1. 聚丙烯(xi)工藝(yi)的技術發展
聚(ju)丙烯(xi)（Polypropylene，PP）是以(yi)丙烯(xi)為單體(ti)經聚(ju)合反應而生(sheng)成的(de)聚(ju)合樹(shu)脂(zhi)。已(yi)經成為我國(guo)經濟建設中不可缺少的(de)材料(liao)(liao)(liao)。具體(ti)應用(yong)(yong)(yong)在包裝(zhuang)材料(liao)(liao)(liao)、服裝(zhuang)用(yong)(yong)(yong)料(liao)(liao)(liao)、產(chan)業用(yong)(yong)(yong)料(liao)(liao)(liao)、過濾用(yong)(yong)(yong)料(liao)(liao)(liao)、衛生(sheng)用(yong)(yong)(yong)料(liao)(liao)(liao)和煙用(yong)(yong)(yong)絲束等。
四(si)十(shi)多(duo)年(nian)來，聚丙烯的催化劑不(bu)斷開發(fa)，不(bu)斷改性，尤(you)其是(shi)近(jin)二(er)十(shi)年(nian)來，其技術一次(ci)(ci)又一次(ci)(ci)飛躍式(shi)的進步，極大地簡化了聚丙烯的工藝流程，使裝置(zhi)的投(tou)資和生(sheng)產成本降到很低的水(shui)平。
聚丙(bing)烯常用工藝方(fang)法(fa)包括(kuo)淤(yu)漿法(fa)工藝和本(ben)體法(fa)工藝。
①. 淤(yu)(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)（Slurry Process）又稱(cheng)漿(jiang)液(ye)法(fa)(fa)(fa)或溶劑(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)，是世界上(shang)最早(zao)用(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)產聚(ju)(ju)丙烯的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)技術(shu)。從1957年(nian)第(di)(di)一套(tao)工(gong)(gong)(gong)業化裝(zhuang)置(zhi)到現在一直是最主要的(de)(de)聚(ju)(ju)丙烯生(sheng)(sheng)產工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)。典型工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)主要包括意大利 Montedison 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、美(mei)(mei)國Hercules 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、日(ri)(ri)本(ben)三井(jing)(jing)東壓化學工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、美(mei)(mei)國Amoco 工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)、日(ri)(ri)本(ben)三井(jing)(jing)油化工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)以(yi)及(ji)索維爾工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)等(deng)。這(zhe)些工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)的(de)(de)開發都(dou)基于當(dang)時(shi)的(de)(de)第(di)(di)一代(dai)催(cui)化劑(ji)(ji)，采用(yong)(yong)立(li)式攪拌釜反(fan)應器，需要脫(tuo)灰(hui)和(he)脫(tuo)無(wu)規物(wu)，因(yin)采用(yong)(yong)的(de)(de)溶劑(ji)(ji)不(bu)同，工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)流程(cheng)和(he)操作(zuo)條件有(you)所不(bu)同。近年(nian)來，傳統的(de)(de)淤(yu)(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)在生(sheng)(sheng)產中的(de)(de)比例明顯減少，保留的(de)(de)淤(yu)(yu)漿(jiang)產品主要用(yong)(yong)于一些高價值領域，如特種BOPP薄膜、高相(xiang)對(dui)分子(zi)質量吹塑膜以(yi)及(ji)高強度管材等(deng)。近年(nian)來，人(ren)們對(dui)該方法(fa)(fa)(fa)進行了改(gai)進，改(gai)進后的(de)(de)淤(yu)(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)生(sheng)(sheng)產工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)(yi)使用(yong)(yong)高活(huo)性(xing)的(de)(de)第(di)(di)二代(dai)催(cui)化劑(ji)(ji)，可刪除催(cui)化劑(ji)(ji)脫(tuo)灰(hui)步驟，能減少無(wu)規聚(ju)(ju)合物(wu)的(de)(de)產生(sheng)(sheng)，可用(yong)(yong)于生(sheng)(sheng)產均聚(ju)(ju)物(wu)、無(wu)規共聚(ju)(ju)物(wu)和(he)抗沖共聚(ju)(ju)物(wu)產品等(deng)。目前(qian)世界淤(yu)(yu)漿(jiang)法(fa)(fa)(fa)PP的(de)(de)生(sheng)(sheng)產能力(li)約占全球PP總生(sheng)(sheng)產能力(li)的(de)(de)13％。
②. 本(ben)體(ti)法(fa)工(gong)藝的(de)(de)(de)研究開發始(shi)于20世紀60年代，1964年美(mei)國(guo)Dart公司采用釜式(shi)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)建成(cheng)了(le)世界上第一套工(gong)業(ye)化(hua)(hua)(hua)本(ben)體(ti)法(fa)聚(ju)丙(bing)(bing)烯生(sheng)產(chan)裝置。1970年以后(hou)，日本(ben)住友、Phillips、美(mei)國(guo)EI Psao等公司都實現了(le)液相(xiang)(xiang)(xiang)本(ben)體(ti)聚(ju)丙(bing)(bing)烯工(gong)藝的(de)(de)(de)工(gong)業(ye)化(hua)(hua)(hua)生(sheng)產(chan)。與(yu)采用溶劑的(de)(de)(de)漿液法(fa)相(xiang)(xiang)(xiang)比，采用液相(xiang)(xiang)(xiang)丙(bing)(bing)烯本(ben)體(ti)法(fa)進行聚(ju)合(he)具有不使用惰性溶劑，反(fan)(fan)應(ying)(ying)系統內(nei)單(dan)體(ti)濃度高，聚(ju)合(he)速率快(kuai)，催化(hua)(hua)(hua)劑活(huo)性高，聚(ju)合(he)反(fan)(fan)應(ying)(ying)轉化(hua)(hua)(hua)率高，反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)時空生(sheng)產(chan)能(neng)力更大，能(neng)耗低，工(gong)藝流程簡(jian)單(dan)，設備少，生(sheng)產(chan)成(cheng)本(ben)低，“三廢”量(liang)(liang)少；容易除(chu)去(qu)聚(ju)合(he)熱(re)，并(bing)使撤熱(re)控制簡(jian)單(dan)化(hua)(hua)(hua)，可以提高單(dan)位反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)聚(ju)合(he)量(liang)(liang)；能(neng)除(chu)去(qu)對產(chan)品(pin)性質(zhi)有不良影響(xiang)的(de)(de)(de)低分(fen)子(zi)量(liang)(liang)無規聚(ju)合(he)物和催化(hua)(hua)(hua)劑殘渣，可以得(de)到高質(zhi)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)產(chan)品(pin)等優點。不足之處是反(fan)(fan)應(ying)(ying)氣(qi)體(ti)需要(yao)氣(qi)化(hua)(hua)(hua)，冷(leng)凝后(hou)才(cai)能(neng)循環回反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)。反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)內(nei)的(de)(de)(de)高壓液態(tai)烴(jing)類物料容量(liang)(liang)大，有潛在的(de)(de)(de)危險性。此外，反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)中乙烯的(de)(de)(de)濃度不能(neng)太高，否則在反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)中形(xing)成(cheng)一個單(dan)獨的(de)(de)(de)氣(qi)相(xiang)(xiang)(xiang)，使得(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)難(nan)以操作，因(yin)而所得(de)共聚(ju)產(chan)品(pin)中的(de)(de)(de)乙烯含(han)量(liang)(liang)不會(hui)太高。
本體(ti)法(fa)不同工(gong)藝(yi)路線的(de)區別主(zhu)要是(shi)反(fan)(fan)應(ying)器的(de)不同。反(fan)(fan)應(ying)器可分(fen)為(wei)釜(fu)式(shi)反(fan)(fan)應(ying)器和環(huan)(huan)管反(fan)(fan)應(ying)器兩大類。釜(fu)式(shi)反(fan)(fan)應(ying)器是(shi)利用液(ye)(ye)體(ti)蒸發的(de)潛熱(re)來除去反(fan)(fan)應(ying)熱(re)，蒸發的(de)大部分(fen)氣(qi)體(ti)經循環(huan)(huan)冷凝后返回(hui)到反(fan)(fan)應(ying)器，未冷凝的(de)氣(qi)體(ti)經壓縮機升(sheng)壓后循環(huan)(huan)回(hui)反(fan)(fan)應(ying)器。而環(huan)(huan)管反(fan)(fan)應(ying)器則是(shi)利用軸流泵(beng)使(shi)漿液(ye)(ye)高速(su)循環(huan)(huan)，通過夾套冷卻撤(che)熱(re)，由于(yu)傳熱(re)面積(ji)大，撤(che)熱(re)效果好，因此其單位反(fan)(fan)應(ying)器體(ti)積(ji)產率(lv)高，能(neng)耗(hao)低(di)。
本體法(fa)生(sheng)產工(gong)(gong)藝(yi)(yi)按(an)聚合工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程，可(ke)以(yi)分為(wei)間歇式聚合工(gong)(gong)藝(yi)(yi)和連續(xu)式聚合工(gong)(gong)藝(yi)(yi)兩種。
a. 間(jian)歇式本體法工藝
間(jian)歇(xie)本(ben)體法聚丙烯(xi)(xi)聚合(he)(he)技(ji)(ji)(ji)術(shu)是(shi)我(wo)國(guo)自行研制(zhi)開發成(cheng)功的生(sheng)產技(ji)(ji)(ji)術(shu)。它具有生(sheng)產工(gong)藝技(ji)(ji)(ji)術(shu)可靠，對原料(liao)(liao)丙烯(xi)(xi)質量要求不(bu)是(shi)很(hen)高，所需催化(hua)劑國(guo)內有保證，流程簡(jian)單，投資(zi)省、收效快，操(cao)作簡(jian)單，產品牌(pai)號轉換(huan)靈活(huo)、“三廢少”，適合(he)(he)中國(guo)國(guo)情等優點，不(bu)足之(zhi)處是(shi)生(sheng)產規模小，難以(yi)產生(sheng)規模效益；裝(zhuang)置(zhi)手工(gong)操(cao)作較(jiao)多，間(jian)歇(xie)生(sheng)產，自動(dong)化(hua)控制(zhi)水平低，產品質量不(bu)穩定；原料(liao)(liao)的消耗定額(e)較(jiao)高；產品的品種牌(pai)號少，檔次不(bu)高，用途較(jiao)窄。目前(qian)，我(wo)國(guo)采用該法生(sheng)產的聚丙烯(xi)(xi)生(sheng)產能(neng)力(li)約占全國(guo)總生(sheng)產能(neng)力(li)的24％。
b. 連續式(shi)本體法工藝
該工(gong)(gong)藝(yi)主要包括美國Rexall工(gong)(gong)藝(yi)、美國Phillips工(gong)(gong)藝(yi)以及日本Sumitimo 工(gong)(gong)藝(yi)。
2. Dow化學公司Unipol 工藝(yi)
該工(gong)藝屬于Dow化(hua)學公(gong)司所有，Unipol聚(ju)丙烯工(gong)藝和其聚(ju)乙烯工(gong)藝類似。工(gong)藝過程(cheng)主要包(bao)括原料精制、催化(hua)劑進料、聚(ju)合(he)反應、聚(ju)合(he)物脫(tuo)氣和尾氣回收、造粒、摻混和包(bao)裝碼垛等工(gong)段。
Unipol聚丙烯(xi)工藝流程，如圖5-107所示。
3. BASF公司的Novolen 工藝
該(gai)工藝是由(you) BASF公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)開發成功(gong)的。1999年(nian)，該(gai)工藝擁有者 Targor 公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)和(he)ABB Lum-mus公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)達成協(xie)議(yi)。由(you)ABB Lummus 公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)負(fu)責在全球(qiu)范(fan)圍內(nei)推廣Novolen工藝。2000年(nian)9月，被ABB公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)和(he)Equistar公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)所組成的合(he)資公(gong)(gong)(gong)司(si)(si) Novolen Technology Holding（簡稱NTH）收(shou)購。2008年(nian)，由(you)CB＆-I整體(ti)收(shou)購了(le) Lummus，Novolen 工藝由(you)新成立的CB＆-ILummus負(fu)責全球(qiu)轉讓。
Novolen 包括原料(liao)精(jing)制(zhi)、催化(hua)劑配制(zhi)、聚合(he)反應、聚合(he)物粉(fen)料(liao)的(de)凈(jing)化(hua)、擠壓造粒等工序(xu)，如圖5-108和圖5-109所示。
4. 某(mou)國外(wai)工程聚丙烯裝置布置實例（圖5-110）
