1. 聚丙烯(xi)工藝的技術(shu)發展
聚丙(bing)烯（Polypropylene，PP）是以(yi)丙(bing)烯為單(dan)體經聚合反應而(er)生(sheng)成的(de)聚合樹脂。已經成為我(wo)國(guo)經濟建設(she)中不可缺少的(de)材料(liao)(liao)。具(ju)體應用(yong)(yong)(yong)在包(bao)裝材料(liao)(liao)、服(fu)裝用(yong)(yong)(yong)料(liao)(liao)、產業(ye)用(yong)(yong)(yong)料(liao)(liao)、過濾用(yong)(yong)(yong)料(liao)(liao)、衛生(sheng)用(yong)(yong)(yong)料(liao)(liao)和煙(yan)用(yong)(yong)(yong)絲束等。
四十多年來，聚丙烯的(de)催化劑不斷開發，不斷改(gai)性，尤其(qi)(qi)是近二十年來，其(qi)(qi)技術一(yi)次又一(yi)次飛躍式的(de)進步(bu)，極大(da)地(di)簡(jian)化了(le)聚丙烯的(de)工藝(yi)流程(cheng)，使裝置的(de)投資和生產(chan)成(cheng)本降到很低的(de)水平。
聚丙(bing)烯常用工(gong)藝方法(fa)(fa)包括(kuo)淤漿法(fa)(fa)工(gong)藝和本體(ti)法(fa)(fa)工(gong)藝。
①. 淤漿法(fa)(fa)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)（Slurry Process）又(you)稱漿液法(fa)(fa)或溶劑(ji)法(fa)(fa)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)，是(shi)世界(jie)上最早用(yong)(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)聚(ju)丙烯(xi)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技術。從1957年第一(yi)套工(gong)(gong)業(ye)化(hua)裝置到現在一(yi)直是(shi)最主要(yao)(yao)的(de)(de)(de)聚(ju)丙烯(xi)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)。典(dian)型工(gong)(gong)藝(yi)(yi)主要(yao)(yao)包括意大利 Montedison 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)、美國Hercules 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)、日本三井東壓(ya)化(hua)學工(gong)(gong)藝(yi)(yi)、美國Amoco 工(gong)(gong)藝(yi)(yi)、日本三井油(you)化(hua)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)以及索維爾(er)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)等。這些(xie)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)開發都(dou)基于當時的(de)(de)(de)第一(yi)代(dai)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)，采用(yong)(yong)(yong)立式(shi)攪拌(ban)釜反應器，需(xu)要(yao)(yao)脫灰和脫無(wu)(wu)規(gui)(gui)物(wu)(wu)，因采用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)溶劑(ji)不同，工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程和操作條(tiao)件有所(suo)不同。近(jin)年來，傳統(tong)的(de)(de)(de)淤漿法(fa)(fa)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)在生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)中的(de)(de)(de)比例明顯減少，保留的(de)(de)(de)淤漿產(chan)(chan)品主要(yao)(yao)用(yong)(yong)(yong)于一(yi)些(xie)高(gao)價值領域，如(ru)特種BOPP薄膜、高(gao)相對(dui)分子質(zhi)量吹(chui)塑膜以及高(gao)強(qiang)度管材等。近(jin)年來，人們對(dui)該方法(fa)(fa)進(jin)行了改(gai)進(jin)，改(gai)進(jin)后的(de)(de)(de)淤漿法(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)高(gao)活性的(de)(de)(de)第二代(dai)催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)，可刪(shan)除催(cui)(cui)化(hua)劑(ji)脫灰步(bu)驟，能(neng)(neng)減少無(wu)(wu)規(gui)(gui)聚(ju)合物(wu)(wu)的(de)(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)，可用(yong)(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)均聚(ju)物(wu)(wu)、無(wu)(wu)規(gui)(gui)共(gong)聚(ju)物(wu)(wu)和抗(kang)沖共(gong)聚(ju)物(wu)(wu)產(chan)(chan)品等。目前(qian)世界(jie)淤漿法(fa)(fa)PP的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力約占全(quan)球PP總生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力的(de)(de)(de)13％。
②. 本(ben)(ben)體(ti)(ti)法(fa)(fa)工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)開發始于(yu)20世(shi)紀60年(nian)代，1964年(nian)美國(guo)Dart公司采用(yong)(yong)釜式反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)建成(cheng)了(le)世(shi)界上第(di)一套(tao)工(gong)(gong)業化(hua)(hua)本(ben)(ben)體(ti)(ti)法(fa)(fa)聚(ju)丙(bing)烯生產裝置。1970年(nian)以后(hou)，日本(ben)(ben)住友、Phillips、美國(guo)EI Psao等公司都實現了(le)液相本(ben)(ben)體(ti)(ti)聚(ju)丙(bing)烯工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)業化(hua)(hua)生產。與(yu)采用(yong)(yong)溶(rong)劑的(de)(de)(de)(de)(de)漿(jiang)液法(fa)(fa)相比，采用(yong)(yong)液相丙(bing)烯本(ben)(ben)體(ti)(ti)法(fa)(fa)進行聚(ju)合具(ju)有不(bu)使(shi)用(yong)(yong)惰性(xing)溶(rong)劑，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)系統(tong)內單(dan)體(ti)(ti)濃(nong)度高，聚(ju)合速(su)率快，催化(hua)(hua)劑活性(xing)高，聚(ju)合反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)轉(zhuan)化(hua)(hua)率高，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)時空生產能力更(geng)大，能耗低，工(gong)(gong)藝(yi)流程簡單(dan)，設備少，生產成(cheng)本(ben)(ben)低，“三廢”量(liang)(liang)少；容易除(chu)去聚(ju)合熱，并(bing)使(shi)撤熱控制(zhi)簡單(dan)化(hua)(hua)，可(ke)以提(ti)高單(dan)位反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)聚(ju)合量(liang)(liang)；能除(chu)去對(dui)產品性(xing)質有不(bu)良(liang)影響的(de)(de)(de)(de)(de)低分(fen)子(zi)量(liang)(liang)無(wu)規(gui)聚(ju)合物和催化(hua)(hua)劑殘(can)渣，可(ke)以得到高質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)產品等優點。不(bu)足之(zhi)處(chu)是(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)氣體(ti)(ti)需要(yao)氣化(hua)(hua)，冷凝(ning)后(hou)才能循環回(hui)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)。反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)內的(de)(de)(de)(de)(de)高壓液態烴類物料(liao)容量(liang)(liang)大，有潛(qian)在的(de)(de)(de)(de)(de)危險性(xing)。此外，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)中乙(yi)烯的(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)度不(bu)能太高，否則在反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)中形成(cheng)一個單(dan)獨的(de)(de)(de)(de)(de)氣相，使(shi)得反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)難以操作，因而所(suo)得共聚(ju)產品中的(de)(de)(de)(de)(de)乙(yi)烯含量(liang)(liang)不(bu)會太高。
本體(ti)(ti)法(fa)不(bu)同(tong)工藝路線(xian)的(de)(de)區別主要是反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)不(bu)同(tong)。反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)可(ke)分(fen)為釜式反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)和環(huan)(huan)管(guan)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)兩(liang)大(da)類。釜式反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)是利用液(ye)體(ti)(ti)蒸(zheng)發的(de)(de)潛熱來除去反(fan)(fan)應(ying)(ying)熱，蒸(zheng)發的(de)(de)大(da)部分(fen)氣體(ti)(ti)經循環(huan)(huan)冷(leng)(leng)凝后返回(hui)到反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)，未冷(leng)(leng)凝的(de)(de)氣體(ti)(ti)經壓縮機(ji)升壓后循環(huan)(huan)回(hui)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)。而環(huan)(huan)管(guan)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)則是利用軸流泵使漿(jiang)液(ye)高速循環(huan)(huan)，通過夾套(tao)冷(leng)(leng)卻撤熱，由于傳熱面積大(da)，撤熱效果(guo)好(hao)，因此其單位反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)體(ti)(ti)積產率(lv)高，能(neng)耗低。
本(ben)體法生產工(gong)藝(yi)(yi)按聚(ju)(ju)合工(gong)藝(yi)(yi)流程，可以分為間歇式(shi)聚(ju)(ju)合工(gong)藝(yi)(yi)和連續(xu)式(shi)聚(ju)(ju)合工(gong)藝(yi)(yi)兩種。
a. 間歇式本體(ti)法工藝(yi)
間歇本體法聚丙(bing)烯(xi)(xi)聚合(he)技(ji)術是我國(guo)自行研制(zhi)(zhi)開發成功的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)技(ji)術。它(ta)具有生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)技(ji)術可靠，對原料丙(bing)烯(xi)(xi)質量要求不是很高，所(suo)需催化劑國(guo)內有保證，流程簡(jian)單，投資(zi)省(sheng)、收效(xiao)快，操作簡(jian)單，產(chan)(chan)品牌號轉換靈活、“三廢少(shao)”，適合(he)中國(guo)國(guo)情(qing)等優點，不足之處是生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)規模小(xiao)，難以產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)規模效(xiao)益(yi)；裝置手工操作較多，間歇生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)，自動化控制(zhi)(zhi)水平低(di)，產(chan)(chan)品質量不穩定；原料的(de)(de)消耗(hao)定額較高；產(chan)(chan)品的(de)(de)品種牌號少(shao)，檔次不高，用途較窄。目前(qian)，我國(guo)采用該法生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)聚丙(bing)烯(xi)(xi)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能(neng)力(li)約占(zhan)全國(guo)總生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)能(neng)力(li)的(de)(de)24％。
b. 連續(xu)式(shi)本體(ti)法工藝
該工(gong)(gong)藝主要(yao)包括美國(guo)Rexall工(gong)(gong)藝、美國(guo)Phillips工(gong)(gong)藝以及日本Sumitimo 工(gong)(gong)藝。
2. Dow化學公司Unipol 工藝
該工(gong)藝屬于Dow化學公司所有，Unipol聚(ju)(ju)丙烯工(gong)藝和(he)其聚(ju)(ju)乙烯工(gong)藝類(lei)似。工(gong)藝過程主要包括(kuo)原料(liao)精制(zhi)、催(cui)化劑進料(liao)、聚(ju)(ju)合反應、聚(ju)(ju)合物脫氣和(he)尾(wei)氣回(hui)收、造粒、摻混和(he)包裝碼垛等(deng)工(gong)段(duan)。
Unipol聚丙烯工藝流程，如圖5-107所示(shi)。
3. BASF公司的(de)Novolen 工(gong)藝(yi)
該(gai)工(gong)藝是由 BASF公(gong)(gong)(gong)司(si)開發成功的(de)。1999年(nian)，該(gai)工(gong)藝擁有(you)者 Targor 公(gong)(gong)(gong)司(si)和ABB Lum-mus公(gong)(gong)(gong)司(si)達成協議。由ABB Lummus 公(gong)(gong)(gong)司(si)負(fu)責(ze)在全球范圍內推廣Novolen工(gong)藝。2000年(nian)9月，被ABB公(gong)(gong)(gong)司(si)和Equistar公(gong)(gong)(gong)司(si)所組成的(de)合資公(gong)(gong)(gong)司(si) Novolen Technology Holding（簡稱NTH）收購(gou)。2008年(nian)，由CB＆-I整體收購(gou)了 Lummus，Novolen 工(gong)藝由新成立的(de)CB＆-ILummus負(fu)責(ze)全球轉讓。
Novolen 包括原料精制(zhi)、催化劑配(pei)制(zhi)、聚合反應、聚合物粉料的凈(jing)化、擠壓造粒等工序，如圖5-108和圖5-109所示(shi)。
4. 某國(guo)外工程聚丙烯裝置(zhi)布置(zhi)實例（圖(tu)5-110）
