贲信学
(黑龙江中盟龙新化工有限公司，黑龙江安达 151400)
摘 要：聚丙烯(PP)是一种性能优良的热塑性合成树脂，产品具有密度小、生产成本低、透明度高、化学稳定性好、无毒、易加工、抗冲击强度、抗扰曲性以及电绝缘性好等优点，在汽车工业、家用电器、电子、农业、建筑包装以及建材家具等方面具有广泛的应用，已经成为世界5大合成树脂中发展速度最快的产品之一。近年来，新型催化剂以及聚合工艺的不断推陈出新，使聚丙烯新产品不断涌现，大大拓展了聚丙烯的应用领域。新的生产技术和产品应用又进一步推动了世界聚丙烯工业不断向前发展。 关键词：聚丙烯树脂；工艺技术；工业发展
中图分类号:T Q325.1+4-1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)05—0041—02
1 聚丙烯的生产工艺技术
目前，在全球聚丙烯生产工艺中，本体法工艺仍占主要地位，气相法生产工艺因其生产流程简单，单线生产能力大，投资省而备受青睐，发展迅速，而传统浆液法工艺的比例正在逐步减少。近年来，随着催化剂
技术的进步和市场对新产品需求的不断增加，世界各大聚丙烯生产厂家除不断改进已经工业化的生产工艺外，还开发出了一些创新性的新生产工艺技术，目前主要有Basell公司开发的Spherizone工艺技术以及Borealis公司(北欧化工)开发的Borstar 工艺。
1.1 Spherizone工艺
Basell公司新近开发的一种多区循环反应器(MZCR)技术，即被人们称为的Spherizone工艺是目前聚丙烯生产工艺的关注的热点。该工艺采用气相循环技术，采用Z-N催化剂，可生产出保持韧性和加工性能同时又具有高结晶度和刚性的更加均一的聚合物。它可在单一反应器中制得高度均一的多单体树脂或双峰均聚物。Spherizone循环反应器有两个互通的区域，不同的区域起到由其他工艺的多个气相和淤浆环管反应器所起的作用。这两个区域能产生具有不同相对分子质量和/或单体组成分布的树脂，扩大了聚丙烯的性能范围。该技术生产聚丙烯的利润是传统方法的2倍。目前，全球已经有5套聚丙烯生产装置采用了该技术。
1.2 Bor star生产工艺
Borealis公司(北欧化工)的Borstar工艺源于北星双峰聚乙烯生产工艺，工艺采用与其相同的环管和气相反应器，设计基于Z-N催化剂，也能使用正在中试中的单活性中心催化剂。采用双反应器即环管反应器串联气相反应器生产均聚物和无规共聚物，再串联一台或两台气相反应器则可生产抗冲共聚物产品。传
统的聚丙烯工艺在丙烯的临界点以下进行聚合反应，为防止轻组分(如氢气、乙烯)和惰性
恢复到原来的水平。正常情况下，一年内提高进气温度不得超过5℃。一般一段触媒保证转化率70%以上，如果一段触媒在使用一段时间后转化率有所降低，但最终总转化率无甚影响，则不要立即提高一段进气温度，以免缩短触媒寿命。每次大修，逐次筛换一部分。 7 筛换触媒的原则
只允许把曾在较低温度下用过的触媒更换到较高温度的部位，决不可相反。第一段上部温度较低，每次筛换触媒后，在第一段表面应补放一层新触媒作引燃之用。不要把用过的旧触媒放到第一段表面，以免开车时燃起温度高，使操作偏离最适宜温度而降低转化率和触媒利用率。在装填或筛换触媒时，要尽量缩短时间，潮湿天和阴雨天不宜进行装卸触媒的工作，防止吸潮，以免使触媒机械强度和活性降低。
实践证明在硫酸生产中处理好以上几方面的影响因素，就能保护好钒触媒的活性，延长钒触媒催化剂的使用寿命，从而提高了经济效益。
[参考文献]
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出版社出版.
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版社,3
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2012年第5期 内蒙古石油化工
X收稿日期5198.
:2012-01-1
组分生成气泡，聚合温度控制在70℃～80℃。Borstar聚丙烯工艺的环管反应器则可在高温(85℃～95℃)或超过丙烯超临界点的条件下操作，聚合温度和压力都很高，能够防止气泡的形成。
2 催化剂技术进展
自20世纪50年代Ziegler-Natta(Z-N)催化剂问世以来，聚丙烯催化剂经过不断改进得到了很大的发展，目前已经从需要脱灰、脱无规物的第一代催化剂发展到高活性、高立构规整性的高效第五代催化剂。催化剂的活性已由最初的几十倍提高到几百万倍，聚丙烯等规指数已达98%以上，生产工艺得到了简化。目前，催化剂仍是推动聚丙烯技术发展的主要动力。
2.1 Z-N催化剂
目前世界上聚丙烯生产所用的大多数催化剂仍是基于Ziegler-Natta催化体系，即TiCl3沉积于高比表面和结合Lewis碱的MgCl2结晶载体上，助催化剂是Al(C2H5)2Cl等烷基铝类化合物，其特点是高活性(通常在50kgPP/g催化剂左右)、高立构规整性、长寿命和产品结构的稳定性好。近年来，我国在Z-N型聚丙烯催化剂研究方面做了大量的工作，并取得了较大进展。北京化工研究院研究开发出N系列催化剂(已开发了N-1、N-2、N-3等型号)，先后获得中、美、日、欧洲等国的专利授权，并成功实现对外转让。中国科学院化学研究所研制成功CS系列催化剂(包括CS-1和CS-2两种型号)。
2.2 茂金属催化剂
Exxon公司采用双茂金属催化剂在单反应器中制备了双峰分布的丙烯-乙烯共聚物，其加工温度范围大约为26℃，比常用的聚丙烯共聚物的加工温度范围(约15℃)宽，克服了单峰茂金属聚丙烯树脂加工温度范围窄的缺点，在生产BOPP薄膜时拉伸更均匀且不易破裂，可以在低于传统聚丙烯的加工温度下生产性
能良好的聚丙烯薄膜。目前，对于茂金属催化剂技术在聚丙烯生产中的应用，由于与之竞争的使用先进的Z-N催化剂生产的产品不断获得进展，因而茂金属聚丙烯(mPP)的发展相对缓慢，其对市场的渗透程度仍比较有限。
2.3 非茂单活性中心催化剂
近年来，非茂单中心催化剂(亦称后过渡金属催化剂)的开发也相当活跃。镍、钯等后过渡金属，镧系金属络合物，硼杂六元环和氮杂五元环等催化剂也表现出和茂金属催化剂类似的特点，在聚合物的分子量、分子量分布、支化度和组成方面可以进行精密控制和预设计，目前，非茂单活性中心催化剂主要包括镍钯催化剂体系和铁钴催化剂两大体系。由于非茂单活性中心催化剂具有合成相对简单，产率较高、有利于降低催化剂成本(催化剂成本低于茂金属催化剂，助催化剂用量较低)、可以生产多种聚烯烃产品的特点，预计在21世纪将成为烯烃聚合催化剂的又一发展热点，与传统Z-N催化剂和茂金属催化剂一起推动聚丙烯工业的发展。
3 我国聚丙烯工业的发展
我国的聚丙烯工业化生产始于1971年，当时兰州化学工业公司从英国维克斯吉玛公司引进5kt/a 浆液法聚丙烯装置投产，而后燕山石化公司从日本三井油化公司引进80kt/a浆液法聚丙烯装置和辽阳石油化纤公司从美国阿莫科(Amoco)公司引进35 kt/a浆液法聚丙烯装置;80年代引进了日本三井油化公司的Hypol
工艺(液相-气相本体法)在扬子石化公司建设140kt/a聚丙烯装置，又引进了意大利海蒙特(Himont)公司的Spher ipol工艺(液相—气相本体法)在齐鲁石化公司和上海石化股份公司分别建设70kt/a聚丙烯装置，使国内的聚丙烯生产技术达到了比较先进的水平。
与此同时,80年代采用国内自行开发的技术和催化剂，利用炼厂催化裂化装置的丙烯建设了一批规模较小的间歇式液相本体法聚丙烯装置；进入90年代国内聚丙烯的发展更快，利用蒸汽裂解装置和炼厂的丙烯建设了20多套聚丙烯装置。到1998年底，全国共有聚丙烯生产企业50多家，总生产能力已达到2620kt/a，成为我国合成树脂中生产能力最大的一个品种。目前我国已能自行设计液相-气体本体法(釜式或环管式)聚丙烯装置，开发了能用于上述工艺的催化剂，并向外国转让了聚丙烯催化剂的专利技术。
但同时我国聚丙烯生产也存在装置规模偏小、抗冲共聚产品、专用料等高档产品生产较少、产品质量不稳定等问题。
4 聚丙烯工业的展望
世界各大公司为了提高聚丙烯产品在市场中的竞争力，都在致力于新生产工艺、新型催化剂和新产品的研究开发。近年来，尽管我国聚丙烯工业发展迅速，但是产量仍不能满足实际生产的需求，每年都得大量进口，因此，积极跟踪世界聚丙烯生产新工艺和新型催化剂的发展方向，加大符合我国国情聚丙烯生产新工艺和新型催化剂的研究开发力度，同时积极开发生产新产品，以促进我国聚丙烯产业的快速发展。
[参考文献]
[1] 李梅.聚丙烯生产技术的开发与研究.
[] 彭建设高分子材料科学与工程
[3] 仇长明中国石油和化工标准和质量
42内蒙古石油化工 2012年第5期
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