氣相法聚丙烯生產工藝技術進展研究

鄭隆強

【摘要】氣相法生產聚丙烯是現在運用非常廣泛的一種方法，主要有較高的安全性、施工流程簡單、效率高、設備投入資金低，操作簡潔和生產方式靈活多變等優點。本文在其他相關文獻的基礎上，對氣相法聚丙烯生產工藝技術進行介紹，同時對近些來該工藝發展現狀進行概述，提出一些可以優化生產工藝的建議及意見，為今后聚丙烯的生產工藝的改進提供一定的參考作用。

【關鍵詞】氣相法聚丙烯；生產工藝；進展研究

聚丙烯簡稱PP，屬于性能良好的熱塑性樹脂，在五種合成樹脂中聚乙烯屬于其中之一。聚乙烯有許多優點，比如密度小、沒有毒性、加工方便、可以抵抗高強度沖擊以及電絕緣等優點，在電器行業、汽車制造領域、建材領域和醫療器械等方面具有廣泛的應用。有如下幾種生產聚乙烯的方法，淤泥法、溶液法、本體法、氣相法以及本體-氣相組合法幾種類型。近年來，氣相法的使用比例逐年升高，如今許多在建和新建的聚丙烯生產裝置大部分都采用了氣相工藝法。

一、聚丙烯生產工藝進展

（一）世界氣相法聚丙烯生產工藝技術

第一種是Unipol工藝法，該方法主要將流化床技術運用到生產聚丙烯的過程中的先進技術，現在是Dow公司的產品，這種方法最大的優勢是單向生產線效率高。Unipol生產方法采用一種高效催化劑，在2003年的時候推出了一款新型的催化劑，這種催化劑適應性非常廣泛，適用于所有產品的生產。

第二種是Innovene工藝，其顯著特點是配備了特殊的反應器，該反應器和活塞流相似。該攪拌床反應器停留時間相對較短，基本和串聯攪拌器所用時間相同，所以牌號之間進行切換時可以迅速完成同時所需過渡物料比較少。在工藝流程中，Innovene方法所需的工作壓力和消耗量均比較低，這是該生產方法的顯著優點。但是在最終產品中乙烯含量較少，不能獲得抗沖牌號較高的產物，這時Innovene方法的唯一缺點。在生產過程中采用CD催化劑，該催化劑具有如下優點：選擇性良好、形態控制能力強、活性非常高等，因此可以對丙烯生成產生良好的控制性，產生的產品同樣具有較高的規指數。此外，CD催化劑同樣適用于全部產品的生產。

第三種是Spherizone工藝，該方法是在Spherpol工藝的基礎上進行二次研發的新型生產技術。它拋棄了原有的環管反應器，利用多區循環反應器進行代替。多區循環反應器由兩部分構成，包括下降段和上升段。某粒子會在該反映器中進行循環，基本過程是上升段粒子經過循環氣體的作用加快流化反應，緊接著在下降段進入分離器完成氣固兩項物質的分離。

第四種是Novolen工藝，主要由BASF公司開發研制。該工藝獨立配備兩臺反應器，同時擁有螺旋攪拌功能。該反應器可以將氣態和固態兩種形態均勻分離開來，反應過程產生的聚合反映熱可以通過丙烯汽化完全后排出。Novolen工藝存在兩種聚合，分別為共聚和均聚，這兩種聚合都是氣相聚合。Novolen工藝有一個顯著的優點，即在聚合反應設備中存在均聚物，同時可以適量提高均聚物的產量。

在眾多氣相法生產聚丙烯的過程中，Innovene工藝的優點顯而易見，不僅具有較好的剛性，其平衡性和抗沖擊性同樣處于眾多生產方法的前列。Unipol工藝法單線生產能力非常強，同時投入金額又少，由于使用時間較長，所以積累了豐富的生產經驗，與其他類型的工藝相比具有顯著的優點，因此目前應用最為廣泛。Spherizone工藝相對其他工藝來說發展較晚，所以在實際運行過程中經驗較少，同時專利費高昂，但是該工藝的生產的產品均一性良好，能夠在反應器中實現批量生產，因此發展較為迅速。

（二）我國氣相法聚丙烯生產工藝技術的發展現狀

我國相對于其他發達國家而言發展起步較為落后，自上世紀九十年代，一些生產廠家先后引進了氣相生產聚丙烯的工藝，但是由于是初期，引入的生產規模較小，同時工藝生產種類過于單一。2008年以后，我國引入的工藝主要以氣相法為主，近年來我國主要新建的產能大多都在5Mt/a以上。從近些年來的生產過程中可以發現如下特點：首先是引進Spherizone工藝，該工藝適用與大部分國家，是目前最先進的生產工藝之一，大概占全球總產值的五分之一。其次是氣相法工藝逐漸向多元化形式發展，分別包括Unipol工藝、Spherizone工藝以及Innovene工藝等。然后是Unipol工藝的快速發展，單線產量高，每天產值達到0.2-0.45Mt/a。

近幾年國內的生產技術得到廣泛的關注，因此制造技術取得了顯著的進步，目前我國已經基本掌握了不同的生產聚丙烯的方法，尤其是多區循環反應器技術，該技術在世界范圍內僅有少數國家掌握并付諸于實踐。最后，我國進行聚丙烯生產過程中已經形成了不同生產方法相互結合的形式，在氣相法生產過程中，一般大型生產設備基本以引進技術為主導，中小型生產設備基本采用國內技術，所以著眼于整個市場而言，我國生產聚丙烯技術還有很大的市場缺口，這些缺口只能通過進口技術來進行補充，所以目前大力推廣以及研發聚丙烯生產工藝具有一定的必要性。

二、總結

氣相法生產聚丙烯目前得到廣泛的支持和利用，主要是由于在生產過程中安全性較高、操作過程中工藝流程簡單、但生產線產量高、整體設備資金投入量低、運行過程中操作簡單方便以及生產過程中靈活多變等優點，在近些年的生產過程中獲得了大多數人的認可。在以后的發展過程中，隨著科技的發展及進步，氣相法一定會逐步改進，從而在生產過程中占據更重要的地位。在氣相法生產聚丙烯的改進方向中，重點要完善工業化技術，優化催化劑在反應中的效率，同時進一步開發高技術高科技的生產控制方法，降低生產所需成本，進而提高在市場中的競爭力。

我國工業化水平的飛速發展帶來的結果就是對聚丙烯的需求量不斷的增加，然而目前國內聚丙烯生產效率較低，基本不能滿足生產過程中的需求量，所以部分還需要通過進口來填補空缺。現階段我國生產聚丙烯還存在許多問題，比如生產設備規模小、生產工藝技術單一、缺乏優質產品、生產過程投入資金太高導致成本高以及產品類型少等。對于這些問題，必須及時采取相應的措施。首先要不要排斥罕見生產工藝技術，不同種類的氣相法都有自身獨特的優勢，應該根據具體情況選擇合適的生產方法。其次是有選擇性的引進世界先進生產技術水平，進而改善產品單一的現狀。最后是重視先進技術的引用，及時吸收學習先進的科學技術，并且不斷改進我國現有科技水平，最終實現技術創新。

參考文獻：

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