论文部分内容阅读
摘 要：综述了苯丙烯三类生产工艺技术，及本体法、气相法和本体-气相法，并详细阐述了一些具体方法，如Hypol工艺、Novolen工艺、Spherizone工艺等，并分析了我国在聚丙烯技术方面存在的差距,对我国聚丙烯工业的发展提出了建议。
关键词：聚丙烯 生产工艺 发展
一、引言
聚丙烯（PP）是五大通用合成树脂之一，是一种性能优良的热塑性塑料，具有密度小、冲击强度高、易加工、抗挠曲性、无毒、及电绝缘性好等优点，广泛应用于建材、电子电器、汽车、包装、医疗等领域[1]。随着我国经济的发展，一些生产技术也是在不断的进步，聚丙烯工艺的技术也是在不断的发展和进步。传统的聚丙烯工艺有溶液法、浆液法、本体法和气相法，由于能耗高及工艺流程复杂，目前浆液法和溶液法基本上被淘汰，目前聚丙烯工艺生产的方法已经完全被本体法和气相法占据。
二、生产工艺技术进展
1.本体法工艺
本体法是一种丙烯既是聚合单体，又是反应物稀释溶剂，在50-80℃、2.5～3.5MPaG条件下进行聚合反应的方法。按采用的聚合反应器的不同，本体法分为管式聚合工艺和分釜式聚合工艺。以下是几种本体法的简述。
1.1Hypol工艺
Hypol工艺是三井油化于1963年实现工业化生产的一种连续釜式聚合工艺。该工艺采用高立构、高效的定向性催化剂TK-II，是一种无脱灰、无溶剂的生产工艺。1984年，Hypol聚丙烯工藝在千叶工厂的两条4万吨/年的生产线上首次投产。世界采用此工艺的生产装置及在建装置20多套，总生产能力在200万t/a以上。由此工艺生产得到的聚丙烯产品品种多、牌号全、光学性能好、白度高、挥发性和灰分含量低、产品质量优异。
1.2 环管工艺
Phillips公司环管工艺是最早的本体聚合工艺之一，也是连续管式聚合工艺的典型代表。Phillips工艺采用的反应器是环管型，使用常规催化剂进行生产。环管工艺具有全容积装料、单位反应容积所占用的传热面积大、传热系数高、生产强度高且环管内物料流速快、凝胶少、切换牌号时间短等特点。除此之外，采用双环管反应器可得到双峰型LLDPE。
2.气象法工艺
气象法是由BASF公司1969年首先工业化的。按采用的反应器类型的不同可分为气相搅拌工艺（立式搅拌床、卧式搅拌床）和气相流化床工艺。
2.1 Novolen工艺
Novolen工艺是BASF公司研究开发的。2000年9月，Novolen工艺被ABB公司和Equistar公司所组成的NTH公司收购。Novolen工艺能够使均聚物的产量提高30%，因为它可以用共聚合反应器生产均聚物。采用将反应器串联的方法还可以生产无规共聚物。该工艺具有流程短，投资少的优点。目前为止，全世界采用Novolen工艺的生产装置有25套，总生产能力约为4700kt/a[2]。
2.2 Innovene气相工艺
2001年以前，Innovene工艺在也称为BP-Amoco工艺。该工艺通过液体丙烯气化控制反应温度，并使用卧式搅拌床气相反应器。它的特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器，带内部挡板，运用特殊设计的水平搅拌器进行搅拌，能够对整个床层进行缓慢而规则的搅拌。该工艺的另一特点是气锁系统。目前，全世界应用Innovene工艺技术的PP生产装置有20多套，总生产能力约为6255kt/a[3]。
2.3 Spherizone工艺
Spherizone工艺是Basell公司创新开发的聚丙烯生产技术，它是一种以气相、非茂金属催化剂来生产聚丙烯的环管-气相法连用工艺，它采用多区循环反应釜(MZCR)，在此反应釜中就可制备双峰聚丙烯树脂[4]。Spherizone循环反应器有两个互通的区域，并且不同的区域起到由其他工艺的多个淤浆和气相环管反应器的效果。这两个区域能产生的树脂具有不同相对分子质量和/或单体组成分布，扩大了聚丙烯的性能范围。与传统方法相比，该技术生产聚丙烯的利润要高出两倍。目前，全球采用该技术的聚丙烯生产装置有5套。
3.本体-气相法连用工艺
Spheripol环管-气相工艺是海蒙特公司采用环管液相本体—气相组合工艺技术，目前该工艺占全球PP生产的50 %。全世界采用此技术的生产装置43套，总生产能力600万t/a以上，包括在建装置总生产能力>1 000万t/a。我国采用该工艺的有上海石化、齐鲁石化、无顺乙烯、中原、茂名石化、独山子大连、大庆炼化、华北油田、天津联化等单位，生产能力可达200万t/a。
三、发展趋势
聚丙烯与乙烯相比较我国的聚丙烯的资源是很丰富的，聚丙烯在市场上有一定的市场占有率，是比较重要的产品之一。我国对于聚丙烯的需求逐年递增，预计今后的需求量增长速度可能会高于国民的经济经济的增长速度。然而我国目前聚丙烯(PP)工业的技术水平及生产能力与国外相比还存在一定的差距，例如集约化程度低、生产规模偏小、产品档次和市场竞争力差、附加值低等。因此我国聚丙烯工业应当在如下方面做出努力：首先是要研发新工艺，提高生产能力；其次，深入研究改进催化剂，尽可能提高催化剂在反应中的活性。再次，多开发新产品，从而弥补国内聚丙烯产业的不足，以促进塑料和树脂行业的快速发展。
参考文献
[1]洪定一．聚丙烯－原理、工艺与技术［Ｍ］．北京：中国石化出版社，2002：1-12．
[2]Lummus Novolen technology gmbH.Novolen Technology[EB/OL]. [2010-05-27].Http://www.novolentechn
ology.com
[3]Ineos Group.Polypropylene:Global Licenses [EB/OL].[2010-5-27].http://www.ineostechnologies.com/123-
global_licenses.htm
[4] 饶兴鹤．世界聚丙烯工业的发展现状及新技术进展[J]．中国石油和化工经济分析，2005；（6）：45-49
[5] 贲信学．论聚丙烯生产工业现状与发展[J]， 2012，(5)：31-42．
关键词：聚丙烯 生产工艺 发展
一、引言
聚丙烯（PP）是五大通用合成树脂之一，是一种性能优良的热塑性塑料，具有密度小、冲击强度高、易加工、抗挠曲性、无毒、及电绝缘性好等优点，广泛应用于建材、电子电器、汽车、包装、医疗等领域[1]。随着我国经济的发展，一些生产技术也是在不断的进步，聚丙烯工艺的技术也是在不断的发展和进步。传统的聚丙烯工艺有溶液法、浆液法、本体法和气相法，由于能耗高及工艺流程复杂，目前浆液法和溶液法基本上被淘汰，目前聚丙烯工艺生产的方法已经完全被本体法和气相法占据。
二、生产工艺技术进展
1.本体法工艺
本体法是一种丙烯既是聚合单体，又是反应物稀释溶剂，在50-80℃、2.5～3.5MPaG条件下进行聚合反应的方法。按采用的聚合反应器的不同，本体法分为管式聚合工艺和分釜式聚合工艺。以下是几种本体法的简述。
1.1Hypol工艺
Hypol工艺是三井油化于1963年实现工业化生产的一种连续釜式聚合工艺。该工艺采用高立构、高效的定向性催化剂TK-II，是一种无脱灰、无溶剂的生产工艺。1984年，Hypol聚丙烯工藝在千叶工厂的两条4万吨/年的生产线上首次投产。世界采用此工艺的生产装置及在建装置20多套，总生产能力在200万t/a以上。由此工艺生产得到的聚丙烯产品品种多、牌号全、光学性能好、白度高、挥发性和灰分含量低、产品质量优异。
1.2 环管工艺
Phillips公司环管工艺是最早的本体聚合工艺之一，也是连续管式聚合工艺的典型代表。Phillips工艺采用的反应器是环管型，使用常规催化剂进行生产。环管工艺具有全容积装料、单位反应容积所占用的传热面积大、传热系数高、生产强度高且环管内物料流速快、凝胶少、切换牌号时间短等特点。除此之外，采用双环管反应器可得到双峰型LLDPE。
2.气象法工艺
气象法是由BASF公司1969年首先工业化的。按采用的反应器类型的不同可分为气相搅拌工艺（立式搅拌床、卧式搅拌床）和气相流化床工艺。
2.1 Novolen工艺
Novolen工艺是BASF公司研究开发的。2000年9月，Novolen工艺被ABB公司和Equistar公司所组成的NTH公司收购。Novolen工艺能够使均聚物的产量提高30%，因为它可以用共聚合反应器生产均聚物。采用将反应器串联的方法还可以生产无规共聚物。该工艺具有流程短，投资少的优点。目前为止，全世界采用Novolen工艺的生产装置有25套，总生产能力约为4700kt/a[2]。
2.2 Innovene气相工艺
2001年以前，Innovene工艺在也称为BP-Amoco工艺。该工艺通过液体丙烯气化控制反应温度，并使用卧式搅拌床气相反应器。它的特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器，带内部挡板，运用特殊设计的水平搅拌器进行搅拌，能够对整个床层进行缓慢而规则的搅拌。该工艺的另一特点是气锁系统。目前，全世界应用Innovene工艺技术的PP生产装置有20多套，总生产能力约为6255kt/a[3]。
2.3 Spherizone工艺
Spherizone工艺是Basell公司创新开发的聚丙烯生产技术，它是一种以气相、非茂金属催化剂来生产聚丙烯的环管-气相法连用工艺，它采用多区循环反应釜(MZCR)，在此反应釜中就可制备双峰聚丙烯树脂[4]。Spherizone循环反应器有两个互通的区域，并且不同的区域起到由其他工艺的多个淤浆和气相环管反应器的效果。这两个区域能产生的树脂具有不同相对分子质量和/或单体组成分布，扩大了聚丙烯的性能范围。与传统方法相比，该技术生产聚丙烯的利润要高出两倍。目前，全球采用该技术的聚丙烯生产装置有5套。
3.本体-气相法连用工艺
Spheripol环管-气相工艺是海蒙特公司采用环管液相本体—气相组合工艺技术，目前该工艺占全球PP生产的50 %。全世界采用此技术的生产装置43套，总生产能力600万t/a以上，包括在建装置总生产能力>1 000万t/a。我国采用该工艺的有上海石化、齐鲁石化、无顺乙烯、中原、茂名石化、独山子大连、大庆炼化、华北油田、天津联化等单位，生产能力可达200万t/a。
三、发展趋势
聚丙烯与乙烯相比较我国的聚丙烯的资源是很丰富的，聚丙烯在市场上有一定的市场占有率，是比较重要的产品之一。我国对于聚丙烯的需求逐年递增，预计今后的需求量增长速度可能会高于国民的经济经济的增长速度。然而我国目前聚丙烯(PP)工业的技术水平及生产能力与国外相比还存在一定的差距，例如集约化程度低、生产规模偏小、产品档次和市场竞争力差、附加值低等。因此我国聚丙烯工业应当在如下方面做出努力：首先是要研发新工艺，提高生产能力；其次，深入研究改进催化剂，尽可能提高催化剂在反应中的活性。再次，多开发新产品，从而弥补国内聚丙烯产业的不足，以促进塑料和树脂行业的快速发展。
参考文献
[1]洪定一．聚丙烯－原理、工艺与技术［Ｍ］．北京：中国石化出版社，2002：1-12．
[2]Lummus Novolen technology gmbH.Novolen Technology[EB/OL]. [2010-05-27].Http://www.novolentechn
ology.com
[3]Ineos Group.Polypropylene:Global Licenses [EB/OL].[2010-5-27].http://www.ineostechnologies.com/123-
global_licenses.htm
[4] 饶兴鹤．世界聚丙烯工业的发展现状及新技术进展[J]．中国石油和化工经济分析，2005；（6）：45-49
[5] 贲信学．论聚丙烯生产工业现状与发展[J]， 2012，(5)：31-42．