1. 聚丙(bing)烯工藝的技術(shu)發展(zhan)
聚丙烯(xi)（Polypropylene，PP）是以丙烯(xi)為單體經聚合反應而生(sheng)(sheng)成(cheng)的(de)聚合樹脂。已經成(cheng)為我國(guo)經濟建(jian)設中不可缺少的(de)材料。具(ju)體應用(yong)(yong)在包裝材料、服裝用(yong)(yong)料、產(chan)業用(yong)(yong)料、過濾用(yong)(yong)料、衛生(sheng)(sheng)用(yong)(yong)料和煙用(yong)(yong)絲束等。
四十多年來，聚丙烯的催化(hua)(hua)劑(ji)不(bu)(bu)斷開發(fa)，不(bu)(bu)斷改性，尤其(qi)是近(jin)二十年來，其(qi)技術一(yi)次(ci)又一(yi)次(ci)飛躍式(shi)的進步(bu)，極大地簡化(hua)(hua)了聚丙烯的工藝流程(cheng)，使裝(zhuang)置的投資和生產成本(ben)降(jiang)到很低的水平。
聚丙烯常(chang)用工(gong)(gong)藝方(fang)法包括(kuo)淤漿法工(gong)(gong)藝和本(ben)體(ti)法工(gong)(gong)藝。
①. 淤(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)(fa)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)（Slurry Process）又稱漿(jiang)(jiang)液法(fa)(fa)(fa)或溶(rong)(rong)劑法(fa)(fa)(fa)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)，是世(shi)界(jie)上(shang)最(zui)早用(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)聚(ju)(ju)(ju)丙烯的(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)技術。從1957年第(di)(di)(di)一(yi)套工(gong)業(ye)化(hua)裝(zhuang)置到現在一(yi)直(zhi)是最(zui)主要的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)丙烯生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)。典型工(gong)藝(yi)(yi)(yi)主要包括意大利 Montedison 工(gong)藝(yi)(yi)(yi)、美國(guo)Hercules 工(gong)藝(yi)(yi)(yi)、日本(ben)(ben)三(san)井東(dong)壓(ya)化(hua)學工(gong)藝(yi)(yi)(yi)、美國(guo)Amoco 工(gong)藝(yi)(yi)(yi)、日本(ben)(ben)三(san)井油化(hua)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)以及(ji)索(suo)維爾(er)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)等(deng)。這些工(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)開發都基于當時的(de)(de)第(di)(di)(di)一(yi)代催化(hua)劑，采用(yong)(yong)立式攪拌釜反應器(qi)，需要脫灰(hui)(hui)和脫無規物，因采用(yong)(yong)的(de)(de)溶(rong)(rong)劑不同(tong)，工(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程(cheng)和操作條件(jian)有所不同(tong)。近年來，傳統的(de)(de)淤(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)(fa)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)在生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中的(de)(de)比例明顯減少，保留(liu)的(de)(de)淤(yu)漿(jiang)(jiang)產(chan)(chan)品主要用(yong)(yong)于一(yi)些高價值領(ling)域，如特種BOPP薄膜(mo)、高相對分(fen)子質量吹塑膜(mo)以及(ji)高強度管材等(deng)。近年來，人們對該(gai)方法(fa)(fa)(fa)進行(xing)了改(gai)進，改(gai)進后的(de)(de)淤(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)使用(yong)(yong)高活(huo)性(xing)的(de)(de)第(di)(di)(di)二代催化(hua)劑，可刪除催化(hua)劑脫灰(hui)(hui)步驟(zou)，能減少無規聚(ju)(ju)(ju)合物的(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)，可用(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)均聚(ju)(ju)(ju)物、無規共聚(ju)(ju)(ju)物和抗沖共聚(ju)(ju)(ju)物產(chan)(chan)品等(deng)。目(mu)前世(shi)界(jie)淤(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)(fa)PP的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能力(li)約占(zhan)全球PP總生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能力(li)的(de)(de)13％。
②. 本(ben)體(ti)(ti)法工(gong)藝的(de)(de)(de)研究開(kai)發始(shi)于(yu)20世(shi)紀60年代，1964年美國Dart公司(si)采(cai)用(yong)(yong)釜式反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)建成了世(shi)界(jie)上第(di)一套工(gong)業化(hua)本(ben)體(ti)(ti)法聚(ju)(ju)丙(bing)烯生產裝(zhuang)置。1970年以(yi)后(hou)，日本(ben)住友、Phillips、美國EI Psao等公司(si)都實現了液(ye)相(xiang)(xiang)本(ben)體(ti)(ti)聚(ju)(ju)丙(bing)烯工(gong)藝的(de)(de)(de)工(gong)業化(hua)生產。與采(cai)用(yong)(yong)溶劑的(de)(de)(de)漿(jiang)液(ye)法相(xiang)(xiang)比，采(cai)用(yong)(yong)液(ye)相(xiang)(xiang)丙(bing)烯本(ben)體(ti)(ti)法進行聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)具有(you)不(bu)使用(yong)(yong)惰性(xing)(xing)(xing)溶劑，反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)系統內(nei)單體(ti)(ti)濃(nong)度高(gao)(gao)，聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)速率(lv)快，催(cui)化(hua)劑活性(xing)(xing)(xing)高(gao)(gao)，聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)轉化(hua)率(lv)高(gao)(gao)，反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)的(de)(de)(de)時(shi)空生產能力(li)更(geng)大(da)，能耗低，工(gong)藝流程簡單，設備(bei)少，生產成本(ben)低，“三廢”量少；容易(yi)除(chu)去聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)熱，并使撤熱控(kong)制簡單化(hua)，可(ke)以(yi)提高(gao)(gao)單位反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)的(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)量；能除(chu)去對產品(pin)性(xing)(xing)(xing)質有(you)不(bu)良影(ying)響的(de)(de)(de)低分子量無(wu)規(gui)聚(ju)(ju)合(he)(he)(he)物(wu)和催(cui)化(hua)劑殘渣，可(ke)以(yi)得到高(gao)(gao)質量的(de)(de)(de)產品(pin)等優點。不(bu)足之處是反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)氣(qi)體(ti)(ti)需(xu)要氣(qi)化(hua)，冷凝(ning)后(hou)才能循環回(hui)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)。反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)內(nei)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)壓液(ye)態烴(jing)類物(wu)料容量大(da)，有(you)潛在(zai)的(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)(xing)。此外(wai)，反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)中(zhong)乙烯的(de)(de)(de)濃(nong)度不(bu)能太(tai)高(gao)(gao)，否則在(zai)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)中(zhong)形成一個單獨(du)的(de)(de)(de)氣(qi)相(xiang)(xiang)，使得反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)難以(yi)操作，因而所得共聚(ju)(ju)產品(pin)中(zhong)的(de)(de)(de)乙烯含量不(bu)會太(tai)高(gao)(gao)。
本體(ti)(ti)法不同工藝路(lu)線的區別主要(yao)是(shi)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)的不同。反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)可分(fen)為釜式反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)和(he)環(huan)管反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)兩大(da)類。釜式反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)是(shi)利用(yong)液(ye)體(ti)(ti)蒸發的潛熱(re)來除去反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)熱(re)，蒸發的大(da)部分(fen)氣體(ti)(ti)經循(xun)環(huan)冷(leng)(leng)凝后(hou)返回到反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)，未冷(leng)(leng)凝的氣體(ti)(ti)經壓縮(suo)機升壓后(hou)循(xun)環(huan)回反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)。而環(huan)管反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)則是(shi)利用(yong)軸流泵使漿(jiang)液(ye)高速循(xun)環(huan)，通過夾(jia)套冷(leng)(leng)卻撤熱(re)，由于傳熱(re)面積大(da)，撤熱(re)效果好，因此其單位反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)體(ti)(ti)積產率高，能耗低。
本(ben)體(ti)法(fa)生產工(gong)藝(yi)(yi)按聚合工(gong)藝(yi)(yi)流程，可以分為間(jian)歇式(shi)(shi)聚合工(gong)藝(yi)(yi)和(he)連續式(shi)(shi)聚合工(gong)藝(yi)(yi)兩種。
a. 間歇(xie)式本體(ti)法工(gong)藝
間(jian)歇(xie)本體法聚丙(bing)(bing)烯聚合技術是(shi)我國(guo)(guo)自行研制開發成功的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)技術。它具(ju)有(you)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)工藝技術可靠，對原(yuan)料(liao)(liao)丙(bing)(bing)烯質量要求(qiu)不是(shi)很高，所需催化劑國(guo)(guo)內有(you)保證，流程簡單，投資省、收效快，操作(zuo)簡單，產(chan)(chan)(chan)品(pin)牌(pai)號轉(zhuan)換靈(ling)活、“三廢(fei)少”，適合中(zhong)國(guo)(guo)國(guo)(guo)情等(deng)優點，不足之處是(shi)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)規模(mo)小，難以產(chan)(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)規模(mo)效益；裝(zhuang)置手工操作(zuo)較(jiao)多，間(jian)歇(xie)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)，自動(dong)化控制水(shui)平低(di)，產(chan)(chan)(chan)品(pin)質量不穩定；原(yuan)料(liao)(liao)的(de)消耗定額(e)較(jiao)高；產(chan)(chan)(chan)品(pin)的(de)品(pin)種牌(pai)號少，檔(dang)次不高，用(yong)途(tu)較(jiao)窄(zhai)。目前(qian)，我國(guo)(guo)采用(yong)該法生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)聚丙(bing)(bing)烯生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)約(yue)占全國(guo)(guo)總生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)的(de)24％。
b. 連續式本體法工(gong)藝
該工(gong)(gong)藝(yi)主要包(bao)括美國Rexall工(gong)(gong)藝(yi)、美國Phillips工(gong)(gong)藝(yi)以及(ji)日本Sumitimo 工(gong)(gong)藝(yi)。
2. Dow化學公司(si)Unipol 工藝
該工(gong)(gong)藝屬于Dow化學公司所有，Unipol聚丙烯工(gong)(gong)藝和(he)其聚乙烯工(gong)(gong)藝類似。工(gong)(gong)藝過程主要包括原料精制、催化劑進料、聚合反應、聚合物(wu)脫氣和(he)尾氣回收(shou)、造粒、摻混和(he)包裝(zhuang)碼(ma)垛等工(gong)(gong)段(duan)。
Unipol聚丙烯工(gong)藝流程，如圖5-107所(suo)示(shi)。
3. BASF公(gong)司的Novolen 工藝(yi)
該(gai)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)是由 BASF公司(si)(si)開發(fa)成功的。1999年，該(gai)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)擁(yong)有者 Targor 公司(si)(si)和ABB Lum-mus公司(si)(si)達成協議。由ABB Lummus 公司(si)(si)負責(ze)在全球范圍(wei)內(nei)推廣Novolen工(gong)(gong)藝(yi)(yi)。2000年9月，被ABB公司(si)(si)和Equistar公司(si)(si)所組成的合資公司(si)(si) Novolen Technology Holding（簡稱NTH）收購。2008年，由CB＆-I整體收購了 Lummus，Novolen 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)由新成立的CB＆-ILummus負責(ze)全球轉讓。
Novolen 包括原料精(jing)制、催化劑配制、聚合反應(ying)、聚合物(wu)粉料的(de)凈化、擠壓造粒等工序，如圖(tu)5-108和圖(tu)5-109所示。
4. 某國外工(gong)程(cheng)聚丙烯(xi)裝(zhuang)置布置實例（圖5-110）
