燕山石化聚丙烯工艺综述(史上最好实习报告内容).ppt

1、聚丙烯加工技术概述，2009年6月8日，2，聚丙烯加工技术概述，聚合原理及产品应用，聚丙烯生产技术的发展历史、市场及需求介绍，液体本体法、回路法、气体本体法，Innovene Lenunipol Sphere，国内聚丙烯加工技术的发展，3，聚丙烯(聚丙烯，简称PP)，一种以丙烯为单体聚合的聚合物，是通用塑料的重要品种。其结构式如下：CH2 CH n CH3 PP优异的热性能和力学性能的结合使其广泛应用于注塑、薄膜和纤维生产等诸多领域。它的通用性和经济性使其在20世纪60年代和70年代初得到迅速发展，并很快成为最重要的热塑性产品之一。4.丙烯聚合的机理相当复杂。一般来说，它被人们认为是阴离子配位

2、聚合机理，可分为四个基本反应步骤：形成活性中心的活化反应、链引发、链增长和链终止。活化：助催化剂TEAL与负载型催化剂表面的四氯化钛反应，将Ti4还原为Ti3，还原后的Ti被活化形成TEAL-TiCl4化合物，Ti作为聚合的活性中心。引发：丙烯分子插入活性中心形成大分子链。生长：丙烯分子不断插入活性中心，聚合物链从催化剂颗粒表面生长。钛碳键的插入有两种方式：聚合原理和产品用途；5.聚合原理和产品用途；6.因为聚丙烯主链含有不对称碳原子，其叔碳上的甲基具有不同的空间排列。因此，有三种具有不同三维结构的聚丙烯，即全同立构(a)、间同立构(b)和无规(c)，如下图所示。7.等规聚丙烯具有良好的耐化学

3、性，可耐80以下的酸、碱、盐溶液和多种有机溶剂，但遇到浓硫酸、发烟硝酸等强氧化剂时会发生腐蚀。聚丙烯链含有结合的氢原子和叔碳，叔碳与氧反应，导致链断裂和聚合物变脆。这种行为在高温、光照或机械应力下会加剧，通常通过添加稳定剂来解决。8.丙烯聚合的反应速率通常由下式表示：Rp=kpC*M丙烯的聚合速率与反应速率常数、活性中心的浓度和丙烯单体的浓度成正比。聚合速率先随时间增加，然后降低，最后达到稳定状态。聚丙烯的反应动力学受催化剂和聚合条件的影响，如催化剂的化学和物理结构、催化剂的性能、催化剂和催化剂的比例和浓度、氢气浓度、温度、搅拌速度等。催化剂体系的复杂性和多相性使得动力学参数的准确分析非常困难

4、。对于不同类型的催化剂，它们的反应速率常数差别很大。聚丙烯(PP)是一种通用热塑性塑料，具有高透明性、无毒、比重轻、易加工、高冲击强度、耐化学腐蚀、耐弯曲、电绝缘性好等优异性能，易于共聚、共混、填充和增强。在聚烯烃树脂中，它已成为仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的第三大塑料，并占据越来越重要的地位。聚丙烯在中国的消费也迅速增长，是近年来消费增长最快的通用树脂。未来有望保持持续增长势头，前景广阔。聚丙烯是一种应用广泛、聚合原理和产品用途广泛的重要合成材料。聚丙烯是一种应用广泛、聚合原理和产品用途广泛的重要合成材料。为了纪念发明聚乙烯和聚丙烯的两位科学家齐格勒和纳塔，合成聚丙烯的催化剂被称为齐格勒/纳塔催化

5、剂。齐格勒/纳塔催化剂由主催化剂和助催化剂组成，其中主催化剂是过渡金属盐(主要是卤化物)，而助催化剂是主族金属的烷基化物，也称为活化剂。催化剂的发展历史，聚丙烯的发展历史，17。钛镁催化剂的分析和检测结果表明，催化剂中的所有组分都失去了原有的检测特性，表明这些组分形成了新的结合力强的配合物。因此，聚合体系中实际的助催化剂是许多化合物的混合物，包括烷基铝、未转化的烷基铝和酯(或硅烷)的络合物、过反应的副产物、铝醇盐和部分游离的外部电子给体。由于钛镁催化剂的化学和结构原因，我们可以知道决定催化剂性能的主要参数是内部和外部电子给体的存在与否，以及它的化学结构和浓度。聚丙烯的发展历史18，(1)第一代

6、催化剂第一套聚丙烯生产设备于70年代初在燕山向阳化工厂建成，所用催化剂是用研磨法生产的含1/3三氯化铝的第一代三氯化钛催化剂。(2)第二代催化剂是苏威公司在20世纪70年代初成功开发的三氯化钛催化剂。虽然苏威催化剂的活性有了很大的提高，但这种催化剂中的大部分钛盐仍然是无活性的，它们会以残留物的形式留在聚合物中，这将影响产品的质量，因此它们仍然需要被除去，所以使用这种催化剂的聚合过程仍然需要后处理系统。在中国，与苏威催化剂类型相同的催化剂称为复合催化剂。聚丙烯的发展历史，19，(3)第三代催化剂采用在高比表面积的载体上负载钛化合物的方法来提高催化剂的效率，这种方法自20世纪60年代就开始研究了。

7、发现载体氯化镁的活化是一个关键，只有用活化的活性氯化镁作为载体才有可能得到高活性的催化剂；加入适当的电子给体化合物可以提高催化剂的丙烯聚合取向能力。这种催化剂的载体可以简单地表示为氯化镁四氯化钛四磷酸盐。20世纪70年代末，该系统的催化剂分别由蒙特迪西和三井涂油公司用于工业生产。该催化剂是第三代催化剂和第一载体催化剂。我国第三代催化剂的研究始于20世纪70年代末，先后开展了研磨催化剂和研磨浸渍催化剂的研究工作。聚丙烯的发展历史，20，(4)第四代催化剂给电子体的研究工作进展，推动了20世纪80年代初超高活性第三代催化剂的成功开发。特别地，发现通过使用邻苯二甲酸酯作为内部电子给体和使用烷氧基硅烷

8、(或硅烷)作为外部电子给体可以获得高活性和立构规整性的聚丙烯。该催化剂可以表示为氯化镁TiCl 4ph(COO IBU)2-alet3ph 2si(OME)2，其用于许多聚丙烯工业生产单元。在始于20世纪80年代初的“六五”计划中，中国将聚丙烯和聚乙烯催化剂的研发列为国家科技任务，组织多个科研生产单位联合攻关，开发了多种第四代聚丙烯催化剂，如化学工程研究所的氮催化剂、氢催化剂和中国科学院化学研究所的CS-1催化剂。聚丙烯的发展历史，21，(5)20世纪80年代后半期，Montell公司发现了一种新的给电子体1，3-二醚化合物，它可以得到一种具有极高活性和立构规整性的催化剂，而且不需要添加任何外

9、部给电子体就可以得到同样的效果。由于这种给电子体突破了前两代催化剂必须与内外给电子体配合的限制，蒙代尔公司将其列为第五代聚丙烯(6)。第六代催化剂科学家发现，如果甲基铝氧烷(MAO)用作某些茂金属化合物的助催化剂，这种催化体系不仅具有高聚合活性，而且可以合成具有高立构规整度的全同立构或间同立构聚丙烯。因此，与茂金属催化剂类型相似的单中心催化体系可以被认为是第六代聚丙烯催化剂。聚丙烯发展历史，22，聚丙烯发展历史，淤浆法工业生产工艺技术第一代Z/N催化剂(活性1000千克/千克催化剂)于1923年和1960年出现，第二代Z/N催化剂(活性10000千克/千克催化剂)于1970年出现，产品等规度提

10、高，本体法和气相法工艺技术开始发展，聚丙烯发展历史，24，聚丙烯工业化发展历史卡尔齐格勒教授于20世纪50年代和50年代首次合成高结晶度聚乙烯， 朱利奥纳塔教授在20世纪50年代和70年代首次合成了结晶聚丙烯，并在意大利费拉拉建立了第一批年产6000吨的淤浆法聚丙烯工业生产装置，具有聚丙烯的发展史。 20世纪50年代和80年代，第三代氮/氮催化剂研制成功(催化剂活性为15000公斤/公斤)。产品的全同立构规整度进一步提高，大大减少了无规聚合物的产品，省略了去除无规聚合物的工艺步骤，简化了工艺流程，可以生产高乙烯含量的无规共聚物和抗冲共聚物。工业装置采用本体法、气相法和组合法技术大规模建造，聚丙

11、烯有其发展历史。在20世纪60年代和90年代，使用了第四代氮/氮催化剂(活性60000千克/千克催化剂)。改善产品形态，生产高结晶聚合物，开始开发茂金属催化剂，开发全同立构和间同立构聚丙烯，进一步简化本体和气相工艺流程，扩大装置，降低投资和运行成本，开始建设大型工业装置，单线生产能力达到30万吨/年。天然聚丙烯粒料的最新进展。简述二醚和琥珀酸酯催化剂的发展，聚丙烯的发展历史，国外市场概况。2005年，世界聚丙烯产量达到4100万吨，与2000年持平。市场与需求，28。国外市场、市场和需求概述目前，世界上聚丙烯生产商的数量正在减少，一些公司控制着相当大的生产能力。世界前十大生产商的产能为2350

12、万吨，占世界聚丙烯总产能的51.3%。未来，全球聚丙烯工业的发展将趋向于生产的集团化和国际化。主要国际石化公司通过重组、兼并优势业务，利用本地区丰富的资本、廉价的原材料和劳动力，扩大了市场份额，进一步提高了市场竞争优势。2006年，世界主要聚丙烯生产公司的生产能力，29，聚丙烯在世界上的主要用途是生产注塑产品，其中周转箱的货物和工业零件仍然是其主要用途；由于其低密度和良好的机械性能，它也被广泛用于汽车零件。此外，聚丙烯在纤维和薄膜中占很大比例。国外市场消费结构，市场与需求，30。国外聚丙烯的主要用途是生产注塑产品，其中商品周转箱和工业零件仍是其主要用途，由于其密度低和机械性能好，也广泛应用于汽

13、车零部件；此外，纤维和薄膜在聚丙烯的消费结构中占很大比例。国内聚丙烯产量年均增长率达到26.0%，远远超过表观消费量和进口量年均增长率(18.6%一市场与需求，国内市场概况，32。市场与需求，国内市场概况。2006年，国内聚丙烯生产企业的运营率很高，很多企业都在100%以上。2006年，国内聚丙烯总产量为613.1万吨，比2005年增长12.9%。33，市场与需求，国内聚丙烯需求结构，34。到2005年，纺织产品的比重将下降，拉伸材料市场将趋于饱和，特种材料市场的供需缺口将大幅扩大。由于注塑产品中洗衣机材料的产量接近饱和，对聚丙烯树脂的需求放缓，供需缺口仅略有增加；共聚物注射塑料将成为供需缺口

14、最大的品种；由于包装行业的发展，BOPP薄膜材料和流延聚丙烯材料发展迅速，供需差距进一步扩大；随着岩土材料的发展，纤维材料获得了新的市场机遇，需求快速增长，供需差距不断扩大。此外，聚丙烯管材和聚丙烯高透明材料将成为市场发展的新热点。市场与需求、国内市场消费结构、35、市场与需求、聚丙烯进口量、36、市场与需求、2006年聚丙烯进口分布、2006年中国聚丙烯进口仍主要集中在广东、浙江、上海和江苏。这些地区2006年进口238.9万吨，占国内进口总额的81.1%。37，市场与需求，2006年中国聚丙烯消费结构，38。近年来，随着我国聚丙烯消费量的增加，对注塑、薄膜、纤维等产品的需求显著增加，而拉伸

15、材料的乙烯进口仍主要集中在广东、浙江、上海和江苏。2006年，这些地区消耗了340万吨聚丙烯，约占国内进口总量的38%。根据对聚丙烯市场的分析和预测，消费在丙纶纱中的比重呈下降趋势。市场和需求分别为3912.04亿吨和93万吨水泥、5305万吨和42万吨化肥、4.9亿吨和43万吨粮食，其中50%、30%和60%采用其他产品。2005年，扁丝聚丙烯包装消耗约340万吨，纺织产品在中国使用，出口编织袋24亿袋，约54万吨。市场与需求、聚丙烯市场分析与预测、40种薄膜产品、130多条BOPP生产线(产量148万吨)、40多条CPP生产线(产量32万吨)和其他包装薄膜(产量25万吨)。2005年，聚丙

16、烯的消费量约为205万吨，主要包括BOPP、CPP、普通包装膜和微孔膜，市场和需求，聚丙烯市场分析和预测，41.3。纤维产品：2006年，聚丙烯消费量约102万吨，短纤维生产能力约30万吨，产量19万吨，丝束生产能力约10万吨，产量4万吨，生产无纺布。产量57万吨，长丝(包括BCF)生产能力约27万吨，产量22万吨，市场与需求，聚丙烯市场分析与预测，42.4。注塑产品、3492万台洗衣机、110万吨包装、日用品等用聚丙烯、63万吨小家电用聚丙烯、22万吨738.5万辆汽车用聚丙烯。2006年，国内注塑产品消耗了约229万吨聚丙烯。聚丙烯市场分析与预测，市场与需求，43.5。高透明产品，主要用于制作透明杯子、包装盒、办公文件夹和文件柜等。2006年