PP 日本住友化學(xué) P204

供需現(xiàn)狀

由于我國(guó)聚丙烯的供需差距較大，近年來(lái)，大多數(shù)新的大型煉油、乙烯聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目和煤烯烴項(xiàng)目都配備了聚丙烯裝置，因此，未來(lái)中國(guó)聚丙烯產(chǎn)能將大幅增加。同時(shí)，還需要考慮那些小型的落后聚丙烯安裝技術(shù)，尤其是間歇式小體法裝置將被逐步淘汰，估計(jì)等到2025年聚丙烯在我國(guó)的生產(chǎn)能力將達(dá)到更高的水平。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)各種化工原料的需求不斷增加，導(dǎo)致了對(duì)聚丙烯的消耗量達(dá)到有史以來(lái)高水平，因此我國(guó)將成為世界上聚丙烯消費(fèi)國(guó)家。2003年，我國(guó)聚丙烯的消耗量已經(jīng)達(dá)到532萬(wàn)噸；2007年率先達(dá)到1000萬(wàn)噸；2008年受金融危機(jī)影響，略降至1079萬(wàn)噸；目前（2018年），在基礎(chǔ)設(shè)施投資和國(guó)內(nèi)需求的推動(dòng)下，增長(zhǎng)至1232萬(wàn)噸。

生產(chǎn)工藝

聚丙烯樹(shù)脂是四大通用型熱塑性樹(shù)脂（聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯）之一，以丙烯為原料，乙烯為共聚單體通過(guò)聚合反應(yīng)生產(chǎn)制得。

聚丙烯的生產(chǎn)工藝主要經(jīng)歷了溶劑法、溶液法，液相本體法（含液相氣相組合式）和氣相法幾個(gè)發(fā)展階段。世界上用于生產(chǎn)聚丙烯的工藝方法按類(lèi)別劃分主要有以下幾大類(lèi)：溶劑法、溶液法，液相本體法（含液相氣相組合式）和氣相法。各工藝特點(diǎn)簡(jiǎn)介如下：

溶劑聚合法

溶劑法（又稱(chēng)漿液法或泥漿法、淤漿法）是采用的聚丙烯生產(chǎn)工藝，但由于有脫灰和溶劑回收工序，流程長(zhǎng)，較復(fù)雜等缺點(diǎn)，隨著催化劑研究技術(shù)的進(jìn)步，從八十年代起，溶劑法已趨于停滯狀態(tài)，逐漸為液相本體法所取代。

工藝特點(diǎn)：（1）丙烯單體溶解在惰性液相溶劑中（如己烷中），在催化劑作用下進(jìn)行溶劑聚合，聚合物以固體輸粒狀態(tài)懸浮在溶劑中，采用釜式攪拌反應(yīng)器；（2）有脫灰和溶劑回收工序，流程長(zhǎng)，較復(fù)雜，裝置投資大，能耗高。但生產(chǎn)易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好；以離心過(guò)濾方法分離聚丙烯顆粒再經(jīng)氣流沸騰干燥和擠壓造粒。

溶液聚合法

工藝特點(diǎn)：（1）使用高沸點(diǎn)直鏈烴作溶劑，在高于聚丙烯熔點(diǎn)的溫度下操作，所得聚合物全部溶解在溶劑中呈均相分布；（2）高溫氣提方法蒸發(fā)脫除溶劑得熔融聚丙烯，再擠出造粒得粒料產(chǎn)品；（3）生產(chǎn)廠家只有美國(guó)柯達(dá)公司一家。 

液相本體法

含液相氣相組合式，液相本體法聚丙烯生產(chǎn)工藝是聚丙烯生產(chǎn)中后期發(fā)展起來(lái)的新工藝。該生產(chǎn)工藝是聚丙烯1957年開(kāi)始工業(yè)化生產(chǎn)七年之后問(wèn)世的。 

采用液相本體法生產(chǎn)聚丙烯，是在反應(yīng)體系中不加任何其他溶劑，將催化劑直接分散在液相丙烯中進(jìn)行丙烯液相本體聚合反應(yīng)。聚合物從液相丙烯中不斷析出，以細(xì)顆粒狀懸浮在液相丙烯中。隨著反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)，聚合物顆粒在液相丙烯中的濃度增高。當(dāng)丙烯轉(zhuǎn)化率達(dá)到一定程度時(shí)，經(jīng)閃蒸回收未聚合的丙烯單體，即得到粉料聚丙烯產(chǎn)品。這是一種比較簡(jiǎn)單和先進(jìn)的聚丙烯工業(yè)生產(chǎn)方法。液相本體法工藝代表著八十年代國(guó)際上聚丙烯生產(chǎn)的新技術(shù)、新水平。

工藝特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)中不加溶劑，丙烯單體以液相狀態(tài)在釜式反應(yīng)器中進(jìn)行液相本體聚合，乙烯丙烯在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行氣相共聚；（2）流程簡(jiǎn)單，設(shè)備少、投資省，動(dòng)力消耗及生產(chǎn)成本低；（3）均聚采用釜式攪拌反應(yīng)器（Hypol工藝），或環(huán)管反應(yīng)器（Spheripol工藝），無(wú)規(guī)共聚和嵌段共聚均在攪拌式流化床中進(jìn)行。

采用液相本體法的典型代表是BASELL公司的Spherizone液相本體法工藝。Spherizone是一種氣相循環(huán)技術(shù)，采用齊格勒-納塔催化劑，可生產(chǎn)出保持韌性和加工性能同時(shí)又具有高結(jié)晶度、剛性和更加均一的聚合體。它可在單一反應(yīng)器中制得高度均一的多單體樹(shù)脂或雙峰均聚物。Spherizone循環(huán)反應(yīng)有二個(gè)互通的區(qū)域，不同的區(qū)域起到由其它工藝的氣相和液相環(huán)管反應(yīng)器所起的作用。這兩個(gè)區(qū)域能產(chǎn)生具有不同相對(duì)分子質(zhì)量或單體組成分布的樹(shù)脂，擴(kuò)大了聚丙烯的性能范圍。 

該工藝的核心設(shè)備為MZCR（多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器系統(tǒng)）反應(yīng)器R230系統(tǒng)。該反應(yīng)器由提升管和下降管兩部分組成。在提升管內(nèi)聚合物通過(guò)反應(yīng)氣體向上吹，形成流化，并送入下降管的上部經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器后，粉料在收集在下降管內(nèi)。反應(yīng)氣體由離心式壓縮機(jī)通過(guò)外部的管線循環(huán)，反應(yīng)熱依靠在外部循環(huán)管線上的循環(huán)器冷卻器來(lái)移出。反應(yīng)器產(chǎn)品通過(guò)安裝在下降管下部的閥門(mén)排出。排出的粉料經(jīng)過(guò)高壓和低壓脫氣后，在生產(chǎn)均聚物和無(wú)規(guī)共聚物時(shí)，直接進(jìn)行汽蒸和干燥，得到粉料產(chǎn)品。生產(chǎn)抗沖產(chǎn)品時(shí)，經(jīng)過(guò)高壓脫氣后的粉料排入氣相流化床反應(yīng)器。該反應(yīng)器仍采用SpheripolII氣相反應(yīng)器系統(tǒng)。共聚反應(yīng)器為立式圓筒式容器，上、下為球形封頭，下部為沸騰床，主體材料為不銹鋼，內(nèi)表面拋光。

該工藝目前單線生產(chǎn)能力已達(dá)45萬(wàn)噸/年。MZCR（多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器）抗沖共聚產(chǎn)品的乙烯含量可高達(dá) 22%（橡膠含量大于40%），還可生產(chǎn)含乙烯和丁烯-1的三元共聚產(chǎn)品。