郭曉琦（中沙（天津）石化有限公司，天津 300271）

提高抗沖聚丙烯中乙烯含量的措施及注意問(wèn)題

郭曉琦
（中沙（天津）石化有限公司，天津 300271）

摘 要：抗沖共聚聚丙烯具有良好的抗沖擊性能。共聚物的抗沖擊性能主要隨共聚物中的乙烯含量的增加而提高。乙烯含量的多少，直接影響產(chǎn)品的沖擊性能，尤其是低溫沖擊強(qiáng)度。一般聚丙烯抗沖共聚物的總乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)在6%～15%。為適應(yīng)市場(chǎng)的需求，聚丙烯裝置長(zhǎng)期以來(lái)致力于高乙烯含量抗沖聚丙烯產(chǎn)品的生產(chǎn)，但是生產(chǎn)中受到共聚反應(yīng)器壓力高的影響，使得乙烯單體的加入量不高，聚丙烯產(chǎn)品中的乙烯含量一直處于11%左右。

關(guān)鍵詞：聚丙烯裝置；抗沖聚丙烯；乙烯含量

一﹑聚丙烯抗沖共聚物介紹

聚丙烯抗沖共聚物一般是由多個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)制備的聚丙烯多相共聚物的混合物。通常在第一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行丙烯均聚，得到等規(guī)聚丙烯均聚物，然后將其轉(zhuǎn)入下一個(gè)反應(yīng)器，同時(shí)利用催化劑殘余的活性，通過(guò)乙烯﹑丙烯單體進(jìn)行共聚，在均聚物顆粒內(nèi)部引發(fā)乙烯和丙烯生成二元共聚物?？箾_共聚物具體組成取決于聚合物配方﹑聚合工藝條件﹑催化劑等因素。

在聚丙烯結(jié)構(gòu)上看，聚丙烯顆粒是一個(gè)多孔疏松的結(jié)構(gòu)，當(dāng)聚合物進(jìn)入共聚反應(yīng)器，剩余的聚丙烯顆?？障侗灰冶鹉z相所占據(jù)。在多區(qū)反應(yīng)器的停留時(shí)間越長(zhǎng)，均聚物的空隙率就越低，乙丙橡膠進(jìn)入到均聚物中的越少。因此提高聚丙烯產(chǎn)品中的乙烯含量就要從兩方面考慮：第一，提高均聚聚丙烯顆粒中的空隙；第二，提高共聚反應(yīng)器中的殘余活性。

二﹑提高抗沖聚丙烯產(chǎn)品中乙烯含量的措施

1 提高均聚聚丙烯產(chǎn)品顆粒的孔隙率

適當(dāng)提高預(yù)聚合反應(yīng)器的溫度是保證聚丙烯顆粒完整的根本前提，也是保證聚合物顆?？紫稊?shù)目重要因素。均聚聚丙烯產(chǎn)品的形成是催化劑被激活后進(jìn)入到預(yù)聚合反應(yīng)器，在較低的溫度條件下生成聚丙烯顆粒的骨架并將主催化劑的活性中心進(jìn)行包裹，然后進(jìn)入到多區(qū)反應(yīng)器中，在較高的溫度下經(jīng)過(guò)多次的丙烯聚合，生成的聚合物將這個(gè)產(chǎn)生的骨架填實(shí)，同時(shí)也留下一部分殘余的活性中心與骨架內(nèi)的孔隙。如果預(yù)聚反應(yīng)器與多區(qū)反應(yīng)器的溫差過(guò)大，勢(shì)必會(huì)造成在多區(qū)反應(yīng)器中的過(guò)度反應(yīng)，造成聚丙烯顆粒骨架的破碎，這樣就會(huì)減少了共聚反應(yīng)中乙丙二聚物的加入，同時(shí)也會(huì)降低最終產(chǎn)品中的乙烯含量。

2 提高共聚反應(yīng)器中的反應(yīng)活性

2.1 采用特定的催化劑

在保證多區(qū)反應(yīng)器中均聚反應(yīng)活性的同時(shí)，使反應(yīng)活性適當(dāng)?shù)暮笠疲瑥亩ＷC了共聚反應(yīng)器中的反應(yīng)活性，使得更多的乙烯能夠加入到聚合物顆粒中。聚丙烯裝置在催化劑是進(jìn)口ZN-118與國(guó)產(chǎn)的CS-Ⅱ混合使用，這樣使得在共聚反應(yīng)器中反應(yīng)的活性出現(xiàn)不穩(wěn)定的波動(dòng)，造成了乙烯加入量的不穩(wěn)定，同時(shí)也影響了聚合物的產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 降低聚合物在多區(qū)反應(yīng)器區(qū)域的反應(yīng)活性

降低多區(qū)反應(yīng)器中丙烯聚合的反應(yīng)活性，使得大量的催化劑殘余活性進(jìn)入共聚反應(yīng)器而引發(fā)乙烯/丙烯進(jìn)行反應(yīng)，加大了乙烯的加入量。

2.2.1 降低多區(qū)反應(yīng)器的料位控制，減少聚合物的停留時(shí)間；

2.2.2 降低多區(qū)反應(yīng)器的溫度控制，控制反應(yīng)活性后移；

2.2.3 減少多區(qū)反應(yīng)器出料中加入的抗靜電劑ATM163，提高物料中的殘余催化劑的活性；

2.2.4 提高共聚反應(yīng)器的料位控制，增加共聚反應(yīng)的停留時(shí)間。

3 控制系統(tǒng)中的丙烷及其分布

在聚合系統(tǒng)中積累丙烷，必須保持丙烷進(jìn)出的不平衡，使進(jìn)入量大于排出量。進(jìn)入量受上游乙烯裝置丙烯產(chǎn)品中丙烯含量限制。而排出部位包括返回丙烯和返回氣。在日常的生產(chǎn)中設(shè)計(jì)了FV2414這一閥門，以保證丙烯連續(xù)穩(wěn)定的向界區(qū)外返回，這樣就會(huì)帶走系統(tǒng)中的一部分丙烷。共聚反應(yīng)器的的丙烷來(lái)自于該反應(yīng)器進(jìn)料丙烯和上游物料夾帶。這兩股量各占一半。進(jìn)料丙烯來(lái)自于丙烯進(jìn)料罐，與多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器一樣，隨上游供料丙烷含量增多而增多。上游物料夾帶丙烯中的丙烷隨上游循環(huán)氣中丙烷含量增多而增多，上游物料在F310底部被丙烯氣提。目的是控制夾帶丙烯中的氫氣，降低氣提氣中的丙烷，就能阻止丙烷進(jìn)入下游共聚反應(yīng)器，也減少丙烯隨聚合物出料而損失。

三﹑共聚反應(yīng)器中提高產(chǎn)品中乙烯含量過(guò)程中的注意事項(xiàng)

1 共聚反應(yīng)器在提高乙烯加入量高低對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響

氣相共聚物中起沖擊性能的主要為乙丙無(wú)定形共聚物（乙丙橡膠），乙丙橡膠的多少，取決于乙烯加入量以及乙烯在氣相反應(yīng)器中的比例。如果乙烯加入量大，但乙烯在氣相反應(yīng)器中的比例過(guò)大，生成的乙丙橡膠量反而會(huì)降低，抗沖擊效果不會(huì)提高。乙丙無(wú)規(guī)共聚物的量控制在5%～25%，無(wú)規(guī)共聚物中乙烯含量控制在40%～65%。通過(guò)AC4001的比值控制將C2/C2+C3的比值控制在合適的位置時(shí)，才能起到提高乙烯含量，產(chǎn)品性能提高的效果。

2 F310底部汽提丙烯無(wú)法由T240切換至新鮮丙烯

為達(dá)到提高多區(qū)系統(tǒng)中的丙烷含量，F(xiàn)310底部的汽提氣體來(lái)自于T240底部，這股丙烯中所含的丙烷含量與多區(qū)反應(yīng)器中一樣，因此會(huì)造成丙烷進(jìn)入共聚反應(yīng)器而被排掉，丙烷的積累比較緩慢，而且能夠造成共聚反應(yīng)器中丙烷含量的增加。因此應(yīng)該切至丙烷含量很少的新鮮丙烯，但是新鮮丙烯線為液相，且溫度較低（40℃），經(jīng)夾套加熱后仍達(dá)不到80℃，所以仍采用T240丙烯（T240處為77℃）。在今后的操作中應(yīng)該加大F310底部汽提氣的夾套伴熱，這樣就能使用新鮮丙烯作為汽提氣，來(lái)控制丙烷在系統(tǒng)中的分布。

3 塔系統(tǒng)的調(diào)整

使用T240丙烯需注意控制T240液位和溫度，新鮮丙烯投入量增大的同時(shí)需提高塔底蒸汽量，同時(shí)來(lái)自T241丙烯減少，T241需調(diào)節(jié)冷卻水量，使T241液位穩(wěn)定。T240新鮮丙烯量增大后R230新鮮丙烯則會(huì)相應(yīng)減少，因此調(diào)節(jié)速度必須緩慢，以免引起多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器及塔系統(tǒng)波動(dòng)。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上方法的實(shí)施能夠適當(dāng)?shù)奶岣吖簿鄯磻?yīng)活性，從而加大共聚反應(yīng)中的乙烯加入量，來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量。影響抗沖共聚物產(chǎn)品質(zhì)量的因素很多，提高產(chǎn)品性能的根本在于提高共聚反應(yīng)的活性，將產(chǎn)生的更多的乙丙二聚物加入到均聚物結(jié)構(gòu)中，并且保持乙丙二聚物的粘度，使得抗沖聚丙烯既有均聚物的剛性，又含有特殊的乙丙橡膠態(tài)的物料韌性，最終提高聚丙烯產(chǎn)品綜合質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]洪定一.聚丙烯——原理、工藝與技術(shù)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2005.

[2] Spherizone工藝設(shè)計(jì)包[Z].lyondellbasell工業(yè)公司，2008.

中圖分類號(hào)：TQ325

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A