Процес на производство на полипропилен
Jan 12, 2024| Полипропиленовата смола е една от четирите термопластични смоли с общо предназначение (полиетилен, поливинилхлорид, полипропилен, полистирен). Произвежда се чрез реакция на полимеризация с пропилей като суровина и етилен като комономер.
Методите на процеса, използвани за производство на полипропилен в света, попадат главно в следните категории според категориите: метод на разтворител, метод на разтвор, метод на течна фаза в насипно състояние (включително течна фаза, комбиниран тип газова фаза) и метод на насипна фаза в газова фаза. Характеристиките на всеки процес са представени накратко, както следва:
полимеризация на разтворител
Методът на разтворител (известен също като метод на суспензия или метод на кал, метод на суспензия) е най-ранният процес на производство на полипропилен. Въпреки това, поради процесите на обезмасляване и възстановяване на разтворителя, процесът е дълъг и сложен и с напредването на технологията за изследване на катализатора, от 80-те години на миналия век методът на разтворителя има тенденция да стагнира и постепенно е заменен от метода на течна фаза в насипно състояние.
Характеристики на процеса: (1) Пропиленовият мономер се разтваря в инертен течен разтворител (като хексан) и полимеризацията на разтворителя се извършва под действието на катализатор. Полимерът се суспендира в разтворителя под формата на твърди частици и се използва реактор за разбъркване тип котел; ( 2) Съществуват процеси на обезпаляване и възстановяване на разтворителя. Процесът е дълъг и сложен, с големи инвестиции в оборудване и голям разход на енергия. Производството обаче е лесно за контрол и качеството на продукта е добро; (3) Полипропиленовите частици се отделят чрез центробежно филтруване и след това се изсушават чрез кипене във въздушен поток и екструзионно гранулиране.
полимеризация на разтвора
Характеристики на процеса: (1) Използвайте линейни въглеводороди с висока точка на кипене като разтворители и работете при температура, по-висока от точката на топене на полипропилена. Всички получени полимери се разтварят в разтворителя и се разпределят равномерно; (2) Методът за отстраняване на газ с висока температура изпарява и отстранява разтворителя. Получава се разтопен полипропилен, който след това се екструдира и гранулира, за да се получат продукти на пелети; (3) Единственият производител е американската компания Kodak.
Насипен метод на течна фаза
Комбинираният тип течна и газова фаза, методът за производство на полипропилен в течна фаза е нов процес, разработен в средните и късните етапи на производството на полипропилен. Този производствен процес е разработен седем години след началото на индустриалното производство на полипропилен през 1957 г.
Методът на течна фаза в насипно състояние се използва за производство на полипропилен. Катализаторът се диспергира директно в течната фаза на пропилена, без да се добавя какъвто и да е друг разтворител към реакционната система, за да се извърши масовата полимеризация на пропилей в течна фаза. Полимерът непрекъснато се утаява от течния пропилен и се суспендира в течния пропилей под формата на фини частици. С увеличаването на времето за реакция концентрацията на полимерни частици в течния пропилен се увеличава. Когато степента на превръщане на пропилена достигне определено ниво, неполимеризираният пропиленов мономер се възстановява чрез бързо изпаряване, за да се получи прахообразен полипропиленов продукт. Това е сравнително прост и усъвършенстван метод за промишлено производство на полипропилен. Методът на течна фаза в насипно състояние представлява новата технология и новото ниво на производство на полипропилен в света през 80-те години на миналия век.
Характеристики на процеса: (1) Към системата не се добавя разтворител, пропиленовият мономер претърпява полимеризация в течна фаза в насипно състояние в котел реактор в състояние на течна фаза, а етилен пропиленът претърпява съполимеризация в газова фаза в реактор с кипящ слой; (2) Процесът е прост, по-малко оборудване, по-малко инвестиции, ниска консумация на енергия и производствени разходи; (3) Хомополимеризацията използва реактор с кипящо разбъркване (процес на Hypol) или реактор с цикъл (процес на Spheripol), произволната кополимеризация и блоковата кополимеризация са в разбъркван тип, извършвани в кипящ слой.
Типичен представител на течнофазния насипен метод е процесът на течнофазния насипен метод Spherizone на BASELL. Spherizone е технология за рециклиране в газова фаза, използваща катализатор Ziegler-Natta, който произвежда полимери, които поддържат здравина и обработваемост, като същевременно са силно кристални, твърди и по-еднородни. Той произвежда силно еднородни мултимономерни смоли или бимодални хомополимери в един реактор. Реакцията на цикъла Spherizone има две взаимосвързани области. Различни зони играят ролята на газова фаза и течна фаза на контурни реактори на други процеси. Тези два региона могат да произвеждат смоли с различни относителни молекулни тегла или разпределение на мономерния състав, разширявайки обхвата на ефективност на полипропилена.
Основното оборудване на този процес е MZCR (система с многозонов циркулационен реактор) реакторна система R230. Реакторът се състои от възходяща и низходяща тръба. В щранга полимерът се издухва нагоре от реакционния газ, за да образува флуидизация, и се изпраща към горната част на долната тръба и преминава през циклонен сепаратор. Прахът се събира в изпускателната тръба. Реакционният газ циркулира от центробежен компресор през външен тръбопровод, а реакционната топлина се отстранява с помощта на циркулационен охладител на външния циркулационен тръбопровод. Продуктът от реактора се изпуска през клапан, монтиран в долната част на изпускателната тръба. След като изпуснатият прах се дегазира под високо и ниско налягане, той директно се обработва с пара и се изсушава при производството на хомополимери и произволни съполимери за получаване на прахообразни продукти. Когато се произвеждат продукти против удар, прахът след обезгазяване под високо налягане се изхвърля в реактора с кипящ слой в газова фаза. Реакторът все още използва газовата реакторна система Spheripol II. Съполимеризационният реактор е вертикален цилиндричен съд със сферични глави в горната и долната част и кипящ слой в долната част. Основният материал е неръждаема стомана, а вътрешната повърхност е полирана.
Настоящият максимален производствен капацитет на този процес в една линия е достигнал 450,000 тона/година. Съдържанието на етилен в MZCR (многозонов циркулационен реактор) ударни съполимерни продукти може да достигне до 22% (съдържанието на каучук е по-голямо от 40%) и могат да бъдат произведени терполимерни продукти, съдържащи етилен и 1-бутен.