聚乙烯、聚丙烯工艺原理及生产方法

聚乙烯装置

1 概述

聚乙烯装置是将乙烯单体聚合成聚乙烯产品。

聚乙烯装置按一个系列设计，生产能力30万吨/年，操作时间8000小时/年，生产全密度聚乙烯。

聚乙烯生产装置包括单体净化(根据需要设置)、预聚合、聚合、聚合物后处理和造粒等生产单元。

2 工艺技术方案的选择

2.1国内外工艺技术概况

目前，能生产全密度聚乙烯的工艺有浆液法、气相法和溶液法三种聚合工艺。各种工艺都有不同的优缺点，都有好的产品，成熟的工艺路线。各种工艺的技术拥有者都在加大研发力度改善各自的工艺及产品，开发茂金属催化剂树脂和易加工树脂，拓宽各自产品的应用领域。

国内目前还没有生产聚乙烯产品的成熟技术，几乎所有大规模聚乙烯装置都是引进国外专利技术，其产品涵盖了整个聚乙烯产品。引进当前先进、可靠的专利技术和部分关键设备是必不可少的，引进方式可以是购买工艺设计包或基础工程设计。

高压法聚乙烯工艺一般用来生产低密度聚乙烯(LDPE)。第一套采用高压法工艺生产LDPE工业装置于1939年投产，目前已发展为釜式法和管式法两种。高压法聚乙烯工艺能生产各种通用LDPE。1995年世界高压LDPE(HP LDPE)生产能力约为17.12 Mt，两种方法的生产能力大致相等。目前，釜式法和管式法单线最大生产能力达0.20 Mt/a，乙烯单耗由1.05 t降至1.01 t，LDPE优质品率达98%，反应压力为122～303 MPa，反应温度为130～350℃。由于高压法工艺只能生产低密度聚乙烯(LDPE)，不符合一套装置生产全部聚乙烯种类的要求，本研究不予考虑。

能生产全密度聚乙烯的工艺有以下三种。

（1）浆液法聚合工艺

淤浆法工艺是生产高密度聚乙烯的重要方法。此法工业化时间早，工艺技术成熟，产品质量较好，聚合中乙烯溶于脂肪烃稀释剂，生成的聚乙烯悬浮于其中，反应压力、温度较温和，乙烯单程转化率为95％～98％，可生产超高分子量的产品和双峰产品。该工艺按反应器形式分为搅拌釜式聚合和环管聚合两种。

①搅拌釜式聚合工艺

该工艺的代表有德国Hoechst工艺和日本三井油化工艺。Hoechst公司首创的搅拌釜式工艺使用两个反应器，主催化剂为乙氧基镁为载体的TiCl4，助催化剂为有机铝，正己烷作为溶剂，乙烯的转化率达到98%。该工艺利用改变催化剂组分的方法调节产品的分子量，用共聚单体调节产品密度，产品的熔体指数为0.2-80g/10min，密度范围在

0.942-0.965g/cm3，其优势产品是管材专用料和超高分子量的MDPE。

②环管聚合工艺

环管聚合工艺的典型代表是美国的Phillips工艺。该工艺采用铬系催化剂，以异丁烷为稀释剂，乙烯在环管反应器内聚合，用轴流泵使淤浆组分循环，用夹套冷却水撤除反应热，通过精确控制反应温度保证产品质量。该工艺具有建设费用少，操作成本低，反应物不易粘在反应器壁上等优点，可生产分子量很高的产品，分子量分布可宽可窄，产品密度范围0.92-0.97 g/cm3。

（2）溶液聚合工艺

溶液聚合工艺在聚合时，单体和生成的聚合物都溶于溶剂，要求较高的聚合温度和压力，可生产密度范围在0.918～0.960g/cm3，分子量分布从宽到窄的各种聚乙烯产品。该工艺采用的反应器是一种小型搅拌釜，乙烯和辛烯等共聚单体在环己烷溶剂中聚合，单体在反应器中的停留时间很短，一般仅为2分钟，因此牌号切换容易，过渡料少，操作灵活。由于产品要经过脱溶剂和脱共聚单体等后处理工序，所以产品质量非常好，胶体和灰分含量极低，但工艺流程相对较长，投资高。此外，由于采用辛烯等高碳烯烃作为共聚单体，产品的物理机械性能非常好，适用于高端消费领域。该工艺的主要代表是Dow化学的Dowlex工艺和加拿大NOVA化学公司的Sclairtech工艺。

（3）气相聚合工艺

气相聚合不使用溶剂，工艺简单，流程短，投资少，生产成本低，产品品种可在较宽范围内调节，因而具有较强的竞争力。世界第一套气相法工业装置1975年投产，生产能力为25 kt/a。在0.7～2.0 MPa和80～100℃条件下操作，生产HDPE，HMW HDPE 和乙烯与1-丁烯/己烯/4-甲基-1-戊烯的共聚物LLDPE，MDPE和VLDPE。气相法工艺以美国UCC公司的Unipol工艺(气相流化床反应器)、英国BP公司的Innovene工艺(气相流化床反应器)及Basell公司的Spherilene工艺(环管预聚合加双气相流化床反应器)为代表。乙烯气体通过反应器在催化剂作用下直接聚合(或预聚合)，得到干燥粉料。

气相法中Spherilene工艺，不用冷凝模式操作就可达到与其它采用冷凝模式操作的气相法工艺相当的时空产率，因而反应器停留时间短；具有较高的传热效率和物料流动

速度，因而Spherilene流化床反应器的体积只相当于普通非冷凝态操作的气相流化床反应器的1/3。牌号切换时产生的等外品过渡料也只是普通气相法工艺的一半。

催化剂是聚合技术的核心。目前工业生产线性聚乙烯HDPE/LLDPE用的催化剂主要有铬基催化剂、钛基催化剂和茂金属催化剂3类。此外，还有一类正在开发中的非茂金属单中心催化剂。

（1）钛基(齐格勒-纳塔，Z/N)催化剂是50年代开发的，经过不断改进和提高，目前第4代Z/N催化剂已在工业装置上使用。浆液(釜式反应器)法、溶液法和气相流化床工艺都用这种催化剂。溶液法装置用这种催化剂，其活性较高，每克钛可生产聚乙烯500 kg以上。气相流化床装置亦用这种催化剂，其活性也能达此标准,聚乙烯残钛量为1～3 μg/g。由于Z/N催化剂的改进，现已能够提高产品的熔体流动指数和密度，并可以加宽相对分子质量分布，因而可以替代某些早期使用的铬基催化剂。目前世界上大多数HDPE生产装置都使用这种催化剂。

（2）铬基催化剂是50年代开发的，用于生产HDPE。改性的铬基催化剂是在制备前或制备过程中，对铬化合物或载体进行化学改性后制得的，目的是改变HDPE树脂的分子结构。目前浆液(环管反应器)法和气相流化床法装置都用这种催化剂。

（3）茂金属单中心催化剂是1976年发现的新一代高效聚烯烃催化剂，1991年使用该催化剂的年产15 kt聚乙烯(m-PE)的工业试验装置投产，其主要特点是：

①对乙烯及α-烯烃的聚合催化活性高，均相茂金属催化剂对乙烯的聚合催化活性比目前的高效Z/N催化剂高两个数量级,负载化的茂金属催化剂活性虽有所降低，但仍与常规高效催化剂相当或稍高。

②具有单一催化活性中心，用其所得聚合物的相对分子质量分布较均一，分布指数在2左右(用一般催化剂在5左右)，特别适用于生产合成纤维和薄膜，同时还能通过两种茂金属催化剂的混合作用，或茂金属催化剂与传统Z/N催化剂的混合使用，生产具有双峰相对分子量分布的聚烯烃，所得共聚物中共聚单体分布均匀，因而可提高共聚物性能或节省共聚单体用量。

③能催化聚合α-烯烃生成间规聚合物，如作工程塑料用的间规聚苯乙烯(s-PS)、低温抗冲击性和透明性极好的间规聚丙烯(s-PP)等。茂金属催化剂首先用于气相法聚乙烯装置，后来也用于浆液法聚乙烯装置和生产VLDPE，ULDPE，以及相对密度为0.880～0.932的高压低密度聚乙烯装置。1991年开始用茂金属催化剂生产m-PE，主要是相对密度为0.885～0.910的LLDPE和相对密度为0.860～0.885的弹性体。目前是生产替

代高醋酸乙烯含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙丙橡胶和热塑性聚氨酯等一些专用材料。1995年世界上用茂金属催化剂生产聚合物的生产能力为868 kt，其中m-PE 453 kt，m-PP 307 kt，s-PS 15 kt，EPDM 90 kt。估计实际产量为150～200 kt，1996年有明显增加。

（4）非茂金属单中心催化剂是在茂金属催化剂进入市场以后新开发的另一类非茂金属单中心高效催化剂。目前已经知道的有两种：一种是称为Versipol的过渡金属催化剂，这种镍钯基新催化剂不仅比用茂金属催化剂的能耗低，而且还能生产从高密度到低密度、相对分子量分布更宽的聚乙烯，预计3～5年后工业应用，初期目标是生产LLDPE，以后是生产具有LDPE加工性能和LLDPE物理机械性能的聚乙烯通用产品；另一种是高活性的铁基和钴基新催化剂，不仅在活性和聚合物性能控制方面等于或高于茂金属催化剂，还具有生产范围更广聚合物的潜力，对乙烯低聚成α-烯烃有极高的活性(高于目前生产α-烯烃所用的其它催化剂)，对α-烯烃的选择性在99%以上，且催化剂耐用，生产过程简单，容易操作，生产成本低。

2.2工艺技术方案的比较和选择

能生产全密度聚乙烯的三种生产工艺的比较见表7-1。

能生产全密度聚乙烯的三种工艺和反应器在经济上均具有竞争力，技术上都比较可靠，目前都在世界各地转让了多套专利技术并正在运行中，各专利商正在努力完善各自的技术，目的是以最小的投入(包括投资、消耗、操作费用)产出最好的产品，力争取得技术上的领先地位。

综合分析投资、消耗、产品范围、生产成本等因素，气相法稍好于浆液法。虽然溶液法产品质量好，但投资和消耗都较高。

本报告暂以气相法工艺中的Spherilene技术为参考，最终技术选取还应通过进一步技术交流和比较确定。

表7-1 三种生产工艺的比较

序号方案

指标

气相法浆液法溶液法Unipol I, Innovene,

spherilene

Mitsui, Phillips Dowlex, Sclairtech

1 技术来

源

单流化床反应器

环管＋双流化床反应器

双搅拌釜式

环管反应器

双搅拌聚合釜

2 产品范

围

MI=0.05~155

d=0.915~0.965

注塑、薄膜、吹塑、单丝、

MI=0.01~35

d=0.918~0.972

注塑、薄膜、吹塑、单丝、

MI=0.15~150

d=0.915~0.965

注塑、薄膜、吹塑、单丝

号指标

Unipol I, Innovene,

spherilene

Mitsui, Phillips Dowlex, Sclairtech 电缆料、管材等，可生产

全密度牌号。

管材等，可生产全密度牌

号。

等，可生产全密度牌号。

3 优点●工艺简单，流程短，

设备台数少

●操作条件温和

●生产能力不受粘度和

溶解度问题限制，因而

各种牌号都可以全负荷

生产

●乙烯既作为单体、传

热介质又可使反应器流

化

●反应器大，生产能力

大

●不需要除蜡和溶剂

●反应器可交替生产

HDPE和LLDPE

●投资低，一般比同规

模溶液法低8％，比同

规模浆液法低6%

●工艺简单，流程短，

设备台数少

●操作条件温和

●单体转化率高，单程

转化率在90％以上

●产品分子量范围宽。

●通过使用串连反应

器，可以生产适宜管材

的双峰树脂，撤热容易

●高表面积比和紊流模

式流动促使热通过大口

径套管传递

●反应器体积小，反应

条件和聚合物性质控制

比较容易

●停留时间短（不到

2min），牌号切换时过

渡料少

●温度控制范围比浆液

法可气相法宽，便于控

制产品结构

●可生产性能优良的

C8共聚产品

●因没有粘壁问题和形

态控制问题，因而对产

品的密度无限制

●可生产MWD非常窄

的，适宜注塑的树脂

●工艺易实现自控，可

精确地控制分子量

●乙烯转化率高，单程

转化率90％以上，气体

循环（或压缩费用）少

4 缺点●牌号切换时容易产生

大量的等外品

●催化剂对空气和水等

毒物十分敏感，微量的

水和空气会降低催化剂

效率，提高产品灰分

●乙烯的单程转化率只

有2％，冷凝法操作可

以提高

●停留时间长，大于2～

4h

●由于树脂的膨胀问

题，限制了密度低于

940g/cm3聚合物的生

产能力

●如果聚乙烯溶解，就

会出现反应器结垢现象

●反应器停留时间长

（1～4h）

●与气相法相比，使用

稀释剂

●需要高纯度乙烯

●流程长，设备台数多

●反应系统粘度高，造

成反应器均匀性问题

●由于溶液粘度随聚合

物含量增加而增加很

快，因而反应器系统的

固体含量低于浆液法，

生产低MI产品将受到

限制

●与气相聚合相比，溶

剂回收过程耗能较多

●因操作压力高，因而

投资较高

●三废较多，有蜡、溶

剂排出、分子筛废料和

聚合物碎屑产生

●需要从聚合物中脱出

催化剂残余

号指标Unipol I, Innovene,

spherilene

Mitsui, Phillips Dowlex, Sclairtech

5 主要技

术参数

反应器操作压力：

1.5-3.0MPa

反应器操作温度：

50-120℃

工艺条件由齐格勒催化

剂、铬式催化剂以及复合

金属催化剂的密度而定

反应器操作压力：3-4MPa

反应器操作温度：

70-85℃（LLDPE）

90-100℃（HLDPE）

高密度聚乙烯采用铬式催

化剂

反应器操作压力：

4.1-14.0MPa

反应器操作温度：

180-300℃

6 消耗（反

应部分）

原料消耗单耗/磅产

品

原料消耗单耗/磅产

品

原料消耗单耗/磅产

品乙烯（磅）0.931-0.934 乙烯（磅）0.927 乙烯（磅）0.938

丁烯-1（磅）0.079 丁烯-1（磅）0.083 丁烯-1（磅）0.08

异丁烷（加

仑）

0.0011 环己烷（加

仑）

0.0018

氢，纯（磅）0.00006 氢，纯（磅）0.00006 氢，纯（磅）0.00006

公用工程单耗/磅产

品

公用工程单耗/磅产

品

公用工程单耗/磅产

品电（kWh）0.160-0.188 电（kWh）0.170-0.189 电（kWh）0.0998

冷却水，Gal 0.019-0.025 冷却水，Gal 0.0322 冷却水，Gal 0.0292

蒸汽（磅）0.0001-0.000

2

蒸汽（磅）0.00035 蒸汽（磅）0.0011

燃料气，

MMBtu

0.0002 燃料气，

MMBtu

0.0003

7 投资投资低比气相法高10-30％比气相法高20-50％

2.3 引进技术和设备

聚乙烯装置拟引进Spherilene专利技术和基础工程设计，国内工程公司完成详细工程设计，引进设备主要为专利设备，其它设备国内生产。最终工艺商将由商务谈判决定。

3 工艺流程说明

本研究中聚乙烯装置参照气相法中Spherilene聚乙烯生产工艺设计，生产全密度聚乙烯。聚乙烯生产装置包括单体净化(根据需要设置)、预聚合、聚合、聚合物后处理和造粒等生产单元。

乙烯经乙烯供应加热器加热后进入装有催化剂的脱乙炔塔，在塔中使乙炔与氢气反应，除去乙炔。除去乙炔的乙烯经中间热交换器和预热器后进入脱一氧化碳床和脱二氧化碳床。脱除操作可在常温亦可在升温条件下进行。脱除了CO和CO2的乙烯进入干燥器脱水。两个干燥器可切换运转，切换下来的干燥器用加热的氮气再生，干燥后的乙

烯压缩至适宜压力后去反应系统。

共聚单体丁烯、己烯在压力下经共聚单体脱气塔脱除轻组分，脱除的气体去火炬，脱气之后的共聚单体冷却后经共聚单体泵送至共聚单体干燥器，以除去水和其它不纯物质。干燥器交替工作。干燥后的共聚单体去反应系统。

氢气经脱氧预热器预热后在氢气脱氧器中除去氧，再送入氢气脱氧后冷却器冷却。冷却后的氢气再送入氢气干燥器脱水，两干燥器交替工作。经上述处理的氢气部分去脱炔床，部分去反应系统。

氮气经脱氧预热器预热后在催化剂床中除去氧，再送入冷却器进行冷却。冷却后的氮气送入氮气干燥器脱水，经上述处理的纯净氮气经压缩机升压，并送入反应器。与此同时，部分氮气去树脂脱气系统。

稀释剂丙烷自丙烷加热器加热后，送入丙烷干燥器脱水，脱水后的丙烷去反应系统。

催化剂主要由卤化钛合物固体活性催化剂、助催化剂烷基铝和给电子体化合物配制而成，用惰性轻烃丙烷做稀释剂。

催化剂活化单元由两布组成：第一步，催化剂浆液同两种助催化剂在一个小的搅拌釜（预接触点）中混合；第二步，活化的催化剂混合物从预接触点溢出，用冷液丙烷混合后，去预聚合单元。

催化剂混合物与氢气、乙烯和共聚单体送到浆液环管预聚合反应器中，在短停留时间内发生预聚合，反应在低温条件下进行，最大限度地去除增长例子的聚合反应热，以便在第一步聚合阶段确保球形粒子形态的控制。

从环管预聚合反应器出来的聚合物浆液直接进入第一反应系统，新鲜的原料乙烯、氢气和共聚单体也进入第一反应器。由于催化剂是经预聚物（预聚物粒子已增长足够）带入气相反应器的，气相反应器可从空置状态开始，不需种子树脂，减少了过渡时间。预聚物在第一反应器产生继续聚合，产生的聚合物粉料连续不断从其底部排出到第一产品出料料斗。从第一产品出料料斗顶部过滤出来的气体通过排放气压缩机进入分离单元。

分离单元包括初馏塔和汽提塔。初馏塔回收重共聚单体，汽提塔回收氢气和乙烯。从初馏塔底部出来的重共聚单体循环回到第一反应器，从汽提塔顶部出来的氢气和乙烯可去第一反应器也可去第二反应器，汽提塔侧线乙烯去火炬，汽提塔底部馏出物液相丙烷泵回预聚合单元。

由第一产品出料料斗脱气的聚合物送到第二反应器，同时补充新鲜的乙烯、共聚单

体和氢气，但并不再加入新的催化剂。由于送到第二反应器的是已充分增长的聚合物粒子，该反应器中的聚合条件较为苛刻。第二反应器产生的聚合物进入第二产品出料料斗，由第二产品出料料斗顶部过滤出来的气体经再次压缩后循环回第二反应器，底部出来的聚合物被送到汽蒸单元。

第二产品出料料斗底部出来的聚合物进入汽蒸器，脱除单体和使催化剂失活，蒸汽经冷凝和压缩之后，所有的烃类都可在界区回收或者循环回排放气干燥单元下游的聚合单元。

从汽蒸器底部出来的湿聚合物靠重力流到一个密闭循环的氮气干燥床，湿氮气经氮气脱水塔干燥，再经氮气加热器加热后循环回干燥器。干燥的聚合物气动输送到添加剂添加和挤出单元。

聚合物粉料经称量后由螺杆加料器加入混炼机，同时固体添加剂也计量进入混炼机，再进入挤出机。树脂经混炼、熔融、水下切粒、干燥后进入分选机。粗料和细料被分出后，聚乙烯颗粒风送至掺混和储存系统。再风送去包装。

4 主要设备选择

本装置的设备数量较少，工艺介质无腐蚀。除料仓材料采用铝合金外，大部分设备材料为碳钢，成品料仓及气体输送管道由铝合金制造，少数设备采用不锈钢材料，非标设备国内均能制造。为了保证质量和满足专利上的技术要求，关键设备应由取得ASME 认证的制造厂按照ASME规范制造提供。

本装置主要设备包括第一反应器，第二反应器，排放气压缩机，汽蒸器，氮气干燥床，造粒机组，粉料输送系统，粒料输送系统，包装机等。

为了节省投资，对国内技术成熟、质量可靠的设备应国内采购，国内不能满足要求的关键设备和专利设备，如排放气压缩机、挤出造粒机、特殊仪表、特殊阀门、自控系统等拟从国外采购。

5 消耗指标

聚乙烯装置的消耗指标见下表7-2：

表7-2 聚乙烯装置的消耗表

序号名称及规格单位小时消耗备注

1 乙烯t 36.27

丁烯-1+己烯-1 t 3.03

2 氢气kg 3.89

3 催化剂kg 2.92

4 助催化剂kg 35.02

5 添加剂kg 62.26

6 循环水Δt=10℃t 5180

7 脱盐水t 5.8

8 电

380V kWh 3900

10kV kWh 11100

9 蒸汽1.0MPa t 13.96

6排放物指标

6.1排放气体

排放点废气排放量

污染物排放状况

排放规律治理措施名称浓度mg/Nm3

脱气仓排气0.75t/h

烃

氮气

77% vol

23% vol

连续送火炬

排放气回收

缓冲罐0.75t/h

烃

氮气

45% vol

55% vol

连续送火炬

6.2 排放液体

排放点废气排放量

污染物排放状况排放

规律

治理措施名称浓度mg/Nm3

工艺废水3～5 COD

BOD5

150~200

50~100

连续送污水处理站

6.3 废弃固体

固废名称排放量t/a 主要成分排放规律治理措施及去向造粒废料200t/a 废树脂间断作为副产品外售

输送和包装系统6kg/h 废树脂间断

聚合反应器10 t/ a 反应混合物间断次品出售干燥器15 t/ a 分子筛干燥剂间断

填埋脱氧器15 t/ a 含锌、铜废催化剂间断

聚丙烯装置

1 概述

聚丙烯装置是将丙烯单体聚合成聚丙烯产品。

聚丙烯装置按一个系列设计，生产能力30万吨/年，操作时间8000小时/年，生产均聚合共聚聚丙烯。

聚丙烯生产装置包括单体净化(根据需要设置)、聚合、聚合物脱气河回收、添加剂进料和挤出等生产单元。

2 工艺技术方案的比较与选择

2.1国内外工艺技术概况

从五十年代聚丙烯浆液法技术工业化以来，聚丙烯生产工艺不断发展。相继开发成功了本体聚合、气相聚合工艺和各种高效催化剂，优化了工艺流程，装置投资及生产成本大大降低。八十年代以来，由于催化剂体系的进一步发展，聚丙烯的工艺流程不断完善，各种工艺公用工程的消耗量进一步下降，在聚丙烯产品质量提高的同时降低了生产成本，节省了建设投资。

聚丙烯生产工艺，按照反应器的型式和反应器内介质的不同，可分为三大类：

（1）浆液法工艺

浆液法工艺是将丙烯溶于惰性烃类稀释剂（如丁烷、戊烷、己烷、庚烷或壬烷）中进行聚合。按反应器形式划分有如下专利技术：

连续式搅拌床反应器：Hoechst、Mitsui等工艺;

间歇式搅拌床反应器：三菱工艺；

环管反应器：Solvay工艺；

沸腾丁烷反应器：壳牌工艺。

由于催化剂体系的发展和其活性的大幅度提高，九十年代以后的新建大型聚丙烯装置已基本不使用浆液法。但目前世界上一些浆液法工艺的聚丙烯装置仍在操作，用来生产合金型的高质量特种树脂。

（2）本体法工艺

本体法工艺是使液态丙烯发生聚合反应，生成聚丙烯。按反应器形式划分有如下专利技术：

液相釜式反应器：Exxon、Mitsui、Shell、住友、Rexene等工艺；

液相环管反应器：Spheripol、Hoechst、Solvay、Phillips、Borealis等工艺；

液相本体法聚丙烯工艺最早由Phillips石油公司发明，并于1964年由美国Dart公司首先采用第一代TiCl3催化剂及釜式反应器实现工业化。七十年代以后，许多大的化工公司，如日本三井油化，美国Elpaso公司等都实现了液相本体聚丙烯工业化。

最早的液相法工艺，由于催化剂活性低，需脱灰及脱无规物工序，与传统浆液法工艺类似。1975年，三井油化与Himont公司（Basell公司的前身）联合开发成功HY-HS 催化剂，实现了不脱灰工艺，并提高了聚合物的立构规整度。

液相本体法工艺是在反应体系中不加任何其他溶剂，将催化剂直接分散在液相丙烯中，进行丙烯液相本体聚合反应。以催化剂颗粒为中心的聚丙烯粉末在液相丙烯中不断生长，悬浮在液相丙烯中，随催化剂停留时间增长，聚丙烯颗粒在液相丙烯中的浓度增高。作为连续生产工艺，催化剂连续计量加入反应器。聚丙烯颗粒随液相丙烯(浆液)从反应器中不断流出，经闪蒸回收未聚合的丙烯单体，即得到粉末聚丙烯产品。液相本体法的代表工艺有Spheripol工艺、Hypol工艺、北星双峰聚丙烯工艺和菲利普工艺。

(a) Spheripol工艺

拥有Spheripol工艺的Basell公司是壳牌公司（Shell）的全资子公司Montell与巴斯夫公司（BASF）的全资子公司Targor以及Elenac（BASF与Shell的各占50%股份的合资公司）在聚烯烃业务领域联合组建的公司，成立于1999年。

Spheripol工艺采用两种类型聚合反应器，在第一阶段采用环管反应器进行聚合反应，而第二反应器采用气相反应器。该两步法技术是液相和气相聚合反应的结合，提供了一个具有很宽产品范围的灵活性，其均聚产品的熔体流动指数范围为0.1-200。抗冲共聚产品中乙烯含量可高达30%乙烯(60%橡胶体)。另外还能生产含乙烯和丁烯的三元共聚产品。

(b) Hypol工艺技术

三井油化的Hypol工艺是液相气相结合式工艺，采用的催化剂体系是由主催化剂(HY-HS-Ⅱ)、助催化剂(三乙基铝)和给电子体系组成。主催化剂具有活性和等规度高，寿命长，不需脱灰等特点。采用该工艺可生产熔体流动指数0.1－600范围的产品。

该工艺有如下特点：催化剂预处理和进料设备简单，可靠性高；多级反应系统可降低催化剂的短路现象；大量丙烯依靠第三气相反应器的反应热进行气化，这种聚合/蒸发系统无故障且便于使用；催化剂具有极高的活性，其转化率很高；聚合物颗粒的大小和分布可以得到控制；聚合物具有很高的立体规整度和刚性。

(c)北星双峰聚丙烯技术

拥有北星双峰技术的北欧化工公司成立于1994年，是全球第四大聚烯烃生产商，主要生产双峰形式的聚乙烯，该公司从1999年涉足聚丙烯领域，并于2000年建成第一套聚丙烯装置。北星双峰的聚丙烯工艺采用模块结构和多级聚合技术，能在很大范围内决定分子量分布和获得刚性与韧性相结合的产品。

该工艺以一个环管反应器和一个气相反应器构成一个基本模块单元，生产均聚物和无规共聚物。基本模块与一个或两个橡胶气相反应器串联，用来生产不同共聚单体比例的产品。第一级橡胶气相反应器可以生产乙丙橡胶含量25%的产品和高柔软性产品，在低温下具有高抗冲强度。第二级橡胶气相反应器可以生产乙丙橡胶含量高达50%的产品，具有非常高的抗冲强度，无需特殊共混工序就能得到先进多相产品。

(d) 菲利普工艺

该工艺采用首尾相连的、带有换热夹套的单管热交换器的环管反应器进行液相本体聚合。催化剂为索尔维公司Solvay-01型催化剂。聚合反应温度15～100℃，压力2.5～5.0MPa，聚合停留时间取决于使用的催化剂。目前该公司只生产均聚和无规共聚物。产品熔体流动指数范围2～25，采用氢作分子量调节剂。

（3）气相法工艺：

气相法工艺是丙烯直接气相聚合生成固相的聚合物产品，按反应器形式划分有如下专利技术：

气相流化床反应器：Unipol、住友工艺；

气相立式搅拌床反应器：Novolen工艺；

气相卧式搅拌床反应器：BP-Amoco、Chisso工艺。

气相法自80年代中期以来发展很快，尤其是被称为第三代聚烯烃技术的气相流化床配合超冷凝态操作,被认为是最有希望的工艺之一。

(a) Unipol工艺

Unipol工艺是联碳公司和壳牌公司在20世纪80年代中期联合开发的一种气相流化床PP工艺，是将应用在聚乙烯生产中的流化床工艺移植到PP生产中的工艺。现道化学公司拥有该工艺的专利权。该工艺采用高效催化剂体系，主催化剂为高效载体催化剂，助催化剂为三乙基铝和给电子体。具有简单、灵活、经济和安全等特点。另外，该工艺路线较短，对材质没有特殊要求，主反应器及其下游设备都为普通的碳钢（除挤压造粒单元外），管材65%以上采用普通碳钢，再加上其占地面积少，装置生产潜力很大，产品成本低，性能好，因而具有较强的竞争力。该工艺只用较少的设备就能生产出包括

均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物在内的全范围产品，而且只用一台沸腾床主反应器就可生产均聚物、无规共聚物；可在较大操作范围内调节操作条件而使产品性能保持均一；由于该工艺的设备数量较少而使维修工作量较小，装置的可靠性提高。由于流化床反应动力学本身的限制，加上操作压力低使系统中物料的储量减小，使得该工艺比其它工艺操作安全，不存在事故失控时设备超压的危险。此工艺没有液体废料排出，排放到大气的烃类也很少，因此对环境的影响非常小，与其它工艺相比，更容易达到环保、健康和安全的各种严格规范。

Unipol工艺采用SHAC系列催化剂，该催化剂无需预处理或预聚合，而且使用同一种催化剂可以生产任何种类的PP产品。Unipol聚丙烯工艺采用两台串联反应器系统生产的抗冲共聚产品的MFR分子量分布很宽。商业化均聚物产品的MFR为0.5-45g/10min，可以生产MFR高达100g/10min的产品；对于无规共聚产品，工业化生产的产品牌号中乙烯含量在0.5%-5.5%（质量分数），最高乙烯含量为7%（质量分数），中试装置生产的产品乙烯含量可以达到12%（质量分数）；商业化生产的抗冲击共聚物乙烯含量最高达21%（橡胶相含量为35%），中试装置可生产高达含60%（质量分数）橡胶相的产品。Unipol工艺的抗冲共聚物产品也有很好的抗冲击性和刚性的平衡。

(b) Novolen工艺

1969年BASF公司在德国莱茵烯烃工厂建成了第一套2.5万吨/年的工业气相法装置，该工艺命名为“Novolen”。1987年，BASF与它的两个许可证持有者ICI及Quantum 公司之间达成协议，共同研究发展Novolen技术。以前，BASF一直采用低成本的第二代催化剂，使产品必须经过脱氯和脱臭处理。1990年，BASF研制成功一种高产率催化剂，在提高反应器产量的同时，可省去脱氯步骤。

1999年随着BASF和Shell公司在聚烯烃业务领域的合并成立Basell公司，根据反垄断法，一个公司不能同时拥有Speripol和Novolen两项聚丙烯专利技术，因此Basell公司把Novolen技术及相应业务出售给Lummus和Equistar公司。全世界采用Novolen技术的聚丙烯生产装置有19套(亚太9套，西欧4套，美国及南美各2套)，合计生产能力313万吨/年。

Novolen工艺技术在聚合反应器中采用特殊螺旋式搅拌器，防止结块，以此来解决聚合中气固两相之间不易均匀分布的问题，使其产品质量尽可能均一稳定。该工艺均聚产品的熔体流动流指数为0.1～100。

(c) BP-Amoco/Chisso工艺

1979年Amoco（现已与BP合并为BP-Amoco）在美国建成第一个气相均聚聚丙烯工厂，1980年Chisso得到Amoco气相工艺的技术转让许可证，随后开发了气相抗冲共聚产品的工艺，1985年双方同意合作开发，并称为Amoco/Chisso工艺。1995年，Amoco和Chisso分开，各自独立进行技术开发和技术转让。

BP-Amoco/Chisso工艺采用两个串联的低轴向扩散反应器，可生产从高挠曲模量到低温应用的抗冲聚丙烯。其卧式反应器设计很有特点，接近柱塞流型，有折流板和特殊的搅拌器系统，在一个反应器内形成一定的粉料停留时间分布（RTD），相当于三个传统反应器串联的效果。该工艺原为BP-Amoco和Chisso公司共同享有，但后来两公司开始分别转让专利技术，其主要区别是催化剂的不同。BP-Amoco的催化剂专利多为均聚产品和高结晶聚丙烯，而Chisso的则多为共聚产品。

聚丙烯技术发展至今，就整个工艺技术来讲，浆液法是最古老的，成本高，流程相对较长，操作与投资费用较高，除了生产少量高性能的塑料合金外，八十年代以后新建、改建的大型工厂，一般不再采用这种技术。本体法是以液态丙烯为溶剂的聚合方法，由于减少了溶剂回收工序，易于操作，发展较快，目前本体法工艺已相当成熟，70年代后期改造、新建的工厂大都基于此法。气相法工艺是丙烯在气相中直接聚合，因此气相法工艺的发展前景非常乐观。

现有聚丙烯生产工艺中，传统的浆液法工艺所占的比例在明显下降，在1990～1998年间，由37%下降至19%；本体法工艺仍然保持着优势，由50%上升到56%；而气相法工艺则迅速增长，由13%增至25%。

几种聚丙烯工艺的比较见表8-1 。

表8-1 几种聚丙烯工艺的比较

名称特点条件

浆液聚合法1.丙烯单体溶解在惰性液相溶剂中(如己烷中)，在催化

剂作用下在溶剂中进行聚合，聚合物以固体颗粒状态

悬浮在溶剂中，采用釜式搅拌反应器；

2.有脱灰、脱无规物和溶剂回收工序，流程长，较复杂，

装置投资大，能耗高，但生产易控制，产品质量好；

3.以离心过滤方法分离聚丙烯颗粒，再经气流沸腾干燥

T＝70～75℃

P＝1.0MPa

名称特点条件和挤压造粒。

气相本体法1.系统不引入溶剂，丙烯单体以气相状态在反应器中进

行气相本体聚合；

2. 流程简短，设备少、生产安全、生产成本低；

3. 聚合反应器有流化床(Unipol工艺)、立式搅拌床

( Novolen工艺)及卧式搅拌床(BP-Amoco / Chisso工

艺)等。

T＝40～70℃

P＝2.0～

3.5MPa

液相本体法(含液相气相组合式) 1. 系统中不加溶剂，丙烯单体以液相状态在釜式反应器

中进行液相本体聚合；

2. 流程简单，设备少、投资省、动力消耗及生产成本低；

3. 采用釜式搅拌反应器(Hypol工艺)，或环管反应器

(Spheripol工艺)。

T＝65～75℃

P＝3.0～

4.0MPa

国内聚丙烯工业起步较晚，1962年北京化工研究院开始研究聚丙烯。1965年建成年产60吨连续聚合聚丙烯中间试验装置。1964年兰州化学工业公司引进年产5000吨溶剂法聚丙烯装置，采用的是英国吉玛的技术，用来生产均聚产品。1970年北京燕山石化公司从日本引进三井油化技术建成年产8万吨聚丙烯装置，从此我国有了共聚产品。1974年燕山石化公司采用北京化工研究院的技术建成年产5000吨溶剂法聚丙烯装置，每年向市场提供一定量的粉料产品。

到八十年代，中国聚丙烯工业得到迅速发展，先后引进十几套采用第三代高活性、高等规度催化剂的Montell公司（Basell公司的前身）的Spheripol技术（第一代）和三井油化Hypol技术的聚丙烯装置。1997年初，燕山石化公司引进BP-Amoco气相法聚丙烯技术，规模为20万吨/年。

除引进十几套聚丙烯装置外，我国还大力开发间歇式液相本体法聚丙烯工艺，并建成约60套装置，规模从2千吨到2万吨。但开工率及生产负荷都很低。由于其高能耗、产品牌号少、应用范围窄及产品质量问题，随着气相法的发展这些间歇式装置将逐渐被淘汰。

在开发聚丙烯工艺技术的同时，我国在高效催化剂上进行了大量的研究。如北京化工研究院开发的络合II型催化剂，中科院化学所开发成功的CS-1催化剂和北京石油化

工研究院开发成功的HDC高效球型催化剂，已经先后用于国内聚丙烯装置和引进的大型聚丙烯装置，该催化剂首先在引进的三井油化工艺装置上取得成功，并于1997年在引进的Spheripol（第一代）液相环管装置上获得成功，其性能已达到国外同等产品的水平。但这些催化剂没有在气相法聚丙烯装置和新一代Spheripol聚丙烯装置中应用的经验。

九十年代后期，在消化吸收引进技术基础上，我国已基本实现了聚丙烯环管反应器的国产化，不仅成功用于老聚丙烯装置的扩能改造上，而且新建了数套规模在7～20万吨/年的聚丙烯装置。但是国产化的技术只相当于国外八十年代末期的水平，此外，国产化技术在产品性能、牌号数量、能耗、物耗等方面也与目前国外先进水平有一定差距，难以满足本工程对产品性能和竞争力的要求。

2.2工艺技术方案的比较和选择

由于国产化的技术在装置规模、产品性能、牌号数量、能耗、物耗等方面均与目前国外先进水平有一定差距，因此本研究所采用的聚丙烯技术拟从国外引进。国外所有聚丙烯专利技术中, 目前被世界广泛采用的有Spheripol、Unipol、BP-Amoco、Novolen 和Borealis五种工艺。这五种工艺技术基本处在同一水平，均可作为选择对象。Unipol 、Spheripol、Borealis、Novolen和BP-Amoco五种工艺的比较见表8-2。

为了便于经济评价，本研究暂按Dow的Unipol工艺作为技术基础。具体选用哪家技术，待通过技术和商务谈判后再具体确定。

表8-2 Unipoll、Spheripol、Borealis、Novolen和BP-Amoco工艺技术比较

序号项目Unipol Spheripol Borealis Novolen BP-Amoco

1 聚合方法气相法液相本体+气相法液相本体+气相法气相法气相法

2 原料精制有有有有有

3 催化剂

主催化剂Ti/Mg Ti/Mg Ti/Zr Ti/Mg Ti/Mg

助催化剂三乙基铝、给电子体

（硅烷类）

三乙基铝、给电子体

（硅烷类）

三乙基铝、给电子体

（硅烷类）

三乙基铝、给电子体

（硅烷类）

三乙基铝、给电子体

（硅烷类）

4

催化剂活性20000～30000

克PP/克催化剂

25000～47000

克PP/克催化剂

40000～60000

PP/克催化剂

15000～25000

克PP/克催化剂

25000～48000

克PP/克催化剂

5 聚合反应

预聚合无有有无无

均聚反应器立式流化床气相釜环管反应器环管反应器+气相反应

器

立式气相搅拌釜卧式气相搅拌釜

共聚反应器立式流化床气相釜立式流化床气相釜立式气相搅拌釜立式气相搅拌釜卧式气相搅拌釜反应压力 3.5MPa 3.0～4.5Mpa 5.0～6.0MPa 2.5～3.0MPa 2.0～2.3MPa 反应温度65℃80-85℃80-95℃65-80℃65-85℃

停留时间<1.5小时 1.5-2小时 1.5-2小时<2小时<1小时

丙烯单程转化率15-25％55-65％40-50% 5-10% 15-20％

6 溶剂回收无无无无无

7 催化剂脱活(汽蒸) 有有有有有

序号项目Unipol Spheripol Borealis Novolen BP-Amoco 8 聚合物脱臭(脱挥

无无无有无发物)

9 原料消耗(丙烯)

典型值(均聚) 1009公斤/吨PP 1005公斤/吨PP 1010公斤/吨PP 1015公斤/吨PP 1015公斤/吨PP 10 公用工程消耗

冷却水～128m3/吨PP ～139m3/吨PP ～131m3/吨PP ～120m3/吨PP 115～130m3/吨PP 电280～380kWh/吨PP 280～420kWh/吨PP 300～420kWh/吨PP 300～420kWh/吨PP ～350kWh/吨PP 蒸汽210公斤/吨PP ～360公斤/吨PP 330公斤/吨PP 270公斤/吨PP 225公斤/吨PP

2.3 引进技术和设备

聚丙烯装置拟引进Dow公司的Unipol专利技术和基础工程设计，国内工程公司完成详细工程设计，引进设备主要为专利设备和必须引进的关键设备，其它设备国内生产。最终工艺商将由商务谈判决定。

3 工艺流程说明

本研究中聚丙烯装置参照Dow公司的Unipol聚丙烯生产工艺和高效SHAC 催化剂体系设计，生产能力30万吨/年(单线)，操作时间8000小时/年，生产均聚和共聚聚丙烯。聚丙烯生产装置包括以下生产单元：

(1)单体净化（根据原料的规格设置）

根据供应到聚丙烯装置界区的单体实际规格，在界区内设置单体净化设施，除去原料单体中的可能导致催化剂中毒的物质，如一氧化碳、二氧化碳、氧气和水等。较好质量的丙烯原料中硫、羰基物等传统杂质含量极少，若有的话也可将其除去。

(2)聚合

聚合用所用催化剂为即用型，不需要活化及预聚合。催化剂需在氮气保护下用专用装运容器来运输和贮存。

反应体系可分为以下几部分：主反应系统，抗冲反应系统，产品排放系统。

A. 主反应系统

主反应系统由一台主反应器、一台循环气压缩机和一台循环气冷却器组成，用来生产均聚物、无规共聚物和抗冲产品的均聚部分。该反应器为连续返混流化床反应器，操作压力约3500kPa，温度低于80℃。循环压缩机使反应气体循环并流化从而获得优良的返混效果，并移除反应热。循环气带出的反应热由管壳换热器带走。

产品性能由反应条件来控制，并且不随产率变化而改变。

B.抗冲反应系统（生产抗冲产品才需要）

与主反应器串连的另一个流化床反应器用来生产抗冲共聚物。该抗冲反应系统组成与主反应系统几乎一样，只是规格较小，操作压力约2400kPa，温度约60-75℃。从主反应器来的均聚物中还含有活性催化剂，进入抗冲产品反应器后无需另加催化剂。

C. 产品排放系统

五大聚丙烯生产工艺

5大聚丙烯生产工艺(二) 本体法-气相法组合工艺主要包括巴塞尔公司的Spheripol工艺、日本三井化学公司的Hypol工艺、北欧化工公司的Borstar工艺等。 （1）Spheripol工艺。Spheripol工艺由巴塞尔（Basell）聚烯烃公司开发成功。该技术自1982年首次工业化以来，是迄今为止最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。Spheripol工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺,工艺采用高效催化剂，生成的PP粉料粒度其催化剂生产的粉料呈园球形，颗粒大而均匀，分布可以调节，既可宽又可窄。可以生产全范围、多用途的各种产品。其均聚和无规共聚产品的特点是净度高，光学性能好，无异味。Spheripol工艺采用的液相环管反应器具有以下优点： （a）有很高的反应器时-空产率（可达400kgPP/h.m3），反应器的容积较小，投资少； （b）反应器结构简单，材质要求低，可用低温碳{TodayHot}钢，设计制造简单，由于管径小（DN500或DN600），即使压力较高，管壁也较薄； （c）带夹套的反应器直腿部分可作为反应器框架的支柱，这种结构设计降低了投资； （d）由于反应器容积小，停留时间短，产品切换快，过渡料少； （e）聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中，聚合物与丙烯之间有很好的热传递。采用冷却夹套撤出反应热单位体积的传热面积大，传热系数大，环管反应器的总体传热系数高达1600W/（m2.℃）； （f）环管反应器内的浆液用轴流泵高速循环，流体流速高达7m/s，因此可以使聚合物淤浆搅拌均匀，催化剂体系分布均匀，聚合反应条件容易控制而且可以控制得很精确，产品质量均一，不容易产生热点，不容易粘壁，轴流泵的能耗也较低； （g）反应器内聚合物浆液浓度高（质量分数大于50%），反应器的单程转化率高，均聚的丙烯单程转化率为50%-60%。以上这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物和无规共聚物。Spheripol工艺一开始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化剂，催化剂活性达到40kgPP/gcat，产品等规度为90%-99%，可不脱灰、不脱无规物。 目前该技术已经发展到第二代。与采用单环管反应器的第一代技术相比，第二代技术使用双环管反应器，操作压力和温度都明显提高，可生产双峰聚丙烯。催化剂体系采用第四代或第五代Z-N高效催化剂，增加了氢气分离和回收单元，改进了聚合物的高压和低压脱气设备，汽蒸、干燥和丙烯事故排放单元也有所改进，增加了操作灵活性，提高了效率，原料单体和各项公用工程消耗也显著下降。所得产品颗粒度更加均匀，产品的熔体流动指数范围更宽（从0.3-1600.0g/10min），可生产高刚性、高结晶度和低热封温度的新PP牌号。Spheripol工艺的抗冲共聚反应采用气相法生产，反应器是一个或两个串联的密相流化床反应器{HotTag}。反应器采用气相法密相流化床。采用一个气相反应器系统可以生产乙烯含量在 8%-12%（质量分数）的抗冲共聚物，如果需要生产橡胶相含量更高且可能具有一个以上分散相的特殊抗冲共聚物（如低应力发白产品），则需要设计两个气相反应能够器系统，保持两个气相反应器系统中的气相组成和操作条件独立，可以获得两种不同的共聚物添加到均聚物中。 采用汽蒸和干燥两步法处理聚合物，可以很容易将汽蒸尾气中的蒸气冷凝而分离出纯烃类单体，能够完全回收利用尾气中的烃类，降低单体的消耗。闭路氮气干燥系统也降低了装置的氮气消耗量。此外，Spheripol 工艺采用模块化设计方式，可以满足不同用户的要求，易于分步建设（如先上均聚物生产系统，在适时增加气相反应系统），装置的生产能力也容易扩大。Spheripol工艺有严格完善的安全系统设计，使装置有很高的操作稳定性和安全性。新一代Spheripol工艺采用纯的添加剂加入系统，使产品质量更加均一稳定，

聚丙烯装置简介和重点部位及设备(通用版)

聚丙烯装置简介和重点部位及 设备(通用版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0357

聚丙烯装置简介和重点部位及设备(通用 版) 一、装置简介 (一)装置的发展及类型 1．装置发展 聚丙烯(Polypropylene，缩写为PIP)是以丙烯为单体聚合而成的聚合物，是通用塑料中的一个重要品种，结构式为： 1953年德国Ziegler等采用R3Al—TiCl4 催化体系制得高密度聚乙烯后，曾试图用R3 Al—TiCl4 为催化剂制取PP，但是只得到了无定形PP，并无工业使用价值。意大利的Natta教授继Ziegler之后对丙烯聚合进行了深入的研究，于1954年3月用改进的齐格勒催化剂紫色TiCl3和烷基铝成功地将

丙烯聚合成为具有高度立体规整性的聚丙烯。 1957年Montecatini公司利用Natta的成果在意大利Ferrara 建成了6000t／a的生产装置，这是世界上第一套PP生产装置，使PP实现了工业化生产。同年Hercules公司在美国Parlin也建成了9000t／a的生产装置，这是北美第一套PP生产装置。到1962年德国、日本、法国等国家也纷纷建厂，相继实现了PP的工业化生产。 2．装置的主要类型 50多年来已有二十几种生产聚丙烯的工艺技术路线，各种工艺技术按生产工艺的发展和年代划分，可分为第一代工艺，生产过程包括脱灰和脱无规物，工艺过程复杂，主要是70年代以前的生产工艺，采用第一代催化剂；70年代开发的第二代催化剂使生产工艺中取消了脱灰过程，称为第二代工艺；80年代以后，随着高活性、高等规度(HY／HS)载体催化剂的开发成功和应用，生产工艺中取消了脱灰和脱无规物，称为第三代工艺；按照聚合类型可分为溶液法、浆液法(也称溶剂法)、本体法、本体和气相组合法、气相法生产工艺。

聚丙烯主要的气相法生产工艺简介

聚丙烯主要的气相法生产工艺简介 第四代聚丙烯生产工艺主要包括上图所示的二个大类，在这里着重介绍一下气相法工艺。 气相法聚丙烯工艺的研究和开发始于20世纪60年代，1967年BASF公司在Ludwigshafen建成一套采用立式搅拌床反应器的气相聚丙烯工艺中试装置。1969年BASF和Shell的合资ROW公司在德国Wesseling采用立式搅拌床反应器建成世界上第一套万吨/年气相聚丙烯工业装置，命名为Novolen工艺。20世纪70年代，美国Amoco公司开发出采用接近活塞流的卧式搅拌床气相反应器的气相法PP生产工艺。80年代初期，UCC公司将其成熟的气相流化床Unipol聚乙烯工艺用于聚丙烯生产中，推出了Unipol气相聚丙烯工艺。日本的Sumitomo公司也于同期开发出

采用气相流化床的气相法工艺。目前，世界上气相法PP生产工艺主要有BP公司的Innovene工艺、Chisso工艺、联碳公司的Unipol工艺、BASF公司的Novolen工艺以及住友化学公司的Sumitomo工艺等。 Innovene工艺 Innovene工艺又名BP-Amoco工艺。工艺的主要特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器。用这种独特的反应器，因颗粒停留时间分布范围很窄，可以生产刚性和抗冲击性非常好的共聚物产品。这种接近平推流的反应器可以避免催化剂短路。当有乙烯存在时，可以生成大颗粒共聚物，而不是在均聚物颗粒内生成细粉，这些细粉将降低共聚物的低温冲击强度，并形成不必要的胶状体。因此该工艺很窄的反应停留时间分布可以实现用多个全混反应釜均聚反应器才能生产的高抗冲共聚物的要求。另外，由于这种独特的反应器设计，该工艺的产品过渡时间很短，理论上产品的过度时间要比连续搅拌反应器或流化床反应器短 2/3，因而产品切换容易，过渡产品很少。 Innovene工艺采用丙烯闪蒸的方式撤热。液体丙烯以一种能保持反应器床层干燥的方式从各个进料点喷入反应器内，液体丙烯汽化后，其单体的分压小于它的露点压力，并足以撤走反应热。操作中必须严格控制液体丙烯的进料速度和其在反应器中的汽化，以保证床层干燥程度、流化程度与反应温度范围之间的平衡。

五大聚丙烯生产工艺

5大聚丙烯生产工艺 气相法聚丙烯工艺的研究和开发始于20世纪60年代，1967年BASF公司在Ludwigshafen建成一套采用立式搅拌床反应器的气相聚丙烯工艺中试装置。1969年BASF和Shell的合资ROW公司在德国Wesseling采用立式搅拌床反应器建成世界上第一套2.5万吨/年气相聚丙烯工业装置，命名为Novolen工艺。20世纪70年代，美国Amoco公司开发出采用接近活塞流的卧式搅拌床气相反应器的气相法PP生产工艺。80年代初期，UCC公司将其成熟的气相流化床Unipol聚乙烯工艺用于聚丙烯生产中，推出了Unipol气相聚丙烯工艺。日本的Sumitomo公司也于同期开发出采用气相流化床的气相法工艺。目前，世界上气相法PP生产工艺主要有BP公司的Innovene工艺、Chisso工艺、联碳公司的Unipol工艺、BASF公司的Novolen工艺以及住友化学公司的Sumitomo工艺等。 (1)Innovene工艺。（扬子石化2PP装置） Innovene工艺又名BP-Amoco工艺。工艺的主要特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器。用这种独特的反应器，因颗粒停留时间分布范围很窄，可以生产刚性和抗冲击性非常好的共聚物产品。这种接近平推流的反应器可以避免催化剂短路。当有乙烯存在时，可以生成大颗粒共聚物，而不是在均聚物颗粒内生成细粉，这些细粉将降低共聚物的低温冲击强度，并形成不必要的胶状体。因此，该工艺很窄的反应停留时间分布可以实现用多个全混反应釜均聚反应器才能生产的高抗冲共聚物的要求。另外，由于这种独特的反应器设计，该工艺的产品过渡时间很短，理论上产品的过度时间要比连续搅拌反应器或流化床反应器短2/3，因而产品切换容易，过渡产品很少。 Innovene工艺采用丙烯闪蒸的方式撤热。液体丙烯以一种能保持反应器床层干燥的方式从各个进料点喷人反应器内，液体丙烯汽化后，其单体的分压小于它的露点压力，并足以撤走反应热。操作中必须严格控制液体丙烯的进料速度和其在反应器中的汽化，以保证床层干燥程度、流化程度与反应温度范围之间的平衡。气锁系统是该工艺的另一特色。当物料从第一反应器输送到第二反应器时，气锁系统可避免两反应器互相串流。尤其是生产共聚物时，两反应器的气相组成不同，第一反应器中含有大量氢气，同时第二反应器中含有乙烯和少量氢气，如果第一反应器中的氢气进入第二反应器或第二反应器中的乙烯进人第一反应器，都将严重影响产品质量，因此将两反应器隔离是关键。本工艺所用的CD催化剂具有很好的形态控制，高的活性和选择性，能控制无规聚丙烯的生成，产品有很高的等规指数，聚合产品粒度分布窄，粉料流动性好，灰分含量低，色泽好等。采用该催化剂，可以使工艺流程得到简化。只使用一种催化剂就可生产所有牌号的产品，不需要切换催化剂。CD催化剂的活性在25000-55000kgPP/kg cat范围内，取决于原料纯度和反应器的数量。生产的粉料产品的等规指数最高可以达到99%。CD催化剂的另外一个特点是不需要预处理或预聚合，可以直接加入反应器，并且该催化剂可以生产所有聚丙烯产品。该工艺均聚产品的MFR可以从0.5g/10min 到100g/10min，产品韧性高于其他气相聚合工艺所得产品；无规共聚产品的MFR 为2-35g/10min，其乙烯含量可以达到7%-8%（质量分数）；抗冲共聚产品的MFR 为1-35g/10min，乙烯含量为5%-17%（质量分数）。

世界5大类聚丙烯生产工艺概述

世界5大类聚丙烯生产工艺概述 目前，聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法和气相法和本体法-气相法组合工艺5大类。具体工艺主要有BP公司的气相Innovene工艺、Chisso公司的气相法工艺、Dow公司的Unipol工艺、Novolene气相工艺、Sumitomo 气相工艺、Basell公司的本体法工艺、三井公司开发的Hypol 工艺以及Borealis公司的Borstar工艺等。 1 淤浆法工艺 淤浆法工艺（Slurry Process）又称浆液法或溶剂法工艺，是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期，淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。典型工艺主要包括意大利的Montedison 工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂，采用立式搅拌釜反应器，需要脱灰和脱无规物，因采用的溶剂不同，工艺流程和操作条件有所不同。近年来，传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少，保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域，如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。近年来，人们对该方法进行了改进，改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂，可删除催化剂脱灰步骤，能减

少无规聚合物的产生，可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。 2 溶液法工艺 溶液法生产工艺是早期用于生产结晶聚丙烯的工艺路线，由Eastman公司所独有。该工艺采用一种特殊改进的催化剂体系-锂化合物（如氢化锂铝）来适应高的溶液聚合温度。催化剂组分、单体和溶剂连续加入聚合反应器，未反应的单体通过对溶剂减压而分离循环。额外补充溶剂来降低溶液的粘度，并过滤除去残留催化剂。溶剂通过多个蒸发器而浓缩，再通过一台能够除去挥发物的挤压机而形成固体聚合物。固体聚合物用庚烷或类似的烃萃取进一步提纯，同时也除去了无定形聚丙烯，取消了使用乙醇和多步蒸馏的过程，主要用于生产一些与浆液法产品相比模量更低、韧性更高的特殊牌号产品。该方法工艺流程复杂，且成本较高，聚合温度高，加上由于采用特殊的高温催化剂使产品应用范围有限，目前已经不再用于生产结晶聚丙烯。 3 本体法工艺 本体法工艺的研究开发始于20世纪60年代，1964年美国Dart公司采用釜式反应器建成了世界上第一套工业化本体法聚丙烯生产装置。1970年以后，日本住友、Phillips、美国

Spheripol聚丙烯工艺巴塞尔Basell聚烯烃公司

S p h e r i p o l聚丙烯工艺巴塞尔B a s e l l聚烯烃 公司 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】

Spheripol工艺由巴塞尔（Basell）聚烯烃公司开发成功。该技术自1982年首次工业化以来，是迄今为止最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。Spheripol工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺，工艺采用高效催化剂，生成的PP粉料粒度其催化剂生产的粉料呈园球形，颗粒大而均匀，分布可以调节，既可宽又可窄。可以生产全范围、多用途的各种产品。其均聚和无规共聚产品的特点是净度高，光学性能好，无异味。 Spheripol工艺采用的液相环管反应器具有以下优点： （a）有很高的反应器时-空产率（可达400kgPP/h.m3），反应器的容积较小，投资少； （b）反应器结构简单，材质要求低，可用低温碳{TodayHot}钢，设计制造简单，由于管径小（DN500或DN600），即使压力较高，管壁也较薄； （c）带夹套的反应器直腿部分可作为反应器框架的支柱，这种结构设计降低了投资； （d）由于反应器容积小，停留时间短，产品切换快，过渡料少； （e）聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中，聚合物与丙烯之间有很好的热传递。采用冷却夹套撤出反应热单位体积的传热面积大，传热系数大，环管反应器的总体传热系数高达1600W/（m2.℃）； （f）环管反应器内的浆液用轴流泵高速循环，流体流速高达7m/s，因此可以使聚合物淤浆搅拌均匀，催化剂体系分布均匀，聚合反应条件容易控制而且可以控

制得很精确，产品质量均一，不容易产生热点，不容易粘壁，轴流泵的能耗也较低； （g）反应器内聚合物浆液浓度高（质量分数大于50%），反应器的单程转化率高，均聚的丙烯单程转化率为50%-60%。以上这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物和无规共聚物。Spheripol工艺一开始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化剂，催化剂活性达到40kgPP/gcat，产品等规度为90%-99%，可不脱灰、不脱无规物。 目前该技术已经发展到第二代。与采用单环管反应器的第一代技术相比，第二代技术使用双环管反应器，操作压力和温度都明显提高，可生产双峰聚丙烯。催化剂体系采用第四代或第五代Z-N高效催化剂，增加了氢气分离和回收单元，改进了聚合物的高压和低压脱气设备，汽蒸、干燥和丙烯事故排放单元也有所改进，增加了操作灵活性，提高了效率，原料单体和各项公用工程消耗也显着下降。所得产品颗粒度更加均匀，产品的熔体流动指数范围更宽（从0.3-1600.0g/10min），可生产高刚性、高结晶度和低热封温度的新PP牌号。Spheripol工艺的抗冲共聚反应采用气相法生产，反应器是一个或两个串联的密相流化床反应器{HotTag}。反应器采用气相法密相流化床。采用一个气相反应器系统可以生产乙烯含量在8%-12%（质量分数）的抗冲共聚物，如果需要生产橡胶相含量更高且可能具有一个以上分散相的特殊抗冲共聚物（如低应力发白产品），则需要设计两个气相反应能够器系统，保持两个气相反应器系统中的气相组成和操作条件独立，可以获得两种不同的共聚物添加到均聚物中。

聚丙烯生产装置工艺简介

1 装置简介 1.1 概述 本装置采用意大利HIMONT公司的SPHERIPOL工艺，该工艺采用的聚合反应器为液相环管反应器，用于聚丙烯均聚物的生产。 工艺名称：SPHERIPOL液相本体法 承包商：北京石化工程公司（BPEC） 装置占地面积：3.3公顷 设备总台数：354台 管道总长约：40km 装置年生产能力：7×104t/a PP均聚物本色颗粒 装置年操作时间：7200h 装置h生产能力：9.7吨 装置产品牌号：25种牌号 装置生产线：1条 装置包装线：2条 1.2 装置组成 本装置由下列工艺操作单元组成 100单元：主催化剂、三乙基铝、给电子体和防结垢剂的配制和计量 200单元：催化剂预接触、丙烯预聚合和丙烯聚合 300单元：聚合物的闪蒸脱气和丙烯单体回收 500单元：聚合物的汽蒸和干燥 600单元：排放系统、废油处理和工艺辅助设施 700单元：丙烯精制 800单元：聚合物添加剂的加入和挤出造粒 900单元：聚合物颗粒的掺混、储存、包装和码垛 另外装置还包括丙烯的预精制和消防系统 1.3 工艺简述 从界区来经过预精制的丙烯经丙烯精制单元脱除杂质后进入丙烯储罐，再经丙烯进料泵分别进入预聚合和聚合反应器，氢气由氢压机送入丙烯总管与丙烯混合。配制后的主催化剂、活化剂和给电子体经计量连续加入预聚反应器，少量聚合的聚丙烯包裹着催化剂颗粒随大部分丙烯连续地从预聚反应器进入聚合反应器，反应器内的物料在轴流泵的作用下强制高速循环，进行较均匀的液相本体聚合，聚合热由反应器夹套冷却水带走。流出反应器的淤浆经一蒸汽套管加热后依次进入高低压闪蒸罐，未反应的气态丙烯与聚合物分离后经压缩、冷凝后循环使用。闪蒸后的聚丙烯经过汽蒸脱活和氮气干燥后，加入一定量添加剂，经挤压造粒，产品颗粒掺混后送去包装、码垛和贮存。

聚丙烯工艺流程及操作规程 精品

工艺流程及操作规程 1概述 丙烯液相本体聚合工艺是我国七十年代开发的一项新技术,具有流程短、投资少、成本低、基本上无三废等特点,目前我国炼厂气为原料的千吨级的本体法生产聚丙烯几乎全采用此聚合工艺。 本装置生产聚丙烯是以炼厂气分离出来的丙烯为原料,采用工艺为间歇式液相本体法聚合工艺,聚合散热采用聚合釜夹套及内冷指形管并用的方式,以保证聚合热的迅速撤出,使反应顺利进行。聚合采用高效催化剂，在活化剂三乙基铝（AlEt3）及第三组分二苯基二甲氧基硅烷[（C6H5）2Si（OCH3）2]的配合下，使用H2调节分子量，使丙烯单体聚合成聚丙烯粉状树脂。 反应剩余的丙烯，除大部分通过气化后冷凝回收外，其余的丙烯在闪蒸釜内通过闪蒸收集于丙烯气体罐内，再经压缩冷凝后送回V-212罐中，退回油品车间。 生产规模：3.5万吨/年 年操作天数：330天 生产制度：间断生产，四班二运转 本工段主要有催化剂分装、原料、闪蒸、聚合、压缩及粉料包装等岗位组成。 1.1工艺流程简述（见附录A图A1） 1.1.1原料岗位工艺流程 来自华北石化二联合车间预精制的精丙烯，通过质量流量计计量后进入丙烯原料罐（V-201、V-202），经过液位计或投料质量流量计计量，用投料泵（P-201/1，2）送入聚合釜（R-201/1，7），进行反应。 1.1.2聚合岗位工艺流程 来自华北石化PSA 或二联合电解水制氢装置的氢气经氢气质量流量计计量后，加入到聚合釜（R-201/1，7）中。将2吨丙烯加入聚合釜（R-201/1，7）中作底料，然后分别用1吨丙烯,通过活化剂缓冲罐（V-204/1，7）冲入三乙基铝，分别用0.5吨丙烯经催化剂加料斗（V-205/1，7）冲入催化剂、硅烷。 热水自热水罐（V-208）由热水泵（P202/1，2）经汽水混合器升温后送至聚合釜夹套内升温，平稳地将釜内物料加热至55-60°C。此时聚合反应开始，即可关掉热水，完成升温过程。反应开始后，在夹套内通入冷却水取热，在压力3.2~3.6MPa,温度75~80℃条件下进行恒温恒压的聚合反应。 反应结束后，聚合釜（R-201/3，5）内未反应的丙烯气化通过聚丙烯沉降罐（V-206/1）过滤粉尘，经丙烯回流冷凝器（E-202/1）冷凝冷却回收到丙烯接收罐（V-207）；聚合釜（R-201/6，7）内未反应的丙烯气化通过聚丙烯沉降罐（V-206/2）过滤粉尘，经丙烯回流冷凝器（E-202/2）冷凝冷却回收到丙烯接收罐（V-207）。回收的液相丙烯自流至丙烯原料罐（V-201/1，2）重新使用 反应结束，（R-201/1，2）未反应的丙烯气化后通过铜网过滤器（V-219a/b）过滤粉尘，经丙烯回流冷凝器（E-201a/b）冷凝回收到丙烯接收罐，再送回丙烯计量罐（V-201/1，2）重新使用。 1.1.3闪蒸岗位工作流程 自聚合釜（R-201/1，7）将粉料带压喷入粉料闪蒸釜（R-202/1，7）内，经圆布袋除尘器（V-211）将低压丙烯排放至丙烯气体罐（V-209/1，3）回收；釜内压力达到常压后，开启真空泵（P-203/1，2）抽真空。几分钟后用停止抽真空。开始向釜内冲氮气，釜内压力至。

聚丙烯(pp)的注塑加工工艺介绍

来源于：注塑财富网聚丙烯（PP ）的注塑加工工艺介绍 PP通称聚丙烯，因其抗折断性能好，也称“百折胶”。PP是一种半透明、半晶体的热塑性塑料，具有高强度、绝缘性好、吸水率低、热就形温度高、密度小、结晶度高等特点。改性填充物通常有玻璃纤维、矿物填料、热塑性橡胶等。 不同用途的PP其流动性差异较大，一般使用的PP流动速率介于ABS与PC之间。 1、塑料的处理。 纯PP是半透明的象牙白色，可以染成各种颜色。PP的染色在一般注塑机上只能用色母料。在华美达机上有加强混炼作用的独立塑化元件，也可以用色粉染色。户外使用的制品，一般使用UV稳定剂和碳黑填充。再生料的使用比例不要超过15%，否则会引起强度下降和分解变色。PP注塑加工前一般不需特别的干燥处理。 2、注塑机选用 对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定，注射量 20%-85%即可。 3、模具及浇口设计 模具温度50-90℃，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5℃以上，流道直径4-7mm，针形浇口长度，直径可小至。边形浇口长度越短越好，约为，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深，厚，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的50-60%）。均聚 PP 制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。 4、熔胶温度 PP的熔点为160-175℃，分解温度为350℃，但在注射加工时温度设定不能超过275℃。熔融段温度最好在240℃。 5、注射速度 为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（人地幔现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。

聚丙烯生产的五大工艺--2

聚丙烯生产的五大工艺--2 本体法-气相法组合工艺主要包括巴塞尔公司的Spheripol工艺、日本三井化学公司的Hypol工艺、北欧化工公司的Borstar工艺等。 (1)Spheripol工艺。Spheripol工艺由巴塞尔（Basell）聚烯烃公司开发成功。该技术自1982年首次工业化以来，是迄今为止最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。Spheripol工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺,工艺采用高效催化剂，生成的PP粉料粒度其催化剂生产的粉料呈园球形，颗粒大而均匀，分布可以调节，既可宽又可窄。可以生产全范围、多用途的各种产品。其均聚和无规共聚产品的特点是净度高，光学性能好，无异味。Spheripol工艺采用的液相环管反应器具有以下优点： (a)有很高的反应器时-空产率（可达400kgPP/h.m3），反应器的容积较小，投资少； (b)反应器结构简单，材质要求低，可用低温碳钢，设计制造简单，由于管径小（DN500或DN600），即使压力较高，管壁也较薄； (c)带夹套的反应器直腿部分可作为反应器框架的支柱，这种结构设计降低了投资； (d)由于反应器容积小，停留时间短，产品切换快，过渡料少； (e)聚合物颗粒悬浮于丙烯液体中，聚合物与丙烯之间有很好的热传递。采用冷却夹套撤出反应热单位体积的传热面积大，传热系数大，环管反应器的总体传热系数高达1600W/（m2.℃）； (f)环管反应器内的浆液用轴流泵高速循环，流体流速高达7m/s，因此可以使聚合物淤浆搅拌均匀，催化剂体系分布均匀，聚合反应条件容易控制而且可以控制得很精确，产品质量均一，不容易产生热点，不容易粘壁，轴流泵的能耗也较低； (g)反应器内聚合物浆液浓度高（质量分数大于50%），反应器的单程转化率高，均聚的丙烯单程转化率为50%-60%。以上这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物和无规共聚物。Spheripol工艺一开始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化剂，催化剂活性达到40kgPP/gcat，产品等规度为90%-99%，可不脱灰、不脱无规物。 目前该技术已经发展到第二代。与采用单环管反应器的第一代技术相比，第二代技术使用双环管反应器，操作压力和温度都明显提高，可生产双峰聚丙烯。催化剂体系采用第四代或第五代Z-N高效催化剂，增加了氢气分离和回收单元，改进了聚合物的高压和低压脱气设备，汽蒸、干燥和丙烯事故排放单元也有所改进，增加了操作灵活性，提高了效率，原料单体和各项公用工程消耗也显著下降。所得产品颗粒度更加均匀，产品的熔体流动指数范围更宽（从0.3-1600.0g/10min），可生产高刚性、高结晶度和低热封温度的新PP牌号。Spheripol工艺的抗冲共聚反应采用气相法生产，反应器是一个或两个串联的密相流化床反应器。反应器采用气相法密相流化床。采用一个气相反应器系统可以生产乙烯含量在8%-12%（质量分数）的抗冲共聚物，如果需要生产橡胶相含量更高且可能具有一个以上分散相的特殊抗冲共聚物（如低应力发白产品），则需要设计两个气相反应能够器系统，保持两个气相反应器系统中的气相组成和操作条件独立，可以获得两种不同的共聚物添加到均聚物中。 采用汽蒸和干燥两步法处理聚合物，可以很容易将汽蒸尾气中的蒸气冷凝而分离出纯烃类单体，能够完全回收利用尾气中的烃类，降低单体的消耗。闭路氮气干燥系统也降低了装置的氮气消耗量。此外，Spheripol工艺采用模块化设计方式，可以满足不同用户的要求，易于分步建设（如先上均聚物生产系统，在适时增加气相反应系统），装置的生产能力也容易扩大。Spheripol工艺有严格完善的安全系统设计，使装置有很高的操作稳定性和安全性。新一代Spheripol工艺采用纯的添加剂加入系统，使产品质量更加均一稳定，而且方便产品切换。Spheripol工艺技术能提供全范围的产品，包括均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物、三元共聚物（乙烯-丙烯-丁烯共聚物）。其均聚物产品的MFR范围为0.1-2000g/10min，工业化产品的MFR达到1860g/10min（特殊的不造粒产品），高刚性产品的弯曲模量达到2300MPa。工业化生产的无规共聚物产品中乙烯含量高达 4.5%（质量分数），并有乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物产品，薄膜封焊起始温度低至110℃，可与气相法工艺生产的高乙烯含量无规共聚竞争。抗冲共聚产品具有很好的刚性和抗冲

聚丙烯生产工艺

聚丙烯生产工艺 聚丙烯：英文名称：Polypropylene 分子式：C3H6nCAS 简称：PP，由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法、淤浆法、本体法、气相法、本体法-气相法组合工艺五大类。 一、溶液法工艺 溶液法生产工艺是早期用于生产结晶聚丙烯的工艺路线，由Eastman公司所独有。该工艺采用一种特殊改进的催化剂体系：锂化合物（如氢化锂铝）来适应高的溶液聚合温度。催化剂组分、单体和溶剂连续加入聚合反应器，未反应的单体通过对溶剂减压而分离循环。额外补充溶剂来降低溶液的粘度，并过滤除去残留催化剂。溶剂通过多个蒸发器而浓缩，再通过一台能够除去挥发物的挤压机而形成固体聚合物。固体聚合物用庚烷或类似的烃萃取进一步提纯，同时也除去了无定形聚丙烯，取消了使用乙醇和多步蒸馏的过程，主要用于生产一些与浆液法产品相比模量更低、韧性更高的特殊牌号产品。溶液法工艺流程复杂，且成本较高，聚合温度高，加上由于采用特殊的高温催化剂使产品应用范围有限，目前已经不再用于生产结晶聚丙烯。 二、淤浆法工艺 淤浆法又称浆液法或溶剂法工艺，是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期，淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。典型工艺主要包括意大利的Montedison工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco 工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。 这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂，采用立式搅拌釜反应器，需要脱灰和脱无规物，因采用的溶剂不同，工艺流程和操作条件有所不同。近年来，传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少，保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域，如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。 近年来，人们对该方法进行了改进，改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂，可删除催化剂脱灰步骤，能减少无规聚合物的产生，可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。 三、本体法工艺 本体法工艺按聚合工艺流程，可以分为间歇式聚合工艺和连续式聚合工艺两种。 1、间歇本体法工艺：间歇本体法聚丙烯聚合技术是我国自行研制开发成功的生产技术。 间歇本体法工艺优点：生产工艺技术可靠，对原料丙烯质量要求不是很高，所需催化剂国内有保证，流程简单，投资省、收效快，操作简单，产品牌号转换灵活、三废少，适合中国国情等。 间歇本体法工艺缺点：生产规模小，难以产生规模效益；装置手工操作较多，间歇生产，自动化控制水平低，产品质量不稳定；原料的消耗定额较高；产品的品种牌号少，档次不高，用途较窄。

聚丙烯工艺图

学习情境二聚乙烯装置操作与控制的学习总结 通过24学时的学习，首先对聚丙烯有了更深入的了解，PP-B是在单一的丙烯聚合后除去未反应的丙烯，再与乙烯聚合而得到的，实际上是由聚丙烯、聚乙烯和末端嵌段共聚物组成的混合物，它既保持了一定程度的刚性又提高了聚丙烯的抗冲击性能，特别是低温抗冲击性能，但透明度和光泽度下降明显。以及目前聚丙烯工艺技术按聚合物类型可以分：溶液法，溶剂法，本体法，气相法，本体气相组合法这样五种，还有通过查阅资料了解聚丙烯在我们生活中的应用。 当然学习过程难免有困难，但通过老师指导，同学的帮助所有困难都一一克服了。今后在学习中再接再厉，相信自己会学到更多东西。

学习情境二聚丙烯装置操作与控制的学习计划 1 、掌握丙烯聚合的基本原理 2、掌握理解间歇式聚丙烯釜式反应器的结构和特点 3、查阅资料梳理本章知识，看看聚丙烯在我们生活中的应用 4、查阅资料了解目前聚丙烯的发展情 5、理解聚丙烯装置工艺流程图 6、通过CAD绘图技术，要会画聚丙烯装置工艺流程图

六种聚丙烯生产典型技术介绍 ﹡巴塞尔公司工艺：采用Spheripol生产技术，是一种运用液相预聚合与液相均聚和气相共聚相结合的聚合生产工艺。液体丙烯在环管反应器中进行均聚和无规共聚，多相抗冲共聚物在一个串联的气相反应器中完成，无需出除催化剂残渣和无定形聚合物。该工艺具有投资和操作费用较低，产品收率高和质量好等优点。等规度在90%-99%之间。同时该工艺也可用于生产各种聚丙烯产品，包括均聚体聚丙烯、无规共聚体和三聚体，多种抗冲和特种抗冲（可组合质量分数高达25%的乙烯）共聚体以及高增强、高透明的共聚体。 ﹡BP公司工艺（Innovene工艺）：该气相法工艺采用第四代催化剂生产聚丙烯均聚物，无规共聚物和抗冲共聚物。催化剂为矿油淤浆，采用卧式搅拌床反应器。该工艺均聚产品的韧性好，无规共聚产品中乙烯含量可到7-8%。抗冲共聚产品产品的乙烯含量可到5-17%，抗冲产品的抗冲击性能和刚性之间的平衡性好。 ﹡窒素公司工艺：在卧式活塞流搅拌式反应器中进行气相聚合，可生产均聚物PP和乙烯-丙烯无规共聚物及抗冲共聚物。

世界常用聚丙烯生产技术工艺介绍

世界常用聚丙烯生产技术工艺 介绍 世界常用聚丙烯生产技术工艺介绍 发布于2007年10 月10 日| 24 次阅读近年来，世界上气相法和本体法工艺的聚丙烯生产装置的比例逐年增加，世界各地在建和新建的聚丙烯装置将基本上采用气相法工艺和本体法工艺。尤其是气相法工艺的快速增加正挑战居第一位的Spheripol工艺。根据NTJ 公司称，1997 年以来，世界范围许可聚丙烯新增能力的55% 都是采用Novolen气相工艺，今后气相法工艺还将有逐步增加的趋势。除以上主要的聚丙烯生产工艺外，原Montell 公司于20 世纪90 年代又成功开发了反应器聚丙烯合金Catalloy 和Hivalloy 技术。这两项技术的开发成功为聚丙烯树脂高性能化、功能化以及进入高附加值应用领域创造了条件，现均已工业化。 目前，聚丙烯的生产工艺按聚合类型可分为溶液法、

淤浆法、本体法和气相法和本体法-气相法组合工艺5 大类。具体工艺主要有BP 公司的气相Innovene 工艺、Chisso 公司的气相法工艺、Dow 公司的Unipol 工艺、Novolene 气相工艺、Sumitomo 气相工艺、Basell公司的本体法工艺、三井公司开发的Hypol 工艺以及Borealis 公司的Borstar 工艺等。 1、淤浆法工艺淤浆法工艺( Slurry Process)又称浆液法或溶剂法工艺，是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。从1957 年第一套工业化装置一直到20世纪80 年代中后期，淤浆法工艺在长达30 年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。典型工艺主要包括意大利的Montedison 工艺、美国Hercules 工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco 工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂，采用立式搅拌釜反应器，需要脱灰和脱无规物，因采用的溶剂不同，工艺流程和操作条件有所不同。近年来，传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少，保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域，如特种BOPP 薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。近年来，人们对该方法进行了改进，改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂，可删除催化剂脱灰步骤，能减少无规聚合物的产生，可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。目前世界淤浆法PP 的生产能力

聚丙烯工艺介绍

工艺 2.1工艺设计基础 2.1.1 生产能力、产品方案和操作弹性 （1）设计能力和操作时间 a) 聚合 生产能力： 20万吨/年（按均聚物考虑） 反应器台数： 3台（1台预聚合反应器, 2台串联的环管反应器） 年操作时间： 8000小时 b) 挤压造粒：一条生产线 设计能力：28吨/小时，按均聚/抗冲产品按MFR＜1.0g/10min考虑 33吨/小时，按均聚/抗冲产品按MFR≥1.0g/10min考虑 35吨/小时，按均聚/抗冲产品按MFR≥70g/10min考虑 c) 包装码垛：三条全自动生产线，包装生产线采用轨道可移动式。 每条生产线包装能力： 1200袋/小时，每袋25kg。 码垛能力： 1400袋/小时，每袋25kg。 d) 产品装运：两种装车方式。 使用槽车装运散状聚丙烯粒料。 使用叉车、托盘方式装运袋式包装聚丙烯粒料。 一周生产7天，每天两班，每班8小时。 （2）产品方案 本装置可以生产均聚物（包括高刚性牌号）、无规共聚物和抗冲共聚物(作为预留)，产品牌号共103个。 a）均聚物 56个牌号 其中：挤出热成型：10 注塑： 12 纤维： 17 BOPP膜：13 流延膜：4

b）无规共聚物 21个牌号（预留） 其中：流延和管式膜：6 BOPP膜的热封层：3 挤出和吹塑：4 注塑：5 流延膜(Clyrell牌号)：3 b）高抗冲共聚物 26个牌号（预留） 其中: 适用于全部应用领域: 23 专用TPO牌号:3 （3）催化剂 主催化剂： ZN-GF2A（生产均聚物） ZN-M1(生产均聚物和无规共聚物) ZN-127L、ZN-101、ZN-104、ZN-126 (生产高刚性、高抗冲 等专用牌号) 助催化剂：三乙基铝（TEAL） 给电子体（Donor C） 给电子体（Donor D） （4）装置操作弹性 从单体净化单元到干燥单元的操作弹性围：70-120% 反应器操作压力围：3.4-4.5MPag 后续关键设备挤压造粒机组的操作弹性围：60-140% 2.1.2 装置组成 （1）装置工段组成见下表: 表2-1-1装置工段组成表

聚丙烯PP五大生产工艺

聚丙烯P P五大生产工艺-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

聚丙烯五大生产工艺 一、溶液法工艺 溶液法生产工艺是早期用于生产结晶聚丙烯的工艺路线，由Eastman公司所独有。该工艺采用一种特殊改进的催化剂体系：锂化合物（如氢化锂铝）来适应高的溶液聚合温度。催化剂组分、单体和溶剂连续加入聚合反应器，未反应的单体通过对溶剂减压而分离循环。额外补充溶剂来降低溶液的粘度，并过滤除去残留催化剂。溶剂通过多个蒸发器而浓缩，再通过一台能够除去挥发物的挤压机而形成固体聚合物。固体聚合物用庚烷或类似的烃萃取进一步提纯，同时也除去了无定形聚丙烯，取消了使用乙醇和多步蒸馏的过程，主要用于生产一些与浆液法产品相比模量更低、韧性更高的特殊牌号产品。溶液法工艺流程复杂，且成本较高，聚合温度高，加上由于采用特殊的高温催化剂使产品应用范围有限，目前已经不再用于生产结晶聚丙烯。 二、淤浆法工艺 淤浆法又称浆液法或溶剂法工艺，是世界上最早用于生产聚丙烯的工艺技术。从1957年第一套工业化装置一直到20世纪80年代中后期，淤浆法工艺在长达30年的时间里一直是最主要的聚丙烯生产工艺。典型工艺主要包括意大利的Montedison工艺、美国Hercules工艺、日本三井东压化学工艺、美国Amoco 工艺、日本三井油化工艺以及索维尔工艺等。 这些工艺的开发都基于当时的第一代催化剂，采用立式搅拌釜反应器，需要脱灰和脱无规物，因采用的溶剂不同，工艺流程和操作条件有所不同。近年来，传统的淤浆法工艺在生产中的比例明显减少，保留的淤浆产品主要用于一些高价值领域，如特种BOPP薄膜、高相对分子质量吹塑膜以及高强度管材等。 近年来，人们对该方法进行了改进，改进后的淤浆法生产工艺使用高活性的第二代催化剂，可删除催化剂脱灰步骤，能减少无规聚合物的产生，可用于生产均聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品等。目前世界淤浆法PP的生产能力约占全球PP总生产能力的13%。 三、本体法工艺 本体法工艺按聚合工艺流程，可以分为间歇式聚合工艺和连续式聚合工艺两种。 1、间歇本体法工艺：间歇本体法聚丙烯聚合技术是我国自行研制开发成功的生产技术。 间歇本体法工艺优点：生产工艺技术可靠，对原料丙烯质量要求不是很高，所需催化剂国内有保证，流程简单，投资省、收效快，操作简单，产品牌号转换灵活、三废少，适合中国国情等。

聚丙烯管生产工艺(pp-r管)

聚丙烯管（PP－R管）生产工艺 摘要：三型聚丙烯管具有节能，耐腐蚀，不结垢、卫生，无毒，耐热、耐压，使用寿命长，质轻高强，流体阻力小等优点，是替代镀锌钢管的新一代产品。介绍PP －R管的特点，原料生产工艺，国内现状、施工方法、项目投资估算及市场前景分析。 1前言 80年代以前，我国的住宅及公共建筑的上水管基本上是镀锌钢管，由于受材质自身的局限，镀锌钢管存在使用寿命短、易造成水质二次污染等缺点。为了保障人们日常饮用水的质量，我国部分地区，如上海、浙江、河北、江苏等省市已先后提出淘汰镀锌钢管，用高质量的塑料管代替。目前，在我国已相继开发了PVC管、PE 管、铝塑复合管、玻璃钢管、钢塑复合管和PP－R管等一批塑料管材，并取得了一定的市场占有率。 PP－R管是欧洲90年代开发的，以新型无规聚丙烯为原料，经挤出成型制作的塑料管材。由于其优越的性能，正日益受到人们的青睐。 2PP－R管的主要性能 聚丙烯管分为均聚聚丙烯（PP－H）、嵌段共聚聚丙烯（PP－B）和无规聚丙烯（PP －R）3种。PP－H、PP－B、PP－R管材的刚度依次递减，而抗冲击强度则依次增加。给水用聚丙烯管是用特殊的PP－R制成。PP－R管作为一种新型的管材，具有以下性能特点： 2．1节能 PP－R管的生产能耗仅为钢管的20％，并且其导热系数低［0．2W／（m.K）］，也仅为钢管的1／200，应用于热水系统将大大减少热量损失。 2．2耐腐蚀、不结垢、卫生、无毒 使用PP－R管可免去使用镀锌钢管所造成的内壁结垢、生锈而引起的水质“二次污染”。由于PP－R组份单纯，基本成份为碳和氢，符合食品卫生规定，无毒，更适合于饮用水输送。 2．3耐热、耐压、使用寿命长 PP－R管的长期使用温度达95℃，短期使用温度可达120℃。在使用温度为70℃，工作压力为1．2MPa条件下，长期连续使用，寿命可达50年以上。 2．4轻质高强、流体阻力小 PP－R管密度仅为金属管的1／8，耐压力试验强度高达5MPa，且韧性好、耐冲击。由于内壁光滑、不生锈、不结垢，流体阻力小。

Novolen工艺聚丙烯装置操作要点阐述

Novolen工艺聚丙烯装置操作要点阐述 伍杰陶龙 （中国神华煤制油化工有限公司榆林化工分公司，陕西榆林） 摘要：在聚丙烯生产工艺中，气相法生产工艺在过去的10年中发展迅速。截止2012年底，包括在建装置的产能在内，全球聚丙烯生产能力中气相法工艺已占到一半以上。Novolen气相法聚丙烯工艺是世界首套气相法聚丙烯工艺，于1967年建成中试装置，1969年首次实现工业化生产。从2008年开始，Novolen聚丙烯工艺进入中国，目前已经建成投产四套装置。这四套装置的首次开车都不是很顺利，在丙烯精制、催化剂制备、聚合反应控制、挤压机操作等环节出现了不同程度的问题。本文通过对这些问题原因的分析和判断，明确了Novolen聚丙烯工艺在以上关键环节的操作要点，对Novolen聚丙烯装置平稳操作具有一定的借鉴意义。关键字：聚丙烯；气相法聚丙烯；立式搅拌床反应器；挤压机；故障 Abstract: BASF是最早开发气相法聚丙烯生产工艺的公司，1962年就完成了Novolen气相搅拌床技术的开发，1967年在Ludwigshafen建成中试装置，1969年在德国Wesseling建成首套2.5万吨/年的工业化Novolen聚丙烯装置。但是，Novolen工艺在20世纪90年代以前长期使用第二代催化剂，导致其发展缓慢。1990年以后，BASF公司才引进高效催化剂，提高了反应器的生产能力。目前，Novolen聚丙烯工艺主要使用两个系列的催化剂：LYNX系列催化剂来生产均聚物，PTK系列催化剂生产共聚物。 气相法聚丙烯工艺与本体法工艺相比具有投资少，流程短，产品范围宽，适宜生产抗冲共聚物，安全性好，开停车方便，蒸汽消耗低等特点。与其它气相法聚丙烯工艺相比，Novolen 工艺除了具备以上气相法工艺的优点之外，还具有自身独特的优势。Novolen提出了多功能反应装置的理念，两个反应器可设计成“并联”或者是“串联”模式。在“并联”模式下可进行均聚和无规共聚产品的生产，在“串联”模式下进行均聚和抗冲共聚产品的生产。我国四套Novolen装置的投产时间和反应器配置情况如表一所示： 表一：国内Novolen工艺聚丙烯装置投产时间及反应器配置表 Novolen聚丙烯工艺采用独特的反应器，使用一个共聚反应器就可以生产出与其他工艺两个共聚反应器串联生产乙丙橡胶含量相似的产品。例如：有些抗冲共聚产品乙烯含量高达