鞠萬(wàn)慶, 王 艷, 薛 迎

（1. 中國(guó)石油撫順石化公司乙烯化工廠， 遼寧 撫順 113004； 2. 中國(guó)石油撫順石化公司研究院， 遼寧 撫順 113004）

PSP-01催化劑在環(huán)管工藝聚丙烯裝置的應(yīng)用

鞠萬(wàn)慶1, 王 艷2, 薛 迎1

（1. 中國(guó)石油撫順石化公司乙烯化工廠， 遼寧 撫順 113004； 2. 中國(guó)石油撫順石化公司研究院， 遼寧 撫順 113004）

中國(guó)石油化工研究院自主研發(fā)的PSP-01聚丙烯催化劑在撫順石化公司乙烯化工廠90 kt/a聚丙烯裝置上進(jìn)行了3次工業(yè)應(yīng)用，累計(jì)生產(chǎn)均聚、無(wú)規(guī)共聚、抗沖共聚7個(gè)牌號(hào)約2萬(wàn)t產(chǎn)品。對(duì)三次試用過程進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)，結(jié)果表明PSP-01催化劑作為主催化劑能夠滿足聚丙烯生產(chǎn)的需要，生產(chǎn)期間裝置運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量合格。

PSP-01催化劑； 聚丙烯； 環(huán)管反應(yīng)器

中國(guó)石油撫順石化公司乙烯化工廠聚丙烯裝置采用Basell公司Spheripol-1工藝技術(shù)。聚合反應(yīng)系統(tǒng)采用的是二環(huán)一氣工藝路線，即反應(yīng)系統(tǒng)由2臺(tái)串聯(lián)的環(huán)管反應(yīng)器和1臺(tái)氣相流化床反應(yīng)器組成。原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60 kt/a，1992年正式投料開車。引進(jìn)牌號(hào)為均聚物29種、無(wú)規(guī)共聚物6種和抗沖共聚物16種共計(jì)三大類51個(gè)。2001年進(jìn)行擴(kuò)能改造，生產(chǎn)能力提高至90 kt/a［1,2］。

中國(guó)石油石油化工研究院研發(fā)的PSP-01球型聚丙烯催化劑，與裝置現(xiàn)用聚合催化劑為同一類型催化劑體系。通過 PSP-01催化劑的工業(yè)化應(yīng)用，主要考察PSP-01催化劑的活性、氫調(diào)敏感性、等規(guī)度可調(diào)性、產(chǎn)品的物理機(jī)械性能等［3］。檢驗(yàn)PSP-01催化劑在工業(yè)生產(chǎn)中的操作穩(wěn)定性，對(duì)促進(jìn)產(chǎn)品穩(wěn)定性的作用，以及對(duì)所生產(chǎn)產(chǎn)品性能的影響。

撫順石化公司乙烯化工廠聚丙烯車間于 2010年11月到2012年3月三次對(duì)PSP-01催化劑進(jìn)行了工業(yè)應(yīng)用，累計(jì)生產(chǎn)均聚、無(wú)規(guī)共聚、抗沖共聚三大類七個(gè)牌號(hào)產(chǎn)品約2萬(wàn)t。使用PSP-01催化劑生產(chǎn)期間裝置運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量全部合格。

1 應(yīng)用的基本情況

應(yīng)用時(shí)間、產(chǎn)品牌號(hào)及產(chǎn)量：撫順石化公司乙烯化工廠聚丙烯車間使用PSP-01催化劑共計(jì)運(yùn)行82 d，1 967 h，裝置平均進(jìn)料負(fù)荷10 t/h, 生產(chǎn)牌號(hào)有T30S、T38FE、Z30S、Z30S-2、Z30S-3、RF110、EPS30R等7個(gè)，正品料產(chǎn)量19 429 t，具體情況如表1。

表1 試用時(shí)間、產(chǎn)品牌號(hào)及產(chǎn)量Table 1 The probation time, product grades and yield

2 生產(chǎn)期間的原料種類及來源

主催化劑：PSP-01, 中國(guó)石油石油化工研究院（表2）；

助催化劑：三乙基鋁, 遼陽(yáng)石化公司；

給電子體：C-Donor, 天津京凱化工公司；

丙烯： 聚合級(jí), 撫順石化公司乙烯裂解裝置；

乙烯：聚合級(jí), 撫順石化公司乙烯裂解裝置；

氫氣：純度＞95%, 撫順石化公司乙烯裂解裝置。

表2 PSP-01催化劑指標(biāo)Table 2 Properties of PSP-01 catalyst

3 應(yīng)用期間的生產(chǎn)運(yùn)行情況

從2010年11月到2012年3月分3次對(duì)PSP-01催化劑進(jìn)行了工業(yè)化試用，期間沒有對(duì)裝置的操作參數(shù)進(jìn)行大的調(diào)整，助催化劑、給電子體等加入比例與原來基本保持一致，生產(chǎn)期間裝置運(yùn)行平穩(wěn)，牌號(hào)切換順利，過渡料少，產(chǎn)品質(zhì)量合格。

3.1 主要工藝參數(shù)

生產(chǎn)試用期間反應(yīng)器、擠壓機(jī)等主要設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)如表3。

表3 生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)Table 3 Operation parameters

3.2 不同牌號(hào)的氫氣加入量

三次試用共計(jì)生產(chǎn)7個(gè)牌號(hào)產(chǎn)品，產(chǎn)品熔體流動(dòng)速率從2 g/10 min到40 g/10 min，每個(gè)牌號(hào)產(chǎn)品的具體加氫量如表4。

表4 氫氣加入量Table 4 Addition amount of hydrogen

通過表中的數(shù)據(jù)，結(jié)合以前的生產(chǎn)實(shí)際，在生產(chǎn)低熔體流動(dòng)速率產(chǎn)品時(shí)，PSP-01催化劑的氫調(diào)敏感性與原使用的催化劑基本相當(dāng)；在生產(chǎn)高熔體流動(dòng)速率產(chǎn)品時(shí)，PSP-01催化劑的氫調(diào)敏感性明顯優(yōu)于原使用的催化劑［4］。

4 產(chǎn)品指標(biāo)

4.1 粉料篩分

從表5中可以看出，粉料粒徑分布較好，主要集中在20、30目，占到90%左右。

表5 粉料篩分Table 5 Particle size distribution of powders

4.2 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

從表6看出，PSP-01催化劑能滿足均聚、無(wú)規(guī)和抗沖共聚產(chǎn)品的生產(chǎn)，產(chǎn)品等規(guī)度可調(diào)，產(chǎn)品灰分低，產(chǎn)品的各項(xiàng)性能達(dá)到要求。

表6 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)Table 6 Properties of pp product

5 結(jié) 論

（1） PSP-01催化劑在撫順石化公司乙烯化工廠9萬(wàn)t/a Spheripol-Ⅰ工藝聚丙烯裝置共試驗(yàn)1967小時(shí)，生產(chǎn)均聚、無(wú)觃共聚、抗沖共聚三個(gè)系列7種牌號(hào)產(chǎn)品共計(jì)19 429 t，裝置連續(xù)運(yùn)行平穩(wěn)，催化劑對(duì)裝置適應(yīng)性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)便，與工業(yè)裝置現(xiàn)用催化劑可以平穩(wěn)切換；

（2）開發(fā)了 6種牌號(hào)新產(chǎn)品包括高熔體流動(dòng)速率纖維專用料Z30S、Z30S-2和Z30S-3，無(wú)觃共聚產(chǎn)品BOPP專用料T38FE和流延膜專用料RF110，抗沖共聚專用料EPS30R,產(chǎn)品挃標(biāo)均達(dá)到優(yōu)級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)；

（3）通過 3次生產(chǎn)試驗(yàn)，催化劑平均活性達(dá)到32 kg/g cat；

（4）PSP-01催化劑生產(chǎn)的聚合物產(chǎn)品灰份低、等觃度可調(diào)性好，在高氫濃度下生產(chǎn) Z30S系列產(chǎn)品時(shí)，等觃度能夠保持在97%以上；

（5）PSP-01催化劑生產(chǎn)的聚合物粒度分布窄，細(xì)粉含量低，8、20、30、40目的占97%以上，100目以下含量低于1%，200目以下的小于0.05%，能夠滿足連續(xù)生產(chǎn)的需要；

（6）PSP-01催化劑調(diào)敏感性好，特別是生產(chǎn)高熔體流動(dòng)速率產(chǎn)品時(shí)效果更明顯；

（7）PSP-01催化劑具有優(yōu)良的共聚合性能，開發(fā)生產(chǎn)了兩種無(wú)觃共聚產(chǎn)品T38FE和RF110，一種抗沖共聚產(chǎn)品 EPS30R。生產(chǎn)的無(wú)觃共聚產(chǎn)品中無(wú)觃含量較高，乙烯含量在3%左右的RF110產(chǎn)品，二甲苯可溶物在8%～9.2%之間；抗沖共聚產(chǎn)品剛性和韌性達(dá)到較好的平衡。

［1］聚丙烯裝置工藝設(shè)計(jì)包[R]. 撫順石化公司,1989.

［2］聚丙烯裝置操作觃程[R].撫順石化公司,2013.

［3］崔亮,等.聚丙烯催化劑PSP-01在開發(fā)高熔挃纖維專用料中的應(yīng)用[C].2013年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)摘要集.

［4］李志飛,等.一種含噻吩基取代硅烷的烯烴聚合反應(yīng)催化劑：CN,102746425A[P].2012.

Application of PSP-01 Catalyst in Polypropylene Plant With Loop Process

JV Wan-qing1，WANG Yan2，XUE Ying1
（1. PetroChina Fushun Petrochemical Company Ethylene Chemical Plant, Liaoning Fushun 113004，China；2. PetroChina Fushun Petrochemical Company Research Institute, Liaoning Fushun 113004，China）

PSP-01 Catalyst developed by PetroChina Petrochemical Research Institute has been used three times in 90 kt/a polypropylene unit in Fushun Petrochemical Company ethylene chemical plant, the cumulative production of 7 grades of homopolymer, random copolymer, impact copolymer has reached about 20 000 tons. In this paper, the three trial processes of PSP-01 catalyst were summarized. The results indicate that the PSP-01 catalyst as the main catalyst can meet the need of polypropylene production; in the production, the unit runs smoothly, the quality of the products is qualified.

PSP - 01 catalyst; Polypropylene; Loop reactor

TQ 426

A

1671-0460（2014）10-2126-02

2014-08-11

鞠萬(wàn)慶（1973-），男，遼寧撫順人，工程師，碩士學(xué)位，2014年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)，研究方向：聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)及新產(chǎn)品開發(fā)。E-mail：juwqyxsc@petrochina.com.cn。