陳興鋒

（中石油廣西石化分公司，廣西 欽州 535008）

1 聚丙烯的市場(chǎng)需求

聚丙烯（polypropylene，PP）的熱性能和機(jī)械性能的優(yōu)異結(jié)合，加上其經(jīng)濟(jì)性使其成為五大通用合成樹(shù)脂之一。聚丙烯具有密度低、無(wú)毒、易加工、高抗沖能力、高抗撓曲能力及電絕緣性好等優(yōu)點(diǎn)，可采用注塑、擠塑、吹膜、涂覆、噴絲、改性等多種手段生產(chǎn)工業(yè)及民用產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于電子電器、汽車(chē)、建材、醫(yī)療、包裝、生活用品等廣泛領(lǐng)域。近年來(lái)，隨著消費(fèi)量的逐年增加，全球的PP技術(shù)和生產(chǎn)能力發(fā)展快速，21世紀(jì)PP樹(shù)脂產(chǎn)品的性能范圍及市場(chǎng)將繼續(xù)拓展。

2 先進(jìn)工藝（氣相法）的應(yīng)用趨勢(shì)

從1957年Natta的成果在意大利第一次實(shí)現(xiàn)工業(yè)化以來(lái)，隨著催化劑的發(fā)展，聚丙烯的生產(chǎn)工藝主要有4種分為3代，低活性、中等規(guī)度的第一代（溶液法、漿液法），高活性、可省脫灰工藝的第二代（漿液法及本體法），以及超高活性、無(wú)脫灰及脫無(wú)規(guī)物的第三代（氣相法為主）（表1）。

表1 PP生產(chǎn)工藝的發(fā)展

從最新統(tǒng)計(jì) （表2）可看出進(jìn)入21世紀(jì)第3代PP氣相法工藝已成為當(dāng)今世界的主要技術(shù)。

表2 當(dāng)今世界主要的聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)

3 聚丙烯工藝的比較和氣相法的優(yōu)點(diǎn)

3.1 聚丙烯工藝流程

3.1.1 漿液法

漿液法是丙烯在己烷等烴類(lèi)溶劑中與催化劑一起以漿液形式反應(yīng)，加入甲醇或其他醇洗滌漿液脫灰，沉降分離溶劑和無(wú)規(guī)物，然后進(jìn)行聚合物的混煉和造粒。需要凈化和循環(huán)溶劑，雜質(zhì)要求控制在10－6級(jí)別，需脫灰，脫無(wú)規(guī)物，產(chǎn)率低，能耗大，投資高，有副產(chǎn)品，產(chǎn)品等規(guī)度低，熔融指數(shù)非常窄，經(jīng)濟(jì)性差。溶液法與漿液法相近，工藝流程復(fù)雜，且成本較高。

3.1.2 本體法

本體法分為間歇釜式和連續(xù)環(huán)管式（Basell的spheripol工藝），較漿液法有不使用惰性溶劑的優(yōu)點(diǎn)，但反應(yīng)氣體需冷凝后才能循環(huán)回反應(yīng)器。反應(yīng)器中液態(tài)烴容量大，潛在危險(xiǎn)性高，共聚時(shí)乙烯含量受限，需閃蒸分離脫無(wú)規(guī)物，流程較復(fù)雜。

3.1.3 氣相法

氣相法技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)最早是建立在不脫灰、不脫無(wú)規(guī)物基礎(chǔ)上的，采用高效催化劑的氣相流化聚合工藝，不脫灰，不脫無(wú)規(guī)物，無(wú)需閃蒸分離或離心干燥。

圖1 三代PP生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)易框圖

3.2 PP氣相法工藝優(yōu)點(diǎn)

氣相法生產(chǎn)工藝與漿液法和本體法工藝相比，具有下列一些優(yōu)點(diǎn)：

（1）可在寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)產(chǎn)品品種。反應(yīng)無(wú)液相，易控制丙烯產(chǎn)物的分子量和共聚單體含量，生產(chǎn)范圍比其他工藝寬，可縮短牌號(hào)切換時(shí)間。

（2）適宜抗沖聚丙烯的生產(chǎn)。氣相法是最適宜生產(chǎn)抗沖聚丙烯的生產(chǎn)工藝。

（3）安全性好，開(kāi)停車(chē)方便。當(dāng)出現(xiàn)突然事故時(shí)，只需安全排氣，使反應(yīng)器泄壓，反應(yīng)就可在短時(shí)間內(nèi)停止，不會(huì)引起其他異常反應(yīng)。

（4）反應(yīng)器是氣－固相出料，單體無(wú)需氣化，蒸汽消耗少，產(chǎn)品無(wú)需干燥。

（5）工藝流程較短，設(shè)備臺(tái)數(shù)少，固定投資費(fèi)用低。

當(dāng)然氣相法也有其他工藝所沒(méi)有的技術(shù)困難和問(wèn)題，如流化床反應(yīng)器中氣體的分布，床層的均勻流化，控制露點(diǎn)，聚合熱的移出及反應(yīng)溫度的控制，如何防止聚合物結(jié)塊，適宜氣相聚合的催化劑的開(kāi)發(fā)。所以不同的氣相工藝都有其各自的專(zhuān)有技術(shù)。

4 幾大氣相工藝區(qū)別

當(dāng)今運(yùn)用最廣泛的幾大氣相法工藝是DOW化學(xué)的Unipol工藝、ABB公司的Novolen工藝和BP公司的Innovene工藝。

4.1 各種氣相法工藝之間的主要差別

各種氣相法工藝之間的主要差別是反應(yīng)器及其攪拌形式的不同。各種氣相法工藝的反應(yīng)器可分為流化床、帶刮壁器的立式流化床、立式攪拌床、臥式攪拌床。

ABB公司的Novolen工藝和BP公司的Innovene工藝分別采用立式和臥式機(jī)械攪拌反應(yīng)器。這種機(jī)械的、強(qiáng)制性的攪拌，使物料分布均勻，不易在反應(yīng)器中出現(xiàn)熱點(diǎn)。物料量的可變范圍大，生產(chǎn)能力易于調(diào)節(jié)。此外，反應(yīng)器中允許少量液體丙烯存在，不影響流化狀態(tài)。但反應(yīng)器及攪拌器的設(shè)計(jì)復(fù)雜，加工制造難度大，能耗和維修費(fèi)高，攪拌器的軸承需經(jīng)常維修。機(jī)械攪拌電機(jī)功率大于流化攪拌功率，但需要的流化氣速較低，床層控制比較穩(wěn)定，不易出現(xiàn)床層分離。

DOW化學(xué)的Unipol工藝采用氣相流化床反應(yīng)器，由于反應(yīng)器內(nèi)無(wú)其他部件，設(shè)備費(fèi)用較低，無(wú)機(jī)械維修問(wèn)題。但是，為了防止反應(yīng)器中出現(xiàn)熱點(diǎn)，流化氣體的速率必須足夠高，這樣就需要有較大的鼓風(fēng)機(jī)和能量消耗，以及反應(yīng)器中應(yīng)有足夠大的固－氣分離空間，因此相同規(guī)模的裝置，反應(yīng)器的尺寸較大。然而氣體流化反應(yīng)器比機(jī)械攪拌反應(yīng)器容易移出聚合熱，因?yàn)榇嬖跉怏w傳遞介質(zhì)。另一方面，由于流化所需的氣流體積隨著粉末直徑、密度變化很大，容易產(chǎn)生顆粒相分離，因此操作范圍小。由于流化床反應(yīng)器必須使大量氣體循環(huán)以除去反應(yīng)熱和維持反應(yīng)床層的流化，因此需要龐大的循環(huán)壓縮機(jī)，其費(fèi)用抵消了攪拌床反應(yīng)器的攪拌器費(fèi)用。

4.2 攪拌床與流化床聚合條件區(qū)別

（1）攪拌床反應(yīng)器聚合物床層內(nèi)上升氣體的流速不是關(guān)鍵性的。流化床氣體流速必須始終保持高于流化所需的最低速率，并且沿整個(gè)床層要分布均勻。

（2）床層均勻性對(duì)聚合反應(yīng)控制極其重要，攪拌床必須用機(jī)械方法予以實(shí)現(xiàn)，流化床本質(zhì)上就是極為均勻的。

（3）攪拌床允許丙烯液體的存在，因?yàn)闄C(jī)械攪拌本身可以防止聚合物濕粒彼此結(jié)團(tuán)。流化床不允許濕顆粒結(jié)團(tuán)，否則將損害流化；但是，流化床混合區(qū)（下部500mm層高）內(nèi)可以允許有一定液體存在。

4.3 對(duì)于聚合反應(yīng)熱的撤出方式

（1）ABB公司的 Novolen工藝和 BP公司的Innovene工藝，是直接向反應(yīng)粉末床層噴灑液態(tài)丙烯，通過(guò)液態(tài)丙烯的蒸發(fā)、冷凝的氣化潛熱撤出反應(yīng)熱。因?yàn)闄C(jī)械攪拌將他們破碎，不會(huì)造成反應(yīng)器堵塞。

（2）DOW化學(xué)的Unipol工藝通過(guò)冷卻循環(huán)流化氣體的顯熱除去聚合反應(yīng)熱，部分冷凝態(tài)進(jìn)料或進(jìn)料中的液體丙烯的氣化也帶走了部分反應(yīng)熱。

4.4 物料流動(dòng)形式

在ABB公司的Novolen工藝立式攪拌床反應(yīng)器中，物料流動(dòng)屬于理想混合型；在DOW化學(xué)的Unipol工藝流化床反應(yīng)器中，物料流動(dòng)形式原則上是可變的，在實(shí)際操作中，更接近理想混合型；BP公司的Innovene工藝臥式攪拌床反應(yīng)器中，物料流動(dòng)接近活塞流。物料的流動(dòng)形式說(shuō)明物料在反應(yīng)器中的停留時(shí)間分布，而停留時(shí)間分布代表了顆粒性質(zhì)的自然分布，對(duì)性能有很大影響，特別是影響抗沖共聚物質(zhì)量。

5 幾大氣相工藝流程原理及特點(diǎn)

5.1 DOW化學(xué)的Unipol工藝

5.1.1 工藝敘述

用U nipol聚丙烯氣相法生產(chǎn)聚丙烯工藝與U nipol聚乙烯工藝相近，主要包括催化劑處理、為除去微量催化劑毒物的原材料處理、聚合、樹(shù)脂脫氣、擠出造粒、儲(chǔ)存、包裝和裝運(yùn)。其擠出造粒技術(shù)的成本要低于普通的造粒技術(shù)。

將SHAC系列主催化劑配制成礦物油懸浮液，用桶裝加入帶攪拌的進(jìn)料器中，再用泵把催化劑注入反應(yīng)器的分布板上部注入口。助催化劑從反應(yīng)器的底部進(jìn)入反應(yīng)器。新鮮丙烯通過(guò)一個(gè)脫氣塔，除去氧，并通過(guò)分子篩防止微量的水進(jìn)入氣相。液體丙烯與循環(huán)反應(yīng)氣體結(jié)合，進(jìn)入有支持柵格下的反應(yīng)器。進(jìn)料提供了流化，使床層增大。助催化劑計(jì)量進(jìn)入反應(yīng)器。反應(yīng)器中的氫用于控制分子量。加入的給電子體用作選擇性控制劑。來(lái)自氣固分離器的聚合物被送至脫氣倉(cāng)，用氮?dú)鈿馓釟堄鄦误w （2000×10-6~3000×10-6），并注入蒸汽使催化劑失活。粉料靠重力進(jìn)料到下線的擠出設(shè)備。從脫氣倉(cāng)和反應(yīng)器排放的物料被送至一個(gè)小型的回收裝置，以提高單體的整體利用率。惰性氣體和重組分如丙烷被移出，丙烯循環(huán)回反應(yīng)器。

在抗沖共聚物的生產(chǎn)中，來(lái)自反應(yīng)器排放罐的含有活性催化劑的樹(shù)脂轉(zhuǎn)入輸送罐，在進(jìn)入脫氣倉(cāng)前，進(jìn)料到流化床共聚物反應(yīng)器。乙烯、丙烯和氫也進(jìn)入到該反應(yīng)器。反應(yīng)器的冷卻系統(tǒng)與均聚物反應(yīng)器系統(tǒng)相似，只是氣體循環(huán)回路在100%的氣相下操作。

在擠出部分，粉料與添加劑混合進(jìn)入到擠出機(jī)。必須指出的是，Dow推薦不使用專(zhuān)門(mén)粉料料倉(cāng)，而用脫氣倉(cāng)提供3h的能力波動(dòng)。對(duì)于正常操作，足以適應(yīng)能力的波動(dòng)。雙螺桿擠出機(jī)和齒輪泵一般用于造粒。Dow提供的擠出系統(tǒng)包括帶有齒輪泵和水下切粒機(jī)的熔體混合設(shè)備（雙螺桿擠出機(jī)）。擠出后，溶體在水下被切成粒料，并被切粒水帶出切粒室。用高壓蒸汽或熱油加熱模頭，使模頭面的溫度保持在280℃。水下懸浮的聚合物被送至離心脫水機(jī)。傾析的水收集在水緩沖罐，然后被過(guò)濾冷卻，再返回水下切粒機(jī)。來(lái)自離心脫水機(jī)的干燥粒料被送到振動(dòng)篩。

粒料被風(fēng)送到常規(guī)的樹(shù)脂處理系統(tǒng)。因?yàn)镈ow工藝在反應(yīng)器系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了較好的產(chǎn)品混合，因而與其他工藝比較，所要求的摻混能力較少。

圖2 Unipol氣相PP工藝流程示意圖

5.1.2 工藝特點(diǎn)

（1）全流化床反應(yīng)器，內(nèi)部無(wú)攪拌設(shè)備，反應(yīng)器制造簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，反應(yīng)器可國(guó)產(chǎn)化。

（2）生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)共聚物只采用一臺(tái)反應(yīng)器。冷凝態(tài)操作可大大擴(kuò)展反應(yīng)器的操作彈性。

（3）工藝流程短，設(shè)備少，維修和維護(hù)工作量少；

（4）高效的SHAC催化劑，所有產(chǎn)品均可由一種催化劑生產(chǎn)，催化劑活性 30000kg·（kg Cat）-1；

（5）安全程度高，開(kāi)停車(chē)步驟簡(jiǎn)單，流化床反應(yīng)動(dòng)力學(xué)本身的限制，使反應(yīng)器無(wú)超壓的危險(xiǎn)。裝置中的碳?xì)浠衔锎媪康?，事故排火炬的丙烯量少，Unipol技術(shù)沒(méi)有液體廢料排出，對(duì)環(huán)境污染小。

5.1.3 存在問(wèn)題

（1）全流化操作，循環(huán)氣量大（約為出料量的10倍），循環(huán)風(fēng)機(jī)功率、尺寸大，需專(zhuān)利供貨；

（2）循環(huán)氣中要加入10%的氮?dú)?，?duì)氮?dú)獾木埔髧?yán)格；

（3）由于其工藝特點(diǎn)，所用聚合反應(yīng)器尺寸大，時(shí)空轉(zhuǎn)化率相對(duì)較低。

5.2 ABB公司的Novolen工藝

5.2.1 工藝敘述

Novolen工藝包括催化劑配置、聚合反應(yīng)、擠壓造粒。催化劑采用Engelhard Corp.的高效催化劑 PTK－type（PTK 4320）或 LYNX 1000，與烴類(lèi)溶劑（己烷）在催化劑配制罐內(nèi)混合，配制成漿液，計(jì)量加入反應(yīng)器。兩種助催化劑也用有機(jī)溶劑配制后，計(jì)量加入反應(yīng)器。新鮮的聚合物級(jí)丙烯通過(guò)分子篩干燥床干燥、并除去微量雜質(zhì)后進(jìn)入反應(yīng)器。聚合反應(yīng)器為立式，采用螺帶式攪拌器，可防止產(chǎn)生大塊、鼠洞和床層驟降。聚合物粉料及其夾帶的丙烯，通過(guò)反應(yīng)器內(nèi)部的插底管靠壓差連續(xù)排出。加入氫實(shí)現(xiàn)分子量控制，在擠出機(jī)中加入過(guò)氧化物來(lái)控制某些牌號(hào)的分子量分布。

圖3 Novolen氣相PP工藝示意圖

聚丙烯粉料通過(guò)一個(gè)降落管從反應(yīng)器中半連續(xù)地排出。來(lái)自分離器的氣體在循環(huán)壓縮機(jī)中被壓縮、冷凝（如果工藝中存在乙烯，還需要蒸餾），再循環(huán)回反應(yīng)器。

乙烯進(jìn)入第一反應(yīng)器生產(chǎn)無(wú)規(guī)共聚物。生產(chǎn)抗沖共聚物要使用串聯(lián)雙反應(yīng)器。來(lái)自分離器的粉料靠重力進(jìn)入排放罐，利用氮?dú)獯党龤庀嘟M分。處理后的粉料由閉環(huán)的氮?dú)庀到y(tǒng)送到粉料倉(cāng)。

裝置的精制區(qū)（即干區(qū)）由粉料倉(cāng)、擠出機(jī)、造粒機(jī)、氣提、產(chǎn)品摻混、儲(chǔ)藏和包裝組成。所采用的設(shè)計(jì)和設(shè)備與要生產(chǎn)的產(chǎn)品類(lèi)型有關(guān)。裝置備有兩套粉料倉(cāng)，一套進(jìn)料到擠出機(jī)；另一套用于不合格產(chǎn)品。不合格產(chǎn)品可摻進(jìn)合格料中，進(jìn)入擠出機(jī)。其擠出機(jī)設(shè)計(jì)獨(dú)特，通過(guò)向擠出機(jī)加入去離子水，可以使催化劑失去活性，再利用真空泵脫氣系統(tǒng)除去揮發(fā)物。進(jìn)入切粒室進(jìn)行水下切粒，粒料由切粒水送入分離干燥器脫水。脫水粒料用空氣送入摻混器，摻混器也起到中間儲(chǔ)罐的作用。最后樹(shù)脂被送到下線進(jìn)行儲(chǔ)藏和包裝。

對(duì)于一些要求高的產(chǎn)品，例如食品包裝和醫(yī)用，ABB提供了可選的脫嗅裝置來(lái)處理這些粒料，可以向市場(chǎng)提供最低揮發(fā)物含量的產(chǎn)品。

5.2.2 技術(shù)特點(diǎn)

（1）流程簡(jiǎn)單：兩個(gè)反應(yīng)器，一種催化劑，即可生產(chǎn)全范圍的聚丙烯；生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)共聚物可只采用一臺(tái)反應(yīng)器。并且兩臺(tái)反應(yīng)器可以并聯(lián)擴(kuò)大產(chǎn)能，或者串聯(lián)生產(chǎn)抗沖共聚產(chǎn)品，生產(chǎn)運(yùn)行方式靈活多樣。

（2）催化劑的形態(tài)優(yōu)良，聚合物粉末的形態(tài)優(yōu)良，采用閃蒸冷凝法和獨(dú)特的反應(yīng)器設(shè)計(jì)，避免了反應(yīng)器的結(jié)垢，生產(chǎn)穩(wěn)定，年開(kāi)工率高（＞8000h），維修少，正常操作下不必清理反應(yīng)器。

（3）安全程度高，開(kāi)停車(chē)步驟簡(jiǎn)單，由于單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)80%，裝置中的碳?xì)浠衔锉P(pán)存量低，事故排火炬的丙烯量少，安全因素高，丙烯損失少并且不需要設(shè)計(jì)特殊的事故排液槽。

（4）產(chǎn)品范圍廣：憑借單一催化劑對(duì)共聚單體的優(yōu)異的結(jié)合能力，獨(dú)特的添加劑配方，最多只用兩個(gè)反應(yīng)器，可生產(chǎn)最寬范圍的產(chǎn)品，可生產(chǎn)高剛度產(chǎn)品（拉伸模量達(dá)2400MPa）。

5.2.3 存在問(wèn)題

（1）PTK 催化劑活性偏低 ［22000kg PP·（kg c at）-1］；

（2）反應(yīng)器攪拌器為專(zhuān)利設(shè)備，國(guó)際上僅一家能生產(chǎn)，需要專(zhuān)利商供貨；

（3）反應(yīng)器均聚物料的MFR只有23，生產(chǎn)高M(jìn)FR產(chǎn)品要在擠出機(jī)上加過(guò)氧化物降解；

（4）擠出機(jī)需要注入少量的水使催化劑失活，并且要帶有脫氣裝置。

5.3 BP公司的Innovene工藝

5.3.1 工藝敘述

Innovene氣相法工藝采用高效CD催化劑。工藝包括：聚合級(jí)或化學(xué)級(jí)丙烯在除去含氧化物、含硫化物等催化劑毒物后送至反應(yīng)器。外購(gòu)催化劑送至計(jì)量罐，以礦物油漿料的形式送至反應(yīng)器。助催化劑烷基鋁和改性劑直接從裝運(yùn)的儲(chǔ)罐進(jìn)料。

CD催化劑和助催化劑計(jì)量加入聚合反應(yīng)器，第一聚合反應(yīng)器系統(tǒng)，反應(yīng)器粉末輸送系統(tǒng)，用于抗沖共聚的第二反應(yīng)器系統(tǒng)，聚合物粉末中殘留催化劑脫活及下游擠壓造粒系統(tǒng)。循環(huán)氣流中各組分分壓決定其聚合速率。氫用來(lái)控制分子量，加入乙烯用來(lái)生產(chǎn)無(wú)規(guī)共聚物。用液態(tài)單體控制反應(yīng)床的反應(yīng)溫度，液相單體進(jìn)料及從粉料中氣化的速率是反應(yīng)器操作的關(guān)鍵，必須確保粉末床層的松動(dòng)狀態(tài)和移走反應(yīng)熱的速率，并保持需要的反應(yīng)溫度曲線之間的平衡。氣流的速率要低到防止床層流化，使反應(yīng)器內(nèi)聚合物床層在攪拌下達(dá)到松動(dòng)狀態(tài)。該工藝的兩臺(tái)聚合反應(yīng)器平行水平布置，反應(yīng)器粉末輸送系統(tǒng)相對(duì)比較復(fù)雜。從第一反應(yīng)器排出的粉末先進(jìn)入沉降器減壓至 0.5～0.7M P a，再排入氣鎖器，升壓至 2.0～2.3M P a后進(jìn)入第二反應(yīng)器。

氮用作吹掃氣體，少量水蒸汽用于脫氣塔中催化劑去活。粉料從氣提塔被直接送到下線做進(jìn)一步的加工（即擠出和造粒）。排放的物料任選送到丙烯回收裝置或返回烯烴裝置。

為生產(chǎn)乙烯－丙烯抗沖共聚物，需要設(shè)置乙烯作為共聚單體加入的第二反應(yīng)器。

來(lái)自脫氣部分的聚合物粉料被送到精制部分?jǐn)D出造粒。BP工藝應(yīng)用的是齒輪泵的連續(xù)混合器式擠出機(jī)。來(lái)自擠出機(jī)的熔體被水下切粒，并被水帶出造粒機(jī)。用高壓蒸汽加熱模頭，使模面溫度保持在288℃。懸浮在水中的聚合物被送去離心脫水。切粒機(jī)中傾析的水收集到緩沖罐中，過(guò)濾后返回水下切粒裝置。離開(kāi)離心脫水機(jī)的粒料被送去過(guò)篩。樹(shù)脂粒料被風(fēng)送至樹(shù)脂處理系統(tǒng)。為應(yīng)對(duì)能力的波動(dòng)和產(chǎn)品牌號(hào)切換的靈活性，需要備有儲(chǔ)存和連續(xù)混合功能的儲(chǔ)罐。

圖4 Innovene氣相PP工藝流程示意圖

5.3.2 工藝特點(diǎn)

（1）工藝流程短，能耗較低，過(guò)渡產(chǎn)品少，抗沖共聚產(chǎn)品的綜合性能好。

（2）獨(dú)特活塞流臥式氣相攪拌床反應(yīng)器，生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)共聚物用一臺(tái)反應(yīng)器，生產(chǎn)抗沖共聚物時(shí)使用第二反應(yīng)器。

（3）高效的CD催化劑，與礦物油3∶7比例混合后，注入反應(yīng)器，所有產(chǎn)品均可由一種催化劑生產(chǎn)，催化劑活性 33000kg pp·（kg c at）-1。

（4）反應(yīng)取熱方式為蒸發(fā)冷凝取熱；生產(chǎn)穩(wěn)定，維修少。牌號(hào)切換時(shí)間短（相近牌號(hào)僅為1h），開(kāi)停車(chē)步驟簡(jiǎn)單。

（5）粉料出料為間歇式，有專(zhuān)利設(shè)計(jì)的氣鎖設(shè)施，可防止氣體倒竄。

（6）安全程度高，停車(chē)后開(kāi)車(chē)較容易。由于單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)80%，裝置中的碳?xì)浠衔锎媪亢艿?，事故排火炬的丙烯量少，安全因素高，丙烯損失少并且不需要設(shè)計(jì)特殊的事故排液罐。

5.3.3 存在問(wèn)題

（1）在不采用膜回收系統(tǒng)的情況下，原料丙烯和氮?dú)獾南穆愿?［丙烯 1.015t·（t PP）-1，氮?dú)?0Nm3·（t PP）-1］，而采用膜回收系統(tǒng)運(yùn)行受限制，回收的丙烯夾帶氮?dú)?、水等組分，精制困難。

（2）反應(yīng)器和內(nèi)部的水平攪拌器設(shè)計(jì)復(fù)雜，制造要求嚴(yán)格，為專(zhuān)利設(shè)備，成本維修費(fèi)高。

5.4 幾大氣相法工藝技術(shù)對(duì)比

幾大氣相法工藝技術(shù)對(duì)比情況見(jiàn)表3。

表3 簡(jiǎn)要工藝技術(shù)比較表

6 PP的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

Catalloy工藝（多相，多單體的聚烯烴工藝），采用3個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)器系統(tǒng)以提供最大化的反應(yīng)組成的靈活性，并使可溶聚合物對(duì)工藝的負(fù)面影響降到最小。隨著多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器（MZCR）技術(shù)的逐步成熟和雙峰聚丙烯技術(shù)的工業(yè)化，其將成為主要的生產(chǎn)工藝。

Z－N催化劑將不斷向系列化、高性能化方向發(fā)展，茂金屬－單活性中心催化劑（SCC）的應(yīng)用成熟，非茂單活性中心催化劑的開(kāi)發(fā)將成為研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。同時(shí)，新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)將使其應(yīng)用途徑越來(lái)越廣泛。

7 氣相法工藝在我國(guó)的應(yīng)用情況及前景

進(jìn)入21世紀(jì)，聚丙烯工藝在我國(guó)的應(yīng)用發(fā)展發(fā)生了巨大變化，產(chǎn)能和技術(shù)上發(fā)展迅速。3年前我國(guó)聚丙烯總生產(chǎn)能力780萬(wàn)t·a－1左右，近3年投產(chǎn)及在建的生產(chǎn)能力 573.0 萬(wàn) t·a－1， 合計(jì)國(guó)內(nèi)總生產(chǎn)量已超過(guò)1333萬(wàn)t·a－1。氣相工藝將迅速占領(lǐng)主要產(chǎn)能，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表4、表5。

表4 3年前國(guó)內(nèi)大中型PP裝置采用技術(shù)匯總

表5 國(guó)內(nèi)近3年開(kāi)工及在建項(xiàng)目采用技術(shù)匯總

8 結(jié)語(yǔ)

雖然以上介紹了各種聚丙烯工藝技術(shù)，但時(shí)至今日，從采用的技術(shù)和裝置情況可以看出，仍具競(jìng)爭(zhēng)力和生命力的工藝已逐步發(fā)展成為氣相法和本體法與氣相法兩者的組合法技術(shù)。

根據(jù)國(guó)家“十二五”規(guī)劃，盡管我國(guó)聚丙烯工業(yè)發(fā)展迅速，但是產(chǎn)量仍不能滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，每年都得大量進(jìn)口，因此，我們應(yīng)積極跟蹤世界聚丙烯生產(chǎn)新工藝和新型催化劑的發(fā)展方向，加大符合我國(guó)國(guó)情聚丙烯生產(chǎn)新工藝和新型催化劑的研究開(kāi)發(fā)力度，在改進(jìn)現(xiàn)有工藝技術(shù)，拓寬產(chǎn)品種類(lèi)和性能的同時(shí)，積極開(kāi)發(fā)生產(chǎn)新產(chǎn)品，裝置向大型化發(fā)展，以促進(jìn)我國(guó)聚丙烯產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

上游煉油的競(jìng)爭(zhēng)使聚丙烯利益縮水，競(jìng)爭(zhēng)不斷加劇，發(fā)展氣相法工藝國(guó)產(chǎn)化技術(shù)和自主產(chǎn)品是必然的任務(wù)。生產(chǎn)高檔專(zhuān)用料，提高產(chǎn)品附加值，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，與世界巨頭共享國(guó)內(nèi)丙烯及其衍生物市場(chǎng)的蛋糕。

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