PEPP生產(chǎn)工藝培訓(xùn)講學(xué)

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PEPP生產(chǎn)工藝-世界上主要的11種聚乙烯PE生產(chǎn)技術(shù)信息來源：商都采暖網(wǎng)日期：2008-8-3010:40:51目前世界上擁有聚乙烯技術(shù)的公司很多，擁有LDPE技術(shù)的有7家，LLDPE和全密度技術(shù)的企業(yè)有10家，HDPE技術(shù)的企業(yè)有12家。從技術(shù)發(fā)展情況看，高壓法生產(chǎn)LDPE是PE樹脂生產(chǎn)中技術(shù)最成熟的方法，釜式法和管式法工藝技術(shù)均已成熟，目前這兩種生產(chǎn)工藝技術(shù)并存。發(fā)達(dá)國家普遍采用管式法生產(chǎn)工藝。此外，國外各公司普遍采用低溫高活性催化劑引發(fā)聚合體系，可降低反應(yīng)溫度和壓力。高壓法生產(chǎn)LDPE將向大型化

2、、管式化方向發(fā)展。低壓法生產(chǎn)HDPE和LLDPE，主要采用鈦系和絡(luò)系催化劑，歐洲和日本多采用齊格勒型鈦系催化劑，而美國多采用絡(luò)系催化劑。目前世界上主要應(yīng)用的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)用11種，現(xiàn)簡單介紹如下：（1）巴塞爾公司氣相法Spherilene工藝生產(chǎn)線性PE可從很低密度PE（ULDPE）到LLDPE，也可生產(chǎn)HDPE等。采用齊格勒-納塔型鈦基催化劑和Spherilene氣相法工藝。在輕質(zhì)惰性烴類存在下，催化劑和進(jìn)料先進(jìn)行本體預(yù)聚合，在緩和條件下發(fā)生本體聚合。漿液進(jìn)入第一臺氣相反應(yīng)器，采用循環(huán)氣體回路冷卻器散熱，再進(jìn)入二臺氣相反應(yīng)器。生產(chǎn)產(chǎn)品密度從ULDPE（小于900kg/m3）到HDPE（大于9

3、60kg/m3），熔體流動速率（MFR）從0.01100。因采用二臺氣相反應(yīng)器，故可生產(chǎn)雙峰級和特種聚合物。Spherilene工藝1992年推向市場以來，現(xiàn)已擁有生產(chǎn)能力180萬噸/年。六套生產(chǎn)裝置（美國1套、韓國2套、巴西2套、印度1套）己投入運轉(zhuǎn)，另有二套（印度和伊朗各1套）在建設(shè)中，單線生產(chǎn)能力可從10萬噸/年30萬噸/年。目前，中國沒有這類技術(shù)的生產(chǎn)裝置。（2）北歐化工公司北星（Bastar）工藝北星PE工藝可生產(chǎn)雙峰和單峰LLDPE、MDPE（中密度PE）和HDPE。采用串聯(lián)的回路、氣相低壓法反應(yīng)器。PE密度為918970kg/m3，熔融指數(shù)0.1100。采用Z-N催化劑或SSC（

4、單活性中心）催化劑。催化劑與丙烷稀釋劑混入進(jìn)入緊湊的預(yù)聚合反應(yīng)器，同時送入共催化劑、乙烯、共聚單體和氫氣。預(yù)聚合的漿液再進(jìn)入第二臺較大的漿液回路反應(yīng)器，在超臨界條件（75100、5.56.5MPa）下操作。可生產(chǎn)雙峰級產(chǎn)品。經(jīng)閃蒸后的聚合物進(jìn)一步送入流化床氣相反應(yīng)器，無需加入新催化劑，可得到均聚物，氣相反應(yīng)落操作條件為：75100、2.0MPa。第一套工業(yè)化裝置于1995年在芬蘭投運，阿布扎比建設(shè)的二條生產(chǎn)線（45萬噸/年雙峰級產(chǎn)品）于2001年下半年投運。第5套25萬噸/年裝置（第二套雙峰級）也在中國上海石化公司建成，成為中國最大的PE裝置，該工藝單線最大的設(shè)計能力可達(dá)30萬噸/年。（3）B

5、P公司氣相法Innovene工藝可生產(chǎn)LLDPE和HDPE產(chǎn)品，采用Z-N鈦基、鉻基或茂金屬催化劑。鉻催化劑可生產(chǎn)寬分子量分布的產(chǎn)品，齊格勒-納塔（Z-N）催化劑生產(chǎn)窄分子量分布的產(chǎn)品。床層反應(yīng)器操作條件緩和，為75100和2.0MPa?？刹捎枚∠┗蛞严楣簿蹎误w。己有30套生產(chǎn)線投入運轉(zhuǎn)、設(shè)計或建設(shè)中。能力范圍為5萬35萬噸/年。Technip公司與BP公司合作，在歐洲、前蘇聯(lián)、南美、中國和馬來西亞擁介BP公司生產(chǎn)聚乙烯的Innovene工藝。BP公司InnovenePE能力現(xiàn)已超過800萬噸/年，包括伊朗BandarIman、蘇格蘭格蘭杰默斯、印度尼西亞梅拉克和馬來西亞克爾蒂赫等的PE裝置

6、。中國獨山子石化公司LLDPE/HDPE裝置的二次擴建也采用Innovene工藝，從12萬噸/年擴增到20萬噸/年。賽科新建的60萬噸聚乙烯將采用該技術(shù)。（4）?？松梨诠竟苁胶透椒磻?yīng)工藝采用高壓自由基工藝生產(chǎn)LDPE均聚物和EVA（乙烯醋酸乙烯）共聚物。采用大規(guī)模管式反應(yīng)器（能力13萬35萬噸/年）和攪拌釜式反應(yīng)器（能力約10萬噸/年）。管式反應(yīng)器操作壓力高達(dá)300MPa，釜式反應(yīng)器低于200MPa。高壓工藝的優(yōu)點是縮短停留時間，相同的反應(yīng)器可從生產(chǎn)均聚物切換至共聚物。均聚物聚合物密度為912935kg/m3，熔融指數(shù)為0.2150。醋酸乙烯含量可高達(dá)30%。生產(chǎn)每噸聚合物的物耗、能耗為

7、：乙烯1.008噸，電力800kwh，蒸汽0.35t，氮氣5m3。已有23套高壓法反應(yīng)器投運，產(chǎn)能為170萬噸/年。生產(chǎn)均聚物和各種共聚物。目前燕山新建的20萬噸/年LDPE裝置即采用該公司的管式法技術(shù)。（5）三井化學(xué)公司低壓漿液法CX工藝可生產(chǎn)HDPE和MDPE，采用低壓漿液法CX工藝?？缮a(chǎn)雙峰分子量分布的產(chǎn)品。乙烯、氫氣、共聚單體和超高活性催化劑進(jìn)入反應(yīng)器，在漿液狀態(tài)下發(fā)生聚合反應(yīng)，聚合物性質(zhì)自動控制系統(tǒng)可有效地控制產(chǎn)品質(zhì)量，超高活性催化劑無需從產(chǎn)品中脫除。從漿液中分離出來的90%的溶劑，無需作任何處理就可直接循環(huán)至反應(yīng)器?？缮a(chǎn)窄或?qū)挿肿恿糠植嫉漠a(chǎn)品，密度為930970kg/m3，熔融

8、指數(shù)0.0150。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為：乙烯和共聚單體1010kg，電力305kwh，蒸汽340kg，冷卻水190t，氮氣30m3。已有35條生產(chǎn)線投運或建設(shè)中，總能力360萬噸/年。國內(nèi)目前由于該技術(shù)的企業(yè)主要有大慶的22萬噸裝置、揚子和燕山的14萬噸裝置，蘭州的7萬噸裝置。（6）雪佛龍-菲利浦斯公司雙回路反應(yīng)器LPE工藝用菲利浦斯石油公司LPE工藝生產(chǎn)線性聚乙烯（LPE）。采用極高活性催化劑在回路反應(yīng)器和異丁烷漿液中進(jìn)行聚合。產(chǎn)品熔融指數(shù)和分子量分布可由催化劑、操作條件和氫氣來調(diào)節(jié)控制。共聚單體可用丁烯-1、已烯-1、辛烯-1等。高活性催化劑使之無需脫除催化劑，聚合時無石蠟或其他副產(chǎn)

9、物生成，大大減少了對環(huán)境的逸散污染。乙烯、異丁烷、共聚單體和催化劑連續(xù)進(jìn)入回路反應(yīng)器，在低于100和約4.0MPa下發(fā)生反應(yīng)，停留時間約1小時。乙烯單程轉(zhuǎn)化率超過97%。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為：乙烯1.007噸，催化劑和化學(xué)品210美元（對于不同產(chǎn)品），電力350kwh，蒸汽0.25t，冷卻水185t，氮氣30m3。已有82條生產(chǎn)線投運和建設(shè)，占世界PE能力34%。上海金菲公司的13.5萬噸裝置就是采用該技術(shù)。茂名新建的35萬噸/年的新裝置也可能采用該技術(shù)。（7）Univation技術(shù)公司低壓氣相法Unipol工藝用低壓、氣壓UnipolPE工藝生產(chǎn)LLDPEHDPE。采用漿液催化劑和氣相

10、、流化床反應(yīng)器。用常規(guī)的和茂金屬催化劑無需脫除催化劑步驟。投資和操作費用較低，對環(huán)境污染較少。乙烯、共聚單體和催化劑進(jìn)入流化床反應(yīng)器，操作條件為約100和2.5MPa。產(chǎn)品密度為915970kg/m3，熔融指數(shù)0.1200。根據(jù)催化劑類型可調(diào)節(jié)窄或?qū)挿肿恿糠植?。已?9條生產(chǎn)線投運或建設(shè)。單線能力可為4萬45萬噸/年。目前國內(nèi)采用該技術(shù)的裝置較多，主要為茂名、吉化、揚子、天津、中原、廣州、大慶、齊魯?shù)取＃?）Stamicarbon公司COMPACT工藝該工藝采用先進(jìn)的Z-N催化劑利用COMPACTSolution技術(shù)生產(chǎn)密度為900970kg/m3的PE。采用攪拌釜式反應(yīng)器，聚合溫度200。氫

11、用于控制聚合物分子量。無需脫除催化劑步驟。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為：乙烯和共聚單體1.016t，電力500kwh，蒸汽400kg，冷卻水230m3，低壓蒸汽（產(chǎn)出）330kg。有5套裝置投運，總能力65萬噸/年。（9）巴塞爾聚烯烴公司Hostalen工藝用攪拌釜的Hostalen工藝生產(chǎn)HDPE。采用并聯(lián)或串聯(lián)的二臺反應(yīng)器進(jìn)行漿液聚合。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為：乙烯和共聚單體1.015t，蒸汽400kg，電力350kwh，冷卻水165m3。已有31條生產(chǎn)線運轉(zhuǎn)或設(shè)計中，生產(chǎn)能力近340萬噸/年。目前在國內(nèi)采用該技術(shù)的裝置為遼化公司，生產(chǎn)能力只有4萬噸。該技術(shù)目前單線最大生產(chǎn)能力可達(dá)到35萬

12、噸/年，可生產(chǎn)包括雙峰在內(nèi)的幾乎所有產(chǎn)品，其中其薄膜、中空和管材等產(chǎn)品在世界上具有一定的知名度。（10）埃尼化學(xué)公司高壓法工藝采用高壓法釜式或管式工藝生產(chǎn)LDPE和EVA。LDPE密度為918935kg/m3，EVA中VAM（醋酸乙烯單體）含量可從3%40%。己有24條生產(chǎn)線運轉(zhuǎn)或設(shè)計中，單線能力可高達(dá)20萬噸/年。目前該裝置投資費用和能耗相對較高，新建裝置一般不采用該技術(shù)。（11）Stamicarbon公司高壓法工藝?yán)酶邏汗苁椒磻?yīng)器生產(chǎn)LDPE和EVA共聚體。生產(chǎn)每噸產(chǎn)量的物耗、能耗為：乙烯1.005t，電力800kwh，高壓蒸汽230kg，冷卻水120m3，低壓蒸汽（產(chǎn)出）650kg。1

13、996年起，已有單線能力15萬30萬噸/年裝置多套投運，總能力超過180萬噸/年。PP生產(chǎn)工藝目前，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。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

14、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

15、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氣相法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，UC

16、C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。Innovene工藝又名BP-Amoco工藝。工藝的主要特點是采用獨特的接近活塞流的臥式攪拌床反應(yīng)器。用這種獨特的反應(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

17、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度，并形成不必要的膠狀體。因此，該工藝很窄的反應(yīng)停留時間分布可以實現(xiàn)用多個全混反應(yīng)釜均聚反應(yīng)器才能生產(chǎn)的高抗沖共聚物的要求。另外，由于這種獨特的反應(yīng)器設(shè)計，該工藝的產(chǎn)品過渡時間很短，理論上產(chǎn)品的過度時間要比連續(xù)攪拌反應(yīng)器或流化床反應(yīng)器短2/3，因而產(chǎn)品切換容易，過渡產(chǎn)品很少。Innovene工藝采用丙烯閃蒸的方式撤熱。液體丙烯以一種能保持反應(yīng)器床層干燥的方式從各個進(jìn)料點噴人反應(yīng)器內(nèi)，液體丙烯汽化后，其單體的分壓小于它的露點壓力，并足以撤走反應(yīng)熱。操作中必須嚴(yán)格控制液體丙烯的進(jìn)料

18、速度和其在反應(yīng)器中的汽化，以保證床層干燥程度、流化程度與反應(yīng)溫度范圍之間的平衡。氣鎖系統(tǒng)是該工藝的另一特色。當(dāng)物料從第一反應(yīng)器輸送到第二反應(yīng)器時，氣鎖系統(tǒng)可避免兩反應(yīng)器互相串流。尤其是生產(chǎn)共聚物時，兩反應(yīng)器的氣相組成不同，第一反應(yīng)器中含有大量氫氣，同時第二反應(yīng)器中含有乙烯和少量氫氣，如果第一反應(yīng)器中的氫氣進(jìn)入第二反應(yīng)器或第二反應(yīng)器中的乙烯進(jìn)人第一反應(yīng)器，都將嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，因此將兩反應(yīng)器隔離是關(guān)鍵。本工藝所用的CD催化劑具有很好的形態(tài)控制，高的活性和選擇性，能控制無規(guī)聚丙烯的生成，產(chǎn)品有很高的等規(guī)指數(shù)，聚合產(chǎn)品粒度分布窄，粉料流動性好，灰分含量低，色澤好等。采用該催化劑，可以使工藝流程得到簡

19、化。只使用一種催化劑就可生產(chǎn)所有牌號的產(chǎn)品，不需要切換催化劑。CD催化劑的活性在25000-55000kgPP/kgcat范圍內(nèi)，取決于原料純度和反應(yīng)器的數(shù)量。生產(chǎn)的粉料產(chǎn)品的等規(guī)指數(shù)最高可以達(dá)到99%。CD催化劑的另外一個特點是不需要預(yù)處理或預(yù)聚合，可以直接加入反應(yīng)器，并且該催化劑可以生產(chǎn)所有聚丙烯產(chǎn)品。該工藝均聚產(chǎn)品的MFR可以從0.5g/10min到100g/10min，產(chǎn)品韌性高于其他氣相聚合工藝所得產(chǎn)品；無規(guī)共聚產(chǎn)品的MFR為2-35g/10min，其乙烯含量可以達(dá)到7%-8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；抗沖共聚產(chǎn)品的MFR為1-35g/10min，乙烯含量為5%-17%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。由于活塞流式

20、的反應(yīng)器設(shè)計，使得催化劑的停留時間分布較窄，抗沖共聚物的橡膠相分布更加均勻，性能更加優(yōu)異，尤其是抗沖擊性和剛性的平衡性能更好。該工藝也可以采用一臺反應(yīng)器生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物，但是該工藝也有不足，產(chǎn)品中乙烯含量（或橡膠組分比例）不高，不能獲得高抗沖和超高抗沖牌號的PP產(chǎn)品。該工藝的另外一個重要特征是聚合反應(yīng)可以通過停止催化劑注入而快速平穩(wěn)地停止（約15-20分鐘），并可以在幾小時后重新開車，不會影響反應(yīng)器內(nèi)部條件及聚合物的質(zhì)量。在遇到停電等事故時，反應(yīng)器可以在事故停車或慢停車狀態(tài)下，通過釋放反應(yīng)器壓力，在3分鐘內(nèi)停車，并可在重新加壓及注入催化劑后再次開車。由于Innovene工藝流程簡短，反應(yīng)

21、器設(shè)計獨特，聚合壓力比較低，沒有大型的轉(zhuǎn)動設(shè)備，電能消耗在各種PP工藝中處于最低之列。由于是氣相聚合系統(tǒng)，不必象液相法那樣用蒸汽加熱反應(yīng)器隨聚合物排出的液體丙烯，因而蒸汽消耗量很少，生產(chǎn)均聚產(chǎn)品的能耗在各種工藝中是最低的。Innovene氣相法工藝與其他氣相法工藝一樣，聚合系統(tǒng)內(nèi)沒有大量的液態(tài)烴，本質(zhì)上比本體法要安全一些。Innovene氣相法工藝反應(yīng)器的操作壓力，在各種工藝技術(shù)中是最低的。聚合系統(tǒng)沒有廢水排放，是一種清潔的生產(chǎn)工藝。目前，世界上采用Innovene工藝技術(shù)的聚丙烯生產(chǎn)裝置有10多套，總生產(chǎn)能力約為300萬噸/年，約占世界聚丙烯總生產(chǎn)能力的7.6%；3本體法-氣相法組合工藝本體

22、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。可以生產(chǎn)全范圍、多用途的各種產(chǎn)品。其均聚和無規(guī)共聚產(chǎn)品的特點是凈度高，光學(xué)性能好，無異味。Spheripo

23、l工藝采用的液相環(huán)管反應(yīng)器具有以下優(yōu)點：（a）有很高的反應(yīng)器時-空產(chǎn)率（可達(dá)400kgPP/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)計制造簡單，由于管徑?。―N500或DN600），即使壓力較高，管壁也較薄；（c）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

24、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，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

25、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

26、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。閉路氮氣干燥系統(tǒng)也降低了裝置的氮氣消耗量。此外，Spheripol工藝采用模塊化設(shè)計方式，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)能力也容易擴大。Spheripol工藝有嚴(yán)格完善的安全系統(tǒng)設(shè)

27、計，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

28、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工藝具有極強的競爭力。Spheripol工藝的另外一個特點是先進(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

29、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)合計為419萬噸/年，西歐地

30、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；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

31、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)聚合物和催化劑殘渣，可以得到高質(zhì)量的產(chǎn)品等優(yōu)點。不足之處是反應(yīng)氣體需要氣化、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。4本體法工藝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

32、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，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

33、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