1. 聚丙烯工藝(yi)的技術(shu)發展
聚(ju)丙烯（Polypropylene，PP）是(shi)以丙烯為(wei)單體經聚(ju)合反應(ying)而生(sheng)成的(de)聚(ju)合樹(shu)脂。已經成為(wei)我國(guo)經濟建設中(zhong)不可缺(que)少的(de)材料(liao)。具體應(ying)用(yong)在包裝材料(liao)、服裝用(yong)料(liao)、產業用(yong)料(liao)、過濾用(yong)料(liao)、衛生(sheng)用(yong)料(liao)和煙用(yong)絲束等。
四十多年(nian)來(lai)，聚丙烯的(de)催化劑不斷開發，不斷改性(xing)，尤其(qi)是近二十年(nian)來(lai)，其(qi)技(ji)術一次又一次飛躍(yue)式的(de)進步，極(ji)大(da)地簡化了聚丙烯的(de)工藝流程(cheng)，使裝置的(de)投資和生產成本(ben)降到很低的(de)水平(ping)。
聚丙烯常用工藝(yi)方法包括淤漿法工藝(yi)和本(ben)體(ti)法工藝(yi)。
①. 淤(yu)(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)工(gong)藝(yi)（Slurry Process）又(you)稱(cheng)漿(jiang)(jiang)液(ye)法(fa)(fa)或溶劑(ji)法(fa)(fa)工(gong)藝(yi)，是(shi)世界上最早(zao)用(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)聚丙烯的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)技術。從1957年第一套工(gong)業化(hua)(hua)裝置到現在(zai)一直是(shi)最主(zhu)(zhu)要的(de)(de)(de)(de)聚丙烯生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)藝(yi)。典型(xing)工(gong)藝(yi)主(zhu)(zhu)要包括意(yi)大利 Montedison 工(gong)藝(yi)、美國Hercules 工(gong)藝(yi)、日本三井東壓化(hua)(hua)學工(gong)藝(yi)、美國Amoco 工(gong)藝(yi)、日本三井油化(hua)(hua)工(gong)藝(yi)以(yi)及索維(wei)爾工(gong)藝(yi)等(deng)(deng)。這(zhe)些工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)開(kai)發都(dou)基于當時(shi)的(de)(de)(de)(de)第一代催化(hua)(hua)劑(ji)，采用(yong)(yong)立式攪拌釜反應器，需要脫灰和(he)脫無規(gui)物(wu)(wu)，因采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)溶劑(ji)不同，工(gong)藝(yi)流(liu)程和(he)操作條件有所不同。近(jin)年來，傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)淤(yu)(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)工(gong)藝(yi)在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中的(de)(de)(de)(de)比例明(ming)顯減少，保留的(de)(de)(de)(de)淤(yu)(yu)漿(jiang)(jiang)產(chan)(chan)品(pin)主(zhu)(zhu)要用(yong)(yong)于一些高(gao)價值領域，如特種(zhong)BOPP薄(bo)膜、高(gao)相對分(fen)子質量吹塑膜以(yi)及高(gao)強度管材等(deng)(deng)。近(jin)年來，人們對該方法(fa)(fa)進(jin)行了改進(jin)，改進(jin)后(hou)的(de)(de)(de)(de)淤(yu)(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)藝(yi)使用(yong)(yong)高(gao)活性的(de)(de)(de)(de)第二代催化(hua)(hua)劑(ji)，可(ke)刪(shan)除催化(hua)(hua)劑(ji)脫灰步驟(zou)，能減少無規(gui)聚合物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)，可(ke)用(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)均聚物(wu)(wu)、無規(gui)共聚物(wu)(wu)和(he)抗(kang)沖共聚物(wu)(wu)產(chan)(chan)品(pin)等(deng)(deng)。目前世界淤(yu)(yu)漿(jiang)(jiang)法(fa)(fa)PP的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能力約占全球PP總生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能力的(de)(de)(de)(de)13％。
②. 本(ben)(ben)體(ti)法(fa)工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)研究開發始于20世(shi)紀60年代，1964年美(mei)國Dart公司(si)(si)采(cai)用釜式反應(ying)器(qi)(qi)建成(cheng)了世(shi)界上第一(yi)套工(gong)業化(hua)本(ben)(ben)體(ti)法(fa)聚丙烯生(sheng)產裝置。1970年以(yi)(yi)后，日本(ben)(ben)住友、Phillips、美(mei)國EI Psao等(deng)公司(si)(si)都實現了液相(xiang)(xiang)(xiang)本(ben)(ben)體(ti)聚丙烯工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)工(gong)業化(hua)生(sheng)產。與采(cai)用溶劑(ji)的(de)(de)(de)漿(jiang)液法(fa)相(xiang)(xiang)(xiang)比，采(cai)用液相(xiang)(xiang)(xiang)丙烯本(ben)(ben)體(ti)法(fa)進行聚合(he)具有不(bu)(bu)使(shi)用惰性(xing)(xing)溶劑(ji)，反應(ying)系統內(nei)(nei)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)體(ti)濃(nong)度(du)高(gao)，聚合(he)速率快(kuai)，催(cui)化(hua)劑(ji)活(huo)性(xing)(xing)高(gao)，聚合(he)反應(ying)轉化(hua)率高(gao)，反應(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)時(shi)空生(sheng)產能力(li)更大(da)，能耗低(di)，工(gong)藝(yi)流程簡(jian)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)，設備少(shao)，生(sheng)產成(cheng)本(ben)(ben)低(di)，“三(san)廢”量(liang)(liang)少(shao)；容易除(chu)去聚合(he)熱，并使(shi)撤熱控制簡(jian)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)化(hua)，可以(yi)(yi)提高(gao)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)位反應(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)聚合(he)量(liang)(liang)；能除(chu)去對產品性(xing)(xing)質(zhi)有不(bu)(bu)良(liang)影響的(de)(de)(de)低(di)分(fen)子(zi)量(liang)(liang)無規聚合(he)物(wu)和(he)催(cui)化(hua)劑(ji)殘(can)渣，可以(yi)(yi)得(de)(de)到高(gao)質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)產品等(deng)優點(dian)。不(bu)(bu)足之(zhi)處是(shi)反應(ying)氣(qi)體(ti)需(xu)要氣(qi)化(hua)，冷凝后才能循環(huan)回反應(ying)器(qi)(qi)。反應(ying)器(qi)(qi)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)高(gao)壓(ya)液態(tai)烴類物(wu)料容量(liang)(liang)大(da)，有潛在(zai)的(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)。此外，反應(ying)器(qi)(qi)中(zhong)乙烯的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)不(bu)(bu)能太高(gao)，否則在(zai)反應(ying)器(qi)(qi)中(zhong)形成(cheng)一(yi)個(ge)單(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)獨的(de)(de)(de)氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)，使(shi)得(de)(de)反應(ying)器(qi)(qi)難以(yi)(yi)操作，因而所得(de)(de)共聚產品中(zhong)的(de)(de)(de)乙烯含(han)量(liang)(liang)不(bu)(bu)會太高(gao)。
本(ben)體法不同(tong)工(gong)藝路線的(de)區(qu)別主要是反(fan)應(ying)器(qi)的(de)不同(tong)。反(fan)應(ying)器(qi)可分為釜式反(fan)應(ying)器(qi)和環管反(fan)應(ying)器(qi)兩大類(lei)。釜式反(fan)應(ying)器(qi)是利用液體蒸發的(de)潛熱來(lai)除去(qu)反(fan)應(ying)熱，蒸發的(de)大部(bu)分氣(qi)體經循(xun)環冷凝后(hou)返回到反(fan)應(ying)器(qi)，未冷凝的(de)氣(qi)體經壓縮(suo)機升壓后(hou)循(xun)環回反(fan)應(ying)器(qi)。而(er)環管反(fan)應(ying)器(qi)則是利用軸流泵使漿(jiang)液高速循(xun)環，通過夾(jia)套(tao)冷卻撤(che)熱，由于傳(chuan)熱面積大，撤(che)熱效果好，因此其單位反(fan)應(ying)器(qi)體積產率高，能耗低。
本體(ti)法生產工(gong)藝按聚合工(gong)藝流程，可以(yi)分為(wei)間歇式聚合工(gong)藝和連(lian)續式聚合工(gong)藝兩種。
a. 間歇(xie)式本體法(fa)工藝(yi)
間歇(xie)本體法(fa)聚(ju)(ju)丙烯聚(ju)(ju)合(he)技(ji)(ji)術(shu)(shu)是我(wo)國自(zi)行研制開發成功的(de)生產(chan)(chan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。它具有生產(chan)(chan)工(gong)藝技(ji)(ji)術(shu)(shu)可靠(kao)，對(dui)原料丙烯質量要求不是很(hen)高(gao)，所需(xu)催化劑(ji)國內有保(bao)證，流(liu)程簡單，投資省、收效快，操作(zuo)簡單，產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)牌號(hao)轉(zhuan)換靈活、“三廢(fei)少(shao)”，適合(he)中國國情等優點，不足之處(chu)是生產(chan)(chan)規模(mo)小，難以產(chan)(chan)生規模(mo)效益；裝置手工(gong)操作(zuo)較多，間歇(xie)生產(chan)(chan)，自(zi)動(dong)化控制水(shui)平低，產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)質量不穩定(ding)；原料的(de)消耗定(ding)額較高(gao)；產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)品(pin)(pin)(pin)種牌號(hao)少(shao)，檔次不高(gao)，用途較窄。目(mu)前(qian)，我(wo)國采用該法(fa)生產(chan)(chan)的(de)聚(ju)(ju)丙烯生產(chan)(chan)能力(li)約占(zhan)全國總生產(chan)(chan)能力(li)的(de)24％。
b. 連續式本體(ti)法工藝(yi)
該工(gong)(gong)藝(yi)(yi)主要包括(kuo)美國Rexall工(gong)(gong)藝(yi)(yi)、美國Phillips工(gong)(gong)藝(yi)(yi)以及日本Sumitimo 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)。
2. Dow化學公(gong)司Unipol 工藝
該工(gong)(gong)藝屬于Dow化(hua)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(yao)包括原(yuan)料精制、催化(hua)劑進料、聚合反應、聚合物脫氣(qi)和(he)尾(wei)氣(qi)回(hui)收、造粒、摻混和(he)包裝碼(ma)垛等工(gong)(gong)段(duan)。
Unipol聚丙烯(xi)工藝流程，如(ru)圖5-107所(suo)示。
3. BASF公司的Novolen 工藝(yi)
該工藝是由(you)(you) BASF公(gong)司(si)開發成(cheng)(cheng)功的。1999年，該工藝擁有者 Targor 公(gong)司(si)和ABB Lum-mus公(gong)司(si)達成(cheng)(cheng)協(xie)議(yi)。由(you)(you)ABB Lummus 公(gong)司(si)負責在全球(qiu)范圍內(nei)推廣Novolen工藝。2000年9月，被ABB公(gong)司(si)和Equistar公(gong)司(si)所(suo)組成(cheng)(cheng)的合(he)資公(gong)司(si) Novolen Technology Holding（簡稱NTH）收購。2008年，由(you)(you)CB＆-I整體收購了 Lummus，Novolen 工藝由(you)(you)新(xin)成(cheng)(cheng)立的CB＆-ILummus負責全球(qiu)轉(zhuan)讓。
Novolen 包(bao)括原料精制(zhi)、催化劑配(pei)制(zhi)、聚合(he)反應、聚合(he)物粉料的凈化、擠(ji)壓(ya)造粒等工序，如圖5-108和圖5-109所示。
4. 某國外工(gong)程聚丙(bing)烯裝置布(bu)置實(shi)例(li)（圖5-110）
