氣相法聚丙烯生產工藝技術研究

王新慧，王雷雷

（山西焦煤集團飛虹化工股份有限公司，山西臨汾 041606）

氣相法聚丙烯生產工藝技術研究

王新慧，王雷雷

（山西焦煤集團飛虹化工股份有限公司，山西臨汾 041606）

氣相法聚丙烯是一種性能優良的熱塑性合成樹脂，生產工藝特點為流程簡單、安全性高、操作簡便、生產方式靈活、設備投資低等，目前已經廣泛地應用于工業生產中。簡要介紹了氣相法聚丙烯的生產工藝，并對我國氣相法聚丙烯的生產工藝發展現狀進行了具體分析，希望為發展聚丙烯生產工藝提供一定的參考。

氣相法聚丙烯；生產工藝；技術

當前，在汽車、電子包裝、建材、醫療等行業都廣泛地應用聚丙烯。近些年來，聚丙烯工藝研究在各個行業中不斷深入和發展，聚丙烯的應用范圍也更加廣泛。聚丙烯生產工藝，常見的種類有氣相法、本體法、溶液法、氣相和本體相結合等，其中最先進的一種生產工藝就是氣相和本體相結合法。

1 世界氣相法聚丙烯生產工藝技術

1.1 Unipol工藝

Unipol工藝是由殼牌公司與UCC公司聯合開發，它是在聚丙烯生產中的先進工藝植入聚乙烯生產中廣泛應用的流化床工藝系統，目前這種工藝列于Dow公司旗下，Unipol工藝最顯著的優勢是單線產能很高。在這種工藝中配備了SHAC作為高效催化劑，而且，Dow公司在2003年的時候推出了一種新型的催化劑，就是SHAC330，SHAC330不需要提前聚合，它具體的活性是25～50kgPP/gcat，對全部牌號的產品生產都能適用。

1.2 SpHerizone工藝

這是一種新開發的聚丙烯生產技術，該技術以SpHerizone工藝為基礎，它摒棄了傳統的環管反應器，取代它的是多區循環反應器。上升段和下降段是多區循環反應器的兩個組成部分，并且加上聚合物粒子的多次循環，是通過上升段的粒子因為受到循環氣體的影響，而快速流化的過程，然后到達下降段的旋風分離器，從而在其內部完成氣體固體的分離。

1.3 Innovene工藝

Innovene工藝最大的特點是具有獨特的與活塞流較為相似的臥式攪拌床反應器，這個反應器停留時間與反應器串聯相同，因此進行牌號的切換時，速度很快并且用到的過渡料比較少。在所有的工藝中，此工藝在操作壓力和能耗方面是最好的，但也存在不足，比如說產品中乙烯含量比較少，不能產生抗沖牌號特別高的優質產品，這也是它唯一的缺點。此工藝中用到的催化劑叫做CD催化劑，這種催化劑在選擇性、形態控制性和高活性方面都非常好，能良好的控制無規聚丙烯的生成，產品規格指數很高。另外，這種催化劑也不需要任何預聚合，它的具體活性是25～55kgPP/gcat，對全部牌號所產品的生產都合適。

1.4 Novolen工藝

Novolen工藝是由BASF公司開發，該工藝配置了兩臺立式反應器，它自帶了雙螺帶攪拌的功能，該反應器可以讓氣相聚合中的氣固能夠均勻分布，其中的聚合反應熱主要依靠完全撤出液態丙烯汽化。該工藝中的共聚和均聚都屬于氣相聚合，該工藝有個特別之處，就是聚合反應器設備可以生產均聚物，而且可以將均聚物產量提高30%，可以通過串聯反應器來完成生產，該工藝采用的催化劑是PTK-4，該催化劑的載體是氧化硅載體，也不需要預聚合，其自身的活性高于30kgPP/ gcat，對所有牌號產品的生產都合適[1]。該工藝的產品包括均聚物、無規共聚物、超抗沖共聚物和抗沖共聚物等。其中的抗沖共聚物，其乙烯量達到30%。

1.5 Sumitomo工藝

Sumitomo工藝是由公司日本住友化學開發使用的，該工藝在氣相工藝中采用流化床反應器，這種反應器包括7個工段，分別是聚合、造粒、單體循環、材料分離、粉料儲藏和包裝。該工藝中的催化劑也是他們自主研發一種名為DX一V的催化劑，這種催化劑，產品結晶度高，能夠實現多種產品的生產。該工藝在生產高透明硬膜類和低熱封拉伸PP產品時，具有明顯的優勢。另外，該工藝也能生產高熔體流速共聚物，可在加工儀表盤、內置織物和模具等工藝中使用。

在氣相法聚丙烯的生產過程中，由該工藝生產出來的抗沖共聚產品剛性平衡性好，抗沖擊性也較好。但是該工藝起步時間較晚，相比其它工藝缺乏經驗，而且專利費用極高，對應的，均一性良好，并且可以批量生產雙峰PP，所以近些年來迅速發展。

2 我國氣相法聚丙烯生產工藝技術發展現狀

在我國，氣相法聚丙烯的生產起步較晚，在20世紀90年代開始，上海賽科石化、燕山石化和揚子石化首先把氣相法工藝引入到裝置中，但是，這些生產裝置工藝單一且產量低。在2008年之后，我國把引入工藝的重點放到了氣相法的生產工藝裝置上，這種新引入工藝的產能一般高于0.2Mt/a，我國目前使用的氣相法聚丙烯的產能一般高于5Mt/a。在我國聚丙烯生產工藝技術中，主要有以下特點：引入了世界上最先進的工藝，也就是SpHerrizone工藝，它的產能占全球總產能的20%左右。氣相法工藝的發展趨勢多元化，除了有SpHerizone、Unipol之外，還有Innovene等在世界上先進的工藝技術。

Unipol工藝迅速發展，其單線的產能能夠達到0.2～0.45Mt/ a。[2]國內在氣相法聚丙烯的生產裝置制造技術上進步巨大，已能掌握并熟練運用聚丙烯多區循環反應器以及它的制造技術，這個技術目前只有少數幾個國家可以掌握。目前，在中國，聚丙烯生產工藝形成一種格局，即多種生產工藝并存，其中包括間歇式本體法、本體法、氣相法、本體一氣相法等，而且，其中大型生產裝置大多以進口為主，中小型氣相法聚丙烯生產裝置大多以國產為主，現階段，我國在聚丙烯生產中仍然需要進口來彌補市場缺口，所以，非常有必要發展并推動氣相法聚丙烯的生產工藝。

3 結束語

我國在工業上不斷發展，也就增加了對聚丙烯的需求，但是目前我國聚丙烯產能相比國外比較滯后，如果不靠進口，就滿足不了工業發展的需求。另外，我國國內的聚丙烯生產內部還有很多弊端，比如說，規模小，技術單一、產品檔次低且種類少、成本高等。對上述問題，也要有相應的解決辦法。每種氣相法聚丙烯工藝技術都有所不同，都具有各自的特點，所以，在選擇聚丙烯新項目技術的時候，要時刻與專利商保持良好的溝通，針對需求和具體情況，選擇最合適的工藝技術。在聚丙烯今后的發展過程中，擴大規模成為一種必然的趨勢，因此，要對我國小規模裝置進行升級改造，提升技術產能，最低產能要高于0.3Mt/a，從而提高市場競爭力，增加利潤。對引進的先進工藝也要有選擇性，能夠真正改變我國的現狀。因此，我們要引進先進的氣相法聚丙烯工藝技術，學習經驗，吸取教訓，對我國聚丙烯工藝技術不斷發展和創新，從而對我國的國產化攻關起到促進、指導作用。

[1] 李振昊，胡才仲，荔栓紅，等.Unipol氣相法聚丙烯工藝技術進展[J].合成樹脂及塑料，2013，（4）：65–69.

[2] 寧英男，董春明，王偉眾，等.氣相法聚丙烯生產技術進展[J].化工進展，2010，（12）：2220–2227.

圖2 輸出界面

（3）加設氧含量分析儀；

（4）加設質量流量計；

（5）爐管改造；

（6）加熱爐投自動改造；

（7）爐管支架改造；

（8）鼓風機改造；

（9）前置預熱式進風口改造；

（10）爐壁襯里：襯里加厚、更換襯里、噴涂耐高溫反輻射涂料；

圖3 加熱爐效率統計

（11）看火門、防爆門、人孔門、彎頭箱保溫；

5 結束語

從統計數據看，東區常壓爐、一套焦化爐、一套制氫轉化爐、二套制氫轉化爐、蠟油加氫反應爐、二套加氫反應爐改造后熱效率明顯提高。通過利用Aspen FiredHeater對影響加熱爐效率的因素作分析，尋找加熱爐效率優化空間。為本廠加熱爐熱效率整體提升提供了很好的分析手段，不但為公司降低了燃料成本，更加減少了對環保的貢獻。

參考文獻

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[10] 唐桂華，莊正寧.煉油廠加熱爐節能方案分析[J].化工機械，2000，27（6）：352-355.

[11] 周文博，王振雷.煉油廠加熱爐節能改造探究[J].科技創新與應用，2012（6）：72.

Study on Production Technology of Polypropylene by Gas PHase Method

Wang Xin-hui，Wang Lei-lei

gas pHase polypropylene is a kind of high performance thermoplastic synthetic resin，the features of the process for simple process，high safety，convenient operation，flexible production，low investment of equipment，the application has been widely in the industrial production.Mainly introduces the production process of gas pHase polypropylene production process，and the current development of gas pHase polypropylene are analyzed in detail，hoping to provide some reference for the development of polypropylene production process.

Gas pHase polypropylene；production technology；Technology

TQ325.14

A

1003–6490（2016）09–0075–02

2016–09–02

王新慧（1987—），女，山西臨汾人，助理工程師，主要研究方向為聚丙烯操作。