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聚丙烯的生產(chǎn)工藝及其進展
目前,聚丙烯(PP)主要用氣相和本體工藝生產(chǎn),全球氣相和本體環(huán)管工藝樹脂的增長強烈地挑戰(zhàn)著淤漿工藝的產(chǎn)品。進入20世紀90年代以來,淤漿工藝正逐步被淘汰。全球PP生產(chǎn)工藝中,Basell公司的Spheripol環(huán)管/氣相工藝占主導地位,目前該工藝占全球PP生產(chǎn)的50%;其次是DOW公司的Unipol氣相工藝、BP公司的Innovene氣相工藝、NTH公司的Novolen氣相工藝、三井公司的Hypol釜式本體工藝、Borealis公司的Borstar環(huán)管/氣相工藝等。近年來,氣相和本體工藝的比例逐年增加,世界各地在建和新建的PP裝置將基本上采用氣相工藝和本體工藝。尤其是氣相工藝的快速增加正挑戰(zhàn)居世界第一位的Spheripol工藝。據(jù)NTH公司稱,1997年以來,世界范圍內(nèi)許可的PP新增能力的55%都是采用Novolen氣相工藝,今后氣相工藝還將有逐步增加的趨勢。除以上主要的PP生產(chǎn)工藝外,原Montell公司于20世紀90年代又成功開發(fā)了反應器PP合金Catalloy和Hivalloy技術。這兩項技術的開發(fā)成功為PP樹脂高性能化、功能化以及進人高附加值應用領域創(chuàng)造了條件,現(xiàn)均已實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。另外,Basell公司、Borealis公司等也在聚丙烯新技術方面有所突破。 (1)三井油化的Hypol工藝。Hypol工藝采用釜式液相本體-氣相組合的工藝技術,使用TK-Ⅱ高效載體催化劑,催化劑活性>2萬gPP/gcat,可不脫灰、不脫無規(guī)物。PP的等規(guī)度≥98%,粒度分布窄,可生產(chǎn)寬范圍的PP。Hypol聚丙烯工藝于1984年在千葉工注塑件加工的兩條4萬噸/年的生產(chǎn)線上首次投產(chǎn)。世界采用此工藝的生產(chǎn)裝置及在建裝置23套,總生產(chǎn)能力為200萬噸/年。該工藝生產(chǎn)的聚丙烯產(chǎn)品品種多、牌號全、白度高、光學性能好、揮發(fā)性和灰分含量低、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異,不需進一步處理就能達到全部質(zhì)量要求。我國揚子石化、盤錦乙烯、洛陽石化、廣州石都有該工藝裝置。 (2)海蒙特公司的Spheripol工藝。Spheripol工藝采用環(huán)管液相本體-氣相組合工藝技術,使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等10種高效載體催化劑,催化劑活性達4萬gpp/gcat,產(chǎn)品等規(guī)度為90%-99%,可不脫灰、不脫無規(guī)物。該工藝采用新的催化劑和新添加劑加入技術,開發(fā)出無造粒的Spheripol工藝技術,與常規(guī)生產(chǎn)工藝相比,設備投資降低50%,能耗減少85%,維修費減少80%。Spheripol工藝能生產(chǎn)很寬范圍的PP產(chǎn)品,包括均聚物、無規(guī)共聚物、三元共聚物、多相抗沖擊共聚物和乙烯含量大于25%的有高抗沖擊性的共聚物。Spheripol工藝的催化劑粒徑大而圓且均勻,所以生成的聚合物顆粒大,呈粒形,粒度分布窄。另外環(huán)管反應器內(nèi)的物料流速高,生成的粉料表觀密度大且表面光滑,不易被氣流吹走,為密相流化床反應器的應用創(chuàng)造了條件。全世界采用此技術的生產(chǎn)裝置43套,總生產(chǎn)能力600萬噸/年以上,包括在建裝置總生產(chǎn)能力>1000萬噸/年。我國齊魯石化、上海石化、無順乙烯、茂名石化、天津聯(lián)化、中原、獨山山、大連、華北油田、大慶煉化等單位都采用該工藝進行生產(chǎn)。 (3)聯(lián)碳公司的Unipol工藝。Unipol氣相流化床工藝,使用Shell公司的SHAC高效催化劑,催化劑活性達2-2.5萬gpp/gcat。
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