聚丙烯介绍分解优秀PPT.ppt

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1、聚丙烯工艺基础学问聚丙烯工艺基础学问PP工艺总体介绍工艺总体介绍 一一.PP简介简介 二二.PP的生产工艺分类的生产工艺分类 三三.PP的生产工艺介绍的生产工艺介绍 聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯和聚聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯和聚1-丁烯及其丁烯及其它烯烃类聚合物的总称，是现代石化工业的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。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，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。热塑性和热固性树脂。合合成成树树脂

2、脂热热固固性性树树脂脂热热塑塑性性树树脂脂环氧树脂环氧树脂酚醛树脂酚醛树脂不饱和聚酯树脂等不饱和聚酯树脂等高性能高性能树脂树脂通用通用树脂树脂功能性树脂等功能性树脂等五大通用塑料五大通用塑料聚烯烃聚烯烃PEPPPVCPSABS聚丙烯的物理性质聚丙烯的物理性质 聚丙烯是结晶性高聚物，有着质轻价廉、聚丙烯是结晶性高聚物，有着质轻价廉、无毒、无味无毒、无味 且机械强度高等优点。且机械强度高等优点。各种型号的聚丙烯密度都在各种型号的聚丙烯密度都在0.9g/cm30.9g/cm3左左右。右。熔点温度为熔点温度为164-170164-170。聚丙烯可处于三种物理状态：晶态、高聚丙烯可处于三种物理状态：晶态

3、、高弹态、粘流态。弹态、粘流态。屈服强度高，有较高的弯曲疲惫寿命。屈服强度高，有较高的弯曲疲惫寿命。是通用塑料中耐热最高的一种，但熔体是通用塑料中耐热最高的一种，但熔体弹性大，冷却凝弹性大，冷却凝 固速度快，易产生内应力，同时成型固速度快，易产生内应力，同时成型收缩率比较大收缩率比较大 （1%1%2.52.5），并且具有各向异性。），并且具有各向异性。聚丙烯的熔融流淌性能好。聚丙烯的熔融流淌性能好。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 的状况下，树脂在260左右起先变黄。无机酸、碱或盐的溶液，除具有强氧化性能外在100温度下

4、，对PP几乎无破坏作用。聚丙烯是非极性有机物，因此它很简洁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。聚丙烯简洁燃烧，燃着后离开火源仍会接着燃烧，由于熔体的滴落飞溅，更易使火势扩散，扑救困难。聚丙烯受紫外线影响而老化。聚丙烯的化学性质聚丙烯的化学性质等规聚丙烯等规聚丙烯间规聚丙烯间规聚丙烯无规聚丙烯无规聚丙烯无规共聚物无规共聚物抗冲共聚物抗冲共聚物均聚物均聚物共聚物共聚物聚丙烯聚丙烯聚丙烯分子结构聚丙烯分子结构均聚物均聚物 由丙烯单独聚合而成的高分子由丙烯单独聚合而成的高分子化合物称为均聚物。由于聚合反应化合物称为均聚物。由于聚合反应中链增长的方式，即下一

5、个单体连中链增长的方式，即下一个单体连接到分子链上的形式确定了分子链接到分子链上的形式确定了分子链的形态，甲基的空间排列，确定其的形态，甲基的空间排列，确定其立构规整度，进而确定其结晶结构、立构规整度，进而确定其结晶结构、结晶度、密度及相关的物理机械性结晶度、密度及相关的物理机械性能能.CH3 CH3 CH3 CH2CCH2CCH2C H H H等规聚丙烯等规聚丙烯 CH3 H CH3 CH2CCH2 CCH2 C H CH3 H 间规聚丙烯 CH3 CH3 H CH3 HCH2CCH2CCH2CCH2CCH2 C H H CH3 H CH3 无规聚丙烯无规聚丙烯 通常的共聚是由丙烯、乙烯两种

6、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。共聚物共聚物无规共聚物无规共聚物 EP EP 在反应器中限制丙烯和乙烯的组在反应器中限制丙烯和乙烯的组份含量而得到的聚合物，乙烯含量一般份含量而得到的聚合物，乙烯含量一般为为1%-4%1%-4%，最大为，最大为6%6%。CH3CH3H-CH2-C-CH2-CH2-C-CH2-CH2-C-HHCH3抗冲共聚物抗冲共聚物丙烯、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确

7、定程度的刚性，又提高了抗冲击强度，但透亮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-二二.PP的生产工艺分类的生产工艺分类按聚合类型可分三类按聚合类型可分三类1、浆液法（溶剂法）、浆液法（溶剂法）2、溶液法、溶液法3、本体法、本体法 液相本体液相本体 气相本体法气相本体法1、浆液法、浆液法(溶剂法溶剂法)最早的生产工艺最早的生产工艺.已经停止发展已经停止发展.但仍有但仍有装置在生产特定的牌号装置在生产特定的牌号.催化剂在惰性溶剂催化剂在惰性溶剂中同丙烯聚合，流程长，产品要中同丙烯聚合，流程长，产品要脱无

8、规和脱无规和灰份灰份.溶剂是己烷或庚烷溶剂是己烷或庚烷.(反应温度反应温度6080)2、溶液法、溶液法 也是最早的生产工艺之一也是最早的生产工艺之一.反应温度在反应温度在140度，生成的度，生成的PP溶解在烯烃中，形成溶溶解在烯烃中，形成溶液液.由于反应器温度高，可以副产蒸汽由于反应器温度高，可以副产蒸汽.3、本体法、本体法液相本体法液相本体法：间歇式和连续式：间歇式和连续式间歇法间歇法:我国开发的小本体聚合工艺我国开发的小本体聚合工艺.连续法连续法:以以BASELL的的SPHREIPOL工艺为工艺为 代表代表.还开发出液相本体还开发出液相本体-气相法气相法.气相本体法气相本体法:起先于起先于

9、60年头，是发展较快的年头，是发展较快的 一种工艺一种工艺.以以BP-AMOCO为代表为代表 在全部聚丙烯生产技术中，目前被广泛在全部聚丙烯生产技术中，目前被广泛运用的有运用的有Basell公司的公司的Spheripol技术，技术，ABB-lummus公司的公司的Novolen技术，技术，BP-Amoco公司的公司的Innovene技术，技术，Chisso公公司的司的Chisso技术四种。技术四种。九十年头末期，九十年头末期，Borealis公司开发的公司开发的Borstar双峰工艺也实现了工业化，取得了双峰工艺也实现了工业化，取得了很大的发展。很大的发展。三、聚丙烯工艺介绍三、聚丙烯工艺介绍

10、液相本体法液相本体法SPHERIPOL工艺工艺SPHERIPOL环管工艺是在环管工艺是在8081年第四代年第四代催化剂开发出来后发展起来的催化剂开发出来后发展起来的.第一套于第一套于82年在意大利投产，年在意大利投产，6万吨万吨/年年.带抗冲反应器的带抗冲反应器的SPHERIPOL工艺于工艺于85年在年在北美投产北美投产.1995年推出了其次代环管技术，就是大庆年推出了其次代环管技术，就是大庆炼化现在引进的炼化现在引进的.100200300400500800900700 600 丙烯 产品 氢气 弛放气 乙烯 催化剂100200300400500800900700 600 丙烯 产品 氢气 弛

11、放气 乙烯 催化剂PP颗粒可去气相反应器，生产抗冲牌号。颗粒可去气相反应器，生产抗冲牌号。PP颗粒去颗粒去500单元利用蒸汽对单元利用蒸汽对PP颗粒中的残存催化剂进行颗粒中的残存催化剂进行杀死并汽提出杀死并汽提出PP中夹带的丙烯中夹带的丙烯.丙烯回收利用丙烯回收利用.然后用热氮气然后用热氮气对对PP进行干燥进行干燥.100200300400500800900700 600 丙烯 产品 氢气 弛放气 乙烯 催化剂干燥后的干燥后的PP去去800单元造粒。单元造粒。造粒的成品去造粒的成品去900单元经均化后包装单元经均化后包装.600单元做为协助单元对装置供应工艺须要的如冷冻盐水，增压氮气等，单元做

12、为协助单元对装置供应工艺须要的如冷冻盐水，增压氮气等，也处理在生产中出现的废料也处理在生产中出现的废料.如含如含TEAL的油，蒸汽凝合水，火炬系统。的油，蒸汽凝合水，火炬系统。SPHREIPOL工艺特点工艺特点利用球型催化剂限制PP的形态.短停留时间，削减了过度料。接受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(50100g/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.接受夹套水冷却，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，不简洁产生热点.可以用冷却水将丙烯冷凝回收，而不是用能耗高的压缩机.接受气相法生产抗冲橡胶

13、相，生产方案敏捷.产品颗粒大，可以不造粒.单耗低，理论值1.003，保证值1.010，接受汽蒸和干燥两步法处理PP，虽然流程长，但丙烯单体简洁回收.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3.212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.多相共聚物的生产接受气相法生产多相共聚物是各工艺技术普遍接受的技术.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，

14、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。可供应全范围的产品MFR范围为0.12000g/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工艺缺点工艺缺点1、主、主 催催 化化 剂剂 部部 分分Spheripol Spheripol Innovene InnoveneChissoChisso Borstar BorstarNovoleNovole

15、n n 组成组成 MCM1,MC1MCM1,MC102,MC12702,MC127系列系列:TiClTiCl4 4/MgCl/MgCl2 2 CDCD催化剂：催化剂：TiClTiCl4 4/MgCl/MgCl2 2用内部改性用内部改性剂改性剂改性 THC-CTHC-C催化催化剂剂:TiClTiCl4 4/ED(/ED(给给电子体电子体)TiClTiCl4 4/MgCl/MgCl2 2载体和内部载体和内部给电子体给电子体 PTK4PTK4催催化剂化剂 活性活性 30-30-35kgPP/g35kgPP/g 30kgPP/g 30kgPP/g 25-25-40kgPP/g 40kgPP/g 60-

16、60-90kgPP/g90kgPP/g15-15-20kg20kgPP/gPP/g 耗耗量量 kg/tkg/tPP PP 0.025-0.030.025-0.03均均聚聚 无无规规 共共聚聚 均均聚聚无无规规共共聚聚0.011-0.011-0.016 0.016 0.05-0.05-0.067 0.067 0.0.04040.0.03032 20.0.05055 50.0.03031 10.00.026260.0.04041 1消耗消耗成本成本1616美元美元/tPP/tPP2020美元美元/tPP/tPP2020美元美元/tPP/tPP1919美元美元/tPP/tPP1818美元美元/tPP

17、/tPP。形态形态 球形，颗粒均球形，颗粒均匀匀 颗粒大小及颗粒大小及分布可调分布可调 球形，半径为球形，半径为3035m 3035m 圆球形圆球形 粉粒粉粒 SpheripolSpheripol InnoveneInnoveneChissoChissoBorstarBorstar Novolen Novolen 反反应应条条件件预预聚聚合合2020，3.4MPa 3.4MPa-30353035微正压微正压203020305.06.0MPa5.06.0MPa-均均聚聚60856085，3.4/4.5MP3.4/4.5MPa a 70 70，2.25 MPa 2.25 MPa 7070，2.22

18、.4 2.22.4 MPa MPa 80908090，5.5 MPa 5.5 MPa 8080，3.0 MPa 3.0 MPa 无规无规:80:80，2.22.4 MPa 2.22.4 MPa 共共聚聚 70 70，1.4 MPa 1.4 MPa 65706570，2.25 MPa 2.25 MPa 60806080 2.22.4 2.22.4 MPa MPa 8585,2.53.5,2.53.5 MpaMpa第一反应器；第一反应器；70757075,2.0,2.0 MpaMpa第二反应器第二反应器 8080,2.53.5,2.53.5 MpaMpa第一气相反第一气相反应器；应器；707570

19、75,2.0,2.0 MpaMpa第二气相反第二气相反应器应器 取热取热方式方式 夹套水冷夹套水冷（均聚），（均聚），气体外循环气体外循环冷却（气相冷却（气相共聚）共聚）液相丙烯气液相丙烯气化取热化取热 液相丙烯液相丙烯气化取热气化取热 夹套水冷（均聚）夹套水冷（均聚），气体外循环冷，气体外循环冷却（气相共聚）却（气相共聚）液相丙烯气化取液相丙烯气化取热热2、反、反 应应 部部 分分Spheripol Spheripol 均聚为环管反应器，共聚为气相流化床反应器，无机械搅拌。均聚为环管反应器，共聚为气相流化床反应器，无机械搅拌。Innovene Innovene 两台反应器水平布置，气锁系统用

20、于输送物料，并使两个反两台反应器水平布置，气锁系统用于输送物料，并使两个反应器独立，反应器内部有挡板及混合叶片，将反应器分为几应器独立，反应器内部有挡板及混合叶片，将反应器分为几个区域，相当于几个串联的全混反应器。个区域，相当于几个串联的全混反应器。Chisso Chisso 反应器为卧式，两台反应器为上、下布置，第一反应器内物反应器为卧式，两台反应器为上、下布置，第一反应器内物料靠重力进入气锁系统，输送到第二反应器，不需要额外的料靠重力进入气锁系统，输送到第二反应器，不需要额外的动力设备。动力设备。Borstar Borstar 采用一台环管反应器加一至三台气相反应器，组成基本模块，采用一台

21、环管反应器加一至三台气相反应器，组成基本模块，生产各种产品。生产各种产品。Novolen Novolen 反应器内装有双螺带式搅拌器。搅拌器是通过反应器底部的反应器内装有双螺带式搅拌器。搅拌器是通过反应器底部的一个万向接头转动的，尽可能使每个聚合物颗粒保持一定的一个万向接头转动的，尽可能使每个聚合物颗粒保持一定的钛钛/铝铝/给电子体比例，使产品质量尽可能均一稳定，但缺点给电子体比例，使产品质量尽可能均一稳定，但缺点是动力消耗比液相搅拌大得多。是动力消耗比液相搅拌大得多。3、反、反 应应 器器 特特 点点SpheripolSpheripolInnovenInnovene eChissoChiss

22、oBorstarBorstar Novolen Novolen 是否脱是否脱活活是是 是是是是是是 是是 干燥干燥用热氮气干用热氮气干燥燥 氮氮气气脱脱除除残残余气体余气体氮氮气气脱脱除除残余气体残余气体有有氮氮气气脱脱除除残残余余气体气体丙烯回丙烯回收收采用两个洗采用两个洗涤塔回收涤塔回收 膜回收膜回收 膜回收膜回收洗涤塔回收洗涤塔回收膜回收膜回收 挤压造挤压造粒粒 有有 有有 有有 有有 有有 控制系控制系统统 DCS DCS DCS DCS DCSDCS及产及产品质量优品质量优化控制系化控制系统统 BorAPCBorAPC控制系控制系统，采用多变统，采用多变量模型预测控量模型预测控制制

23、由由NovolenNovolen和和AspentechAspentech联合开发联合开发 安全性安全性 丙烯藏量多丙烯藏量多 丙烯藏量少丙烯藏量少藏量少藏量少丙烯藏量多丙烯藏量多 丙烯藏量少丙烯藏量少4、其、其 他他 部部 分分5、产、产 品品 部部 分分SpheripoSpheripol lInnovenInnovene e ChissoChissoBorstarBorstar Novolen Novolen 牌号牌号 103103个个 牌牌号号，均均 聚聚物物5757种种，无无规规物物1818种种，抗抗 冲冲共共聚聚物物2828种。种。工业化的工业化的产品牌号产品牌号有有8080多个，多个

24、，包括均聚、包括均聚、无规、抗无规、抗冲共聚牌冲共聚牌号的产品。号的产品。104104种种牌牌号号，均均聚聚4141种种、无无 规规 物物1818种种、抗抗冲冲共共聚聚物物4545种种工业化牌号工业化牌号有有4040多种，多种，包括均聚、包括均聚、无规、抗冲无规、抗冲共聚牌号的共聚牌号的产品。产品。包括均聚物、包括均聚物、无规共聚物、无规共聚物、抗冲共聚物抗冲共聚物和多元共聚和多元共聚物等物等6060多个多个牌号的产品。牌号的产品。MFRg/10MFRg/10mn mn 0.20.2100010000.10.160600.30.380800.20.21001000.10.1100100等规度等

25、规度959599%99%959599%99%95999599%959599.5%99.5%90%90%99%99%共聚单体共聚单体含量含量 25%25%5-17%5-17%30353035%12%12%大于大于25%25%橡胶相含量橡胶相含量 40%40%达达30%30%以以上上可达可达50%50%达达30%30%以上以上30-50%30-50%SpheripSpheripol ol 应用领域广阔，以薄膜和纤维所占比例最大，在注塑、吹塑应用领域广阔，以薄膜和纤维所占比例最大，在注塑、吹塑和挤出领域也占有很大的量，在食物和医药领域处于领先地和挤出领域也占有很大的量，在食物和医药领域处于领先地位，

26、而用于包装和房屋建材上的高透明抗冲产品都很有优势。位，而用于包装和房屋建材上的高透明抗冲产品都很有优势。innoveninnovene e 产品广泛应用于薄膜、纤维、注塑制品、热成型制品等各个产品广泛应用于薄膜、纤维、注塑制品、热成型制品等各个领域、其双向拉伸膜、流延膜和纤维产品处于世界领先水平，领域、其双向拉伸膜、流延膜和纤维产品处于世界领先水平，抗冲共聚产品质量优异，主要应用于汽车和洗衣机等领域。抗冲共聚产品质量优异，主要应用于汽车和洗衣机等领域。Chisso Chisso 产品质量卓越，品种齐全，主要应用于薄膜、注塑成型、纤产品质量卓越，品种齐全，主要应用于薄膜、注塑成型、纤维、板材和吹

27、塑成型等维、板材和吹塑成型等 。Borstar Borstar 优优势势产产品品主主要要是是双双峰峰产产品品，特特别别适适用用于于BOPPBOPP、流流延延膜膜、热热成成型型产产品品、管管材材、柔柔性性PPPP产产品品的的应应用用，并并部部分分用用于于注注射射成成型型产产品。可生产品。可生产PP-RPP-R管材料。管材料。Novolen Novolen 所有普通和特殊的应用：纤维、无纺布纺织品、注塑、所有普通和特殊的应用：纤维、无纺布纺织品、注塑、BOPPBOPP薄膜、热成型。这一技术可生产满足食品和药品包装规格要薄膜、热成型。这一技术可生产满足食品和药品包装规格要求的产品。求的产品。6、应、应 用用从产品质量和结构上看，Basell公司的PP产品覆盖面广，可从反应器干脆生产高MFR的产品，BP-Amoco、ABB、CHISSO气相法工艺须要加降解剂才能提高MFR。北星双峰的优势产品主要是双峰产品，并不适于全部的应用领域。BP-Amoco的产品以抗冲共聚产品见长。在分析了现有的各种聚丙烯生产工艺后，可以得出以下结论：1、最好的均聚物生产技术是环管反应器2、最好的共聚物生产技术是流化床反应器。