气相法聚丙烯的生产工艺探究
摘 要:聚丙烯的生产工艺中一个重要工艺就是气相法,本文主要是分析气相法聚丙烯的生产工艺,包括Innovene 工艺、Horizone 工艺、Unipol 工艺、Novolen 工艺、Sumitomo 工艺、Spherizone 工艺,并对国内的生产现状进行分析探讨。
关键词:气相法;聚丙烯;工艺
1、不同气相法聚丙烯的生产工艺分析
1.1 Innovene 工艺
Innovene 工艺又名Ineos气相聚丙烯工艺,来源于Amoco-Chisso 聚丙烯工艺。该工艺的主要特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器。反应器为卧式圆柱形压力容器,在轴向设有搅拌器,理论上相当于3 台以上完全混合槽式反应器的效果。该反应器的主要特点是:①颗粒停留时间分布很窄,可以生产刚性和抗冲击性非常好的共聚物产品;②可以避免催化剂短路;③由于这种独特的反应器设计,该工艺的产品过渡时间短,产品切换容易,过渡产品少。
该工艺的另一特点是气锁系统。当物料从第一反应器输送到第二反应器时,气锁系统可避免两反应器互相窜流。尤其是生产共聚物时,两反应器的气相组成不同,如果发生窜流将严重影响产品质量,因此将两反应器隔离是关键。该工艺可以通过停止催化剂注入而快速平稳的停车,在遇到特殊情况时,可通过释放反应器压力在3 min 内停车,并在重新加压及注入催化剂后再次开车。由于独特的设计,该工艺在各种工艺中能耗和操作压力最低,其抗冲共聚产品橡胶项分布均匀,同样的乙烯含量的产品可以获得更高的抗冲击强度。
1.2 JPP Horizone 工艺
JPP 的 Horizone 同样是在Amoco-Chisso 聚丙烯工艺工艺技术基础上发展起来的,它与Innovene两者有很多相似之处,尤其是反应器的设计基本相同。Horizone工艺的反应条件也与Innovene 工艺相似。两种工艺的主要区别有两个方面:一是Horizone工艺两反应器上下垂直布置,第一反应器的出料直接靠重力流入气锁装置,然后用丙烯气压送入第二反应器。而Innovene 工艺的两个反应器平行水平布置,第一反应器的出料先送入高处的沉降器,分离出的聚合物粉料再靠重力进入气锁器,然后用丙烯气压送入第二反应器。
两者相比,Horizone工艺的设计要更简单,能耗更小;二是Horizone 气相法聚丙烯工艺采用THC-C 催化剂,该催化剂具有很高的活性和选择性,典型活性为25000~40000 g PP/g cat,但该催化剂需要预处理,用己烷配成浆液,加入少量丙烯进行预聚,否则产品中细粉增多,流动性降低,共聚反应器的操作困难。
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