關于聚丙烯生產工藝技術研究

劉煒彤，朱際宇

（北京師范大學，北京　100875）

關于聚丙烯生產工藝技術研究

Study on the technology of polypropylene production

劉煒彤，朱際宇

（北京師范大學，北京100875）

聚丙烯是一種常見的化工產品，被應用于各個行業之中。隨著我國工業現代化的發展，聚丙烯生產工藝技術有了新的發展。在聚丙烯的生產上，各個企業不斷改善其生產工藝，提升聚丙烯的質量，滿足我國各個行業對聚丙烯的不同需求，本文主要探討了聚丙烯的生產工藝。

生產工藝；生產技術；質量控制

我國市場上對聚丙烯的需求量很大，在五大塑制品中，聚丙烯的銷量排在第二位。做好聚丙烯的生產工作，對我國經濟發展有著重要作用。雖然聚丙烯的生產技術較為成熟，但仍有發展研究的空間。對聚丙烯的生產工藝進行研究工作，主要目的在于提升和改進其生產工藝，以降低其生產成本，提高其產品質量，提升我國聚丙烯生產行業的整體水平，促進我國經濟的發展。

1　聚丙烯產品的特點

聚丙烯是一種經過工業加工而形成的熱塑性樹脂，在物理特性上，具有無毒、無臭、無味的特點，形狀上呈乳白色晶體狀。聚丙烯的重量比較輕，在水中穩定性良好，不易發生變形。但是聚丙烯在生產過程中，由于生產精度要求高，若生產工藝技術不到位，將會導致聚丙烯塑品的變形。聚丙烯具有良好的力學性能，能夠滿足拉伸和抗彎曲的需要，柔韌性較好，能夠滿足一些特殊行業的需求。聚丙烯制造品的耐熱性良好，能夠承受住150℃的高溫而不變形，但是在零下35℃的時候，容易發生脆化反應。聚丙烯的化學性能良好，幾乎不吸水，化學性質穩定，不易與其他化學品產生反應。受現有生產工藝的限制，聚丙烯制品有一些缺陷，如聚丙烯產品的耐寒性較差，在低溫環境下容易受損。聚丙烯的制品還有易氧化的缺點，隨著使用時間的增長，聚丙烯產品的缺陷，往往容易暴漏出來。因此需要對聚丙烯生產工藝技術進行相應的研究，并著力于提升聚丙烯產品的生產工藝，改進聚丙烯產品的缺陷，提高聚丙烯產品的質量。

2　聚丙烯生產工藝技術的研究

2.1Spherizone 工藝技術研究

Spherizone 工藝技術研究技術是一種新興的聚丙烯生產技術，是由Basell公司開發研究出的一種多區循環反應器技術。在生產工藝上，Spherizone 工藝技術采用了氣相循環技術，進行聚丙烯產品的生產。為了提高所生產聚丙烯產品的韌性和穩定性，又在氣相循環技術中加入了齊格勒鈉塔催化劑。Spherizone 技術擁有兩個可以循環的區域，這兩個循環區域是相互連通的，便于聚丙烯產品在不同區域的流通。但是這兩個區域所具有的功能是不同的，這兩個區域能夠生產出不同成分和質量的樹脂，在經由Spherizone 工藝技術的調整，生產出具有不同性能的聚丙烯成品。得益于Spherizone技術中的氣相循環技術和催化劑，Spherizone 工藝技術所生產出的聚丙烯產品，較其他工藝所生產的產品具有技術上的優勢。 Spherizone 工藝技術所生產的產品，具有更好的可塑性和韌性，更容易被塑形，且在塑形過程中，Spherizone 工藝技術所生產的聚丙烯產品不易變形。Spherizone 產品具有更好的穩定性，Spherizone 產品中的凝膠含量更少，這就促使了聚丙烯產品中的化學成分更為緊密的貼合在一起，提高了聚丙烯產品的均一性。使用Spherizone 工藝技術可以便捷的生產出PP共聚物和三元共聚物。Spherizone 工藝技術的強大之處，在于其既可以生產出傳統的塑料膜、日用品和汽車行業的產品，又可以使用塑料替代品生產出合格的聚丙烯產品，由此解決了聚丙烯產品對原料的依賴問題。隨著對Spherizone技術研究的深入，以及Spherizone 工藝技術的不斷實踐，Spherizone 工藝技術制造聚丙烯產品的成本在不斷的降低，由此推動了Spherizone 工藝技術的普及。

2.2氣相法生產工藝技術研究

在生產聚丙烯產品的氣相法中，常用的有Innovene和Unipol兩種生產工藝，其中Innovene生產工藝是采用CD催化劑進行聚丙烯產品的制造，而Unipol是采用了SHAC催化劑。CD催化劑具有塑形性強、活性高的特點，能夠在聚丙烯產品的生產過程中，完成無規產品的生產。使用CD催化劑可以免去預聚合過程，提高了聚丙烯產品的生產速度。Innovene是采用了活塞式的攪拌器，以水平的方式對聚丙烯原料進行攪拌，完成聚丙烯產品的生產過程。在Innovene機器的擋板上和反應床上有眾多的氣相和液相進料點，并由反應床完成進料速度的控制工作。Innovene技術的牌號切換速度快，能夠生產出剛性和抗沖擊性的產品。為了避免兩股氣流的交叉沖擊，Innovene技術中還加入了氣鎖系統，實現反應器內部的隔離。Unipol技術的單線生產能力強大，能夠在冷凝狀態下，實現超冷凝狀態下的氣相流化生產。在超冷凝狀態下，可以及時的轉換走反應器內部的熱量，由此可以保證Unipol技術能夠不斷的生產聚丙烯產品，而不用考慮生產線過熱問題。Unipol內產品原料流動速度快，且生產出的產品質量較高，具有良好的耐熱性和抗穿刺性。

2.3聚丙烯牌號切換的優化

在聚丙烯產品的生產過程中，為了能夠保持平衡，減少聚丙烯產品生產過程中外界因素的擾動，提高聚丙烯產品生產的穩定性，需要優化聚丙烯牌號的切換。使用氫氣控制牌號的切換，可以起到優化效果。在牌號的切換過程中，熔融指數影響著進入的氫氣量。通過控制進入的氫氣量，可以最大程度的控制好牌號的切換。為了能夠控制好熔融指數，避免氫離子的隨意流動造成的不可控現象的發生，要控制好進入的PP分子。控制好PP分子鏈的活性中興，有助于防治PP分子鏈的過度增長。PP分子鏈得到控制后，就可以實現對熔融指數的控制。當熔融指數增大的時候，進入的氫氣也會相應的增大，此時就需要控制好PP分子鏈，防止PP分子鏈的增大。由于氫氣量的多少影響著牌號的切換速度，而當氫氣量減少的時候，就會導致牌號切換時間增長，牌號切換時間增長以后，就會導致生產過程中所耗費的材料數量增加，對生產原料造成不必要的浪費。而控制好熔融指數，就需要建立一個穩定生態的模型，根據這個模型適當的調整。例如在這個模型中，首先是要確定好目標函數，在一定的氫氣量下，能夠達到既定目標，那么久把數值固定在這個數值上，當目標函數發生變化后，就根據變化后的函數再次調動熔融數值。

2.4復雜生產系統的優化

復雜生產系統是指那些生產工藝復雜，工序繁瑣的生產進程。在復雜生產系統中，由于各個生產單元之間相互影響，因此要對各個單元加強控制，嚴密觀測可能引發故障的單元。從全局出發，優化復雜生產系統的生產過程。在開環遞階生產階段中，分別對優化層、生產層、控制層進行優化和控制。對于優化層的優化，要協調好協調器和決策單元的關系，優化全局控制單元，提高整體決策能力。對于不同的決策單元，要下級服從上級決策單元，統一指揮不同的決策單元。為了能夠達到優化的效果，需要對整個決策單元進行劃分為單一的決策單元，由總決策單元對所有單一單元實現控制。建立起由上自下的決策單元，實現層層調控，層層管理和優化的優化控制系統，從而實現對復雜生產系統的優化，提高復雜生產系統的生產效率。

3　結語

聚丙烯生產工藝技術眾多，具有特色的聚丙烯生產工藝技術，能夠大大的提高聚丙烯產品的生產質量，在不斷提高聚丙烯產品生產效率的同時，為聚丙烯生產廠家帶來了豐厚的經濟利潤，促進了我國工業經濟的發展，滿足了國內對聚丙烯產品的需求。

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(R-03)

TQ325.14

1009-797X(2016)18-0067-02

BDOI:10.13520/j.cnki.rpte.2016.18.018

劉煒彤（1994-），女，學生，就讀于北京師范大學化學學院化學工程專業。

2016-07-05