Процесс производства полипропилена

Полипропиленовая смола – одна из четырех термопластичных смол общего назначения (полиэтилен, поливинилхлорид, полипропилен, полистирол). Его получают путем реакции полимеризации с пропиленом в качестве сырья и этиленом в качестве сомономера.
Технологические методы, используемые для производства полипропилена в мире, в основном делятся на следующие категории по категориям: метод растворителя, метод раствора, метод жидкой фазы (включая комбинированный тип жидкой фазы, газовой фазы) и метод газовой фазы. Характеристики каждого процесса кратко представлены следующим образом:
полимеризация растворителем
Метод растворителя (также известный как суспензионный метод или грязевой метод, суспензионный метод) является самым ранним процессом производства полипропилена. Однако из-за процессов обеззоливания и регенерации растворителя этот процесс является длительным и сложным, а с развитием технологии исследования катализаторов с 1980-х годов метод растворителя имел тенденцию к застою и постепенно заменялся методом объемной жидкой фазы.
Особенности процесса: (1) Мономер пропилена растворяют в инертном жидком растворителе (например, гексане), и полимеризация растворителя осуществляется под действием катализатора. Полимер суспендируют в растворителе в виде твердых частиц и используют реактор с мешалкой котлового типа; (2) Существуют процессы обеззоливания и восстановления растворителя. Этот процесс длительный и сложный, требует больших инвестиций в оборудование и высокого энергопотребления. Однако производство легко контролировать, а качество продукции хорошее; (3) Частицы полипропилена отделяются центробежной фильтрацией, а затем сушатся кипячением в потоке воздуха и экструзионным гранулированием.
полимеризация в растворе
Характеристики процесса: (1) Используйте линейные углеводороды с высокой температурой кипения в качестве растворителей и работайте при температуре выше точки плавления полипропилена. Все полученные полимеры растворяются в растворителе и равномерно распределяются; (2) Метод высокотемпературной газовой отгонки испаряет и удаляет растворитель. Получают расплавленный полипропилен, затем экструдируют и гранулируют с получением гранул; (3) Единственным производителем является американская компания Kodak.
Жидкофазный объемный метод
Комбинированный жидкофазный и газофазный процесс производства полипропилена массовым методом жидкой фазы представляет собой новый процесс, разработанный на средних и поздних стадиях производства полипропилена. Этот производственный процесс был разработан через семь лет после того, как в 1957 году началось промышленное производство полипропилена.
Жидкофазный метод используется для производства полипропилена. Катализатор непосредственно диспергируется в жидкофазном пропилене без добавления какого-либо другого растворителя в реакционную систему для проведения объемной жидкофазной полимеризации пропилена. Полимер непрерывно осаждается из жидкого пропилена и суспендируется в жидком пропилене в виде мелких частиц. По мере увеличения времени реакции концентрация полимерных частиц в жидком пропилене увеличивается. Когда степень конверсии пропилена достигает определенного уровня, неполимеризованный мономер пропилена восстанавливают путем мгновенного испарения с получением порошкообразного полипропиленового продукта. Это относительно простой и передовой способ промышленного производства полипропилена. Жидкофазный объемный метод представляет собой новую технологию и новый уровень производства полипропилена в мире в 1980-х годах.
Особенности процесса: (1) В систему не добавляется растворитель, мономер пропилена подвергается жидкофазной полимеризации в массе в котловом реакторе в жидкофазном состоянии, а этиленпропилен подвергается газофазной сополимеризации в реакторе с псевдоожиженным слоем; (2) Процесс прост: меньше оборудования, меньше инвестиций, низкое энергопотребление и производственные затраты; (3) Для гомополимеризации используется реактор с ковшовым перемешиванием (процесс Hypol) или петлевой реактор (процесс Spheripol), статистическая сополимеризация и блок-сополимеризация проводятся в реакторе с перемешиванием и выполняются в псевдоожиженном слое.
Типичным представителем метода объемной жидкой фазы является процесс объемного метода жидкой фазы Spherizone компании BASELL. Сферизон — это технология газофазной переработки с использованием катализатора Циглера-Натта, которая производит полимеры, которые сохраняют прочность и технологичность, но при этом являются высококристаллическими, жесткими и более однородными. Он производит высокооднородные мультимономерные смолы или бимодальные гомополимеры в одном реакторе. Реакция сферизонного цикла имеет две взаимосвязанные области. Различные области играют роль газофазных и жидкофазных петлевых реакторов других процессов. Эти две области позволяют производить смолы с разной относительной молекулярной массой или распределением мономерного состава, что расширяет диапазон характеристик полипропилена.
Основным оборудованием этого процесса является реакторная система МЗЦР (многозонная циркуляционная реакторная система) Р230. Реактор состоит из стояка и стояка. В стояке полимер выдувается реакционным газом вверх с образованием псевдоожиженного слоя, направляется в верхнюю часть стояка и проходит через циклонный сепаратор. Порошок собирается в сливном стакане. Реакционный газ циркулирует центробежным компрессором по внешнему трубопроводу, а тепло реакции отводится с помощью циркуляционного охладителя на внешнем циркуляционном трубопроводе. Продукт из реактора выгружают через клапан, установленный в нижней части сливного стакана. После того, как выгруженный порошок дегазируется под высоким и низким давлением, его непосредственно пропаривают и сушат при производстве гомополимеров и статистических сополимеров для получения порошкообразных продуктов. При производстве противоударных изделий порошок после дегазации под высоким давлением выгружают в газофазный реактор с псевдоожиженным слоем. В реакторе до сих пор используется газофазная реакторная система Spheripol II. Реактор сополимеризации представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд со сферическими головками в верхней и нижней частях и кипящим слоем в нижней части. Основной материал — нержавеющая сталь, внутренняя поверхность полированная.
Текущая максимальная производственная мощность этого процесса на одной линии достигла 450,000 тонн/год. Содержание этилена в продуктах из ударного сополимера MZCR (многозонный циркуляционный реактор) может достигать 22% (содержание каучука более 40%), а также могут быть произведены терполимерные продукты, содержащие этилен и 1-бутен.