年產(chǎn)4萬噸聚丙烯可行性研究報告.doc

年產(chǎn)4萬噸聚丙烯可行性研究報告目錄 目錄.1第1章 聚丙烯項(xiàng)目總論 .4 1.1 項(xiàng)目背景.4 1.2 可行性研究結(jié)論.4 1.3 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表.71.4 存在問題及建議.7第2章 聚丙烯項(xiàng)目提出的依據(jù)和必要性.8 2.1 項(xiàng)目提出的依據(jù).8 2.2 項(xiàng)目建設(shè)必要性.8第3章 聚丙烯項(xiàng)目市場分析與建設(shè)規(guī)模10 3.1 市場調(diào)查 .103.2 市場預(yù)測 .123.3 產(chǎn)品方案和建設(shè)規(guī)模 .13第4章 聚丙烯項(xiàng)目建設(shè)條件與廠址選擇 .14 4.1 資源和原材料 .14 4.2 建設(shè)地區(qū)的選擇 .15 4.3 廠址選擇 .15第5章 聚丙烯項(xiàng)目工廠技術(shù)方案 165.1 設(shè)計(jì)基本原則.165.2 生產(chǎn)原理 .165.3 生產(chǎn)技術(shù)方案 .18第6章 環(huán)境保護(hù)與勞動安全.296.1 建設(shè)地區(qū)的環(huán)境現(xiàn)狀.296.2 項(xiàng)目主要污染源和污染物.296.3 治理環(huán)境的方案.296.4 環(huán)境保護(hù)投資估算.306.5 勞動安全衛(wèi)生.30第7章 企業(yè)組織和勞動定員 .327.1 企業(yè)組織.32 7.2 勞動定員.32第8章 項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度安排.34 8.1 項(xiàng)目實(shí)施的各階段.34 8.2 項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度表.34 8.3 項(xiàng)目實(shí)施費(fèi)用.34第9章 投資估算與資金籌措.35 9.1 項(xiàng)目總投資估算.35 9.2 總投資及資金籌措.35 9.3 貸款償還期測算.36第10章 財(cái)務(wù)與敏感性分析.37 10.1 生產(chǎn)成本和銷售收入估算.3710.2 財(cái)務(wù)評價.3710.3 國民經(jīng)濟(jì)評價.3710.4 不確定性分析.3710.5 社會效益和社會影響分析37第11章 可行性研究結(jié)論與建議.38 11.1 結(jié)論與建議. 38第12章 附件39 第1章 聚丙烯項(xiàng)目總論1.1 項(xiàng)目背景項(xiàng)目名稱年產(chǎn)4萬噸聚丙烯高分子材料生產(chǎn)線投資項(xiàng)目項(xiàng)目承辦單位石化集團(tuán)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 何家梁承擔(dān)可行性研究工作的法人代表李靜研究工作依據(jù)(1) 本項(xiàng)目符合國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2005年）第一類鼓勵類第十六項(xiàng)輕工第十小類：新型、生態(tài)型（易降解、易回收、可復(fù)用）包裝材料研發(fā)、生產(chǎn)，符合國家產(chǎn)業(yè)政策和包裝工業(yè)發(fā)展方向。(2) 聚丙烯高分子材料屬新型、生態(tài)型、高科技包裝材料，廣泛適用于書寫和印刷。隨著人民生活水平的提高，對高質(zhì)量聚丙烯高分子材料需求將越來越大，市場銷售額一直處于上升趨勢，市場潛力巨大，產(chǎn)品方向正確。(3) 本項(xiàng)目建設(shè)單位有雄厚的技術(shù)力量、完善的銷售網(wǎng)絡(luò)，這為本項(xiàng)目建設(shè)和今后生產(chǎn)提供了有利的技術(shù)和經(jīng)營保證。（4）聚丙烯(PP)是最輕的通用塑料。其綜合力學(xué)性能好、易加工、熱變形溫度高、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性、強(qiáng)度、剛性和透明性都比聚乙烯好，加之其成本較低，因而在汽車、家電、化工及包裝等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。1.2 可行性研究結(jié)論市場預(yù)測和項(xiàng)目規(guī)模（1） 產(chǎn)品概述聚丙烯采用齊格勒納塔催化聚化聚合而得，它是分子鏈節(jié)排列得很規(guī)整的結(jié)晶形等規(guī)聚合物，聚丙烯英文名為Polypropylene，簡稱PP（以下或得稱 PP），俗稱百折膠，聚丙烯按其結(jié)晶度可以分為等規(guī)聚丙烯和無規(guī)，等規(guī)聚丙烯為高度結(jié)晶的熱塑性樹脂，結(jié)晶度高達(dá)95%以上，分子量在815萬之間，這交介紹的聚丙烯主要為等規(guī)聚丙烯，而無規(guī)聚丙烯在室溫下是一種非結(jié)晶的，微帶粘性的白色蠟狀物，分子量低（300010000），結(jié)構(gòu)不規(guī)整缺乏內(nèi)聚力，應(yīng)用較少。聚丙烯可通過填充，增強(qiáng)，共混，黃聚，交聯(lián)來改性。如添加碳酸鈣，滑石粉，無機(jī)礦物質(zhì)等填料，可提高剛性，硬度，耐熱性和尺寸穩(wěn)定性；添加玻璃纖維，石棉纖維，去母，玻璃微珠等可提高拉伸強(qiáng)度，并可改善抗蠕變性，低溫抗沖擊性；添加彈性體和橡膠等可提高沖擊性能，透明性等。（2） 國內(nèi)市場供求現(xiàn)狀及預(yù)測。目前世界聚丙烯生產(chǎn)商數(shù)量正在減少，少數(shù)的幾家公司控制著相當(dāng)大的生產(chǎn)（詳見附件一）。世界前十位生產(chǎn)商的能力達(dá)到2350萬噸，占世界聚丙烯總能力的51.3%。今后全球聚丙烯工業(yè)的發(fā)展將趨向集團(tuán)化、國際化生產(chǎn)。國際大石化公司通過重組，合并優(yōu)勢業(yè)務(wù)，利用雄厚的資金、區(qū)域內(nèi)廉價的原料及勞動力來擴(kuò)大其市場份額，進(jìn)一步提高市場競爭優(yōu)勢。 19952000年間，國內(nèi)聚丙烯產(chǎn)量的年均增長率達(dá)到26.0%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了表觀消費(fèi)量和進(jìn)口量的年均增長率（18.6%和8.3%），自給率也由1995年的49.2%迅速上升到2000年的66.7%。目前我國聚丙烯的消費(fèi)結(jié)構(gòu)及預(yù)測，極大的促進(jìn)聚丙烯的大規(guī)模生產(chǎn)，我國計(jì)劃在蘭州、大慶、茂名石化在建200-300kt/aPP裝置，計(jì)劃2004年底-2006年投產(chǎn)；中國石化、上海石化與BP公司合資組建的上海賽科石化250kt/aPP裝置，2005年上半年投產(chǎn)；中海油與殼牌公司合資的惠州南海石化項(xiàng)目在240kt/aPP裝置，2005年底投產(chǎn)；福建煉化與?？松梨诤蜕程匕⒚篮腺Y的福建石化項(xiàng)目將300kt/aPP裝置，預(yù)計(jì)2006-2007年投產(chǎn)。這些項(xiàng)目建成后可新增聚丙烯產(chǎn)能近1500kt/a。另外，武漢900kt/a、上海1000kt/a、天津800kt/a、蘭化600kt/a乙烯裝置都有配套的PP裝置。如果2010年前這些項(xiàng)目建成投產(chǎn)，將大大緩解我國PP供需不平衡的狀況。同時，再加上一些老裝置改造擴(kuò)能，國內(nèi)市場競爭會更加激烈今后規(guī)模較小的裝置如果沒有自己的特色產(chǎn)品將很難生存。物料供應(yīng)（1）用料和來源 本項(xiàng)目建成投產(chǎn)后所需的主要原料為丙烯原料，由于正常生產(chǎn)的廢料都直接回用，因而原料投入產(chǎn)出率較高，預(yù)計(jì)能達(dá)到0.985，年產(chǎn)4萬噸聚丙烯，每年需原料總量約為1200噸。原輔材料用量和來源詳見表1-1。表1-1原輔材料名稱、用量及來源序號名稱年用量（噸）來源1均聚級聚丙烯（PPHO）64000中國石化2珠光劑10200國產(chǎn)3白色母料1180國產(chǎn)4抗靜電母料790國產(chǎn)5抗粘連母料50國產(chǎn)6共聚級聚丙烯（PPCO）2460中國石化7紙劑2520比利石8紙管730國產(chǎn)9包裝材料740國產(chǎn)（4）原材料的性能經(jīng)過篩選，主要原材料性能指標(biāo)見表1-2。表1-2 PPHO和PPCO主要性能指標(biāo)序號性能指標(biāo)單位PPHOPPCO1密度g/cm30.90-0.910.8952熔融指數(shù)G/10min2.2-3.05-7.33拉伸強(qiáng)度Mpa35-43214斷裂伸長率%500-8005005彎曲強(qiáng)度Mpa1400-16006艾式?jīng)_擊強(qiáng)度KJ/3.1-4.09.7-11.77熔點(diǎn)1655005彎曲強(qiáng)度Mpa1400-16006艾式?jīng)_擊強(qiáng)度KJ/3.1-4.09.7-11.77熔點(diǎn)1651368軟化度1651209等規(guī)度%95-9710肖式硬度624.2 建設(shè)地區(qū)的選擇自然條件基礎(chǔ)設(shè)施社會經(jīng)濟(jì)條件其它應(yīng)考慮的因素4.3 廠址選擇廠址多方案比較廠址推薦方案第5章 工廠技術(shù)方案5.1 設(shè)計(jì)基本原則(1)嚴(yán)格執(zhí)行國家和山東省現(xiàn)行的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程，以及有關(guān)消防、環(huán)保和職業(yè)衛(wèi)生方面的方針政策。(2)根據(jù)投資規(guī)模進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，并結(jié)合企業(yè)多年的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，確定生產(chǎn)工藝及其它配套設(shè)備。(3)設(shè)備選型以先進(jìn)、高效、實(shí)用、節(jié)能、可靠為原則，引進(jìn)國際先進(jìn)設(shè)備，盡可能在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下減少投資、降低成本。(4)廠區(qū)總平面布置力求人流、物流合理安排，整體布局符合當(dāng)?shù)匾?guī)劃的基本要求。(5)土建設(shè)計(jì)按照現(xiàn)代企業(yè)形象的要求，在滿足使用功能的情況下盡可能兼顧美觀，做到經(jīng)濟(jì)合理、安全適用。(6)考慮公用各系統(tǒng)的配套。5.2 生產(chǎn)原理聚丙烯（polypropylene，縮寫為PP）是以丙烯為單體聚合而成的聚合物，是通用塑料中的一個重要品種。PP的熱性能和機(jī)械性能的優(yōu)異結(jié)合使其在很多領(lǐng)域如注塑、薄膜及纖維生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，它的通用性加上經(jīng)濟(jì)性使其應(yīng)用在60年代和70年代初期得到了快速發(fā)展，很快成為最重要的熱塑性產(chǎn)品之一。丙烯聚合反應(yīng)的機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，一般來說，多為人們接受的是陰離子配位聚合機(jī)理，可以分為四個基本反應(yīng)步驟：活化反應(yīng)形成活性中心、鏈引發(fā)、鏈增長及鏈終止?；罨褐呋瘎㏕EAL與載體催化劑表面的四氯化鈦反應(yīng)，將Ti4+還原為Ti3+，被還原的Ti即被活化，并形成了TEAL-TiCl4化合物，Ti作為聚合反應(yīng)的活性中心。引發(fā)：丙烯分子插入活性中心開始形成大分子鏈。增長：丙烯分子在活性中心連續(xù)插入，聚合物鏈從催化劑顆粒表面開始增長，Ti-C鍵的插入可以有兩種方式發(fā)生：氫氣存在下，上面兩種大分子鏈可以分別形成異丙基或正丁基端基。終止：鏈終止反應(yīng)主要有以下三種方式：向單體鏈轉(zhuǎn)移：向助催化劑轉(zhuǎn)移：向氫氣轉(zhuǎn)移：這三個轉(zhuǎn)移反應(yīng)中，向氫氣轉(zhuǎn)移是最有效的鏈終止方式。因此，氫氣用作聚合物分子量的控制劑。等規(guī)聚丙烯具有較好的耐化學(xué)性，能耐80以下的酸、堿、鹽液及許多有機(jī)溶劑，但遇到濃硫酸和發(fā)煙硝酸等強(qiáng)氧化劑會發(fā)生腐蝕。 聚丙烯鏈上含有結(jié)合的氫原子和叔碳原子，和氧反應(yīng)引起鏈的斷裂，聚合物變脆。這種行為在高溫、光或機(jī)械應(yīng)力下會加劇，常通過加入穩(wěn)定劑的方式解決。 丙烯聚合的反應(yīng)速度常用下式表示： Rp=kpC*M 丙烯的聚合速度與反應(yīng)速度常數(shù)、活性中心濃度以及丙烯單體濃度成正比。聚合反應(yīng)速度隨時間先增加后衰減，最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)。 聚丙烯的反應(yīng)動力學(xué)受催化劑和聚合條件的影響，如催化劑的化學(xué)物理結(jié)構(gòu)和活化劑的性能、催化劑和活化劑的比例及濃度、氫濃度、溫度、攪拌速度等。催化劑體系的復(fù)雜性以及非均相特性使得準(zhǔn)確分析動力學(xué)參數(shù)非常困難，對于不同類型的催化劑，它們的反應(yīng)速度常數(shù)有很大差別。聚丙烯（PP）是一種通用的熱塑性塑料，具有透明度高、無毒性、比重輕、易加工、抗沖擊強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕、抗撓曲性、電絕緣性好等優(yōu)良性能，并易于通過共聚、共混、填充、增強(qiáng)等工藝措施進(jìn)行改性，綜合性能優(yōu)良，價格合理，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，廣泛用于化工、化纖、建筑、輕工、家電、汽車、包裝等諸多工業(yè)領(lǐng)域。在聚烯烴樹脂中，成為僅次于聚乙烯、聚氯乙烯的第三大塑料，占有越來越重要的地位，我國聚丙烯的消費(fèi)量增長也相當(dāng)迅速，是近年來消費(fèi)增長最快的通用樹脂，預(yù)計(jì)未來將保持繼續(xù)增長的勢頭，具有廣闊的前景。5.3 生產(chǎn)技術(shù)方案目前，聚丙烯的生產(chǎn)工藝按聚合類型可分為溶液法、淤漿法、本體法和氣相法和本體法-氣相法組合工藝5大類。具體工藝主要有BP公司的氣相Innovene工藝、Chisso公司的氣相法工藝、Dow公司的Unipol工藝、Novolene氣相工藝、Sumitomo氣相工藝、Basell公司的本體法工藝、三井公司開發(fā)的Hypol工藝以及Borealis公司的Borstar工藝等。 主要工藝技術(shù)1.淤漿法工藝 淤漿法工藝（SlurryProcess）又稱漿液法或溶劑法工藝，是世界上最早用于生產(chǎn)聚丙烯的工藝技術(shù)。從1957年第一套工業(yè)化裝置一直到20世紀(jì)80年代中后期，淤漿法工藝在長達(dá)30年的時間里一直是最主要的聚丙烯生產(chǎn)工藝。典型工藝主要包括意大利的Montedison工藝、美國Hercules工藝、日本三井東壓化學(xué)工藝、美國Amoco工藝、日本三井油化工藝以及索維爾工藝等。這些工藝的開發(fā)都基于當(dāng)時的第一代催化劑，采用立式攪拌釜反應(yīng)器，需要脫灰和脫無規(guī)物，因采用的溶劑不同，工藝流程和操作條件有所不同。近年來，傳統(tǒng)的淤漿法工藝在生產(chǎn)中的比例明顯減少，保留的淤漿產(chǎn)品主要用于一些高價值領(lǐng)域，如特種BOPP薄膜、高相對分子質(zhì)量吹塑膜以及高強(qiáng)度管材等。近年來，人們對該方法進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的淤漿法生產(chǎn)工藝使用高活性的第二代催化劑，可刪除催化劑脫灰步驟，能減少無規(guī)聚合物的產(chǎn)生，可用于生產(chǎn)均聚物、無規(guī)共聚物和抗沖共聚物產(chǎn)品等。目前世界淤漿法PP的生產(chǎn)能力約占全球PP總生產(chǎn)能力的13%。 2.溶液法工藝溶液法生產(chǎn)工藝是早期用于生產(chǎn)結(jié)晶聚丙烯的工藝路線，由Eastman公司所獨(dú)有。該工藝采用一種特殊改進(jìn)的催化劑體系-鋰化合物（如氫化鋰鋁）來適應(yīng)高的溶液聚合溫度。催化劑組分、單體和溶劑連續(xù)加入聚合反應(yīng)器，未反應(yīng)的單體通過對溶劑減壓而分離循環(huán)。額外補(bǔ)充溶劑來降低溶液的粘度，并過濾除去殘留催化劑。溶劑通過多個蒸發(fā)器而濃縮，再通過一臺能夠除去揮發(fā)物的擠壓機(jī)而形成固體聚合物。固體聚合物用庚烷或類似的烴萃取進(jìn)一步提純，同時也除去了無定形聚丙烯，取消了使用乙醇和多步蒸餾的過程，主要用于生產(chǎn)一些與漿液法產(chǎn)品相比模量更低、韌性更高的特殊牌號產(chǎn)品。該方法工藝流程復(fù)雜，且成本較高，聚合溫度高，加上由于采用特殊的高溫催化劑使產(chǎn)品應(yīng)用范圍有限，目前已經(jīng)不再用于生產(chǎn)結(jié)晶聚丙烯。3.體法工藝本體法工藝的研究開發(fā)始于20世紀(jì)60年代，1964年美國Dart公司采用釜式反應(yīng)器建成了世界上第一套工業(yè)化本體法聚丙烯生產(chǎn)裝置。1970年以后，日本住友、Phillips、美國EIPsao等公司都實(shí)現(xiàn)了液相本體聚丙烯工藝的工業(yè)化生產(chǎn)。與采用溶劑的漿液法相比，采用液相丙烯本體法進(jìn)行聚合具有不使用惰性溶劑，反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)單體濃度高，聚合速率快，催化劑活性高，聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，反應(yīng)器的時-空生產(chǎn)能力更大，能耗低，工藝流程簡單，設(shè)備少，生產(chǎn)成本低，三廢量少；容易除去聚合熱，并使撤熱控制簡單化，可以提高單位反應(yīng)器的聚合量；能除去對產(chǎn)品性質(zhì)有不良影響的低分子量無規(guī)聚合物和催化劑殘?jiān)?，可以得到高質(zhì)量的產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn)。不足之處是反應(yīng)氣體需要?dú)饣?、冷凝后才能循環(huán)回反應(yīng)器。反應(yīng)器內(nèi)的高壓液態(tài)烴類物料容量大，有潛在的危險性。此外，反應(yīng)器中乙烯的濃度不能太高，否則在反應(yīng)器中形成一個單獨(dú)的氣相，使得反應(yīng)器難以操作，因而所得共聚產(chǎn)品中的乙烯含量不會太高。本體法不同工藝路線的區(qū)別主要是反應(yīng)器的不同。反應(yīng)器可分為釜式反應(yīng)器和環(huán)管反應(yīng)器兩大類。釜式反應(yīng)器是利用液體蒸發(fā)的潛熱來除去反應(yīng)熱，蒸發(fā)的大部分氣體經(jīng)循環(huán)冷凝后返回到反應(yīng)器，未冷凝的氣體經(jīng)壓縮機(jī)升壓后循環(huán)回反應(yīng)器。而環(huán)管反應(yīng)器則是利用軸流泵使?jié){液高速循環(huán)，通過夾套冷卻撤熱，由于傳熱面積大，撤熱效果好，因此其單位反應(yīng)器體積產(chǎn)率高，能耗低。本體法生產(chǎn)工藝按聚合工藝流程，可以分為間歇式聚合工藝和連續(xù)式聚合工藝兩種。（1）間歇本體法工藝。間歇本體法聚丙烯聚合技術(shù)是我國自行研制開發(fā)成功的生產(chǎn)技術(shù)。它具有生產(chǎn)工藝技術(shù)可靠，對原料丙烯質(zhì)量要求不是很高，所需催化劑國內(nèi)有保證，流程簡單，投資省、收效快，操作簡單，產(chǎn)品牌號轉(zhuǎn)換靈活、三廢少，適合中國國情等優(yōu)點(diǎn)，不足之處是生產(chǎn)規(guī)模小，難以產(chǎn)生規(guī)模效益；裝置手工操作較多，間歇生產(chǎn)，自動化控制水平低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；原料的消耗定額較高；產(chǎn)品的品種牌號少，檔次不高，用途較窄。目前，我國采用該法生產(chǎn)的聚丙烯生產(chǎn)能力約占全國總生產(chǎn)能力的24.0%；（2）連續(xù)本體法工藝。該工藝主要包括美國Rexall工藝、美國Phillips工藝以及日本Sumitimo工藝。（a）Rexall工藝。Rexall本體聚合工藝是介于溶劑法和本體法工藝之間的生產(chǎn)工藝，由美國Rexall公司開發(fā)成功，該工藝采用立式攪拌反應(yīng)器，用丙烷含量為10%-30%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的液態(tài)丙烯進(jìn)行聚合。在聚合物脫灰時采用己烷和異丙醇的恒沸混合物為溶劑，簡化了精餾的步驟，將殘余的催化劑和無規(guī)聚丙烯一同溶解于溶劑中，從溶劑精餾塔的底部排出。以后，該公司與美國ElPaso公司組成的聯(lián)合熱塑性塑料公司，開發(fā)了被稱為液池工藝的新生產(chǎn)工藝，采用Montedison-MPC公司的HY-HS高效催化劑，取消了脫灰步驟，進(jìn)一步簡化了工藝流程。該工藝的特點(diǎn)是以高純度的液相丙烯為原料，采用HY-HS高效催化劑，無脫灰和脫無規(guī)物工序。采用連續(xù)攪拌反應(yīng)器，聚合熱用反應(yīng)器夾套和頂部冷凝器撤出，漿液經(jīng)閃蒸分離后，單體循環(huán)回反應(yīng)；（b）Phillips工藝。該工藝由美國Phillips石油公司于20世紀(jì)60年代開發(fā)成功。其工藝特點(diǎn)是采用獨(dú)特的環(huán)管式反應(yīng)器，這種結(jié)構(gòu)簡單的環(huán)管反應(yīng)器具有單位體積傳熱面積大，總傳熱系數(shù)高，單程轉(zhuǎn)化率高、流速快、混合好、不會在聚合區(qū)形成塑化塊、產(chǎn)品切換牌號的時間短等優(yōu)點(diǎn)。該工藝可以生產(chǎn)寬范圍熔體流動速率的聚聚物和無規(guī)聚合物；（c）Sumitimo工藝。該工藝由日本Sumitimo（住友）化學(xué)公司于1974年開發(fā)成功。此工藝基本上與Rexene本體法相似，但Sumitimo本體法工藝包括除去無規(guī)物及催化劑殘余物的一些措施。通過這些措施可以制得超聚合物，用于某些電氣和醫(yī)學(xué)用途。Sumitimo本體法工藝使用SCC絡(luò)合催化劑（以一氯二乙基鋁還原四氯化鈦，并經(jīng)過正丁醚處理），液相丙烯在50-80、3.0MPa下進(jìn)行聚合，反應(yīng)速率高，聚合物等規(guī)指數(shù)也較高，還采用高效萃取器脫灰，產(chǎn)品等規(guī)指數(shù)為96%-97%，產(chǎn)品為球狀顆粒，剛性高，熱穩(wěn)定性好，耐油及電氣性能優(yōu)越。 4.體法-氣相法組合工藝本體法-氣相法組合工藝主要包括巴塞爾公司的Spheripol工藝、日本三井化學(xué)公司的Hypol工藝、北歐化工公司的Borstar工藝等。 （1）Spheripol工藝。Spheripol工藝由巴塞爾（Basell）聚烯烴公司開發(fā)成功。該技術(shù)自1982年首次工業(yè)化以來，是迄今為止最成功、應(yīng)用最為廣泛的聚丙烯生產(chǎn)工藝。Spheripol工藝是一種液相預(yù)聚合同液相均聚和氣相共聚相結(jié)合的聚合工藝,工藝采用高效催化劑，生成的PP粉料粒度其催化劑生產(chǎn)的粉料呈園球形，顆粒大而均勻，分布可以調(diào)節(jié)，既可寬又可窄?？梢陨a(chǎn)全范圍、多用途的各種產(chǎn)品。其均聚和無規(guī)共聚產(chǎn)品的特點(diǎn)是凈度高，光學(xué)性能好，無異味。Spheripol工藝采用的液相環(huán)管反應(yīng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)： a) 有很高的反應(yīng)器時-空產(chǎn)率（可達(dá)400kg PP/h.m3），反應(yīng)器的容積較小，投資少；b) 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，材質(zhì)要求低，可用低溫碳鋼，設(shè)計(jì)制造簡單，由于管徑?。―N500或DN600），即使壓力較高，管壁也較?。籧) 帶夾套的反應(yīng)器直腿部分可作為反應(yīng)器框架的支柱，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)降低了投資；d) 由于反應(yīng)器容積小，停留時間短，產(chǎn)品切換快，過渡料少；e) 聚合物顆粒懸浮于丙烯液體中，聚合物與丙烯之間有很好的熱傳遞。采用冷卻夾套撤出反應(yīng)熱單位體積的傳熱面積大，傳熱系數(shù)大，環(huán)管反應(yīng)器的總體傳熱系數(shù)高達(dá)1600W/（m2.）；f) 環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)的漿液用軸流泵高速循環(huán)，流體流速高達(dá)7m/s，因此可以使聚合物淤漿攪拌均勻，催化劑體系分布均勻，聚合反應(yīng)條件容易控制而且可以控制得很精確，產(chǎn)品質(zhì)量均一，不容易產(chǎn)生熱點(diǎn)，不容易粘壁，軸流泵的能耗也較低；g) 反應(yīng)器內(nèi)聚合物漿液濃度高（質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于50%），反應(yīng)器的單程轉(zhuǎn)化率高，均聚的丙烯單程轉(zhuǎn)化率為50%-60%。以上這些特點(diǎn)使環(huán)管反應(yīng)器很適宜生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物。Spheripol工藝一開始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化劑，催化劑活性達(dá)到40kgPP/gcat，產(chǎn)品等規(guī)度為90%-99%，可不脫灰、不脫無規(guī)物。目前該技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第二代。與采用單環(huán)管反應(yīng)器的第一代技術(shù)相比，第二代技術(shù)使用雙環(huán)管反應(yīng)器，操作壓力和溫度都明顯提高，可生產(chǎn)雙峰聚丙烯。催化劑體系采用第四代或第五代Z-N高效催化劑，增加了氫氣分離和回收單元，改進(jìn)了聚合物的高壓和低壓脫氣設(shè)備，汽蒸、干燥和丙烯事故排放單元也有所改進(jìn)，增加了操作靈活性，提高了效率，原料單體和各項(xiàng)公用工程消耗也顯著下降。所得產(chǎn)品顆粒度更加均勻，產(chǎn)品的熔體流動指數(shù)范圍更寬（從0.3-1600.0g/10min），可生產(chǎn)高剛性、高結(jié)晶度和低熱封溫度的新PP牌號。Spheripol工藝的抗沖共聚反應(yīng)采用氣相法生產(chǎn)，反應(yīng)器是一個或兩個串聯(lián)的密相流化床反應(yīng)器。反應(yīng)器采用氣相法密相流化床。采用一個氣相反應(yīng)器系統(tǒng)可以生產(chǎn)乙烯含量在8%-12%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的抗沖共聚物，如果需要生產(chǎn)橡膠相含量更高且可能具有一個以上分散相的特殊抗沖共聚物（如低應(yīng)力發(fā)白產(chǎn)品），則需要設(shè)計(jì)兩個氣相反應(yīng)能夠器系統(tǒng)，保持兩個氣相反應(yīng)器系統(tǒng)中的氣相組成和操作條件獨(dú)立，可以獲得兩種不同的共聚物添加到均聚物中。采用汽蒸和干燥兩步法處理聚合物，可以很容易將汽蒸尾氣中的蒸氣冷凝而分離出純烴類單體，能夠完全回收利用尾氣中的烴類，降低單體的消耗。閉路氮?dú)飧稍锵到y(tǒng)也降低了裝置的氮?dú)庀牧俊４送?，Spheripol工藝采用模塊化設(shè)計(jì)方式，可以滿足不同用戶的要求，易于分步建設(shè)（如先上均聚物生產(chǎn)系統(tǒng)，在適時增加氣相反應(yīng)系統(tǒng)），裝置的生產(chǎn)能力也容易擴(kuò)大。Spheripol工藝有嚴(yán)格完善的安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)，使裝置有很高的操作穩(wěn)定性和安全性。新一代Spheripol工藝采用純的添加劑加入系統(tǒng)，使產(chǎn)品質(zhì)量更加均一穩(wěn)定，而且方便產(chǎn)品切換。Spheripol工藝技術(shù)能提供全范圍的產(chǎn)品，包括均聚物、無規(guī)共聚物、抗沖共聚物、三元共聚物（乙烯-丙烯-丁烯共聚物）。其均聚物產(chǎn)品的MFR范圍為0.1-2000g/10min，工業(yè)化產(chǎn)品的MFR達(dá)到1860g/10min（特殊的不造粒產(chǎn)品），高剛性產(chǎn)品的彎曲模量達(dá)到2300MPa。工業(yè)化生產(chǎn)的無規(guī)共聚物產(chǎn)品中乙烯含量高達(dá)4.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），并有乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物產(chǎn)品，薄膜封焊起始溫度低至110，可與氣相法工藝生產(chǎn)的高乙烯含量無規(guī)共聚競爭?？箾_共聚產(chǎn)品具有很好的剛性和抗沖擊性的綜合性能，產(chǎn)品乙烯含量可高達(dá)25%（40%橡膠相），并已具有達(dá)到40%乙烯含量（60%橡膠相）的能力。此外，Spheripol工藝可通過添加過氧化物和雙環(huán)管反應(yīng)器靈活地根據(jù)產(chǎn)品需要在聚合物分散指數(shù)（PI）3.2-12之間調(diào)節(jié)產(chǎn)品的分子量分布，可以在反應(yīng)器內(nèi)直接生產(chǎn)MFR高達(dá)1800g/10min的產(chǎn)品以及大顆粒無需造粒產(chǎn)品，使Spheripol工藝具有極強(qiáng)的競爭力。Spheripol工藝的另外一個特點(diǎn)是先進(jìn)的催化劑技術(shù)。Basell公司有多種催化劑體系可用于Spheripol工藝生產(chǎn)不同類型的產(chǎn)品，如MC-GF2A催化劑用于生產(chǎn)均聚物，MC-M1用于生產(chǎn)大球形的抗沖共聚物及均聚物和無規(guī)共聚物，而一些高模量的均聚物則要使用D-給電子體（二環(huán)戊基-二甲氧基-硅烷，簡稱DCPMC），一些高乙烯含量的特殊抗沖共聚物也要使用專用的催化劑。Basell公司注冊了多項(xiàng)專利的二醚類催化劑也已經(jīng)有商業(yè)化產(chǎn)品，如MC-126、MC-127。二醚類催化劑具有很高的聚合活性（可達(dá)100Tpp/kgcat）和長壽命，很好的等規(guī)指數(shù)控制，高的氫氣敏感性，產(chǎn)品有較窄的的分子量分布。目前，世界上采用Spheripol工藝生產(chǎn)的聚丙烯裝置有近百套，總生產(chǎn)能力約為1460萬噸/年，約占世界聚丙烯總生產(chǎn)能力的36.8%。其中北美地區(qū)的生產(chǎn)能力為403萬噸/年，亞洲地區(qū)合計(jì)為419萬噸/年，西歐地區(qū)的生產(chǎn)能力為410.5萬噸/年，中歐和東歐地區(qū)的生產(chǎn)能力為62萬噸/年，中東和非洲地區(qū)的生產(chǎn)能力為131.5萬噸/年； （2）Hypol工藝。Hypol工藝由日本三井化學(xué)公司于20世紀(jì)80年代初期開發(fā)成功，該工藝采用HY-HS-II催化劑（TK-II）,是一種多級聚合工藝。它把本體法丙烯聚合工藝的優(yōu)點(diǎn)同氣相法聚合工藝的優(yōu)點(diǎn)融為一體，是一種不脫灰、不脫無規(guī)物能生產(chǎn)多種牌號聚丙烯產(chǎn)品的組合式工藝技術(shù)。該工藝與Spheripol工藝技術(shù)基本相同，主要區(qū)別在于Hypol工藝中均聚物不能從氣相反應(yīng)器旁路排出，部分從高壓脫氣罐來的閃蒸氣被打回到氣相反應(yīng)器。生產(chǎn)均聚物時，第一氣相反應(yīng)器實(shí)際上也起閃蒸作用。氣相反應(yīng)器是基于流化床和攪拌（刮板）容器特殊設(shè)計(jì)的。反應(yīng)器在生產(chǎn)抗沖擊性共聚物時，無污垢，不需要清洗。在生產(chǎn)均聚物期間，氣相反應(yīng)器又可用做終聚合釜，提高了生產(chǎn)能力，而且氣相反應(yīng)器操作靈活，可生產(chǎn)乙烯含量25%的抗沖擊性共聚物。 基于二乙醚提供技術(shù)，三井公司已經(jīng)生產(chǎn)出第5代RK-RH型催化劑，其活性高于第4代催化劑2-3倍。Hypol工藝可生產(chǎn)均聚、無規(guī)、抗沖全范圍的PP產(chǎn)品，MFR范圍為0.30-80kg/10min，所得產(chǎn)品具有很高的立體規(guī)整度和剛性，制成的薄膜具有很好的光學(xué)性能（透明度和光澤度）；定向品種如單絲、條帶和纖維有很好的加工性（定向性），能使成品具有很好的性能，熔體流動速率很高，用于高速注塑的品種可直接聚合得到，而不需要熱處理等措施。目前，世界上采用Hypol工藝生產(chǎn)的聚丙烯裝置有22套，總生產(chǎn)能力約為251萬噸/年，約占世界聚丙烯總生產(chǎn)能力的6.3%； （3）Borstar工藝。Borealis公司（北歐化工）的Borstar工藝(北星雙峰)PP工藝是1998年才開發(fā)成功的PP新型生產(chǎn)工藝，該工藝源于北星雙峰聚乙烯工藝，工藝采用與北星雙峰聚乙烯工藝相同的環(huán)管和氣相反應(yīng)器，設(shè)計(jì)基于Z-N催化劑，也能使用正在中試中的單活性中心催化劑。其基本配置是采用雙反應(yīng)器即環(huán)管反應(yīng)器串聯(lián)氣相反應(yīng)器生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物，再串聯(lián)一臺或兩臺氣相反應(yīng)器生產(chǎn)抗沖共聚物，這取決于最終產(chǎn)品中的橡膠含量，如生產(chǎn)高橡膠相含量的抗沖共聚物則需要第二臺氣相共聚反應(yīng)器。2000年5月Borealis公司在奧地利的Schwechat建成世界上第一套生產(chǎn)能力為20萬噸/年的雙峰PP生產(chǎn)裝置。傳統(tǒng)的聚丙烯工藝在丙烯的臨界點(diǎn)以下進(jìn)行聚合反應(yīng)，為防止輕組分（如氫氣、乙烯）和惰性組分生成氣泡，聚合溫度控制在70-80。北星雙峰聚丙烯工藝的環(huán)管反應(yīng)器則可在高溫（85-95）或超過丙烯超臨界點(diǎn)的條件下操作，聚合溫度和壓力都很高，能夠防止氣泡的形成。這是唯一一個超臨界條件下聚合的聚丙烯工藝。雙峰高溫工藝的北星雙峰聚丙烯技術(shù)的主要特點(diǎn)可以概括為：先進(jìn)的催化劑技術(shù)，聚合反應(yīng)條件寬，產(chǎn)品范圍寬，產(chǎn)品性能優(yōu)異。 （a）采用更高活性的MgCl2載體催化劑（BC1）。使用的Z-N系列催化劑反應(yīng)溫度越高，活性越高。80時的活性為60000kgPP/kgcat，因而產(chǎn)品中的催化劑殘余量非常低。另外，Borstar工藝采用一種催化劑體系就可以生產(chǎn)所有類型的產(chǎn)品； （b）采用環(huán)管反應(yīng)器和氣相流化床反應(yīng)器組合工藝路線，可以靈活地控制產(chǎn)品的MWD、等規(guī)指數(shù)和共聚單體含量。高溫或超臨界操作環(huán)管反應(yīng)器不僅提高了催化劑活性也提高了反應(yīng)器的傳熱能力，使液體密度降低，固體濃度提高，提高了反應(yīng)器的生產(chǎn)效率。環(huán)管反應(yīng)器的出料直接加入氣相反應(yīng)器，不需要用蒸氣氣化單體，通過氣相聚合反應(yīng)熱使液相單體氣化，減少了蒸汽消耗量。反應(yīng)的單程轉(zhuǎn)化率高，可以達(dá)到80%以上，單體的循環(huán)量少； （c）由于環(huán)管反應(yīng)器在超臨界條件下操作，可以加入的氫氣濃度幾乎沒有限制，氣相反應(yīng)器也適宜高氫氣濃度的操作。這種反應(yīng)器的組合具有直接在反應(yīng)器中產(chǎn)生很高熔體流動速率和高共聚單體含量的產(chǎn)品的能力。目前已經(jīng)開發(fā)出MFR超過1000g/10min的纖維級產(chǎn)品和乙烯含量為6%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的無規(guī)共聚物； （d）能夠生產(chǎn)分子量分布很窄的單峰產(chǎn)品，也能生產(chǎn)分子量分布寬的雙峰產(chǎn)品，使聚合物的分子量分布加寬，改進(jìn)產(chǎn)品的加工性。聚合物的分子量分布隨反應(yīng)器溫度的增加而降低，可以生產(chǎn)所需分子量分布的產(chǎn)品。即使是很高M(jìn)FR的產(chǎn)品，MWD也可以控制，使得產(chǎn)品具有一些獨(dú)特性質(zhì)，如低的蠕變性和高的熔體強(qiáng)度； e）由于聚合溫度較高，生產(chǎn)的聚合物有更高的結(jié)晶度和等規(guī)指數(shù)，二甲苯可溶物很低，約為1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。在相同沖擊強(qiáng)度下的剛性比傳統(tǒng)的聚丙烯產(chǎn)品高10%； （f）無規(guī)共聚物中共聚單體的分布非常均勻，因而有非常好的熱封性和光學(xué)性能。由于反應(yīng)條件在臨界點(diǎn)之上，只有很少的聚合物溶解于丙烯中，減少了無規(guī)共聚物含量高時出現(xiàn)的粘釜現(xiàn)象，系統(tǒng)可以加入更大量的共聚單體，無規(guī)共聚物中的乙烯含量最高可以達(dá)到10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）； （g）能夠生產(chǎn)更高橡膠相含量的抗沖共聚物。使用一臺共聚反應(yīng)器最高可以生產(chǎn)25%橡膠相含量的抗沖共聚物（乙烯含量為15%），使用兩臺共聚反應(yīng)器最高可以生產(chǎn)50%橡膠相含量的抗沖共聚物（乙烯含量為30%）。產(chǎn)品的抗沖擊性和剛性的綜合性能更好； （h）Borealis公司在其Borstar工藝中開發(fā)應(yīng)用了BorAPC技術(shù)。采用專有工藝控制器可進(jìn)行各種方式的工藝控制，實(shí)現(xiàn)前瞻性控制和卡邊操作，提高了產(chǎn)量2%-3%，提高了反應(yīng)條件控制的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，縮短了產(chǎn)品過渡時間，減少了過渡料。 5.相法聚丙烯工藝氣相法聚丙烯工藝的研究和開發(fā)始于20世紀(jì)60年代，1967年BASF公司在Ludwigshafen建成一套采用立式攪拌床反應(yīng)器的氣相聚丙烯工藝中試裝置。1969年BASF和Shell的合資ROW公司在德國Wesseling采用立式攪拌床反應(yīng)器建成世界上第一套2.5萬噸/年氣相聚丙烯工業(yè)裝置，命名為Novolen工藝。20世紀(jì)70年代，美國Amoco公司開發(fā)出采用接近活塞流的臥式攪拌床氣相反應(yīng)器的氣相法PP生產(chǎn)工藝。80年代初期，UCC公司將其成熟的氣相流化床Unipol聚乙烯工藝用于聚丙烯生產(chǎn)中，推出了Unipol氣相聚丙烯工藝。日本的Sumitomo公司也于同期開發(fā)出采用氣相流化床的氣相法工藝。目前，世界上氣相法PP生產(chǎn)工藝主要有BP公司的Innovene工藝、Chisso工藝、聯(lián)碳公司的Unipol工藝、BASF公司的Novolen工藝以及住友化學(xué)公司的Sumitomo工藝等。（1）Innovene工藝又名BP-Amoco工藝。工藝的主要特點(diǎn)是采用獨(dú)特的接近活塞流的臥式攪拌床反應(yīng)器。用這種獨(dú)特的反應(yīng)器，因顆粒停留時間分布范圍很窄，可以生產(chǎn)剛性和抗沖擊性非常好的共聚物產(chǎn)品。這種接近平推流的反應(yīng)器可以避免催化劑短路。當(dāng)有乙烯存在時，可以生成大顆粒共聚物，而不是在均聚物顆粒內(nèi)生成細(xì)粉，這些細(xì)粉將降低共聚物的低溫沖擊強(qiáng)度，并形成不必要的