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5大聚丙烯生產(chǎn)工藝(三)
- 評論:0 瀏覽:2506 發(fā)布時間:2006/7/14
本體法工藝的研究開發(fā)始于20世紀60年代,1964年美國Dart公司采用釜式反應器建成了世界上第一套工業(yè)化本體法聚丙烯生產(chǎn)裝置。1970年以后,日本住友、Phillips、美國EI Psao等公司都實現(xiàn)了液相本體聚丙烯工藝的工業(yè)化生產(chǎn)。與采用溶劑的漿液法相比,采用液相丙烯本體法進行聚合具有不使用惰性溶劑,反應系統(tǒng)內(nèi)單體濃度高,聚合速率快,催化劑活性高,聚合反應轉(zhuǎn)化率高,反應器的時-空生產(chǎn)能力更大,能耗低,工藝流程簡單,設備少,生產(chǎn){TodayHot}成本低,"三廢"量少;容易除去聚合熱,并使撤熱控制簡單化,可以提高單位反應器的聚合量;能除去對產(chǎn)品性質(zhì)有不良影響的低分子量無規(guī)聚合物和催化劑殘渣,可以得到高質(zhì)量的產(chǎn)品等優(yōu)點。不足之處是反應氣體需要氣化、冷凝后才能循環(huán)回反應器。反應器內(nèi)的高壓液態(tài)烴類物料容量大,有潛在的危險性。此外,反應器中乙烯的濃度不能太高,否則在反應器中形成一個單獨的氣相,使得反應器難以操作,因而所得共聚產(chǎn)品中的乙烯含量不會太高。
本體法不同工藝路線的區(qū)別主要是反應器的不同。反應器可分為釜式反應器和環(huán)管反應器兩大類。釜式反應器是利用液體蒸發(fā)的潛熱來除去反應熱,蒸發(fā)的大部分氣體經(jīng)循環(huán)冷凝后返回到反應器,未冷凝的氣體經(jīng)壓縮機升壓后循環(huán)回反應器。而環(huán)管反應器則是利用軸流泵使?jié){液高速循環(huán),通過夾套冷卻撤熱,由于傳熱面積大,撤熱效果好,因此其單位反應器體積產(chǎn)率高,能耗低。本體法生產(chǎn)工藝按聚合工藝流程,可以分為間歇式聚合工藝和連續(xù)式聚合工藝兩種。(1)間歇本體法工藝。間歇本體法聚丙烯聚合技術(shù)是我國自行研制開發(fā)成功的生產(chǎn)技術(shù)。它具有生產(chǎn)工藝技術(shù)可靠,對原料丙烯質(zhì)量要求不是很高,所需催化劑國內(nèi)有保證,流程簡單,投資省、收效快,操作簡單,產(chǎn)品牌號轉(zhuǎn)換靈活、三廢少,適合中國國情等優(yōu)點,不足之處是生產(chǎn)規(guī)模小,難以產(chǎn)生規(guī)模效益;裝置手工操作較多,間歇生產(chǎn),自動化控制水平低,產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定;原料{HotTag}的消耗定額較高;產(chǎn)品的品種牌號少,檔次不高,用途較窄。目前,我國采用該法生產(chǎn)的聚丙烯生產(chǎn)能力約占全國總生產(chǎn)能力的24.0%;(2)連續(xù)本體法工藝。該工藝主要包括美國Rexall工藝、美國Phillips工藝以及日本Sumitimo工藝。(a)Rexall工藝。Rexall本體聚合工藝是介于溶劑法和本體法工藝之間的生產(chǎn)工藝,由美國Rexall公司開發(fā)成功,該工藝采用立式攪拌反應器,用丙烷含量為10%-30%(質(zhì)量分數(shù))的液態(tài)丙烯進行聚合。在聚合物脫灰時采用己烷和異丙醇的恒沸混合物為溶劑,簡化了精餾的步驟,將殘余的催化劑和無規(guī)聚丙烯一同溶解于溶劑中,從溶劑精餾塔的底部排出。以后,該公司與美國El Paso公司組成的聯(lián)合熱塑性塑料公司,開發(fā)了被稱為"液池工藝"的新生產(chǎn)工藝,采用Montedison -MPC公司的HY-HS高效催化劑,取消了脫灰步驟,進一步簡化了工藝流程。該工藝的特點是以高純度的液相丙烯為原料,采用HY-HS高效催化劑,無脫灰和脫無規(guī)物工序。采用連續(xù)攪拌反應器,聚合熱用反應器夾套和頂部冷凝器撤出,漿液經(jīng)閃蒸分離后,單體循環(huán)回反應;(b)Phillips工藝。該工藝由美國Phillips石油公司于20世紀60年代開發(fā)成功。其工藝特點是采用獨特的環(huán)管式反應器,這種結(jié)構(gòu)簡單的環(huán)管反應器具有單位體積傳熱面積大,總傳熱系數(shù)高,單程轉(zhuǎn)化率高、流速快、混合好、不會在聚合區(qū)形成塑化塊、產(chǎn)品切換牌號的時間短等優(yōu)點。該工藝可以生產(chǎn)寬范圍熔體流動速率的聚聚物和無規(guī)聚合物;(c)Sumitimo工藝。該工藝由日本Sumitimo(住友)化學公司于1974年開發(fā)成功。此工藝基本上與Rexene本體法相似,但Sumitimo本體法工藝包括除去無規(guī)物及催化劑殘余物的一些措施。通過這些措施可以制得超聚合物,用于某些電氣和醫(yī)學用途。Sumitimo本體法工藝使用SCC絡合催化劑(以一氯二乙基鋁還原四氯化鈦,并經(jīng)過正丁醚處理),液相丙烯在50-80℃、3. 0MPa下進行聚合,反應速率高,聚合物等規(guī)指數(shù)也較高,還采用高效萃取器脫灰,產(chǎn)品等規(guī)指數(shù)為96%-97%,產(chǎn)品為球狀顆粒,剛性高,熱穩(wěn)定性好,耐油及電氣性能優(yōu)越。