1. 聚(ju)丙烯(xi)工藝的技術發展
聚(ju)(ju)丙烯（Polypropylene，PP）是以丙烯為單體經聚(ju)(ju)合反應(ying)而(er)生成的聚(ju)(ju)合樹脂。已經成為我(wo)國經濟建設中不可缺少的材料(liao)(liao)(liao)。具體應(ying)用(yong)(yong)在包裝材料(liao)(liao)(liao)、服裝用(yong)(yong)料(liao)(liao)(liao)、產業用(yong)(yong)料(liao)(liao)(liao)、過濾用(yong)(yong)料(liao)(liao)(liao)、衛生用(yong)(yong)料(liao)(liao)(liao)和煙用(yong)(yong)絲束等。
四(si)十(shi)多年來(lai)，聚丙烯的催化劑不斷(duan)開發，不斷(duan)改性，尤其(qi)是近二十(shi)年來(lai)，其(qi)技術一次又一次飛(fei)躍式的進步，極大地簡(jian)化了聚丙烯的工藝(yi)流程，使(shi)裝置的投資(zi)和生(sheng)產成本降到(dao)很低的水平(ping)。
聚丙烯常用工藝方法(fa)包括淤漿法(fa)工藝和本體法(fa)工藝。
①. 淤漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)（Slurry Process）又稱(cheng)漿(jiang)液(ye)法(fa)(fa)(fa)或(huo)溶劑(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)，是(shi)世(shi)界上最早用(yong)(yong)于生(sheng)產(chan)(chan)聚丙(bing)烯的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)技(ji)術。從1957年第(di)一(yi)套工(gong)(gong)(gong)業化(hua)(hua)裝置到現在(zai)一(yi)直是(shi)最主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)聚丙(bing)烯生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)。典(dian)型工(gong)(gong)(gong)藝(yi)主(zhu)要(yao)包(bao)括意(yi)大利 Montedison 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)、美國Hercules 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)、日本三(san)井東壓化(hua)(hua)學工(gong)(gong)(gong)藝(yi)、美國Amoco 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)、日本三(san)井油(you)化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)以(yi)及索維爾工(gong)(gong)(gong)藝(yi)等(deng)。這些(xie)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)開發(fa)都(dou)基于當時(shi)的(de)(de)(de)第(di)一(yi)代催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，采用(yong)(yong)立式攪(jiao)拌釜反(fan)應器，需要(yao)脫灰和脫無規(gui)物(wu)，因采用(yong)(yong)的(de)(de)(de)溶劑(ji)(ji)不同，工(gong)(gong)(gong)藝(yi)流(liu)程和操作條(tiao)件有所不同。近年來，傳統的(de)(de)(de)淤漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)在(zai)生(sheng)產(chan)(chan)中的(de)(de)(de)比例(li)明顯減少，保留的(de)(de)(de)淤漿(jiang)產(chan)(chan)品主(zhu)要(yao)用(yong)(yong)于一(yi)些(xie)高(gao)價值領域，如特種BOPP薄膜、高(gao)相對分(fen)子質量吹(chui)塑膜以(yi)及高(gao)強度管材等(deng)。近年來，人們對該方法(fa)(fa)(fa)進(jin)行了改進(jin)，改進(jin)后的(de)(de)(de)淤漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)使用(yong)(yong)高(gao)活(huo)性的(de)(de)(de)第(di)二代催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)，可刪除催化(hua)(hua)劑(ji)(ji)脫灰步(bu)驟，能減少無規(gui)聚合物(wu)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)，可用(yong)(yong)于生(sheng)產(chan)(chan)均聚物(wu)、無規(gui)共(gong)(gong)聚物(wu)和抗(kang)沖共(gong)(gong)聚物(wu)產(chan)(chan)品等(deng)。目前世(shi)界淤漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)PP的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)能力約占全球PP總生(sheng)產(chan)(chan)能力的(de)(de)(de)13％。
②. 本(ben)體(ti)(ti)(ti)法工(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)研究開發始(shi)于20世(shi)紀60年代，1964年美(mei)國Dart公司(si)采用(yong)釜式反(fan)(fan)應器建成了世(shi)界上第一套工(gong)業化(hua)(hua)本(ben)體(ti)(ti)(ti)法聚(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)(xi)(xi)生(sheng)(sheng)產裝置。1970年以后，日本(ben)住友、Phillips、美(mei)國EI Psao等(deng)公司(si)都(dou)實現了液(ye)相本(ben)體(ti)(ti)(ti)聚(ju)(ju)丙(bing)烯(xi)(xi)(xi)工(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)工(gong)業化(hua)(hua)生(sheng)(sheng)產。與采用(yong)溶劑(ji)的(de)(de)(de)(de)漿(jiang)液(ye)法相比(bi)，采用(yong)液(ye)相丙(bing)烯(xi)(xi)(xi)本(ben)體(ti)(ti)(ti)法進行聚(ju)(ju)合(he)(he)具(ju)有不(bu)(bu)(bu)使(shi)用(yong)惰(duo)性(xing)(xing)溶劑(ji)，反(fan)(fan)應系統內單體(ti)(ti)(ti)濃度高(gao)，聚(ju)(ju)合(he)(he)速(su)率(lv)快，催化(hua)(hua)劑(ji)活性(xing)(xing)高(gao)，聚(ju)(ju)合(he)(he)反(fan)(fan)應轉(zhuan)化(hua)(hua)率(lv)高(gao)，反(fan)(fan)應器的(de)(de)(de)(de)時空生(sheng)(sheng)產能(neng)力更大，能(neng)耗低(di)(di)，工(gong)藝(yi)(yi)流程簡單，設備少(shao)，生(sheng)(sheng)產成本(ben)低(di)(di)，“三廢(fei)”量少(shao)；容易除去聚(ju)(ju)合(he)(he)熱，并使(shi)撤熱控(kong)制(zhi)簡單化(hua)(hua)，可以提高(gao)單位反(fan)(fan)應器的(de)(de)(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)(he)量；能(neng)除去對產品(pin)性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)有不(bu)(bu)(bu)良影響的(de)(de)(de)(de)低(di)(di)分子量無規(gui)聚(ju)(ju)合(he)(he)物(wu)和催化(hua)(hua)劑(ji)殘渣，可以得(de)(de)到高(gao)質(zhi)(zhi)量的(de)(de)(de)(de)產品(pin)等(deng)優點。不(bu)(bu)(bu)足之處是(shi)反(fan)(fan)應氣體(ti)(ti)(ti)需要氣化(hua)(hua)，冷凝后才能(neng)循環回(hui)反(fan)(fan)應器。反(fan)(fan)應器內的(de)(de)(de)(de)高(gao)壓液(ye)態烴類(lei)物(wu)料(liao)容量大，有潛在(zai)的(de)(de)(de)(de)危險性(xing)(xing)。此外，反(fan)(fan)應器中(zhong)(zhong)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)濃度不(bu)(bu)(bu)能(neng)太高(gao)，否則在(zai)反(fan)(fan)應器中(zhong)(zhong)形成一個單獨的(de)(de)(de)(de)氣相，使(shi)得(de)(de)反(fan)(fan)應器難以操作，因而所得(de)(de)共聚(ju)(ju)產品(pin)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)乙(yi)烯(xi)(xi)(xi)含量不(bu)(bu)(bu)會太高(gao)。
本體法不同工藝路線的區別主要(yao)是反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)的不同。反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)可分為釜式(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)和環(huan)管反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)兩大(da)類。釜式(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)是利(li)用液體蒸發(fa)的潛熱來除(chu)去反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)熱，蒸發(fa)的大(da)部分氣體經循環(huan)冷凝后(hou)返回到反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)，未冷凝的氣體經壓(ya)縮機升壓(ya)后(hou)循環(huan)回反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)。而(er)環(huan)管反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)則是利(li)用軸流(liu)泵(beng)使漿液高(gao)(gao)速循環(huan)，通過夾套冷卻(que)撤(che)熱，由于(yu)傳熱面積大(da)，撤(che)熱效果好，因此(ci)其(qi)單位反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器(qi)體積產率高(gao)(gao)，能耗低(di)。
本體法生(sheng)產工藝(yi)按(an)聚(ju)(ju)合(he)工藝(yi)流程，可以分為間(jian)歇式(shi)聚(ju)(ju)合(he)工藝(yi)和連(lian)續式(shi)聚(ju)(ju)合(he)工藝(yi)兩(liang)種。
a. 間(jian)歇式本(ben)體法工藝(yi)
間歇本體法(fa)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)聚(ju)(ju)合技(ji)術是(shi)我國(guo)(guo)自行(xing)研制開(kai)發成功(gong)的(de)生(sheng)產(chan)(chan)技(ji)術。它具有生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝技(ji)術可靠，對原料(liao)丙烯(xi)(xi)質量要求(qiu)不是(shi)很高(gao)(gao)，所需催化劑國(guo)(guo)內(nei)有保證，流程簡單，投資省、收效(xiao)快，操作簡單，產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)牌號(hao)轉換(huan)靈活、“三廢少”，適合中國(guo)(guo)國(guo)(guo)情等優點，不足之(zhi)處是(shi)生(sheng)產(chan)(chan)規(gui)(gui)模小，難以產(chan)(chan)生(sheng)規(gui)(gui)模效(xiao)益；裝置手(shou)工(gong)(gong)操作較多，間歇生(sheng)產(chan)(chan)，自動(dong)化控制水平低(di)，產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)質量不穩定(ding)；原料(liao)的(de)消耗(hao)定(ding)額較高(gao)(gao)；產(chan)(chan)品(pin)(pin)(pin)的(de)品(pin)(pin)(pin)種(zhong)牌號(hao)少，檔次不高(gao)(gao)，用途較窄。目前，我國(guo)(guo)采用該法(fa)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)聚(ju)(ju)丙烯(xi)(xi)生(sheng)產(chan)(chan)能力約(yue)占全國(guo)(guo)總(zong)生(sheng)產(chan)(chan)能力的(de)24％。
b. 連續式本體法工藝
該工(gong)(gong)藝主要包括(kuo)美國Rexall工(gong)(gong)藝、美國Phillips工(gong)(gong)藝以及日(ri)本Sumitimo 工(gong)(gong)藝。
2. Dow化學(xue)公(gong)司Unipol 工藝
該工(gong)藝屬于Dow化學公司所有，Unipol聚丙烯工(gong)藝和(he)其聚乙(yi)烯工(gong)藝類(lei)似。工(gong)藝過程(cheng)主要(yao)包括(kuo)原料精制、催化劑(ji)進(jin)料、聚合(he)(he)反應、聚合(he)(he)物脫(tuo)氣(qi)和(he)尾氣(qi)回收、造(zao)粒、摻混和(he)包裝碼垛等工(gong)段。
Unipol聚(ju)丙烯工藝(yi)流程，如圖5-107所示(shi)。
3. BASF公司的Novolen 工(gong)藝(yi)
該工藝(yi)是由(you)(you) BASF公(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)開發成(cheng)功的。1999年，該工藝(yi)擁有(you)者 Targor 公(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)和ABB Lum-mus公(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)達成(cheng)協議。由(you)(you)ABB Lummus 公(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)負(fu)責在全(quan)球范圍內推廣(guang)Novolen工藝(yi)。2000年9月(yue)，被(bei)ABB公(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)和Equistar公(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si)所組成(cheng)的合資公(gong)(gong)司(si)(si)(si)(si) Novolen Technology Holding（簡稱NTH）收(shou)購。2008年，由(you)(you)CB＆-I整體收(shou)購了(le) Lummus，Novolen 工藝(yi)由(you)(you)新成(cheng)立的CB＆-ILummus負(fu)責全(quan)球轉讓。
Novolen 包括(kuo)原料精(jing)制、催化(hua)劑配制、聚合(he)反應、聚合(he)物粉(fen)料的凈化(hua)、擠壓造粒(li)等工序，如圖5-108和圖5-109所示。
4. 某(mou)國外工程聚丙烯裝置布置實例(li)（圖5-110）
