【正文】 而形成的高分子聚合物，是一種通用合成樹脂。它 作為一種高分子塑料，在現(xiàn)代化工生產(chǎn)中占有重要的地位，是五大工程塑料之一。 聚丙烯之所以是各種聚丙烯烴材料中發(fā)展最快的一種，關(guān)鍵在于其催化劑技術(shù)的飛速發(fā)展。 本設(shè)計(jì)中就詳細(xì)介紹了聚丙烯隨催化劑的發(fā)展而發(fā)展的情況。 本設(shè)計(jì)是以荊門石化的 SPP 工藝為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，設(shè)定年產(chǎn)量為兩萬噸，然后進(jìn)行物料衡算、熱量衡算、設(shè)備選型等過程，最終完成的一份比較完整的設(shè)計(jì)說明書。 另外聚丙烯 來源豐富，價(jià)格便宜，易于加工成型，產(chǎn)品綜合性能優(yōu)良，因此被廣泛地應(yīng)用于化工、化纖、輕工、家電、建筑、包裝、農(nóng)業(yè)、國防、交通運(yùn)輸、民用塑料制品等各個(gè)領(lǐng)域，在聚烯烴樹脂中，是僅次于聚氯乙烯、聚乙烯之后的第三大通用塑料。 關(guān)鍵詞： 聚丙烯 SPP 工藝 液相本體聚合 催化劑 年產(chǎn) 2 萬噸聚丙烯 車間 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 2 Abstract： Polypropylene is a generic synthetic resin ,which is polymerizated by propylene monomer .As a polymer plastic, in the modern chemical production it occupies an important position and was one of the five major engineering plastics. Polypropylene is the fastest developing material in variety of hydrocarbon materials .The key reason is the catalyst’s rapid development. This design introduced polypropylene’s development with the development of catalyst. The design is based on the Jingmen Petrochemical SPP technology and set for 20,000 tons of annual output .Then proceed to the material balance 、 energy balance and equipment selection, Finally reached a more plete design specification. Another, Because of its rich resource, low price, easy to process takes shape, fine productoverall performance,therefore it is widely applied to chemical,the c hemical fiber, the light industry, the electrical appliances, the building, the packing, agricultural, the national defense, thetransportation, the civil plastic product and so on. In the polyolefine resin,it is only inferior after the PVC、 PE the third general plastic. Keywords:Polypropylen SPP craft liquid phase polymerization catalyst 年產(chǎn) 2 萬噸聚丙烯 車間 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 3 緒論 聚丙烯（ Polypropylene，?？s寫為 PP）是丙烯（ Proplylene，縮寫為 PR）單體聚合而形成的高分子聚合物，是一種通用合成樹脂（或通用合成塑料）。 聚丙烯的有關(guān)性質(zhì)如下： 聚丙烯的物理性質(zhì) ① 可塑性 PP 是一種典型的熱塑性塑料，它受熱時(shí)易熔化，冷卻 時(shí)固化成型，且這一過程可以多次重復(fù)進(jìn)行。由于這一特性，使聚丙烯加工成型十分方便，可以很容易用擠出、注塑、吹塑等方法直接加工成型。 ② 耐熱性 PP 熔點(diǎn)較高，為 164～ 170℃（純等規(guī)物熔點(diǎn)達(dá) 176℃），軟化點(diǎn)為 150℃以上，是通用樹脂中耐熱性能最好的一種。 ③ 密度小 PP 相對(duì)密度為 ～ ，是所有樹脂中最輕的。 ④ 良好的物理機(jī)械性能 PP 拉伸屈服強(qiáng)度一般可達(dá) 30～ 38MPa，這也是通用合成樹脂中最高的品種之一，它表面強(qiáng)度大，彈性較好，耐磨性良好。 ⑤ 介電性能優(yōu)良 ⑥ 吸水性小 ⑦ 抗沖擊強(qiáng)度 較低 這是 PP 的最大缺點(diǎn)，特別是在低溫下其抗沖擊強(qiáng)度急劇下降。但是可以通過共聚或共混攻性來改善它的耐低溫沖擊性能。 聚丙烯的化學(xué)性質(zhì) PP 具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性，它與絕大多數(shù)化學(xué)品接觸幾乎不發(fā)生作用，其熱化學(xué)穩(wěn)定性也好，在 100℃下，無機(jī)酸、堿、鹽溶液除具有強(qiáng)氧化性者外，其余對(duì) PP 幾乎都無破壞作用。 PP 是非極性有機(jī)化合物，對(duì)極性有機(jī)溶劑都很穩(wěn)定，醇類、酚類、醛類、年產(chǎn) 2 萬噸聚丙烯 車間 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 4 酮類和大多數(shù)羧酸都不易使其發(fā)生溶脹。只有芳烴和氯代烴（如苯、四氯化碳、氯仿等）在 80℃以下時(shí)對(duì)聚丙烯有溶解作用 。 由于聚丙烯結(jié)構(gòu)中存在叔碳原子，因此易被氧化性介質(zhì)侵蝕。 PP 在光、紫外線、熱、氧存在的條件下會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，使其變質(zhì)，失去原有的性質(zhì)。要是PP 不老化是不可能的，只有通過添加抗氧劑、紫外線吸收劑、防老劑等來減緩PP的老化速度，改善其抗老化性能。 下面簡(jiǎn)要為大家介紹一下國內(nèi)外聚丙烯的生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r。 國外聚丙烯生產(chǎn)工藝發(fā)展史。 1953 年，德國 Zigle（齊格勒）發(fā)明用 TiCl4金屬烷基化合物作催化劑，以乙烯為原料進(jìn)行聚合得到聚乙烯。 1954 年，意大利 Natta (納塔 )教授在 Zigle 發(fā)明的催化劑基礎(chǔ)上，發(fā)展了烯烴聚合催化劑，用具有定向能力的 TiCl3為催化劑，以丙烯為原料進(jìn)行聚合，成功制得了高結(jié)晶性高立構(gòu)規(guī)整性（等規(guī)）的聚丙烯 [2]，并創(chuàng)立了定向聚合理論。 1957 年，根據(jù) Natta 教授的研究成果，意大利 Montecatini(蒙特卡蒂尼 )公司在 Frara 首建世界上第一套間歇式 PP工業(yè)生產(chǎn)裝置（ 6Kt/a）。同年，美國Hercules(大力神 )公司也建成了一套 9Kt /aPP 裝置 [3]。 1958～ 1962 年，德、美、法、日等國先后都實(shí) 現(xiàn)了 PP工業(yè)化生產(chǎn)。 1964 年，美國 Dart（達(dá)特）公司的 Rexall（雷克薩爾分公司）首用第一代催化劑及釜式反應(yīng)器開創(chuàng)了液相本體法 PP 生產(chǎn)工藝。 1969 年， Bsaf（巴斯夫公司）開發(fā)了立式攪拌床氣相聚合 Novolen 工藝。 1971 年，以 Solvay（索爾 維）公 司開發(fā)的 TiCl3R2O（異 戊醚）TiCl4Al(C2H5)2Cl 絡(luò)合型催化劑為典型代表的第二代催化劑（絡(luò)合Ⅰ型催化劑）使液相本體法 PP 有了很大發(fā)展。 70 年代后， Phillips（菲利浦）石油公司首用環(huán)管 式反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了液相本體法 PP 生產(chǎn)工業(yè)化。 1980 年，美國 Amoco（阿莫科）公司采用自己的高效催化劑，選用臥式攪拌床，開發(fā)了新的氣相聚合工藝，并建成世界上最大的氣相法 PP 生產(chǎn)裝置（ 135kt/a）。 1983 年，美國 UCC（聯(lián)合碳化物）公司借鑒流化床聚乙烯工程放大生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，年產(chǎn) 2 萬噸聚丙烯 車間 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 5 和成功開發(fā)超高活性 PP 催化劑 (Shac)的 Shell（殼牌）公司合作共同開發(fā)了“ Unipol” PP 氣相流化床聚合工藝，于 1985 年在 Texas（德克薩斯）建立了 80kt/a裝置，這是世界上第一個(gè)把高效催化劑與氣相流化床相 結(jié)合的新工藝。同年，意大利的 Montecatini 公司（即現(xiàn)在的蒙埃公司）也開發(fā)了“ Spheripol”本體聚合新工藝，在意大利 Brindise（希林迪西）建成投產(chǎn) 80kt/aPP 裝置。該公司于1983 年 11 月與美國 Hercules 公司合營，改稱 Himont（海蒙特）公司。 Himont公司均聚反應(yīng)采用液相法環(huán)管反應(yīng)器，而嵌段共聚反應(yīng)采用氣相法密相流化床反應(yīng)器 [8]。 國內(nèi)聚丙烯生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r 六十年 代末 ，蘭 州化 學(xué)工 業(yè)公司 石油 化工 廠從 英國 引進(jìn) 了采用VickersZimmer（維克－吉瑪）工 藝技術(shù)及常規(guī)催化劑體系的 5kt/a 溶劑法 PP生產(chǎn)裝置。 1973 年，北京燕山石化公司向陽化工廠利用國內(nèi)研制的催化劑和溶劑法工藝，建成投產(chǎn)了一套 5kt/a 國產(chǎn)溶劑法 PP 生產(chǎn)裝置。 1979 年，北京化工研究院等單位在絡(luò)合Ⅰ型催化劑的基礎(chǔ)上研制成活性定向能力更好的絡(luò)合Ⅱ型催化劑即 TiCl3R2O(正丁醚 )Al(C2H5)2Cl 催化劑。絡(luò)合Ⅱ型催化劑不但可以用于溶劑法聚丙烯工藝，而且由于它的高活性合高定向能力，也為用于液相本體法 PP 工藝打下了良好基礎(chǔ)。 1975 年，遼寧瓦房店紡織廠與大連物化所協(xié) 作，建立了一套 300t/a()聚合釜間歇式液相本體 PP 中間試驗(yàn)裝置。隨后，江蘇省丹陽化肥廠于 1978 年首先建成一套 4m3聚合釜千噸液相本體法 PP 裝置，同年試車成功，在我國首先實(shí)現(xiàn)了液相本體法 PP 生產(chǎn)工業(yè)化。 國內(nèi)液相本體法（習(xí)慣稱之為小本體法） PP 工藝是間歇式單釜操作工藝，該工藝以液相丙稀為原料，采用絡(luò)合Ⅱ型三氯化鈦為催化劑，以一氯二乙基鋁為活化劑，以 H2為聚合物分子量調(diào)節(jié)劑。到 1995 年，全國已在約 50 個(gè)廠中建立近七十套國內(nèi)液相本體法聚丙烯生產(chǎn)裝置。 80 年代末，我國開始引進(jìn)國外 液相－氣相組合式本體法聚丙烯工藝，使我國的聚丙烯生產(chǎn)技術(shù)達(dá)到了比較先進(jìn)的水平。 1989 年揚(yáng)子石化公司引進(jìn)日本三井油化 Hypol 工藝建成 140kt/aPP 裝置， 1990 年和 1991 年齊魯石化公司和上海年產(chǎn) 2 萬噸聚丙烯 車間 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 6 石化總廠先后采用 Himont 公司 SPP工藝建成 70kt/aPP 裝置。其后， 92－ 96 年，撫順石化公司乙烯化工廠，洛陽石化總廠，廣州石化總廠，獨(dú)山子乙烯工程，中原乙烯工程，茂名石化公司，大連西太平洋石化公司先后建成了這兩種工藝的大型裝置。與此同時(shí)，國內(nèi)不斷消化吸收世界先進(jìn)工藝、設(shè)備技術(shù)，加緊實(shí)現(xiàn)催化劑、工藝技術(shù)設(shè) 計(jì)與設(shè)備制造的國產(chǎn)化。 隨著聚丙烯產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)及 PP 后加工生產(chǎn)的迅速發(fā)展。國內(nèi)市場(chǎng)對(duì) PP 的需求量越來越大。 94 年我國 PP產(chǎn)量接近 86 萬噸，進(jìn)口 81 萬噸， 95 年國產(chǎn)和進(jìn)口都超高 100 萬噸。在這種形勢(shì)下，原中國石化總公司決定在“九五”期間利用煉廠氣丙稀資源建設(shè)一批大型 PP 生產(chǎn)裝置，包括九江石化總廠、長嶺煉化總廠、武漢石化廠、福建煉化股份公司、濟(jì)南煉油廠及荊門石化總廠等 6 家企業(yè)的70kt/aPP 裝置，這 6套裝置均由中國石化北京石油化工工程公司 (簡(jiǎn)稱 BPEC)承擔(dān)設(shè)計(jì)采用國產(chǎn)化 SPP 工藝建設(shè)而成 [8]。 聚丙烯的合成工藝可以概括為以下幾種 [9] ： 溶劑聚合法 工藝特點(diǎn)：①丙稀單體溶解在惰性液相溶劑中（如乙烷中），在催化劑的作用下進(jìn)行溶劑聚合，聚合物以固體顆粒狀態(tài)懸浮在溶劑中，采用釜式攪拌反應(yīng)器。 ②有脫灰，脫無規(guī)物和溶劑回收工序，流程長，較復(fù)雜，裝置投資大，能耗高，但生產(chǎn)易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好。 ③以離心過濾方法分離聚丙烯顆粒再經(jīng)氣流沸騰干燥和擠壓造粒。 工藝條件： T=70～ 75℃ P= 溶液聚合法 工藝特點(diǎn)：①使用高沸點(diǎn)直鏈烴作溶劑，在高于聚丙烯熔點(diǎn)的溫度下操作，所得聚合物全部溶解在溶劑中呈均相分布。 ②高溫氣提方法蒸發(fā)脫除溶劑得熔融聚丙烯，再擠壓造粒得粒料產(chǎn)品。 ③生產(chǎn)廠家只有美國 Eastman Kodak 公司一家。 工藝條件： T=160～ 250℃ 氣相本體法 年產(chǎn) 2 萬噸聚丙烯 車間 生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì) 7 工藝特點(diǎn)：①系統(tǒng)不引入溶劑，丙稀單體以氣相狀態(tài)在反應(yīng)器中進(jìn)行氣相本體聚合。 ②流程簡(jiǎn)短，設(shè)備少，生產(chǎn)安全，生產(chǎn) 成本低。 ③聚合反應(yīng)器有流化床（聯(lián)碳 /殼牌 Unipol 工藝）、立式攪拌床（巴斯夫 Novolen 工藝）及臥式攪拌床（阿莫科 /埃爾帕索工藝）。 工藝條件： T=40～ 70℃ P=～ 液