4、本體法-氣相法組合工藝
本體法-氣相法組合工藝主要包括巴塞爾公司的Spheripol工藝、日本三井化學公司的Hypol工藝、北歐化工公司的Borstar工藝等。
(1)Spheripol工藝。Spheripol工藝由巴塞爾(Basell)聚烯烴公司開發成功。該技術自1982年首次工業化以來,是迄今為止最成功、應用最為廣泛的聚丙烯生產工藝。Spheripol工藝是一種液相預聚合同液相均聚和氣相共聚相結合的聚合工藝,工藝采用高效催化劑,生成的PP粉料粒度其催化劑生產的粉料呈園球形,顆粒大而均勻,分布可以調節,既可寬又可窄。可以生產全範圍、多用途的各種產品。其均聚和無規共聚產品的特點是淨度高,光學性能好,無異味。Spheripol工藝采用的液相環管反應器具有以下優點: (a)有很高的反應器時-空產率(可達400kgPP/h.m3),反應器的容積較小,投資少; (b)反應器結構簡單,材質要求低,可用低溫碳鋼,設計製造簡單,由於管徑小(DN500或DN600),即使壓力較高,管壁也較薄; (c)帶夾套的反應器直腿部分可作為反應器框架的支柱,這種結構設計降低了投資; (d)由於反應器容積小,停留時間短,產品切換快,過渡料少; (e)聚(ju)合(he)物(wu)顆(ke)粒(li)懸(xuan)浮(fu)於(yu)丙(bing)烯(xi)液(ye)體(ti)中(zhong),聚(ju)合(he)物(wu)與(yu)丙(bing)烯(xi)之(zhi)間(jian)有(you)很(hen)好(hao)的(de)熱(re)傳(chuan)遞(di)。采(cai)用(yong)冷(leng)卻(que)夾(jia)套(tao)撤(che)出(chu)反(fan)應(ying)熱(re)單(dan)位(wei)體(ti)積(ji)的(de)傳(chuan)熱(re)麵(mian)積(ji)大(da),傳(chuan)熱(re)係(xi)數(shu)大(da),環(huan)管(guan)反(fan)應(ying)器(qi)的(de)總(zong)體(ti)傳(chuan)熱(re)係(xi)數(shu)高(gao)達(da)1600W/(m2.℃); (f)環管反應器內的漿液用軸流泵高速循環,流體流速高達7m/s,yincikeyishijuhewuyujiangjiaobanjunyun,cuihuajitixifenbujunyun,juhefanyingtiaojianrongyikongzhierqiekeyikongzhidehenjingque,chanpinzhiliangjunyi,burongyichanshengredian,burongyizhanbi,zhouliubengdenenghaoyejiaodi; (g)反應器內聚合物漿液濃度高(質量分數大於50%),反應器的單程轉化率高,均聚的丙烯單程轉化率為50%-60%。以上這些特點使環管反應器很適宜生產均聚物和無規共聚物。Spheripol工藝一開始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化劑,催化劑活性達到40kgPP/gcat,產品等規度為90%-99%,可不脫灰、不脫無規物。
目(mu)前(qian)該(gai)技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)發(fa)展(zhan)到(dao)第(di)二(er)代(dai)。與(yu)采(cai)用(yong)單(dan)環(huan)管(guan)反(fan)應(ying)器(qi)的(de)第(di)一(yi)代(dai)技(ji)術(shu)相(xiang)比(bi),第(di)二(er)代(dai)技(ji)術(shu)使(shi)用(yong)雙(shuang)環(huan)管(guan)反(fan)應(ying)器(qi),操(cao)作(zuo)壓(ya)力(li)和(he)溫(wen)度(du)都(dou)明(ming)顯(xian)提(ti)高(gao),可(ke)生(sheng)產(chan)雙(shuang)峰(feng)聚(ju)丙(bing)烯(xi)。催(cui)化(hua)劑(ji)體(ti)係(xi)采(cai)用(yong)第(di)四(si)代(dai)或(huo)第(di)五(wu)代(dai)Z-N高效催化劑,增加了氫氣分離和回收單元,改進了聚合物的高壓和低壓脫氣設備,汽蒸、幹gan燥zao和he丙bing烯xi事shi故gu排pai放fang單dan元yuan也ye有you所suo改gai進jin,增zeng加jia了le操cao作zuo靈ling活huo性xing,提ti高gao了le效xiao率lv,原yuan料liao單dan體ti和he各ge項xiang公gong用yong工gong程cheng消xiao耗hao也ye顯xian著zhu下xia降jiang。所suo得de產chan品pin顆ke粒li度du更geng加jia均jun勻yun,產chan品pin的de熔rong體ti流liu動dong指zhi數shu範fan圍wei更geng寬kuan(從0.3-1600.0g/10min),可生產高剛性、高結晶度和低熱封溫度的新PP牌號。Spheripol工gong藝yi的de抗kang衝chong共gong聚ju反fan應ying采cai用yong氣qi相xiang法fa生sheng產chan,反fan應ying器qi是shi一yi個ge或huo兩liang個ge串chuan聯lian的de密mi相xiang流liu化hua床chuang反fan應ying器qi。反fan應ying器qi采cai用yong氣qi相xiang法fa密mi相xiang流liu化hua床chuang。采cai用yong一yi個ge氣qi相xiang反fan應ying器qi係xi統tong可ke以yi生sheng產chan乙yi烯xi含han量liang在zai8%-12%(質量分數)的抗衝共聚物,如果需要生產橡膠相含量更高且可能具有一個以上分散相的特殊抗衝共聚物(如低應力發白產品),zexuyaoshejilianggeqixiangfanyingnenggouqixitong,baochilianggeqixiangfanyingqixitongzhongdeqixiangzuchenghecaozuotiaojianduli,keyihuodeliangzhongbutongdegongjuwutianjiadaojunjuwuzhong。
采cai用yong汽qi蒸zheng和he幹gan燥zao兩liang步bu法fa處chu理li聚ju合he物wu,可ke以yi很hen容rong易yi將jiang汽qi蒸zheng尾wei氣qi中zhong的de蒸zheng氣qi冷leng凝ning而er分fen離li出chu純chun烴ting類lei單dan體ti,能neng夠gou完wan全quan回hui收shou利li用yong尾wei氣qi中zhong的de烴ting類lei,降jiang低di單dan體ti的de消xiao耗hao。閉bi路lu氮dan氣qi幹gan燥zao係xi統tong也ye降jiang低di了le裝zhuang置zhi的de氮dan氣qi消xiao耗hao量liang。此ci外wai,Spheripol工藝采用模塊化設計方式,可以滿足不同用戶的要求,易於分步建設(如先上均聚物生產係統,在適時增加氣相反應係統),裝置的生產能力也容易擴大。Spheripol工藝有嚴格完善的安全係統設計,使裝置有很高的操作穩定性和安全性。新一代Spheripol工藝采用純的添加劑加入係統,使產品質量更加均一穩定,而且方便產品切換。Spheripol工藝技術能提供全範圍的產品,包括均聚物、無規共聚物、抗衝共聚物、三元共聚物(乙烯-丙烯-丁烯共聚物)。其均聚物產品的MFR範圍為0.1-2000g/10min,工業化產品的MFR達到1860g/10min(特殊的不造粒產品),高剛性產品的彎曲模量達到2300MPa。工業化生產的無規共聚物產品中乙烯含量高達4.5%(質量分數),並有乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物產品,薄膜封焊起始溫度低至110℃,可與氣相法工藝生產的高乙烯含量無規共聚競爭。抗衝共聚產品具有很好的剛性和抗衝擊性的綜合性能,產品乙烯含量可高達25%(40%橡膠相),並已具有達到40%乙烯含量(60%橡膠相)的能力。此外,Spheripol工藝可通過添加過氧化物和雙環管反應器靈活地根據產品需要在聚合物分散指數(PI)3.2-12之間調節產品的分子量分布,可以在反應器內直接生產MFR高達1800g/10min的產品以及大顆
|