聚丙烯工艺流程

一、装置简介




2003年装置扩建时，采用了国内先进的SDT智能自控系 统，使整个过程实现了自动控制，装置生产能力和技 术水平都有了很大的提高，能物耗、收率等指标处于 同行领先地位，实现了优质、高效、安全、经济运行。 2005年经过装置技改，增加了膜法丙烯回收系统及负 压回收系统等项目，使本装置的丙烯单耗达到行业先 进水平。 2007年对生产控制系统进行了DCS改造，使装置的自动 化程度得到了很大提高. 2008年新上设计循环水能力2500ｍ3/ｈ的专用循环水 场，彻底解决了影响装置运行的水量不足和设备腐蚀 等状况。
〔Cat〕+－－CH2─CH ( CH2─ CH )n R＋H2 CH3 CH3 〔Cat〕+─--H＋CH3─CH ( CH2─CH )n R CH3 CH3
2、聚合系统
总聚合反应式为：
TiCl4 Al(C2H5)3 H2 CMMS
nCH3─CH＝CH2
74±4℃ 3.5±0.3MPa
( CH－CH2 )n
液相本体聚丙烯工艺



聚丙烯的用途 在日常生活用品方面，聚丙烯可以制作家具，如桌、椅、板凳、 菜蓝，家用卫生设备如箱、盆、浴盆、盛水器等，还可用于制作 各种其他挤出或注射塑料制品。 在纺织工业，聚丙烯树脂是重要合成纤维---丙纶的原料，丙纶可 制作工作用布、工作服、地毯、蚊帐、被面、窗帘布、台布、毛 巾袜、护膝、各种装饰布等，既轻巧又美观。丙纶纤维具有质轻、 强度好、耐腐蚀防虫蛀的特点，特别是丙纶原液着色技术开发成 功克服了染色性差的缺点后，应用更为广泛。在医疗卫生方面， 由于聚丙烯有耐高温蒸煮的优点，因此可制用医疗器具。 聚丙烯树脂的用途日益广泛，它在现代化建设和现代生活中起着 十分重要的作用，可以说，现代化建设离不开聚丙烯树脂，现代 生活也离不开聚丙烯树脂。
T 2 0 7
固碱塔
水解塔
脱硫塔
至聚合釜
氧化铝塔 脱氧塔 分子筛塔 脱砷塔
V201 P201
1、精制系统
流程说明： 来自罐区的原料丙烯经调节流量不大于6m3/h，送入固 碱干燥塔 (T201A、B) ，利用固碱(NaOH) 的吸水性和强 碱性脱除原料丙烯中的大部分水和无机硫后进入水解 塔(T202) ，水解塔中的三氧化二铝在微量水存在下将 丙烯中的有机硫转化为无机硫 (H2S)和CO2 ，生成的无 机硫及丙烯中的硫经脱硫塔 (T203) 脱除；经脱除大部 分水及硫的丙烯进入氧化铝干燥塔 (T204)进一步干燥， 然后进入脱氧塔 T206脱除其中的微量氧，从T206出来 的丙烯再经分子筛干燥塔(T205) 脱除丙烯中的微量水, 然后进入脱砷塔（T207）脱除丙烯中的砷。
东明恒昌化工有限公司
间歇式液相本体法聚丙烯 工艺技术简介
2011年5月
绪论
液相本体法聚丙烯工艺
液相本体聚丙烯工艺

什么是液相本体法聚丙烯工艺？ 是在反应体系中不加任何其他溶剂，将催化剂直接分散在液相丙 烯中，进行丙烯液相本体聚合反应。聚合物从液相丙烯中析出， 以细颗粒状悬浮在液相丙烯中，随着反应时间的增长，聚合物在 液相丙烯中的浓度增高，当丙烯转化率达到一定程度时，经闪蒸 回收来聚合的丙烯单体，即得到粉料聚丙烯产品，这是一种比较 简单和先进的聚丙烯工业生产法。
CH3
3、闪蒸系统

原理：闪蒸就是在突然减压的情况下除 去聚丙烯粉料中的挥发性物质，并降低 粉料的温度。聚合后得到的聚丙烯粉料， 在压力下喷入闪蒸釜，这时粉料中含有 较多的丙烯单体、少量的丙烷等挥发性 物质，这些物质的存在严重影响产品的 质量，同时粉料温度也较高，不利于包 装及存放。
液相本体聚丙烯工艺
1、间歇式液相本体法聚内烯工艺的优点： 工艺流程简单，采用单釜间歇式操作 原料来源广泛，可以用炼厂丙烯为原料进行生产 动力消耗成本低 装置投资省，见效快，经济效益好 产品可满足中、低档制品需要 三废少、环境污染小
液相本wenku.baidu.com聚丙烯工艺




聚丙烯的用途 由于聚丙烯树脂具有许优良的特性和良好的加工性能，因此它的 用途很广。目前聚丙烯已渗透到工业、农业、交通运输、国防及 民用塑料制品等各个领域。 由于聚丙烯良好的机械性能，使它可以用来制造各种机器设备的 零附件，经改后可制造工业管道、农用水管、电机风扇、基建模 板等。 在汽车制造业方面，改性聚丙烯可以制汽车上的许多内外部件， 如汽车方向盘、仪表盘、保险杠等。 在建筑业，聚丙烯－－玻璃纤维增强改性或用橡胶改性后可制作 建筑用模板，发泡后可用作装饰材料。聚丙烯喷涂材料可代替家 用镀铬的水管、水龙头等金属制品。 在电气用品方面，改性聚丙烯可用于制电视机、收录机外壳及洗 衣机内胆，还可用作电线、电缆和其他电器绝缘材料。
聚合区位置
2、聚合系统
2、聚合系统
聚合DCS操系统
2、聚合系统
（1）聚合用主催化剂、助催化剂、第三组分及 分子量调节剂： 聚合用催化体系主催化剂采用的是过渡金属钛 的四氯化物，并以MgCl2为载体的载体型催化 剂，具有较高的表观密度和良好的流动性，并 且化学性质活泼，易与氧气和水发生化学反应。 目前使用的主催化剂主要有CS-I、DJD－Z、N 型等系列催化剂。
液相本体聚丙烯工艺

聚丙烯的用途 在印刷方面，聚丙烯可用于塑料印刷，印刷出的画面特别光亮、 色泽鲜艳、美观。 在农业、渔业方面，聚丙烯可用来制胜温室的气蓬、地膜、蘑菇 培养瓶、鱼网等。 在食品工业方面，聚丙烯可用来制作食品周围箱、食品袋、饮料 包装瓶等。 在包装材料方面，聚丙烯更显示出其独特的作用。聚丙烯最适合 于拉制扁丝织成编织袋，编织袋已广泛用于各咱固体物料的包装。 聚丙烯制作的打包带（捆扎带）比铁皮打包带更好。聚丙烯还可 制各种薄膜，包括用于重包装材料的双向拉伸薄膜。另外，聚丙 烯还可用于制作全透明的玻璃纸。
二、工艺原理及流程

聚丙烯生产工艺流程主要由精制系统、 聚合系统、闪蒸系统、丙烯回收系统、 循环水系统等几部分组成。
二、工艺原理及流程
聚丙烯工艺流程图
E101
R101
放空
P102 E301 真空压缩机
精 制 一
精 制 二
V201
V202
气 柜 C301
R102
V307
去罐区 放空
P201
丙烯至罐区来
1、精制系统
脱氧剂的再生：脱氧剂吸氧失活后便失去 脱氧作用，必须将其活化再生方能恢复 脱氧作用，再生时用氢气在200°C的温 度下将高价锰的氧化物还原为低价氧化 物，使其恢复脱氧的活性。脱氧剂再生 过程反应式为： MnOx+2n＋2nH2 MnOx+2nH2O
1、精制系统
（4）丙烯脱砷：在小本体聚丙烯工艺中，原料丙烯中的 砷（As）对聚合反应影响很大。它可以使催化剂活性 降低，甚至中毒失去活性，导致不能正常生产。 因此，必须将丙烯中的砷（主要是AsH3）去除，砷含 量一般控制在30ppb以下。砷的脱除采用铜系脱砷剂， 其原理是液态丙烯中的砷化氢（AsH3）与氧化铜反应 生成砷化亚铜、单质铜，一部分生成新的铜、砷合金， 从而达到脱除原料中AsH3的目的。其脱砷反应式为： 3CuO+2AsH3 Cu3As+As+3H2O 3CuO+2AsH3 3Cu+2As+3H2O
聚丙烯装置全貌
一、装置简介

聚丙烯装置建于2000年，由青岛化工设计院负 责设计，一期设计规模为10，000吨/年，后经 技改和投用高效催化剂，装置生产规模增加至 20，000吨/年，2003年二期扩建两条生产线， 现装置规模已达到30，000吨/年，在同行业中 处于中等规模。聚丙烯装置现生产十二个牌号 的通用料和专用料，产品质量优于行业考核标 准，“恒昌”牌聚丙烯在2005年度获山东省名 牌产品称号。
1、精制系统
流程说明： 经T201、T202、T203、T204、T206、T205、 T207处理合格后的丙烯送至精丙烯贮罐(V201、 V202)，用丙烯泵(P201)送至聚合釜(R101)用 于聚合反应。若丙烯不合格可用丙烯泵经返罐 区线打回罐区或在精制系统中打循环直至合格。
1、精制系统
（1）丙烯干燥 丙烯先经固碱脱除部分水及酸性杂质后， 剩余微量水分和微氧采用吸附法脱除。 吸附剂采用具有较大吸附表面积和微孔 的活性氧化铝和分子筛。
2、聚合系统
（2）链引发反应： 分散在液相丙烯中的主催化剂、助催化剂在一 定条件下进行烷基交换并发生配位反应形成活 性中心，丙烯分子在活性中心进行空穴配位， 然后在Ti-C键上插入，形成单体活性中心。用 反应式表示为：
〔Cat〕+ －-R＋CH2＝CH－→〔Cat〕+－－ CH2-CH- R
CH3 CH3
2、聚合系统
（4）链终止反应 大分子聚丙烯活性链会发生自动终止（单分子终止）、 向单体转移终止、向烷基铝转移终止、向氢气转移终 止等链终止反应，使大分子聚丙烯活性链与催化剂脱 离，大分子链停止增长，活性中心重新与单体形成单 体活性中心，继续与丙烯单体发生链增长反应。以向 氢气转移终止为例，其链终止反应式为：
膜回收 PP下料口
1、精制系统
精制的目的：由气分装置出来的丙烯仍 含有水、硫、氧、砷、一氧化碳、二氧 化碳等对聚合或产品质量有害的杂质。 这些杂质的存在会破坏活性中心或者加 成到聚合链中，从而影响聚合反应或者 影响产品质量，使产品等规度降低，挥 发份增加，严重的可导致聚合反应无法 进行。所以，聚合用的丙烯需要将这些 有害杂质脱除。
2、聚合系统
聚合系统流程简述：
精丙烯罐中的精丙烯由丙烯投料泵 (P201)升压后经质 量流量计计量后分为两路：一路经活化剂加料罐(V107) 入聚合釜，一路经催化剂加料罐(V103)入釜。釜内丙 烯在主催化剂、助催化剂和第三组分的作用下，维持 在3.2─3.8MPa、70─78℃条件下反应1.5～2.5小时， 接近“干锅”时，将未反应完的丙烯回收，回收丙烯 经冷凝器(E101)冷凝为液体回收至V201、V202重复利 用。
精制区位置
1、精制系统
精制后达到的质量要求： 纯度≥99.5% 氧含量 ≤1ppm 总硫 ≤1ppm 一氧化碳≤0.2ppm 乙 烯 ≤10ppm 二氧化碳 ≤5ppm 水含量 ≤10ppm AsH3 ＜0.03ppm
1、精制系统
精制流程：
T 2 丙烯自罐区来 0 1 T 2 0 2 T 2 0 3 T 2 0 4 T 2 0 6 T 2 0 5
1、精制系统
（2）丙烯脱硫 硫对聚合的影响很大，高效载体催化剂要求总硫含量 在1ppm以下。脱硫时，先采用三氧化二铝在微量水的 作用下将有机硫水解为无机硫，然后在脱硫剂的催化 作用下发生化学反应将无机硫脱去(固碱也有一定的脱 硫作用)。其水解反应式为：
Al2O3
COS＋H2O
CO2+H2S
1、精制系统
2、聚合系统
（3）链增长反应 单体活性中心形成后，多个丙烯单体依次在空穴上配 位插入，并且每配位插入一次，空穴与生长链进行一 次调位使活性中心复原，从而形成等规立构的大分子 聚丙烯活性链，用反应式表示为：
〔Cat〕+─－CH2─CH─ R＋nCH2＝CH─→〔Cat〕+─－CH2─CH-(-CH2─CH-)-n－R CH3 CH3 CH3 CH3
（3）丙烯脱氧：氧对聚合反应的影响也很大， 少量的氧就可导致聚合反应终止或者聚合反应 根本无法引发，因此必须将丙烯中的微量氧除 去，氧含量一般控制在1ppm以下。氧的脱除 采用锰系脱氧剂脱除，原理是锰的低价氧化物 遇到丙烯中的氧被氧化为高价氧化物，从而消 耗丙烯中的氧将其脱除。脱氧剂脱氧过程反应 式为： MnOx＋nO2 MnOx+2n
2、聚合系统

催化体系助催化剂为三乙基铝，外观为 无色透明的液体，其主要作用是与主催 化剂配位形成活性中心，并消除聚合反 应体系中对催化剂有毒的物质，其化学 性质及其活泼，遇空气着火，遇水爆炸。
2、聚合系统


第三组分环己基甲基二甲氧基硅烷（CMMS） 为外给电子体，其主要作用为消除活性中心中 的非等规活性中心，提高聚合物的规整性。 聚合反应过程中以氢气为分子量调节剂来调节 聚丙烯分子量。若不加分子量调节剂将会使聚 丙烯分子量太大而无法加工应用，随着加入氢 气的比例增大，聚丙烯分子量相应地减小，熔 融指数(MI)相应增大。常温下氢气为易燃易爆 的气体。