聚丙烯介绍分解.ppt

聚丙烯工艺基础知识 PP工艺总体介绍一 PP简介二 PP的生产工艺分类三 PP的生产工艺介绍 聚烯烃是聚乙烯 聚丙烯和聚1 丁烯及其它烯烃类聚合物的总称 是现代石化工业的最重要的产品 又是塑料制品的主要原料 聚烯烃是合成树脂的重要分支 合成树脂的种类丰富多彩 按其加工性质可分为两大类 热塑性和热固性树脂 合成树脂 热固性树脂 热塑性树脂 环氧树脂 酚醛树脂 不饱和聚酯树脂等 高性能树脂 通用树脂 功能性树脂等 五大通用塑料 聚烯烃 PE PP PVC PS ABS 聚丙烯的物理性质聚丙烯是结晶性高聚物 有着质轻价廉 无毒 无味且机械强度高等优点 各种型号的聚丙烯密度都在0 9g cm3左右 熔点温度为164 170 聚丙烯可处于三种物理状态 晶态 高弹态 粘流态 屈服强度高 有较高的弯曲疲劳寿命 是通用塑料中耐热最高的一种 但熔体弹性大 冷却凝固速度快 易产生内应力 同时成型收缩率比较大 1 2 5 并且具有各向异性 聚丙烯的熔融流动性能好 聚丙烯有优异的化学稳定性 它的化学稳定性随结晶度增加而增大 热稳定性较好 分解温度可达300 以上 与氧接触的情况下 树脂在260 左右开始变黄 无机酸 碱或盐的溶液 除具有强氧化性能外在100 温度下 对PP几乎无破坏作用 聚丙烯是非极性有机物 因此它很容易在非极性有机溶剂中溶解或溶胀 温度越高 溶解或溶胀的越厉害 对于极性溶剂却很稳定 聚丙烯容易燃烧 燃着后离开火源仍会继续燃烧 由于熔体的滴落飞溅 更易使火势蔓延 扑救困难 聚丙烯受紫外线影响而老化 聚丙烯的化学性质 等规聚丙烯 间规聚丙烯 无规聚丙烯 无规共聚物 抗冲共聚物 均聚物 共聚物 聚丙烯 聚丙烯分子结构 均聚物由丙烯单独聚合而成的高分子化合物称为均聚物 由于聚合反应中链增长的方式 即下一个单体连接到分子链上的形式决定了分子链的形状 甲基的空间排列 决定其立构规整度 进而决定其结晶结构 结晶度 密度及相关的物理机械性能 CH3CH3CH3 CH2 C CH2 C CH2 C HHH 等规聚丙烯 CH3HCH3 CH2 C CH2 C CH2 C HCH3H 间规聚丙烯 CH3CH3HCH3H CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C CH2 C HHCH3HCH3 无规聚丙烯 通常的共聚是由丙烯 乙烯两种单体聚合而成的共聚物 现代聚丙烯生产工艺可以加入第三单体生产多元共聚物 共聚物 无规共聚物EP在反应器中控制丙烯和乙烯的组份含量而得到的聚合物 乙烯含量一般为1 4 最大为6 CH3CH3H CH2 C CH2 CH2 C CH2 CH2 C HHCH3 抗冲共聚物 丙烯 乙烯嵌段共聚物 在单一的丙烯聚合后除去未反应的丙烯 再与乙烯聚合所得产物 通常嵌段共聚体中乙烯含量5 20 质量 丙烯 乙烯嵌段共聚物实际是聚乙烯 聚丙烯和末端嵌段共聚物的混合物 这种混合物即保持了一定程度的刚性 又提高了抗冲击强度 但透明性和光泽性有所降低 可用于制造要求高抗冲性能的制品 机械零件 运输箱 管材 板材等 也可用于生产薄壁制品 分子简式 PP PE EP 二 PP的生产工艺分类 按聚合类型可分三类1 浆液法 溶剂法 2 溶液法3 本体法液相本体气相本体法 1 浆液法 溶剂法 最早的生产工艺 已经停止发展 但仍有装置在生产特定的牌号 催化剂在惰性溶剂中同丙烯聚合 流程长 产品要脱无规和灰份 溶剂是己烷或庚烷 反应温度60 80 2 溶液法也是最早的生产工艺之一 反应温度在140度 生成的PP溶解在烯烃中 形成溶液 由于反应器温度高 可以副产蒸汽 3 本体法液相本体法 间歇式和连续式间歇法 我国开发的小本体聚合工艺 连续法 以BASELL的SPHREIPOL工艺为代表 还开发出液相本体 气相法 气相本体法 开始于60年代 是发展较快的一种工艺 以BP AMOCO为代表 在所有聚丙烯生产技术中 目前被广泛使用的有Basell公司的Spheripol技术 ABB lummus公司的Novolen技术 BP Amoco公司的Innovene技术 Chisso公司的Chisso技术四种 九十年代末期 Borealis公司开发的Borstar双峰工艺也实现了工业化 取得了很大的发展 三 聚丙烯工艺介绍 液相本体法 SPHERIPOL工艺 SPHERIPOL环管工艺是在80 81年第四代催化剂开发出来后发展起来的 第一套于82年在意大利投产 6万吨 年 带抗冲反应器的SPHERIPOL工艺于85年在北美投产 1995年推出了第二代环管技术 就是大庆炼化现在引进的 100 200 300 400 500 800 900 700 600 丙烯 产品 氢气 弛放气 乙烯 催化剂 100 200 300 400 500 800 900 700 600 丙烯 产品 氢气 弛放气 乙烯 催化剂 PP颗粒可去气相反应器 生产抗冲牌号 PP颗粒去500单元利用蒸汽对PP颗粒中的残存催化剂进行杀死并汽提出PP中夹带的丙烯 丙烯回收利用 然后用热氮气对PP进行干燥 100 200 300 400 500 800 900 700 600 丙烯 产品 氢气 弛放气 乙烯 催化剂 干燥后的PP去800单元造粒 造粒的成品去900单元经均化后包装 600单元做为辅助单元对装置提供工艺需要的如冷冻盐水 增压氮气等 也处理在生产中出现的废料 如含TEAL的油 蒸汽凝结水 火炬系统 SPHREIPOL工艺特点 利用球型催化剂控制PP的形态 短停留时间 减少了过度料 采用连续的预聚合和预接触来提高产品的稳定性 较高的预聚合收率 50 100g gcat 使进入第一反应器的催化剂颗粒强度高 不会产生大量细粉 有很高的反应器时空产率 采用夹套水冷却 单位体积的换热面积大 传热系数大 反应器内物料用轴流泵高速循环 不容易产生热点 可以用冷却水将丙烯冷凝回收 而不是用能耗高的压缩机 采用气相法生产抗冲橡胶相 生产方案灵活 产品颗粒大 可以不造粒 单耗低 理论值1 003 保证值1 010 采用汽蒸和干燥两步法处理PP 虽然流程长 但丙烯单体容易回收 新一代工艺同原工艺比能生产双峰分布及其他高性能的均聚物 将反应器压力从3 4MPa提高到4 5MPa 极大的提高了反应器内溶解氢的浓度 并结合新的给电子体和主催化剂生产高结晶度和高刚性 分子量分布在3 2 12之间的产品 新增氢气汽提塔和氢气循环压缩机这些特点使环管反应器很适宜生产均聚物和无规共聚物 多相共聚物的生产 采用气相法生产多相共聚物是各工艺技术普遍采用的技术 1 抗冲反应在均聚物生产后 不会在有催化剂分布问题2 加入的乙烯反应速度很快 反应时间短 反应压力低 3 无定型橡胶相是高度可溶于液相烃类单体的 可提供全范围的产品MFR范围为0 1 2000g 10min无规共聚物乙烯含量达4 5 还有三元共聚物 可以同气相法生产的高乙烯含量的产品竞争 抗冲牌号乙烯含量高达25 40 橡胶相 同其他工艺相比生产成本最低 SPHREIPOL工艺优点 紧急停工时损失大 流程投资比气相本体法稍大 开停工周期长 SPHREIPOL工艺缺点 1 主催化剂部分 2 反应部分 3 反应器特点 4 其他部分 5 产品部分 6 应用 从产品质量和结构上看 Basell公司的PP产品覆盖面广 可从反应器直接生产