PSP-01催化劑在環管工藝聚丙烯裝置的應用

鞠萬慶, 王 艷, 薛 迎

（1. 中國石油撫順石化公司乙烯化工廠， 遼寧 撫順 113004； 2. 中國石油撫順石化公司研究院， 遼寧 撫順 113004）

PSP-01催化劑在環管工藝聚丙烯裝置的應用

鞠萬慶1, 王 艷2, 薛 迎1

（1. 中國石油撫順石化公司乙烯化工廠， 遼寧 撫順 113004； 2. 中國石油撫順石化公司研究院， 遼寧 撫順 113004）

中國石油化工研究院自主研發的PSP-01聚丙烯催化劑在撫順石化公司乙烯化工廠90 kt/a聚丙烯裝置上進行了3次工業應用，累計生產均聚、無規共聚、抗沖共聚7個牌號約2萬t產品。對三次試用過程進行了詳細的總結，結果表明PSP-01催化劑作為主催化劑能夠滿足聚丙烯生產的需要，生產期間裝置運行平穩，產品質量合格。

PSP-01催化劑； 聚丙烯； 環管反應器

中國石油撫順石化公司乙烯化工廠聚丙烯裝置采用Basell公司Spheripol-1工藝技術。聚合反應系統采用的是二環一氣工藝路線，即反應系統由2臺串聯的環管反應器和1臺氣相流化床反應器組成。原設計生產能力為60 kt/a，1992年正式投料開車。引進牌號為均聚物29種、無規共聚物6種和抗沖共聚物16種共計三大類51個。2001年進行擴能改造，生產能力提高至90 kt/a［1,2］。

中國石油石油化工研究院研發的PSP-01球型聚丙烯催化劑，與裝置現用聚合催化劑為同一類型催化劑體系。通過 PSP-01催化劑的工業化應用，主要考察PSP-01催化劑的活性、氫調敏感性、等規度可調性、產品的物理機械性能等［3］。檢驗PSP-01催化劑在工業生產中的操作穩定性，對促進產品穩定性的作用，以及對所生產產品性能的影響。

撫順石化公司乙烯化工廠聚丙烯車間于 2010年11月到2012年3月三次對PSP-01催化劑進行了工業應用，累計生產均聚、無規共聚、抗沖共聚三大類七個牌號產品約2萬t。使用PSP-01催化劑生產期間裝置運行平穩，產品質量全部合格。

1 應用的基本情況

應用時間、產品牌號及產量：撫順石化公司乙烯化工廠聚丙烯車間使用PSP-01催化劑共計運行82 d，1 967 h，裝置平均進料負荷10 t/h, 生產牌號有T30S、T38FE、Z30S、Z30S-2、Z30S-3、RF110、EPS30R等7個，正品料產量19 429 t，具體情況如表1。

表1 試用時間、產品牌號及產量Table 1 The probation time, product grades and yield

2 生產期間的原料種類及來源

主催化劑：PSP-01, 中國石油石油化工研究院（表2）；

助催化劑：三乙基鋁, 遼陽石化公司；

給電子體：C-Donor, 天津京凱化工公司；

丙烯： 聚合級, 撫順石化公司乙烯裂解裝置；

乙烯：聚合級, 撫順石化公司乙烯裂解裝置；

氫氣：純度＞95%, 撫順石化公司乙烯裂解裝置。

表2 PSP-01催化劑指標Table 2 Properties of PSP-01 catalyst

3 應用期間的生產運行情況

從2010年11月到2012年3月分3次對PSP-01催化劑進行了工業化試用，期間沒有對裝置的操作參數進行大的調整，助催化劑、給電子體等加入比例與原來基本保持一致，生產期間裝置運行平穩，牌號切換順利，過渡料少，產品質量合格。

3.1 主要工藝參數

生產試用期間反應器、擠壓機等主要設備的運行參數如表3。

表3 生產運行參數Table 3 Operation parameters

3.2 不同牌號的氫氣加入量

三次試用共計生產7個牌號產品，產品熔體流動速率從2 g/10 min到40 g/10 min，每個牌號產品的具體加氫量如表4。

表4 氫氣加入量Table 4 Addition amount of hydrogen

通過表中的數據，結合以前的生產實際，在生產低熔體流動速率產品時，PSP-01催化劑的氫調敏感性與原使用的催化劑基本相當；在生產高熔體流動速率產品時，PSP-01催化劑的氫調敏感性明顯優于原使用的催化劑［4］。

4 產品指標

4.1 粉料篩分

從表5中可以看出，粉料粒徑分布較好，主要集中在20、30目，占到90%左右。

表5 粉料篩分Table 5 Particle size distribution of powders

4.2 產品質量指標

從表6看出，PSP-01催化劑能滿足均聚、無規和抗沖共聚產品的生產，產品等規度可調，產品灰分低，產品的各項性能達到要求。

表6 產品質量指標Table 6 Properties of pp product

5 結 論

（1） PSP-01催化劑在撫順石化公司乙烯化工廠9萬t/a Spheripol-Ⅰ工藝聚丙烯裝置共試驗1967小時，生產均聚、無觃共聚、抗沖共聚三個系列7種牌號產品共計19 429 t，裝置連續運行平穩，催化劑對裝置適應性強，操作簡便，與工業裝置現用催化劑可以平穩切換；

（2）開發了 6種牌號新產品包括高熔體流動速率纖維專用料Z30S、Z30S-2和Z30S-3，無觃共聚產品BOPP專用料T38FE和流延膜專用料RF110，抗沖共聚專用料EPS30R,產品挃標均達到優級品標準；

（3）通過 3次生產試驗，催化劑平均活性達到32 kg/g cat；

（4）PSP-01催化劑生產的聚合物產品灰份低、等觃度可調性好，在高氫濃度下生產 Z30S系列產品時，等觃度能夠保持在97%以上；

（5）PSP-01催化劑生產的聚合物粒度分布窄，細粉含量低，8、20、30、40目的占97%以上，100目以下含量低于1%，200目以下的小于0.05%，能夠滿足連續生產的需要；

（6）PSP-01催化劑調敏感性好，特別是生產高熔體流動速率產品時效果更明顯；

（7）PSP-01催化劑具有優良的共聚合性能，開發生產了兩種無觃共聚產品T38FE和RF110，一種抗沖共聚產品 EPS30R。生產的無觃共聚產品中無觃含量較高，乙烯含量在3%左右的RF110產品，二甲苯可溶物在8%～9.2%之間；抗沖共聚產品剛性和韌性達到較好的平衡。

［1］聚丙烯裝置工藝設計包[R]. 撫順石化公司,1989.

［2］聚丙烯裝置操作觃程[R].撫順石化公司,2013.

［3］崔亮,等.聚丙烯催化劑PSP-01在開發高熔挃纖維專用料中的應用[C].2013年全國高分子學術論文報告會摘要集.

［4］李志飛,等.一種含噻吩基取代硅烷的烯烴聚合反應催化劑：CN,102746425A[P].2012.

Application of PSP-01 Catalyst in Polypropylene Plant With Loop Process

JV Wan-qing1，WANG Yan2，XUE Ying1
（1. PetroChina Fushun Petrochemical Company Ethylene Chemical Plant, Liaoning Fushun 113004，China；2. PetroChina Fushun Petrochemical Company Research Institute, Liaoning Fushun 113004，China）

PSP-01 Catalyst developed by PetroChina Petrochemical Research Institute has been used three times in 90 kt/a polypropylene unit in Fushun Petrochemical Company ethylene chemical plant, the cumulative production of 7 grades of homopolymer, random copolymer, impact copolymer has reached about 20 000 tons. In this paper, the three trial processes of PSP-01 catalyst were summarized. The results indicate that the PSP-01 catalyst as the main catalyst can meet the need of polypropylene production; in the production, the unit runs smoothly, the quality of the products is qualified.

PSP - 01 catalyst; Polypropylene; Loop reactor

TQ 426

A

1671-0460（2014）10-2126-02

2014-08-11

鞠萬慶（1973-），男，遼寧撫順人，工程師，碩士學位，2014年畢業于遼寧石油化工大學，研究方向：聚丙烯生產技術及新產品開發。E-mail：juwqyxsc@petrochina.com.cn。