1. 聚(ju)丙烯工藝的技術(shu)發展
聚丙(bing)烯（Polypropylene，PP）是以丙(bing)烯為(wei)單體經聚合反應(ying)而(er)生成的(de)聚合樹脂。已經成為(wei)我國(guo)經濟建(jian)設中(zhong)不可(ke)缺(que)少的(de)材料。具體應(ying)用(yong)(yong)(yong)在包裝材料、服裝用(yong)(yong)(yong)料、產(chan)業用(yong)(yong)(yong)料、過濾(lv)用(yong)(yong)(yong)料、衛生用(yong)(yong)(yong)料和煙用(yong)(yong)(yong)絲(si)束等。
四十(shi)多年(nian)來(lai)，聚(ju)丙(bing)烯的(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)劑不(bu)斷(duan)開發，不(bu)斷(duan)改性，尤(you)其是近(jin)二十(shi)年(nian)來(lai)，其技術(shu)一次又一次飛躍式(shi)的(de)(de)進(jin)步，極(ji)大(da)地簡(jian)化(hua)(hua)了(le)聚(ju)丙(bing)烯的(de)(de)工藝流程(cheng)，使裝置的(de)(de)投資和生產成本降到(dao)很低的(de)(de)水平。
聚丙烯常用工(gong)(gong)藝(yi)方法包括淤(yu)漿法工(gong)(gong)藝(yi)和本(ben)體法工(gong)(gong)藝(yi)。
①. 淤(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)工藝(yi)(yi)(yi)(yi)（Slurry Process）又稱漿(jiang)液法(fa)(fa)或溶劑(ji)(ji)法(fa)(fa)工藝(yi)(yi)(yi)(yi)，是(shi)世界(jie)上最早用(yong)于(yu)生(sheng)(sheng)產(chan)聚(ju)(ju)丙烯(xi)的(de)(de)(de)工藝(yi)(yi)(yi)(yi)技術(shu)。從1957年第一套(tao)工業(ye)化裝置到現在一直(zhi)是(shi)最主(zhu)要的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)丙烯(xi)生(sheng)(sheng)產(chan)工藝(yi)(yi)(yi)(yi)。典型工藝(yi)(yi)(yi)(yi)主(zhu)要包(bao)括意大利(li) Montedison 工藝(yi)(yi)(yi)(yi)、美國(guo)(guo)Hercules 工藝(yi)(yi)(yi)(yi)、日(ri)(ri)本三井東(dong)壓化學工藝(yi)(yi)(yi)(yi)、美國(guo)(guo)Amoco 工藝(yi)(yi)(yi)(yi)、日(ri)(ri)本三井油化工藝(yi)(yi)(yi)(yi)以及索維爾工藝(yi)(yi)(yi)(yi)等(deng)。這些工藝(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)開發都基于(yu)當時的(de)(de)(de)第一代催(cui)化劑(ji)(ji)，采(cai)用(yong)立式(shi)攪拌釜(fu)反應器，需要脫灰(hui)和脫無(wu)規(gui)物，因(yin)采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)溶劑(ji)(ji)不同(tong)(tong)，工藝(yi)(yi)(yi)(yi)流程(cheng)和操作條件(jian)有所不同(tong)(tong)。近(jin)年來，傳統的(de)(de)(de)淤(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)工藝(yi)(yi)(yi)(yi)在生(sheng)(sheng)產(chan)中的(de)(de)(de)比例(li)明顯減(jian)(jian)少(shao)，保留的(de)(de)(de)淤(yu)漿(jiang)產(chan)品主(zhu)要用(yong)于(yu)一些高價(jia)值領域，如特種BOPP薄膜、高相(xiang)對分(fen)子(zi)質量吹塑(su)膜以及高強度管材(cai)等(deng)。近(jin)年來，人們對該方(fang)法(fa)(fa)進(jin)行了改進(jin)，改進(jin)后(hou)的(de)(de)(de)淤(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)工藝(yi)(yi)(yi)(yi)使用(yong)高活性的(de)(de)(de)第二代催(cui)化劑(ji)(ji)，可刪(shan)除催(cui)化劑(ji)(ji)脫灰(hui)步驟，能(neng)減(jian)(jian)少(shao)無(wu)規(gui)聚(ju)(ju)合物的(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)，可用(yong)于(yu)生(sheng)(sheng)產(chan)均聚(ju)(ju)物、無(wu)規(gui)共(gong)聚(ju)(ju)物和抗(kang)沖(chong)共(gong)聚(ju)(ju)物產(chan)品等(deng)。目(mu)前世界(jie)淤(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)PP的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)能(neng)力約(yue)占全球PP總生(sheng)(sheng)產(chan)能(neng)力的(de)(de)(de)13％。
②. 本(ben)(ben)體(ti)(ti)法工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)研究開發始于(yu)20世紀(ji)60年(nian)(nian)代，1964年(nian)(nian)美國(guo)Dart公(gong)司采用釜式反(fan)應(ying)器(qi)建成了(le)(le)世界上第一套工(gong)業化本(ben)(ben)體(ti)(ti)法聚(ju)(ju)丙烯(xi)生產(chan)(chan)裝(zhuang)置(zhi)。1970年(nian)(nian)以(yi)(yi)(yi)后(hou)，日本(ben)(ben)住(zhu)友、Phillips、美國(guo)EI Psao等公(gong)司都實現了(le)(le)液(ye)相本(ben)(ben)體(ti)(ti)聚(ju)(ju)丙烯(xi)工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)工(gong)業化生產(chan)(chan)。與采用溶劑的(de)(de)(de)(de)漿液(ye)法相比，采用液(ye)相丙烯(xi)本(ben)(ben)體(ti)(ti)法進行聚(ju)(ju)合(he)具有(you)(you)不使(shi)用惰(duo)性(xing)溶劑，反(fan)應(ying)系(xi)統內(nei)單(dan)(dan)(dan)體(ti)(ti)濃度(du)高，聚(ju)(ju)合(he)速率快(kuai)，催化劑活性(xing)高，聚(ju)(ju)合(he)反(fan)應(ying)轉化率高，反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)(de)(de)時空生產(chan)(chan)能(neng)(neng)力更大，能(neng)(neng)耗低，工(gong)藝流程簡單(dan)(dan)(dan)，設備少，生產(chan)(chan)成本(ben)(ben)低，“三廢”量(liang)(liang)(liang)(liang)少；容(rong)易除(chu)去聚(ju)(ju)合(he)熱，并使(shi)撤熱控制簡單(dan)(dan)(dan)化，可(ke)以(yi)(yi)(yi)提高單(dan)(dan)(dan)位反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)量(liang)(liang)(liang)(liang)；能(neng)(neng)除(chu)去對產(chan)(chan)品性(xing)質有(you)(you)不良影響的(de)(de)(de)(de)低分(fen)子量(liang)(liang)(liang)(liang)無規聚(ju)(ju)合(he)物和催化劑殘渣，可(ke)以(yi)(yi)(yi)得(de)到高質量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)品等優點。不足之處是(shi)反(fan)應(ying)氣體(ti)(ti)需要氣化，冷凝后(hou)才能(neng)(neng)循環(huan)回反(fan)應(ying)器(qi)。反(fan)應(ying)器(qi)內(nei)的(de)(de)(de)(de)高壓液(ye)態烴類物料容(rong)量(liang)(liang)(liang)(liang)大，有(you)(you)潛在(zai)的(de)(de)(de)(de)危險性(xing)。此外，反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)乙(yi)烯(xi)的(de)(de)(de)(de)濃度(du)不能(neng)(neng)太高，否則(ze)在(zai)反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)形成一個單(dan)(dan)(dan)獨(du)的(de)(de)(de)(de)氣相，使(shi)得(de)反(fan)應(ying)器(qi)難以(yi)(yi)(yi)操作，因而所得(de)共(gong)聚(ju)(ju)產(chan)(chan)品中(zhong)的(de)(de)(de)(de)乙(yi)烯(xi)含量(liang)(liang)(liang)(liang)不會太高。
本體(ti)法不(bu)同工藝(yi)路線(xian)的(de)(de)(de)區別主要(yao)是(shi)(shi)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)不(bu)同。反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)可分為釜式(shi)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)和環(huan)(huan)管反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)兩(liang)大(da)類。釜式(shi)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)(shi)利用(yong)液體(ti)蒸發(fa)的(de)(de)(de)潛(qian)熱(re)來除去(qu)反(fan)(fan)應(ying)熱(re)，蒸發(fa)的(de)(de)(de)大(da)部分氣體(ti)經循環(huan)(huan)冷(leng)凝后返回(hui)到反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)，未冷(leng)凝的(de)(de)(de)氣體(ti)經壓(ya)(ya)縮機升壓(ya)(ya)后循環(huan)(huan)回(hui)反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)。而環(huan)(huan)管反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)則(ze)是(shi)(shi)利用(yong)軸流泵使漿液高速(su)循環(huan)(huan)，通過夾套(tao)冷(leng)卻撤熱(re)，由于傳(chuan)熱(re)面積(ji)大(da)，撤熱(re)效果好，因此其單位反(fan)(fan)應(ying)器(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)積(ji)產率高，能耗低。
本體(ti)法(fa)生產工藝按聚合工藝流程，可(ke)以分為間歇(xie)式聚合工藝和連(lian)續式聚合工藝兩種(zhong)。
a. 間歇式本體法工藝
間歇本體法聚丙烯聚合技(ji)術(shu)是(shi)(shi)我(wo)國(guo)(guo)自行研制開發成功的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)技(ji)術(shu)。它具有(you)生(sheng)(sheng)產(chan)工藝(yi)技(ji)術(shu)可靠，對原(yuan)料(liao)丙烯質量要求不是(shi)(shi)很(hen)高，所需催化劑國(guo)(guo)內有(you)保(bao)證，流程簡(jian)單，投資省、收效(xiao)快，操(cao)作簡(jian)單，產(chan)品(pin)(pin)(pin)牌號轉換靈活、“三廢少(shao)”，適(shi)合中國(guo)(guo)國(guo)(guo)情等優點，不足之處是(shi)(shi)生(sheng)(sheng)產(chan)規(gui)(gui)模(mo)小，難(nan)以產(chan)生(sheng)(sheng)規(gui)(gui)模(mo)效(xiao)益；裝(zhuang)置(zhi)手工操(cao)作較(jiao)多，間歇生(sheng)(sheng)產(chan)，自動化控制水平低，產(chan)品(pin)(pin)(pin)質量不穩定(ding)；原(yuan)料(liao)的(de)消耗定(ding)額較(jiao)高；產(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)品(pin)(pin)(pin)種(zhong)牌號少(shao)，檔次不高，用(yong)途較(jiao)窄(zhai)。目前，我(wo)國(guo)(guo)采用(yong)該法生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)聚丙烯生(sheng)(sheng)產(chan)能(neng)力約占全(quan)國(guo)(guo)總生(sheng)(sheng)產(chan)能(neng)力的(de)24％。
b. 連續式本體法工藝(yi)
該工藝主要(yao)包括美(mei)國(guo)Rexall工藝、美(mei)國(guo)Phillips工藝以及日本(ben)Sumitimo 工藝。
2. Dow化(hua)學公司Unipol 工藝
該工藝(yi)屬于Dow化(hua)學公司所有，Unipol聚(ju)丙烯(xi)工藝(yi)和其聚(ju)乙烯(xi)工藝(yi)類似。工藝(yi)過程(cheng)主要包括原料(liao)精制、催化(hua)劑(ji)進料(liao)、聚(ju)合反應、聚(ju)合物脫(tuo)氣和尾(wei)氣回(hui)收、造粒、摻混和包裝碼垛等(deng)工段。
Unipol聚(ju)丙烯工藝流程(cheng)，如圖5-107所示。
3. BASF公司的Novolen 工(gong)藝
該工(gong)藝(yi)是由(you)(you) BASF公(gong)(gong)司(si)開發成功的。1999年(nian)(nian)，該工(gong)藝(yi)擁有者 Targor 公(gong)(gong)司(si)和ABB Lum-mus公(gong)(gong)司(si)達成協議。由(you)(you)ABB Lummus 公(gong)(gong)司(si)負責在全(quan)(quan)球范圍(wei)內推(tui)廣(guang)Novolen工(gong)藝(yi)。2000年(nian)(nian)9月，被ABB公(gong)(gong)司(si)和Equistar公(gong)(gong)司(si)所組成的合資公(gong)(gong)司(si) Novolen Technology Holding（簡稱NTH）收購。2008年(nian)(nian)，由(you)(you)CB＆-I整(zheng)體收購了 Lummus，Novolen 工(gong)藝(yi)由(you)(you)新(xin)成立的CB＆-ILummus負責全(quan)(quan)球轉讓。
Novolen 包括原料精制、催化劑配制、聚合反應、聚合物粉(fen)料的凈(jing)化、擠壓造粒等工序，如圖5-108和(he)圖5-109所示。
4. 某(mou)國外工程聚(ju)丙烯裝置布(bu)置實例（圖(tu)5-110）
