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摘 要:聚丙烯(PP)是热塑性合成树脂,有着易加工、密度小、电绝缘性理想等优势,已经在医疗、建材、包装、汽车以及电子电器等领域中得到了广泛的使用。我国现阶段聚丙烯生产工艺与发达国家相比,还存在一些不足,市场竞争力不高,为此,我国必须要积极发展新的生产工艺,开发多种多样的产品,本文主要分析聚丙烯的生产工艺及其应用进展。
关键词:聚丙烯 生产工艺 应用进展
聚丙烯(PP)是热塑性合成树脂,有着易加工、密度小、电绝缘性理想等优势,可以使用吹膜、挤塑、喷丝、涂覆等多种加工方式进行加工,目前已经在医疗、建材、包装、汽车以及电子电器等领域中得到了广泛的使用。
根据聚合类型的不同,聚丙烯生产工艺包括淤浆法、溶液法、本体法、气相法以及本体-气相组合法等几种不同的工艺。目前,在新型催化剂的开发及市场需求下,淤浆法正逐步被取代,本体法和气相法得到了广泛的应用。下面就针对聚丙烯的生产工艺与应用新进展进行深入的分析与研究。
一、聚丙烯生产工艺分析
在上世纪90年代后,聚丙烯生产技术得到了全面的发展,在全球范围内,Basell公司的液相本体-气相组合SpHeripol二代工艺占据着领先地位。Basell公司创新开发的SpHerizone气相工艺,因其生产的聚丙烯产品具有更加良好的性能,也不断扩大着市场。大庆炼化公司聚丙烯厂两套聚丙烯生产装置就是分别采用SpHeripol二代工艺以及SpHerizone工艺。而北欧化工的Borsta工艺在生产双峰产品方面的优势也得到广泛的应用。下面主要分析这几种聚丙烯生产工艺的特点。
(一)SpHeripol二代工艺
SpHeripol二代工艺,使用了第四代催化剂,反应器为双环管聚合反应器,该种工艺可以生产各类新型号产品,聚合反应器与预聚合反应器的设计压力等级也十分的理想,可以有效保障生产的质量,与传统的生产工艺相比而言,SpHeripol二代工艺有着如下的优势:
第一,应用了第四代催化剂系统
SpHeripol二代工艺使用了第四代催化剂系统,能够生成出高净度、高刚性以及高结晶性的优质产品;
第二,压力等级提升
SpHeripol二代工艺的聚合反应与预聚合反应压力等级得到了一定程度的提升,这就能够有效增加环管反应器的氢气含量,有效扩大MFR范围,并提升聚丙烯的生产质量与性能;
第三,可以生产宽分子量双峰产品
SpHeripol二代工艺是建立在双环管反应器构型的基础之上,因此,能够生产宽分子量双峰产品,此外,也能够很好的控制传热效果,提升反应的均匀性,即使使用茂金属催化剂,也不会对现有的生产装置产生大的影响。该种系统的反应时间短,可以将反应体积充分的利用起来,同时,还改进了聚合物的干燥系统、汽蒸系统,有效提升了操作的灵活性以及生产效率。
(二)SpHerizone工艺
SpHerizone工艺是一种用非茂金属催化剂生产的新工艺,能够在多区反应釜中制备聚丙烯,其反应釜能够分成两个不同的反应区,这两个反应区有着不同的反应温度与单体浓度,在聚丙烯粒子的加大之下,反应区开始循环重复,这就可以有效增加聚合物的均匀性。与传统生产模式相比而言,使用SpHerizone工艺生产出来的产品有着更加良好的性能。
(三)Borsta工艺
Borsta工艺是在北星双峰生产工艺上发展而来,该种工艺使用环管反应器串联气相反应器的模式进行生产,反应可在高温(85-95摄氏度)或超过丙烯临界点的条件下进行,能够防止气泡的生成,也是唯一在超临界条件下聚合的聚丙烯工艺。该种生产工艺有着如下的特点:
第一,可以灵活控制好聚丙烯的分子量分布、共聚单体含量以及等规指数。同时,反应器的操作是在超临界环境下,因此,对氢气浓度几乎是没有限制的;
第二,该种工艺不仅可以生产双峰产品,也能够生产单峰产品,其产物有着更加理想的等规与结晶指数,仅仅只有很少一部分聚合物会溶解在丙烯中,这样就能够有效降低粘釜反应,生产出的聚丙烯单体分布情况也十分的理想。
二、聚丙烯的应用新进展
(一)聚丙烯在薄膜用料中的应用
薄膜生产对于聚丙烯的需求量很大,目前,聚丙烯薄膜主要有CPP薄膜、BOPP薄膜等类型,其中,BOPP薄膜是一种典型的结晶型聚合物,价格适中,但是质量理想,对环境的影响也很小,因此,该种薄膜也在各个领域中得到了广泛的使用。
(二)聚丙烯在洗衣机内桶中的应用
洗衣机生产行业对于聚丙烯的需求量也较大,洗衣机底座、盖板、涡轮以及内容都是采用聚丙烯制作而成的,就现阶段来看,我国洗衣机内容用料还主要依赖进口,特别是内桶料,其生产难度很大。该种材料需要使用共聚反应来获取,此类树脂的收缩率调节范围较大,可以将珠光与消光喷涂在表面,因此,应用范围也十分的广泛。
(三)聚丙烯在汽车工业中的应用
汽车工业的发展与聚丙烯有着密切的关系,聚丙烯的耐热量与模量较差,因此,在应用到汽车工业中时,必须要进行改性,经过改性之后,其耐热性能够得到大幅的提升,可以承受750小时以上的高温,从这一层面而言,改性聚丙烯在汽车工业中是有着良好的发展前景的。
(四)聚丙烯在管材中的应用
在以前,聚丙烯管材的主要用途是农业输水管,但是由于传统的生产技术水平并不高,因此,在很长一段时间内,聚丙烯在管材中的应用也受到了较大的限制。在我国聚丙烯生产技术的发展下,聚丙烯也开始在管材生产中得到了广泛的使用,大庆炼化公司生产的PA14D管材料在市场上广受好评。但是,由于各种因素的限制,国产聚丙烯管材与发达国家相比,质量还存在一些问题,需要进一步的提升。
三、聚丙烯生产工艺的前景
我国现阶段聚丙烯生产工艺与发达国家相比,还存在一些不足,市场竞争力不高,为此,我国必须要积极发展新的生产工艺,开发多种多样的产品,相信在不久的将来,我国聚丙烯生产工艺定可以得到长足的进步。
参考文献
[1]黄福堂,张作祥,徐东,王延辉. AmoCO先进的气相聚丙烯技术[J]. 国外油田工程. 2002(11)
[2]李泽江. EVOH树脂的性能、生产工艺及国内外市场分析[J]. 塑料工业. 2011(02)
[3]杨波,周海. 生物质乙醇制乙烯技术研究进展[J]. 化工技术与开发. 2009(12)
[4]王丹丹郝萍 宋赛楠 王海(Wang Dandan,Hao Ping,Song Sainan,Wang Hai). 聚丙烯釜内合金催化剂中内给电子体的测定(Detection of electron donor in polypropylene alloy catalyst witHin reactor)[J]. 石油与天然气化工.
关键词:聚丙烯 生产工艺 应用进展
聚丙烯(PP)是热塑性合成树脂,有着易加工、密度小、电绝缘性理想等优势,可以使用吹膜、挤塑、喷丝、涂覆等多种加工方式进行加工,目前已经在医疗、建材、包装、汽车以及电子电器等领域中得到了广泛的使用。
根据聚合类型的不同,聚丙烯生产工艺包括淤浆法、溶液法、本体法、气相法以及本体-气相组合法等几种不同的工艺。目前,在新型催化剂的开发及市场需求下,淤浆法正逐步被取代,本体法和气相法得到了广泛的应用。下面就针对聚丙烯的生产工艺与应用新进展进行深入的分析与研究。
一、聚丙烯生产工艺分析
在上世纪90年代后,聚丙烯生产技术得到了全面的发展,在全球范围内,Basell公司的液相本体-气相组合SpHeripol二代工艺占据着领先地位。Basell公司创新开发的SpHerizone气相工艺,因其生产的聚丙烯产品具有更加良好的性能,也不断扩大着市场。大庆炼化公司聚丙烯厂两套聚丙烯生产装置就是分别采用SpHeripol二代工艺以及SpHerizone工艺。而北欧化工的Borsta工艺在生产双峰产品方面的优势也得到广泛的应用。下面主要分析这几种聚丙烯生产工艺的特点。
(一)SpHeripol二代工艺
SpHeripol二代工艺,使用了第四代催化剂,反应器为双环管聚合反应器,该种工艺可以生产各类新型号产品,聚合反应器与预聚合反应器的设计压力等级也十分的理想,可以有效保障生产的质量,与传统的生产工艺相比而言,SpHeripol二代工艺有着如下的优势:
第一,应用了第四代催化剂系统
SpHeripol二代工艺使用了第四代催化剂系统,能够生成出高净度、高刚性以及高结晶性的优质产品;
第二,压力等级提升
SpHeripol二代工艺的聚合反应与预聚合反应压力等级得到了一定程度的提升,这就能够有效增加环管反应器的氢气含量,有效扩大MFR范围,并提升聚丙烯的生产质量与性能;
第三,可以生产宽分子量双峰产品
SpHeripol二代工艺是建立在双环管反应器构型的基础之上,因此,能够生产宽分子量双峰产品,此外,也能够很好的控制传热效果,提升反应的均匀性,即使使用茂金属催化剂,也不会对现有的生产装置产生大的影响。该种系统的反应时间短,可以将反应体积充分的利用起来,同时,还改进了聚合物的干燥系统、汽蒸系统,有效提升了操作的灵活性以及生产效率。
(二)SpHerizone工艺
SpHerizone工艺是一种用非茂金属催化剂生产的新工艺,能够在多区反应釜中制备聚丙烯,其反应釜能够分成两个不同的反应区,这两个反应区有着不同的反应温度与单体浓度,在聚丙烯粒子的加大之下,反应区开始循环重复,这就可以有效增加聚合物的均匀性。与传统生产模式相比而言,使用SpHerizone工艺生产出来的产品有着更加良好的性能。
(三)Borsta工艺
Borsta工艺是在北星双峰生产工艺上发展而来,该种工艺使用环管反应器串联气相反应器的模式进行生产,反应可在高温(85-95摄氏度)或超过丙烯临界点的条件下进行,能够防止气泡的生成,也是唯一在超临界条件下聚合的聚丙烯工艺。该种生产工艺有着如下的特点:
第一,可以灵活控制好聚丙烯的分子量分布、共聚单体含量以及等规指数。同时,反应器的操作是在超临界环境下,因此,对氢气浓度几乎是没有限制的;
第二,该种工艺不仅可以生产双峰产品,也能够生产单峰产品,其产物有着更加理想的等规与结晶指数,仅仅只有很少一部分聚合物会溶解在丙烯中,这样就能够有效降低粘釜反应,生产出的聚丙烯单体分布情况也十分的理想。
二、聚丙烯的应用新进展
(一)聚丙烯在薄膜用料中的应用
薄膜生产对于聚丙烯的需求量很大,目前,聚丙烯薄膜主要有CPP薄膜、BOPP薄膜等类型,其中,BOPP薄膜是一种典型的结晶型聚合物,价格适中,但是质量理想,对环境的影响也很小,因此,该种薄膜也在各个领域中得到了广泛的使用。
(二)聚丙烯在洗衣机内桶中的应用
洗衣机生产行业对于聚丙烯的需求量也较大,洗衣机底座、盖板、涡轮以及内容都是采用聚丙烯制作而成的,就现阶段来看,我国洗衣机内容用料还主要依赖进口,特别是内桶料,其生产难度很大。该种材料需要使用共聚反应来获取,此类树脂的收缩率调节范围较大,可以将珠光与消光喷涂在表面,因此,应用范围也十分的广泛。
(三)聚丙烯在汽车工业中的应用
汽车工业的发展与聚丙烯有着密切的关系,聚丙烯的耐热量与模量较差,因此,在应用到汽车工业中时,必须要进行改性,经过改性之后,其耐热性能够得到大幅的提升,可以承受750小时以上的高温,从这一层面而言,改性聚丙烯在汽车工业中是有着良好的发展前景的。
(四)聚丙烯在管材中的应用
在以前,聚丙烯管材的主要用途是农业输水管,但是由于传统的生产技术水平并不高,因此,在很长一段时间内,聚丙烯在管材中的应用也受到了较大的限制。在我国聚丙烯生产技术的发展下,聚丙烯也开始在管材生产中得到了广泛的使用,大庆炼化公司生产的PA14D管材料在市场上广受好评。但是,由于各种因素的限制,国产聚丙烯管材与发达国家相比,质量还存在一些问题,需要进一步的提升。
三、聚丙烯生产工艺的前景
我国现阶段聚丙烯生产工艺与发达国家相比,还存在一些不足,市场竞争力不高,为此,我国必须要积极发展新的生产工艺,开发多种多样的产品,相信在不久的将来,我国聚丙烯生产工艺定可以得到长足的进步。
参考文献
[1]黄福堂,张作祥,徐东,王延辉. AmoCO先进的气相聚丙烯技术[J]. 国外油田工程. 2002(11)
[2]李泽江. EVOH树脂的性能、生产工艺及国内外市场分析[J]. 塑料工业. 2011(02)
[3]杨波,周海. 生物质乙醇制乙烯技术研究进展[J]. 化工技术与开发. 2009(12)
[4]王丹丹郝萍 宋赛楠 王海(Wang Dandan,Hao Ping,Song Sainan,Wang Hai). 聚丙烯釜内合金催化剂中内给电子体的测定(Detection of electron donor in polypropylene alloy catalyst witHin reactor)[J]. 石油与天然气化工.