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。
这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂,采用立式搅拌釜反应器,需要脱灰和脱无规物,因采用的溶剂不同,工艺流程和操作条件有所不同。
近年来,传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少,保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域,如特种BOPP 薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。
近年来,人们对该方法进行了改进,改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂,可删除催化剂脱灰步骤,能减少无规聚合物的产生,可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。
目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。
2 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。
聚丙烯生产工艺介绍精品PPT课件
9、载气压缩(7600)
10、载气分离塔(7610)
2
12. 粒料输送(7700) 13. 一线粒料掺混仓(7710) 14. 二 线粒料掺混仓(7720) 15. 包装储存(7750) 16. 包装码垛及仓库(7800) 17. 蒸汽凝液系统(7910) 18. 废水收集系统(7920) 19. 火炬系统(7930)、 20. 冷却水系统(7940) 21. 工业水、脱盐水、饮用水系统(7950) 22. 氮气分配(7960) 23. 工厂风和仪表风(7970) 24. 消防水系统(7980)
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主要产品及生产
• 一、产品方案
• 二、各类产品的生产 • 均聚物:一种单体聚合,即丙烯聚合(单台反应
器) • 抗冲共聚物;两种单体聚合(乙烯,丙烯)形成
含有橡胶 弹性体的高立体规整性的共聚物(两台 串联反应器) • 无规共聚物:两种单体聚合(乙烯,丙烯)立体 规整性较低
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主要产品及生产
• 一、产品方案
• 二、各类产品的生产 • 均聚物:一种单体聚合,即丙烯聚合(单台反应
器) • 抗冲共聚物;两种单体聚合(乙烯,丙烯)形成
含有橡胶 弹性体的高立体规整性的共聚物(两台 串联反应器) • 无规共聚物:两种单体聚合(乙烯,丙烯)立体 规整性较低
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• 聚合反应热由液态丙烯的蒸发撤走,丙烯的转化率 大约是新鲜进料的75%~85%,也会随着聚合物形 态发生变化。
PP 装 置 工 艺 讲 解
第Hale Waihona Puke 讲1目录一、主要产品简介
二、产品性能指标
三、工艺流程简介
1、一线聚合(7310、7320)
2.粉料卸料及净化(7330)
3、膜回收单元(7340)
PP工艺——精选推荐
聚丙烯聚丙烯(PP)可以采用多种工艺加工成各种制品,同时由于其合适的性价比,使它成为一种应用最广泛的塑料。
模塑工艺简单,并且聚丙烯具有吸引人的强度、刚度和很高的使用温度,这些使得注射模塑成型成为聚丙烯加工最常用的工艺,与其他通用塑料相比,聚丙烯加工的一个独特方面是,几乎一般的产品(主要是在纤维和薄膜制品中)利用取向来增性能。
聚丙烯的吸水率很低,在水中浸泡一天,吸水率仅为0.01%---0.03%,因此成型加工前不需要对粒料进行干燥处理。
聚丙烯的流体接近非牛顿流体,粘度对剪切速率和温度都比较敏感,提高压力或增加温度都可改善聚丙烯的熔体流动性,但以提高压力较为明显。
由于聚丙烯为结晶类聚合物,所以成型收缩率较大,一般在1%--2.5%的范围内,且具有明显的后收缩性。
在加工过程易产生取向,因此在设计模具和确定工艺参数要充分考虑以上因素。
聚丙烯受热时容易氧化降解,在高温下对氧气特别敏感,为防止加工中发生热降解,一般在树脂合成时候即加入抗氧剂。
此外,还应该尽量减少受热时间,并避免减少受热时候与氧气接触。
聚丙烯一次成型优良,几乎所有的成型加工方法都适用,其中最常采用的是注射成型和挤出成型。
一、聚丙烯的注塑加工工艺不同用途的PP其流动性差异较大,一般使用的PP流动速率介于ABS与PC 之间。
PP是一种半透明、半晶体的热塑性塑料,具有高强度、绝缘性好、吸水率低、热就形温度高、密度小、结晶度高等特点。
改性填充物通常有玻璃纤维、矿物填料、热塑性橡胶等。
1、塑料的处理纯PP是半透明的象牙白色,可以染成各种颜色。
PP的染色在一般注塑机上只能用色母料。
在华美达机上有加强混炼作用的独立塑化元件,也可以用色粉染色。
户外使用的制品,一般使用UV稳定剂和碳黑填充。
再生料的使用比例不要超过15%,否则会引起强度下降和分解变色。
PP注塑加工前一般不需特别的干燥处理。
2、注塑机选用对注塑机的选用没有特殊要求。
由于PP具有高结晶性。
需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。
pap工艺路线
pap工艺路线一、PAP工艺路线概述PAP工艺路线,即聚丙烯(Polypropylene,简称PP)生产工艺路线,是一种以丙烯为原料,通过聚合反应生成聚丙烯的过程。
PAP工艺路线主要包括原料准备、催化剂制备、聚合反应、产品分离与干燥等环节。
二、PAP工艺路线发展历程1.早期阶段(1950s):1954年,美国杜邦公司首次成功开发出聚丙烯生产工艺,并实现了工业化生产。
此后,PAP工艺逐渐成为丙烯聚合领域的研究热点。
2.发展阶段(1960s-1980s):在这一阶段,PAP工艺得到了迅速发展,催化剂技术和聚合反应器设计取得了重要突破。
代表性的技术包括Borouge工艺、Exxon工艺等。
3.优化阶段(1990s至今):随着环保、节能等需求的不断提高,PAP工艺路线也在不断优化。
新型催化剂、高效聚合反应器、绿色生产工艺等方面取得了显著成果。
三、PAP工艺路线关键技术1.催化剂制备:催化剂是PAP工艺的核心技术之一,其性能直接影响到聚丙烯的产品性能。
目前,常用的催化剂主要有两类:一类是基于金属有机框架(MOFs)的催化剂,另一类是负载型催化剂。
2.聚合反应器设计:聚合反应器是PAP工艺的核心设备,其设计直接影响到聚合反应的效果。
目前,常用的聚合反应器主要有三种:釜式反应器、管式反应器和环管反应器。
3.产品分离与干燥:优质聚丙烯产品的生产,离不开高效的产品分离与干燥技术。
常用的分离方法有沉降、过滤等;干燥技术主要有热风干燥、真空干燥等。
四、PAP工艺路线发展趋势1. 高性能聚丙烯研发:随着市场需求的变化,高性能聚丙烯的研发将成为PAP工艺的重要发展方向。
例如,耐磨、耐热、高强度等性能的聚丙烯产品。
2.绿色生产工艺:环保意识的不断提高,将推动PAP工艺向绿色、低碳方向发展。
例如,降低能耗、减少废弃物排放等技术。
3.智能化与自动化:随着工业4.0时代的到来,PAP工艺将向智能化、自动化方向发展。
例如,引入智能制造、物联网等技术。
PP PE分类及生产工艺
PP PE分类及生产工艺
关于废塑料生产工艺及分类路线,首先是先分类后进行生产,例如:PP,PE(包括LDPE,HDPE,LLDPE),这一品种大约分为以下几类:
1. PE塑料:管子,单丝,瓶,卡伦桶,包括酒瓶,机油瓶,化状品瓶,洗涤精瓶,称中空塑料,包装膜等都是PE。
2. PP塑料:脚盆,脸盆,水桶,淘米箩,塑料椅凳,编织袋都是PP。
把这些品种分开最好把颜色也分开,这样更佳,但生产造粒,质量更好,而且价格也比较好,然后开始生产,如下路线:
以上工艺流程大致上是这样的。
关于下沉料主要是碳酸钙掺和的关系,一般塑料掺和10%以上,塑料到水里都沉下去了。
所以沉下料要另外处理,最好执行单独造粒,可以掺入到低档产品,只能注塑产品用,其它吹塑等都不能用。
为什么这一类能同时可以生产呢?因这二种产品类型相同。
PP、PE种混一些进去,也不会影响产品质量。
同时挤出机参数也是一样,不需要再换机器。
料温也是差不多的。
聚丙烯的工艺流程
聚丙烯的工艺流程
聚丙烯是一种重要的聚合物材料,广泛应用于塑料制品、纺织品、管材、包装材料等领域。
其生产过程涉及多个工艺环节,从聚合反应到制品成型均有严格的流程要求。
首先,聚丙烯的生产通常以原油提炼出的乙烯为主要原料,经过裂解制备丙烯。
接着,利用聚合反应将丙烯单体聚合成聚丙烯树脂。
聚合反应是整个生产过程的关键步骤,需要控制温度、压力、催化剂的选择等因素,以确保产品的质量和产量。
经过聚合反应后,得到的聚丙烯树脂还需进行挤出、注塑、吹塑等加工工艺,将其转化为各种塑料制品。
在挤出过程中,聚丙烯树脂通过加热软化后,经过模具的挤压成型,制成塑料片材、管材等产品。
注塑则是将聚丙烯树脂加热熔融后注入模具中,经冷却凝固成型。
而吹塑则是将聚丙烯树脂加热融化后,通过空气吹塑成型,常用于制作塑料瓶、塑料容器等产品。
除了挤出、注塑、吹塑等常见的加工工艺,聚丙烯制品的生产还可能涉及印刷、涂覆、成型等后续工艺。
印刷工艺可以在塑料制品表面印刷图案、文字,提升产品的美观性和商业性;涂覆工艺则是在塑料制品表面涂覆一层保护性涂层,增强产品的耐磨性和耐用性;成型工艺则是通过模具对聚丙烯制品进行最终的成型加工,确保产品符合设计要求。
总的来说,聚丙烯的生产工艺流程包括从原料处理到最终制品成型的一系列环节,每个环节都至关重要。
通过科学的工艺控制和严格的生产管理,可以生产出质量稳定、性能优良的聚丙烯制品,满足市场的需求并促进产业的发展。
1。
聚丙烯制作工艺
聚丙烯制作工艺在现代工业生产中,聚丙烯是一种常见且广泛应用的塑料材料。
它具有优异的物理性质,如耐磨、耐腐蚀、质轻等特点,因此在各个领域都有重要的用途。
聚丙烯的制作工艺相对简单,但却需要精密的操作和严格的控制,以确保最终产品达到所需的质量标准。
首先,聚丙烯的生产通常从聚丙烯原料的准备开始。
聚丙烯是通过聚合乙烯单体而成,原料主要是乙烯气体。
在工厂中,乙烯气体会经过一系列加工步骤,如裂解、聚合等,最终形成聚丙烯颗粒作为初始原料。
这些颗粒具有不同的颜色和形状,取决于生产商所需的最终产品种类。
一旦获得聚丙烯颗粒,接下来就是将其加热熔化。
通常采用挤出或注塑工艺,将聚丙烯颗粒加热至熔化状态,然后通过模具成型。
在注塑过程中,将熔化的聚丙烯材料注入模具中,利用高压使其充满模具的空腔,待冷却后取出成型的制品。
而挤出工艺则是通过将熔化的聚丙烯材料从模具的开口挤出,再经过冷却切割形成所需的形状。
除了加热熔化和成型,控制工艺参数也是聚丙烯制作过程中至关重要的环节。
例如,挤出和注塑过程中的温度、压力、速度等参数都需要严格控制,以确保成品的物理性质和外观质量符合要求。
不同种类的聚丙烯产品可能需要不同的工艺参数,生产厂家需要根据具体产品要求进行调整。
此外,在聚丙烯制作工艺中,原料的质量也是至关重要的。
优质的聚丙烯原料可以保证最终产品的性能稳定性和使用寿命。
因此,生产厂家通常会选择信誉良好的供应商,并进行严格的原料检测和筛选。
总的来说,聚丙烯制作工艺虽然看似简单,但其中包含着许多复杂的技术和细节。
只有掌握了合适的工艺,严格控制每一个生产环节,生产出的聚丙烯制品才能符合客户的需求,得到市场的认可。
希望本文所述的聚丙烯制作工艺内容,能够为相关行业提供一定的参考和帮助。
1。
聚丙烯PP五大生产工艺
聚丙烯五大生产工艺一、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。
溶液法工艺流程复杂,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。
二、淤浆法工艺淤浆法又称浆液法或溶剂法工艺,是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。
从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期,淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。
典型工艺主要包括意大利的Montedison工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。
这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂,采用立式搅拌釜反应器,需要脱灰和脱无规物,因采用的溶剂不同,工艺流程和操作条件有所不同。
近年来,传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少,保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域,如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。
近年来,人们对该方法进行了改进,改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂,可删除催化剂脱灰步骤,能减少无规聚合物的产生,可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。
目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。
三、本体法工艺本体法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。
聚丙烯主要的气相法生产工艺简介
聚丙烯主要的气相法生产工艺简介第四代聚丙烯生产工艺主要包括上图所示的二个大类,在这里着重介绍一下气相法工艺。
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响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采用立式搅拌床反响器建成世界上第一套万吨/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响器的气相法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。
Innovene工艺Innovene工艺又名BP-Amoco工艺。
工艺的主要特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反响器。
用这种独特的反响器,因颗粒停留时间分布范围很窄,可以生产刚性和抗冲击性非常好的共聚物产品。
这种接近平推流的反响器可以防止催化剂短路。
当有乙烯存在时,可以生成大颗粒共聚物,而不是在均聚物颗粒内生成细粉,这些细粉将降低共聚物的低温冲击强度,并形成不必要的胶状体。
因此该工艺很窄的反响停留时间分布可以实现用多个全混反响釜均聚反响器才能生产的高抗冲共聚物的要求。
另外,由于这种独特的反响器设计,该工艺的产品过渡时间很短,理论上产品的过度时间要比连续搅拌反响器或流化床反响器短2/3,因而产品切换容易,过渡产品很少。
Innovene工艺采用丙烯闪蒸的方式撤热。
液体丙烯以一种能保持反响器床层枯燥的方式从各个进料点喷入反响器内,液体丙烯汽化后,其单体的分压小于它的露点压力,并足以撤走反响热。
聚乙烯和聚丙烯的生产工艺比较
1.4 聚乙烯工艺剖析1.4.1 Basell高压管式工艺Basell高压管式工艺生产的EVA从市场数据来看,预计到2022年国内总产能达到240.3万吨,远高于需求量209.1万吨,存在产能过剩风险。
另外,高压管式工艺生产LDPE产品的利润较低,并且工艺操作复杂,反应压力高,危险性大。
结合近几年市场情况,LDPE表观需求量及其年增长率相对HDPE和LLDPE也较低。
截至2019年末,国内聚乙烯总产能为2025万吨,到2022年国内总产能将达到2485万吨;国内PE表观消费增长率按照5%计算,到2022年国内PE表观需求量为3485万吨,仍然处于需大于供的状态。
近三年,LDPE平均消费占比18%,HDPE平均消费占比44%,LLDPE 平均消费占比38%。
1.3 聚乙烯工艺成本分析聚乙烯工艺成本如表1所示。
三大类。
目前市场上使用的主流工艺如下:LLDPE的生产工艺只有Unipol气相流化床工艺。
目前,国内已有39套该工艺装置,单套最高产能65万吨/年。
HDPE的生产工艺有CPChem的双环管、INEOS的气相流化床工艺及巴塞尔Hostalen低压釜式工艺。
目前,国内已有5套低压釜式工艺装置,单套最高产能45万吨/年,INEOS和CPChem的工艺均不转让。
LDPE/EVA生产工艺有埃克森美孚和巴塞尔高压管式工艺。
目前,国内有11套巴塞尔高压管式工艺装置,单套最高产能50万吨/年,埃克森美孚工艺已不转让。
1.2 聚乙烯产品市场聚乙烯产品消费结构如图1所示。
0 引言烯烃作为重要的化工原料,在工业的发展中扮演着非常重要的角色。
随着国民经济的快速发展,目前中国已经成为世界聚烯烃的第一生产大国[1],同时也是世界聚烯烃的第一消费大国。
聚烯烃是由乙烯、丙烯、1-丁烯等α-烯烃共聚得到的热塑性树脂的总称[2],具有机械性能好、化学稳定性强、加工性能好等优点。
聚烯烃产品中应用最多的品种是聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP),因此本文主要针对这两种产品,从工艺技术、市场情况、工艺成本等方面进行分析。
聚丙烯PP五大生产工艺
聚丙烯五大生产工艺一、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。
溶液法工艺流程复杂,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。
二、淤浆法工艺淤浆法又称浆液法或溶剂法工艺,是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。
从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期,淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。
典型工艺主要包括意大利的Montedison工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。
这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂,采用立式搅拌釜反应器,需要脱灰和脱无规物,因采用的溶剂不同,工艺流程和操作条件有所不同。
近年来,传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少,保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域,如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。
近年来,人们对该方法进行了改进,改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂,可删除催化剂脱灰步骤,能减少无规聚合物的产生,可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。
目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。
三、本体法工艺本体法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。
PP的生产工艺.doc
无规 PP 共聚物不同于均聚物,因为无规地插入聚合物主链中的乙烯分子阻碍了聚合物分子的结晶型 排列。共聚物结晶度的降低引起物理性质的改变:无规共聚物与 PP 均聚物相比刚度降低,抗冲击性能提 高,透明度更好。乙烯共聚物还有较低的熔化温度,这成了它们在某些方面应用时的优点。 无规共聚物含有较多的可革取物和无规 PP,以及乙烯含量高得多的聚合物链。这种较高的可革取物含量, 视不同的聚合过程,不同程度地存在于所有的商品共聚物材料中,并在满足联邦食品管理局(FDA)关于 食品接触的规定上造成困难。
制造方法 乙烯/丙烯无规共聚物是由乙烯分子和丙烯分子同时进行聚合反应而制得的,所用反应器与生产 PP 均聚物的一样。乙烯分子比丙烯分子小,反应快于(反应活性约十倍)丙烯。这使催化剂的立体定向性减 弱而活性增大,从而导致无规聚丙烯生成量增多。为了减少这种无规物的生成,需要降低反应温度,从而 降催化剂的活性,并减少最终产物中无规异构体的含量,得到一种具有较均衡性能的产品。 乙烯含量高(>3%)的无规共聚物在生产过程中处理起来比较困难,也很难在己烷稀释剂中进行聚合反应, 因为反应的二级副产品(无规聚丙烯和含乙烯量很高的共聚物)能溶于己烷。这在液体丙烯的本体聚合反 应也是一样,尽管溶解度较低。己烷稀释工艺生产出的大量副产品,必须在己烷再循环阶段分离出来,这 会增加总生产成本,然而却能得到合少量可溶组分的较清洁的聚合物。 在本体聚合工艺中,这些杂质会留 在聚合物中,并在处理薄片状材料时带来麻烦。而且,最终共聚产品中含有较多的可溶性杂质。使用有机 溶剂进行二次清洗,可除去大部分杂质,但又会提高共聚物的总生产成本。一般地,副产物含量高时,薄 片状无规共 聚物会变得较粘,当乙烯含量高于 3.5%(重量)时,这个问题更突出。 共聚物熔点降低和乙烯含量直接相关。据报导,乙烯含量为 7%时,共聚物的熔点低达 152°F。X3 含 量对共聚物熔点的影响比儿及更高基因含量的影响更大。它还取决于催化剂本身,及其以 X3 基团代替以 X5 基团结合乙烯的能力。 材料性能 物理性能:一般地说,无规 PP 共聚物比 PP 均聚物的挠曲性好而刚性低。它们在温度降至 32°F 时, 还能保持适中的冲击强度,而当温度降至-4°F 时,有用性就有限了。共聚物的弯曲模量( 1%应变时的割 线模量)在 483~1034MPa 范围内,而均聚物则在 1034~1379MPa 范围内。PP 共聚物材料的分子量对 刚性的影响不如 PP 均聚物的大。带切口的悬臂梁式冲击强度一般在 0.8~1.4 英尺·磅/英寸的范围内。 耐化学性能:无规 PP 共聚物对酸。碱、醇、低沸点碳氢化合物溶剂及许多有机化学品的作用有很强 的抵抗力。室温下,PP 共聚物基本不溶于大多数有机溶剂。而且,当暴露在肥皂、皂碱液。水性试剂和醇 类中时,它们不象其它许多聚合物那样会发生环境应力断裂损坏。当与某些化学品接触时,特别是液体烃。 氯代有机物和强氧化剂,能引起表面裂纹或溶胀。非极性化合物一般比极性化合物更容易为聚丙烯所吸收。 阻隔性能:PP 共聚物和均聚物都有很低的水蒸汽渗透率(0.5 克/毫升/100 平方英寸/24 小时)。 这些性质可以通过定向加以改进。拉伸吹塑型聚丙烯瓶子已把抗水蒸汽渗透性能改进至 0.3,氧气渗透率 到 2500。 电性能:一般地,聚丙烯有很好的电性能,包括:高介电强度,低介电常数和低损耗因子;然而,电 力应用一般选择均聚物。