Unipol气相法聚丙烯工艺技术进展

Unipol气相法聚丙烯工艺技术进展

摘要：在Unipol气相法聚丙烯工艺技术进展研究的过程中，Unipol气相法聚丙烯工艺技术进展的研究问题直接影响着整个Unipol气相法聚丙烯工艺技术的发展。本文将就Unipol气相法聚丙烯工艺技术进展进行探讨并提出相应的发展的新技术。

关键词：Unipol；气相法；聚丙烯

一、前言

Unipol气相法是聚丙烯工艺生产中的常用工艺，主要是用于聚丙烯的生产过程中。保证Unipol气相法的质量是整个聚丙烯生产项目的重要环节。下文将对Unipol气相法聚丙烯工艺技术进展进行分析。

二、Unipol工艺特点

聚丙烯（PP）是一种性能优良的热塑性合成树脂，是五大通用合成树脂之一。聚丙烯具有密度小、无毒、易加工、抗冲击强度高、抗挠曲性及电绝缘性好等优点，可采用注塑、挤塑、吹膜、涂覆、喷丝、改性等多种加工手段加工成各种工业和民用塑料制品，广泛应用于电子电器、汽车、建材、医疗、包装等领域。

工艺的显著特点有：可以配合超冷凝态操作，即所谓的超冷凝态气相流化床工艺（SCM）。由于超冷凝操作能够最有效地移走反应热，能使反应器在体积不增加的情况下提高很大的生产能力，只用一台反应器就可生产均聚物、无规共聚物，可在较大操作范围内调节操作条件而使产品性能保持均一；

三、Unipol 工艺的新进展

1、冷凝态技术

1985年，UCC公司尝试将循环气体的温度降低到露点以下，使冷凝液体夹带在循环气流中进入反应器，结果发现冷凝液进入反应器后迅速蒸发，没有扰乱流化床的稳定。由于反应器进口处的循环气体与反应器之间温差加大和冷凝液体的蒸发，极大地提高了反应器的撤热能力，从而带动时空产率大幅上升，这就是“冷凝态技术”的原理。

1986年，UCC公司经过实验发现，原来使用的立管/锥帽式导流器容易在反应器底部产生积液，不适合冷凝态操作，圆环形导流器。其原理是将进入混合室的循环流体分为两股，一股气流通过圆环中心开孔直接上升，主要作用是夹带循环气体中液滴和固体颗粒，保持在气流中悬浮上升；另一股气流沿着反应器底部内壁上升，目的是阻止冷凝液及固体颗粒在反应器底部聚集，使落在反应器底部和内壁的液滴重新雾化和固体颗粒再度悬浮。两股气流的比例可以通过导流器的

结构进行调整。这种导流器实现了冷凝态和非冷凝态操作切换自如，既避免了干法操作时易出现的固体颗粒的聚集，又消除了湿法操作时易导致的积液问题。

2、气相流化床Unipol聚丙烯工艺分析

Unipol聚丙烯装置由下列工艺单元组成：原料供给和精制、丙烯精制、反应、树脂脱气、添加剂系统、造粒。

DOW化学公司的Unipol聚丙烯生产工艺采用气相流化床反应器技术生产聚丙烯产品，装置工艺技术特点如下：（一）用一台反应器生产均聚和无规共聚产品，串连第二台反应器可生产抗冲共聚产品。（二）气相流化床工艺简单、经济，具有高的可靠性、操作弹性、安全性及环境友好性。（三）该工艺只用较少的设备就能生产出包括均聚无规共聚和抗冲共聚物在内的全范围产品；工艺操作灵活，调节范围大；由于反应器具有良好的返混特性，使得产品的性能保持均一；因为装置设备较简单且数量少而使维护维修工作量小，可靠性提高。（四）Unipol 工艺可生产乙烯或橡胶体含量高的抗冲共聚产品而不需要降低产率或担心结垢。（五）由于流化床反应动力学本身的限制，加上操作压力低使系统中物料的贮量减小，使得该工艺比其它工艺操作安全，不存在事故失控时设备超压的危险。此工艺没有液体废料排出，排放到大气的烃类也很少，因此对环境的影响非常小，与其它工艺相比，该工艺更容易达到环保、健康和安全的各种严格规范要求。（六）原料丙烯或乙烯的消耗定额比其他工艺路线相对较低，原料消耗的典型值为均聚1，003t/t单体，聚丙烯，无规共聚1，006t/t单体聚丙烯，抗冲共聚1，007 t/t 单体聚丙烯。该工艺可生产聚丙烯产品，其中包括均聚产品、无规共聚产品和抗冲共聚牌号产品，应用范围覆盖了薄膜、纤维、管板材、注塑料、挤出和热成型的各个应用领域，完全满足国内市场对丙烯通用料和各种专用料的需求。

四、Unipol工艺催化剂技术进展

1、传统催化剂。传统的聚丙烯催化剂如Z＼N催化剂一直在不断发展，Z ＼N催化剂近期的主要发展是拓宽，Z＼N催化剂体系的产品范围和开发给电子体系。主要表现在如下方面：能够在反应器中不经减黏裂化得到高熔融流动指数（MFR）的产品；通过改进催化剂，提高聚合物的结晶性和等规度；生产刚性更好的产品；降低产品的热封温度；改进光学性能；采用两段聚合双峰树脂生产技术使聚丙烯树脂的分子量分布更宽，使产品具有最优的刚性和抗冲击性能的综合性能；用两个均聚反应器组成的反应器体系可以生产分散度为3.2-10的产品；产品的挠曲模量可以达到2300MPa以上。

另外，传统，Z＼N催化剂和茂金属的混合催化剂体系也将有所发展，目前的主要发展是在单个反应器中生产双峰分布或多峰分布的树脂，工艺更容易控制，分子量分布更稳定，聚产品的柔韧性更好。

2、茂金属催化剂。茂金属催化剂是20世纪90年代以来最受关注的烯烃聚合催化剂。茂金属催化剂的工业化，为生产物理机械性能明显改进的聚丙烯树脂创造了条件，如可生产超刚性等规聚丙烯、高透明的间规聚丙烯、等规聚丙烯和

间规聚丙烯的共混物及超高性能的聚丙烯抗冲共聚物。

目前茂金属聚丙烯树脂方面的开发工作主要包括：开发溶体流动速率更低的产品；提高产率；开发熔点更高的产品；用混合催化剂生产宽分子量分布的产品；开发无规和抗冲共聚物；开发更适合现有装置的茂金属催化剂。

3、非茂金属单活性中心催化剂。近几年才开始发展的非茂金属单活性中心催化剂由于具有合成相对简单，产率高且有利于降低催化剂成本，可以生产多种聚烯烃产品的特点，预计将是今后若干年的研究热点。

五、结束语

总之，在整个Unipol气相法聚丙烯工艺技术研究进展的过程中，要重视Unipol气相法聚丙烯工艺技术研究进展中的每一个环节，使整个研究过程的质量得到保证。

参考文献：

[1]沙裕.聚丙烯工艺技术进展[J].化学工业与工程，2010，05：465-470.

[2]宁英男，董春明，王伟众，徐昊垠，姜涛.气相法聚丙烯生产技术进展[J].化工进展，2010，12：2220-2227.

[3]李振昊，胡才仲，荔栓红，李文乐.Unipol气相法聚丙烯工艺技术进展[J].合成树脂及塑料，2013，04：65-69.

[4]张丽霞.Unipol气相法聚丙烯工艺技术进展[J].合成树脂及塑料，2013，04：70-74.