1. 聚丙烯工藝的技術發展(zhan)
聚(ju)丙烯(xi)（Polypropylene，PP）是以丙烯(xi)為單(dan)體經(jing)聚(ju)合反(fan)應而生成(cheng)的(de)聚(ju)合樹(shu)脂。已經(jing)成(cheng)為我國經(jing)濟建(jian)設中不可缺(que)少的(de)材料(liao)。具體應用(yong)在包裝(zhuang)材料(liao)、服裝(zhuang)用(yong)料(liao)、產業(ye)用(yong)料(liao)、過濾用(yong)料(liao)、衛生用(yong)料(liao)和(he)煙用(yong)絲(si)束等(deng)。
四(si)十多年來，聚丙(bing)烯的催化劑不斷開(kai)發(fa)，不斷改性，尤(you)其(qi)是近二十年來，其(qi)技術(shu)一(yi)次(ci)又一(yi)次(ci)飛躍式(shi)的進步，極大地簡(jian)化了(le)聚丙(bing)烯的工藝流程，使(shi)裝(zhuang)置(zhi)的投(tou)資和(he)生產(chan)成(cheng)本降到(dao)很低的水平。
聚(ju)丙(bing)烯常(chang)用工(gong)藝方法包(bao)括淤漿法工(gong)藝和(he)本體法工(gong)藝。
①. 淤漿(jiang)法(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)（Slurry Process）又稱漿(jiang)液法(fa)(fa)或(huo)溶劑(ji)(ji)法(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)，是(shi)世(shi)界上最(zui)早用于生(sheng)(sheng)產(chan)聚(ju)(ju)丙烯的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)技術。從1957年第(di)一套(tao)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)業化(hua)裝置到現在一直是(shi)最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)(de)聚(ju)(ju)丙烯生(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)。典型工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)主(zhu)要(yao)包括意大利 Montedison 工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)、美國Hercules 工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)、日(ri)本三(san)井東(dong)壓化(hua)學工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)、美國Amoco 工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)、日(ri)本三(san)井油(you)化(hua)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)以及索(suo)維爾工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)等(deng)。這些工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)開發都基于當時的(de)(de)第(di)一代催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)，采用立(li)式攪拌(ban)釜反應器，需要(yao)脫(tuo)(tuo)灰和(he)脫(tuo)(tuo)無規(gui)(gui)物，因采用的(de)(de)溶劑(ji)(ji)不同，工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)流(liu)程和(he)操作條件有所不同。近(jin)年來，傳(chuan)統的(de)(de)淤漿(jiang)法(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)在生(sheng)(sheng)產(chan)中的(de)(de)比例(li)明(ming)顯減(jian)(jian)少(shao)，保留的(de)(de)淤漿(jiang)產(chan)品主(zhu)要(yao)用于一些高(gao)價值領域，如特種BOPP薄(bo)膜、高(gao)相(xiang)對分(fen)子質量吹塑(su)膜以及高(gao)強度管材等(deng)。近(jin)年來，人們對該方法(fa)(fa)進行了改進，改進后的(de)(de)淤漿(jiang)法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)使用高(gao)活性的(de)(de)第(di)二代催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)，可刪除催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)脫(tuo)(tuo)灰步驟，能(neng)(neng)減(jian)(jian)少(shao)無規(gui)(gui)聚(ju)(ju)合物的(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)，可用于生(sheng)(sheng)產(chan)均聚(ju)(ju)物、無規(gui)(gui)共聚(ju)(ju)物和(he)抗沖共聚(ju)(ju)物產(chan)品等(deng)。目前世(shi)界淤漿(jiang)法(fa)(fa)PP的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)能(neng)(neng)力(li)約占全球PP總生(sheng)(sheng)產(chan)能(neng)(neng)力(li)的(de)(de)13％。
②. 本(ben)(ben)體(ti)法工藝(yi)的(de)(de)(de)研(yan)究開發始(shi)于20世(shi)紀60年(nian)代，1964年(nian)美國Dart公司采(cai)用(yong)(yong)釜(fu)式反(fan)(fan)應器(qi)建(jian)成(cheng)了世(shi)界上第一套工業(ye)化(hua)本(ben)(ben)體(ti)法聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)(xi)生產裝置。1970年(nian)以(yi)(yi)后，日本(ben)(ben)住友、Phillips、美國EI Psao等公司都實(shi)現了液(ye)相本(ben)(ben)體(ti)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)(xi)工藝(yi)的(de)(de)(de)工業(ye)化(hua)生產。與(yu)采(cai)用(yong)(yong)溶劑的(de)(de)(de)漿液(ye)法相比，采(cai)用(yong)(yong)液(ye)相丙烯(xi)(xi)(xi)本(ben)(ben)體(ti)法進行聚(ju)(ju)合(he)具有(you)不使(shi)用(yong)(yong)惰(duo)性溶劑，反(fan)(fan)應系(xi)統內單(dan)體(ti)濃(nong)度高(gao)(gao)，聚(ju)(ju)合(he)速率(lv)快，催(cui)(cui)化(hua)劑活性高(gao)(gao)，聚(ju)(ju)合(he)反(fan)(fan)應轉化(hua)率(lv)高(gao)(gao)，反(fan)(fan)應器(qi)的(de)(de)(de)時(shi)空生產能(neng)力更大，能(neng)耗低，工藝(yi)流(liu)程簡單(dan)，設備少，生產成(cheng)本(ben)(ben)低，“三廢(fei)”量(liang)(liang)少；容易除(chu)去(qu)聚(ju)(ju)合(he)熱，并使(shi)撤熱控制簡單(dan)化(hua)，可以(yi)(yi)提高(gao)(gao)單(dan)位反(fan)(fan)應器(qi)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)量(liang)(liang)；能(neng)除(chu)去(qu)對產品(pin)(pin)性質(zhi)有(you)不良影響(xiang)的(de)(de)(de)低分子量(liang)(liang)無規聚(ju)(ju)合(he)物和催(cui)(cui)化(hua)劑殘渣，可以(yi)(yi)得到高(gao)(gao)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)產品(pin)(pin)等優點。不足(zu)之處是反(fan)(fan)應氣(qi)(qi)體(ti)需要氣(qi)(qi)化(hua)，冷凝后才能(neng)循環回反(fan)(fan)應器(qi)。反(fan)(fan)應器(qi)內的(de)(de)(de)高(gao)(gao)壓液(ye)態烴類物料容量(liang)(liang)大，有(you)潛在的(de)(de)(de)危險性。此外，反(fan)(fan)應器(qi)中乙烯(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)濃(nong)度不能(neng)太高(gao)(gao)，否(fou)則在反(fan)(fan)應器(qi)中形(xing)成(cheng)一個單(dan)獨的(de)(de)(de)氣(qi)(qi)相，使(shi)得反(fan)(fan)應器(qi)難以(yi)(yi)操作，因(yin)而所得共聚(ju)(ju)產品(pin)(pin)中的(de)(de)(de)乙烯(xi)(xi)(xi)含量(liang)(liang)不會太高(gao)(gao)。
本體(ti)(ti)法不同工(gong)藝路線的區別(bie)主(zhu)要(yao)是反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)的不同。反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)可(ke)分(fen)為(wei)釜式(shi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)和(he)環(huan)(huan)管反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)兩大(da)類。釜式(shi)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)是利用液體(ti)(ti)蒸發(fa)的潛(qian)熱來除去反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)熱，蒸發(fa)的大(da)部(bu)分(fen)氣體(ti)(ti)經(jing)循環(huan)(huan)冷凝后返回(hui)(hui)到反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)，未冷凝的氣體(ti)(ti)經(jing)壓縮機升壓后循環(huan)(huan)回(hui)(hui)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)。而環(huan)(huan)管反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)則(ze)是利用軸流(liu)泵使漿液高速(su)循環(huan)(huan)，通過(guo)夾套冷卻撤熱，由于傳熱面積大(da)，撤熱效果好，因此其單位(wei)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)體(ti)(ti)積產率(lv)高，能耗低。
本(ben)體法生產(chan)工藝(yi)按聚(ju)(ju)(ju)合工藝(yi)流程，可以分為(wei)間歇(xie)式聚(ju)(ju)(ju)合工藝(yi)和連續式聚(ju)(ju)(ju)合工藝(yi)兩種。
a. 間歇式本體(ti)法工藝
間歇(xie)本體(ti)法聚(ju)(ju)丙(bing)烯聚(ju)(ju)合技術是(shi)我國(guo)(guo)自行研制開(kai)發成功的生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)技術。它(ta)具有生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)工藝技術可靠，對原料丙(bing)烯質量要求不是(shi)很高，所需催化劑國(guo)(guo)內有保證，流程簡單(dan)，投(tou)資(zi)省(sheng)、收效(xiao)快，操作(zuo)簡單(dan)，產(chan)(chan)(chan)品牌號(hao)(hao)轉(zhuan)換靈活(huo)、“三廢少(shao)”，適(shi)合中國(guo)(guo)國(guo)(guo)情等(deng)優點，不足之處是(shi)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)規(gui)模小，難以產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)規(gui)模效(xiao)益；裝置手工操作(zuo)較多，間歇(xie)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)，自動化控制水平(ping)低，產(chan)(chan)(chan)品質量不穩定；原料的消耗定額較高；產(chan)(chan)(chan)品的品種牌號(hao)(hao)少(shao)，檔次不高，用(yong)途較窄。目前，我國(guo)(guo)采用(yong)該法生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)的聚(ju)(ju)丙(bing)烯生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)能力約(yue)占(zhan)全國(guo)(guo)總生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)能力的24％。
b. 連(lian)續式本(ben)體(ti)法工藝(yi)
該工(gong)藝(yi)主要包(bao)括美國Rexall工(gong)藝(yi)、美國Phillips工(gong)藝(yi)以(yi)及日本Sumitimo 工(gong)藝(yi)。
2. Dow化學公司Unipol 工藝
該(gai)工(gong)藝屬于Dow化(hua)學(xue)公司所(suo)有，Unipol聚(ju)丙烯工(gong)藝和(he)其聚(ju)乙烯工(gong)藝類似。工(gong)藝過(guo)程主要包括(kuo)原料(liao)精制、催(cui)化(hua)劑進料(liao)、聚(ju)合(he)反(fan)應、聚(ju)合(he)物(wu)脫氣和(he)尾氣回收、造粒、摻(chan)混和(he)包裝碼垛(duo)等工(gong)段。
Unipol聚(ju)丙烯(xi)工(gong)藝流程，如圖(tu)5-107所示。
3. BASF公司的(de)Novolen 工(gong)藝(yi)
該工(gong)藝(yi)是由(you) BASF公司(si)開發(fa)成(cheng)功的。1999年(nian)，該工(gong)藝(yi)擁有者 Targor 公司(si)和(he)ABB Lum-mus公司(si)達(da)成(cheng)協議。由(you)ABB Lummus 公司(si)負(fu)責在全球(qiu)范(fan)圍內推廣Novolen工(gong)藝(yi)。2000年(nian)9月，被ABB公司(si)和(he)Equistar公司(si)所組成(cheng)的合資公司(si) Novolen Technology Holding（簡(jian)稱NTH）收(shou)(shou)購。2008年(nian)，由(you)CB＆-I整體收(shou)(shou)購了 Lummus，Novolen 工(gong)藝(yi)由(you)新成(cheng)立的CB＆-ILummus負(fu)責全球(qiu)轉(zhuan)讓(rang)。
Novolen 包括原料(liao)精制、催化劑配制、聚合反(fan)應(ying)、聚合物粉料(liao)的凈(jing)化、擠壓造(zao)粒(li)等工序，如(ru)圖5-108和圖5-109所示。
4. 某國外工程聚丙烯裝置(zhi)布置(zhi)實例(li)（圖5-110）
