鄭隆強

【摘要】氣相法生產(chǎn)聚丙烯是現(xiàn)在運用非常廣泛的一種方法，主要有較高的安全性、施工流程簡單、效率高、設備投入資金低，操作簡潔和生產(chǎn)方式靈活多變等優(yōu)點。本文在其他相關文獻的基礎上，對氣相法聚丙烯生產(chǎn)工藝技術進行介紹，同時對近些來該工藝發(fā)展現(xiàn)狀進行概述，提出一些可以優(yōu)化生產(chǎn)工藝的建議及意見，為今后聚丙烯的生產(chǎn)工藝的改進提供一定的參考作用。

【關鍵詞】氣相法聚丙烯；生產(chǎn)工藝；進展研究

聚丙烯簡稱PP，屬于性能良好的熱塑性樹脂，在五種合成樹脂中聚乙烯屬于其中之一。聚乙烯有許多優(yōu)點，比如密度小、沒有毒性、加工方便、可以抵抗高強度沖擊以及電絕緣等優(yōu)點，在電器行業(yè)、汽車制造領域、建材領域和醫(yī)療器械等方面具有廣泛的應用。有如下幾種生產(chǎn)聚乙烯的方法，淤泥法、溶液法、本體法、氣相法以及本體-氣相組合法幾種類型。近年來，氣相法的使用比例逐年升高，如今許多在建和新建的聚丙烯生產(chǎn)裝置大部分都采用了氣相工藝法。

一、聚丙烯生產(chǎn)工藝進展

（一）世界氣相法聚丙烯生產(chǎn)工藝技術

第一種是Unipol工藝法，該方法主要將流化床技術運用到生產(chǎn)聚丙烯的過程中的先進技術，現(xiàn)在是Dow公司的產(chǎn)品，這種方法最大的優(yōu)勢是單向生產(chǎn)線效率高。Unipol生產(chǎn)方法采用一種高效催化劑，在2003年的時候推出了一款新型的催化劑，這種催化劑適應性非常廣泛，適用于所有產(chǎn)品的生產(chǎn)。

第二種是Innovene工藝，其顯著特點是配備了特殊的反應器，該反應器和活塞流相似。該攪拌床反應器停留時間相對較短，基本和串聯(lián)攪拌器所用時間相同，所以牌號之間進行切換時可以迅速完成同時所需過渡物料比較少。在工藝流程中，Innovene方法所需的工作壓力和消耗量均比較低，這是該生產(chǎn)方法的顯著優(yōu)點。但是在最終產(chǎn)品中乙烯含量較少，不能獲得抗沖牌號較高的產(chǎn)物，這時Innovene方法的唯一缺點。在生產(chǎn)過程中采用CD催化劑，該催化劑具有如下優(yōu)點：選擇性良好、形態(tài)控制能力強、活性非常高等，因此可以對丙烯生成產(chǎn)生良好的控制性，產(chǎn)生的產(chǎn)品同樣具有較高的規(guī)指數(shù)。此外，CD催化劑同樣適用于全部產(chǎn)品的生產(chǎn)。

第三種是Spherizone工藝，該方法是在Spherpol工藝的基礎上進行二次研發(fā)的新型生產(chǎn)技術。它拋棄了原有的環(huán)管反應器，利用多區(qū)循環(huán)反應器進行代替。多區(qū)循環(huán)反應器由兩部分構成，包括下降段和上升段。某粒子會在該反映器中進行循環(huán)，基本過程是上升段粒子經(jīng)過循環(huán)氣體的作用加快流化反應，緊接著在下降段進入分離器完成氣固兩項物質(zhì)的分離。

第四種是Novolen工藝，主要由BASF公司開發(fā)研制。該工藝獨立配備兩臺反應器，同時擁有螺旋攪拌功能。該反應器可以將氣態(tài)和固態(tài)兩種形態(tài)均勻分離開來，反應過程產(chǎn)生的聚合反映熱可以通過丙烯汽化完全后排出。Novolen工藝存在兩種聚合，分別為共聚和均聚，這兩種聚合都是氣相聚合。Novolen工藝有一個顯著的優(yōu)點，即在聚合反應設備中存在均聚物，同時可以適量提高均聚物的產(chǎn)量。

在眾多氣相法生產(chǎn)聚丙烯的過程中，Innovene工藝的優(yōu)點顯而易見，不僅具有較好的剛性，其平衡性和抗沖擊性同樣處于眾多生產(chǎn)方法的前列。Unipol工藝法單線生產(chǎn)能力非常強，同時投入金額又少，由于使用時間較長，所以積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗，與其他類型的工藝相比具有顯著的優(yōu)點，因此目前應用最為廣泛。Spherizone工藝相對其他工藝來說發(fā)展較晚，所以在實際運行過程中經(jīng)驗較少，同時專利費高昂，但是該工藝的生產(chǎn)的產(chǎn)品均一性良好，能夠在反應器中實現(xiàn)批量生產(chǎn)，因此發(fā)展較為迅速。

（二）我國氣相法聚丙烯生產(chǎn)工藝技術的發(fā)展現(xiàn)狀

我國相對于其他發(fā)達國家而言發(fā)展起步較為落后，自上世紀九十年代，一些生產(chǎn)廠家先后引進了氣相生產(chǎn)聚丙烯的工藝，但是由于是初期，引入的生產(chǎn)規(guī)模較小，同時工藝生產(chǎn)種類過于單一。2008年以后，我國引入的工藝主要以氣相法為主，近年來我國主要新建的產(chǎn)能大多都在5Mt/a以上。從近些年來的生產(chǎn)過程中可以發(fā)現(xiàn)如下特點：首先是引進Spherizone工藝，該工藝適用與大部分國家，是目前最先進的生產(chǎn)工藝之一，大概占全球總產(chǎn)值的五分之一。其次是氣相法工藝逐漸向多元化形式發(fā)展，分別包括Unipol工藝、Spherizone工藝以及Innovene工藝等。然后是Unipol工藝的快速發(fā)展，單線產(chǎn)量高，每天產(chǎn)值達到0.2-0.45Mt/a。

近幾年國內(nèi)的生產(chǎn)技術得到廣泛的關注，因此制造技術取得了顯著的進步，目前我國已經(jīng)基本掌握了不同的生產(chǎn)聚丙烯的方法，尤其是多區(qū)循環(huán)反應器技術，該技術在世界范圍內(nèi)僅有少數(shù)國家掌握并付諸于實踐。最后，我國進行聚丙烯生產(chǎn)過程中已經(jīng)形成了不同生產(chǎn)方法相互結合的形式，在氣相法生產(chǎn)過程中，一般大型生產(chǎn)設備基本以引進技術為主導，中小型生產(chǎn)設備基本采用國內(nèi)技術，所以著眼于整個市場而言，我國生產(chǎn)聚丙烯技術還有很大的市場缺口，這些缺口只能通過進口技術來進行補充，所以目前大力推廣以及研發(fā)聚丙烯生產(chǎn)工藝具有一定的必要性。

二、總結

氣相法生產(chǎn)聚丙烯目前得到廣泛的支持和利用，主要是由于在生產(chǎn)過程中安全性較高、操作過程中工藝流程簡單、但生產(chǎn)線產(chǎn)量高、整體設備資金投入量低、運行過程中操作簡單方便以及生產(chǎn)過程中靈活多變等優(yōu)點，在近些年的生產(chǎn)過程中獲得了大多數(shù)人的認可。在以后的發(fā)展過程中，隨著科技的發(fā)展及進步，氣相法一定會逐步改進，從而在生產(chǎn)過程中占據(jù)更重要的地位。在氣相法生產(chǎn)聚丙烯的改進方向中，重點要完善工業(yè)化技術，優(yōu)化催化劑在反應中的效率，同時進一步開發(fā)高技術高科技的生產(chǎn)控制方法，降低生產(chǎn)所需成本，進而提高在市場中的競爭力。

我國工業(yè)化水平的飛速發(fā)展帶來的結果就是對聚丙烯的需求量不斷的增加，然而目前國內(nèi)聚丙烯生產(chǎn)效率較低，基本不能滿足生產(chǎn)過程中的需求量，所以部分還需要通過進口來填補空缺?，F(xiàn)階段我國生產(chǎn)聚丙烯還存在許多問題，比如生產(chǎn)設備規(guī)模小、生產(chǎn)工藝技術單一、缺乏優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品、生產(chǎn)過程投入資金太高導致成本高以及產(chǎn)品類型少等。對于這些問題，必須及時采取相應的措施。首先要不要排斥罕見生產(chǎn)工藝技術，不同種類的氣相法都有自身獨特的優(yōu)勢，應該根據(jù)具體情況選擇合適的生產(chǎn)方法。其次是有選擇性的引進世界先進生產(chǎn)技術水平，進而改善產(chǎn)品單一的現(xiàn)狀。最后是重視先進技術的引用，及時吸收學習先進的科學技術，并且不斷改進我國現(xiàn)有科技水平，最終實現(xiàn)技術創(chuàng)新。

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