【正文】 少，保留的淤漿產(chǎn)品主要用于一些高價值領(lǐng)域，如特種 BOPP 薄膜、高相對分子質(zhì)量吹塑膜以及高強度管材等。 近年來，人們對該方法進行了改進，改進后的淤漿法生產(chǎn)工藝使用高活性的第二代催化劑，可刪除催化劑脫灰步驟，能減少無規(guī)聚合物的產(chǎn)生，可用于生產(chǎn)均聚物、無規(guī)共聚物和抗沖共聚物產(chǎn)品等。目前世界淤漿法 PP 的生產(chǎn)能力約占全球 PP 總生產(chǎn)能力的 13%。 本體法工藝 本體法工藝按聚合工藝流程，可以分為間歇式聚合工藝和連續(xù)式聚合工藝兩種。 （ 1） 間歇本體法工藝 間歇本體法聚丙烯聚合技術(shù)是我國自行研制開發(fā)成功的生產(chǎn)技術(shù)。間歇本體法工藝優(yōu)點：生產(chǎn)工藝技術(shù)可靠，對原料丙烯質(zhì)量要求不是很高，所需催化劑國內(nèi)有保證，流程簡單，投資省、收效快，操作簡單，產(chǎn)品牌號轉(zhuǎn)換靈活、三廢少，適合中國國情等 .間歇本體法工藝缺點：生產(chǎn)規(guī)模小，難以產(chǎn)生規(guī)模效益；裝置手工操作較多，間歇生產(chǎn)，自動化控制水平低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；原料 的消耗定 額較高；產(chǎn)品的品種牌號少，檔次不高，用途較窄。 目前，我國采用該法生產(chǎn)的聚丙烯生產(chǎn)能力約占全國總生產(chǎn)能力的 %。 23 （ 2）連續(xù)本體法工藝 主要包括美國 Rexall 工藝、美國 Phillips 工藝以及日本 Sumitimo 工藝。 ?Rexall 工藝： Rexall 本體聚合工藝是介于溶劑法和本體法工藝之間的生產(chǎn)工藝，由美國 Rexall 公司開發(fā)成功，采用立式攪拌反應器，用丙烷含量為10%30%（質(zhì)量分數(shù)）的液態(tài)丙烯進行聚合。在聚合物脫灰時采用己烷和異丙醇的恒沸混合物為溶劑，簡化了精餾的步驟 ，將殘余的催化劑和無規(guī)聚丙烯一同溶解于溶劑中，從溶劑精餾塔的底部排出。以后，該公司與美國 El Paso 公司組成的聯(lián)合熱塑性塑料公司，開發(fā)了被稱為“液池工藝”的新生產(chǎn)工藝，采用Montedison MPC公司的 HYHS高效催化劑，取消了脫灰步驟，進一步簡化了工藝流程。特點是以高純度的液相丙烯為原料，采用 HYHS 高效催化劑，無脫灰和脫無規(guī)物工序。采用連續(xù)攪拌反應器，聚合熱用反應器夾套和頂部冷凝器撤出，漿液經(jīng)閃蒸分離后，單體循環(huán)回反應。 ?Phillips 工藝：由美國 Phillips 石油公司于 20世紀 60 年代開發(fā)成功。特點是采用獨特的環(huán)管式反應器，這種結(jié)構(gòu)簡單的環(huán)管反應器具有單位體積傳熱面積大，總傳熱系數(shù)高，單程轉(zhuǎn)化率高、流速快、混合好、不會在聚合區(qū)形成塑化塊、產(chǎn)品切換牌號的時間短等優(yōu)點。可以生產(chǎn)寬范圍熔體流動速率的聚聚物和無規(guī)聚合物。 ?Sumitimo 工藝：由日本 Sumitimo（住友）化學公司于 1974 年開發(fā)成功?；旧吓c Rexene 本體法相似，但 Sumitimo 本體法工藝包括除去無規(guī)物及催化劑殘余物的一些措施。通過這些措施可以制得超聚合物，用于某些電氣和醫(yī)學用途。Sumitimo 本體法工 藝使用 SCC 絡(luò)合催化劑（以一氯二乙基鋁還原四氯化鈦，并經(jīng)過正丁醚處理），液相丙烯在 5080℃ 、 下進行聚合，反應速率高，聚合物等規(guī)指數(shù)也較高，還采用高效萃取器脫灰，產(chǎn)品等規(guī)指數(shù)為 96%97%，產(chǎn)品為球狀顆粒，剛性高，熱穩(wěn)定性好，耐油及電氣性能優(yōu)越。 氣相工藝法 前工業(yè)上普遍應用的氣相法工藝主要有 Univation 公司的 Unipol 工藝、 BP公司的 Innovene 工藝和 Basell 公司的 Sphefilene 工藝。 氣相法工藝主要特點：采用獨特的接近活塞流的臥式攪拌床反應器。用這種獨特的反應器，因顆粒停留時間分布范圍很窄，可以生產(chǎn)剛性和抗沖擊性非常好的共聚物產(chǎn)品。這種接近平推流的反應器可以避免催化劑短路。當有乙烯存在時，可以生成大顆粒共聚物，而不是在均聚物顆粒內(nèi)生成細粉，這些細粉將降低共聚物的低溫沖擊強度，并形成不必要的膠狀體。因此，氣相法工藝很窄的反應停留時間分布可以實現(xiàn)用多個全混反應釜均聚反應器才能生產(chǎn)的高抗沖共聚物的要求。另外，由于這種獨特的反應器設(shè)計，氣相法工藝的產(chǎn)品過渡時間很短，理論上產(chǎn)品的過度時間要比連續(xù)攪拌反應器或流化床反應器短 2/3，因而產(chǎn)品切換容易，過渡產(chǎn)品很少。 本體法 氣相法組合工藝 工藝主要包括巴塞爾公司的 Spheripol 工藝、日本三井化學公司的 Hypol工藝、北歐化工公司的 Borstar 工藝等。 24 ( 1 )Spheripol 工藝 Spheripol 工藝由巴塞爾（ Basell）聚烯烴公司開發(fā)成功。該技術(shù)自 1982年首次工業(yè)化以來，是迄今為止最成功、應用最為廣泛的聚丙烯生產(chǎn)工藝。 Spheripol 工藝是一種液相預聚合同液相均聚和氣相共聚相結(jié)合的聚合工藝，工藝采用高效催化劑，生成的 PP 粉料粒度其催化劑生產(chǎn)的粉料呈園球 形，顆粒大而均勻，分布可以調(diào)節(jié)，既可寬又可窄?？梢陨a(chǎn)全范圍、多用途的各種產(chǎn)品。其均聚和無規(guī)共聚產(chǎn)品的特點是凈度高，光學性能好，無異味。 ( 2 )Hypol 工藝 Hypol 工藝由日本三井化學公司于 20 世紀 80 年代初期開發(fā)成功，采用HYHSII 催化劑（ TKII），是一種多級聚合工藝。它把本體法丙烯聚合工藝的優(yōu)點同氣相法聚合工藝的優(yōu)點融為一體，是一種不脫灰、不脫無規(guī)物能生產(chǎn)多種牌號聚丙烯產(chǎn)品的組合式工藝技術(shù)。 Hypol 工藝與 Spheripol 工藝技術(shù)基本相同，主要區(qū)別在于 Hypol 工藝中均聚 物不能從氣相反應器旁路排出，部分從高壓脫氣罐來的閃蒸氣被打回到氣相反應器。生產(chǎn)均聚物時，第一氣相反應器實際上也起閃蒸作用。氣相反應器是基于流化床和攪拌（刮板）容器特殊設(shè)計的。反應器在生產(chǎn)抗沖擊性共聚物時，無污垢，不需要清洗。在生產(chǎn)均聚物期間，氣相反應器又可用做終聚合釜，提高了生產(chǎn)能力，而且氣相反應器操作靈活，可生產(chǎn)乙烯含量 25%的抗沖擊性共聚物。 ( 3 )Borstar 工藝 Borealis 公司（北歐化工）的 Borstar 工藝（北星雙峰） )PP 工藝是 1998年才開發(fā)成功的 PP 新型生產(chǎn)工藝， Borstar 工 藝源于北星雙峰聚乙烯工藝，工藝采用與北星雙峰聚乙烯工藝相同的環(huán)管和氣相反應器，設(shè)計基于 ZN 催化劑，也能使用正在中試中的單活性中心催化劑。其基本配置是采用雙反應器即環(huán)管反應器串聯(lián)氣相反應器生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物，再串聯(lián)一臺或兩臺氣相反應器生產(chǎn)抗沖共聚物，這取決于最終產(chǎn)品中的橡膠含量，如生產(chǎn)高橡膠相含量的抗沖共聚物則需要第二臺氣相共聚反應器。 25 6 聚丙烯生產(chǎn)主要設(shè)備 環(huán)管反應器 環(huán)管反應器基本上由管道組成 ,管道的橫截面積基本上保持均勻 .反應器為全液體操作 ,反應物料在軸流泵的作用下 ,告訴循環(huán) ,充分混合 .聚合反應通常在兩個串聯(lián)的環(huán)管之間進行 ,以提高停留時間并改善停留時間分布 .反應器可以全部或部分采用加套冷卻水冷卻 ,撤除聚合反應熱 ,控制聚合反應溫度 . 環(huán)管反應器的特點 : 總體傳熱系數(shù)大 。單位體積的傳熱面積大 。單位體積的生產(chǎn)率高 ,單程轉(zhuǎn)化率高 ,均聚的丙烯單程轉(zhuǎn)化率為 55%65%。流速快 ,環(huán)管反應器內(nèi)的流體流速達 7m/s,因此可以使聚合物淤漿攪拌均勻 ,催化劑體系分布均勻 ,聚合質(zhì)量均一 ,而不容易產(chǎn)生熱點 ,不容易黏壁 。環(huán)管反應器內(nèi)的反應條件較易控制 。產(chǎn)品轉(zhuǎn)換快 ,反應器內(nèi) 的物料的停留時間一般為 ,故產(chǎn)品牌號的轉(zhuǎn)換時間較短 。結(jié)構(gòu)簡單 ,材質(zhì)要求低 ,可用低溫碳鋼。 臥式攪拌反應器 （ 1）臥式攪拌反應器氣相聚合工藝流程 主催化劑和助催化劑一起通過噴嘴加入反應器的上游 ,聚合溫度的控制借助于液態(tài)丙烯的蒸發(fā) ,一般控制在 6570℃ .循環(huán)丙烯和新鮮的進料丙烯均勻噴灑在聚合床層上 ,未轉(zhuǎn)化的液態(tài)單體吸收強聚合放熱后被蒸發(fā) ,和未反應的氫氣等一起從反應器上部流出到循環(huán)設(shè)備 .循環(huán)氣體和氫氣以精確控制好的速率返回反應器的底部 ,以保護床內(nèi)的流化態(tài) ,并將聚合反應壓力控制在 的停留時間小于 .聚合物在催化劑顆粒上生長 ,當聚合粉料超過堰高 ,將流向較低位的下一個反應區(qū) ,直到最后排出反應器。 （ 2）臥式攪拌反應器的結(jié)構(gòu) 反應器為臥式圓柱形壓力容器 ,反應器內(nèi)的聚合物粉料被若干個擋板水平地分成幾個反應區(qū) ,擋板的堰高稍大于反應器半徑高度 ,每個聚合室內(nèi)都有安裝在水平軸上的平槳葉用于清理反應器內(nèi)壁上的聚合物 ,保證粉料完全聚合 .攪拌軸安裝在反應器的中心線上 ,轉(zhuǎn)速控制在 530r/min,以提供合適的熱質(zhì)傳遞 ,避免聚合物顆粒被拋向床面以上 ,使整個聚合物粉料床層在反應器內(nèi)能夠均勻緩慢地反轉(zhuǎn)。攪拌葉片與攪拌軸成 45176。 ,槳葉的設(shè)計必須盡量不使床層產(chǎn)生向前或向后的移動。 （ 3）臥式攪拌反應器的特點 物料的停留時間分布接近活塞流 ,單臺反應器相當于三臺以上串聯(lián)的返混反應器 ,意味著牌號的切換很快 ,過渡料少 ,產(chǎn)品質(zhì)量均一 ,并能有效地防止催化劑短路 。利用蒸發(fā)潛熱的冷卻系統(tǒng) ,溫度控制均勻穩(wěn)定 ,不需要流化 (不需要大型壓縮機 )。機械攪拌緩和 。反應壓力低 ,反應溫度低 ,工藝安全。 流化床反應器 26 丙烯聚合過程是一個強放熱反應 ,因為流化床反應器的特點之一就是傳熱特性好 ,溫度均勻 ,所以流化床反應器是用于聚丙烯生產(chǎn) ,特別是氣相聚合 ,該技術(shù)最早由 UCC 實現(xiàn)工業(yè)化 流化床反應器氣象局和工藝聚合部分的關(guān)鍵設(shè)備有流化床反應器、循環(huán)氣壓縮機、循環(huán)氣冷卻器、催化劑加料器、產(chǎn)品出料罐和產(chǎn)品吹掃罐 .反應氣體的循環(huán)是工藝流程的特征 .循環(huán)氣體一方面流化聚丙烯顆粒 ,另一方面參與聚合 .從反應器出來的循環(huán)氣體首先進入循環(huán)氣壓縮機 ,再經(jīng)過循環(huán)器冷卻器 ,之后重新回到反應器。 流化床包括筒體、分布板和擴大段三部分 ,流化床聚合反應器內(nèi)部一般不設(shè)置傳熱和傳質(zhì)構(gòu)件 ,以防止 聚合物粉料流動受阻。 （ 1）分布板 分布板的設(shè)計是流化床的重要組成部分。以 UCC 流化床使用的分布板為例 ,其主要部分是一塊圓形多孔鋼板 ,板上鉆有若干的小洞 ,并按等邊三角形排列 .每個小孔上面水平罩上一段角鋼 ,使氣流沿分布板水平噴出以消除板上可能出現(xiàn)的死區(qū) ,并防止顆粒落入板下。另外 ,分布板下面還焊有加強筋 (以格柵形式分布 )。在格柵下部有一層由不銹鋼制成的金屬網(wǎng) ,以起到過濾流化氣體的目的。 反應器底部開有循環(huán)氣體入口管口 ,在入口上焊上一塊氣體導流環(huán)板 ,其作用是使入口氣流進入底部封頭空間后盡可能地分布均勻 ,并且是循環(huán) 氣體中夾帶的冷凝液重新進入床層 ,而不至于在底部封頭聚集。 雖然分布板對整個流化床的直接作用范圍僅 ,然而對整個床層的流態(tài)化質(zhì)量以及反應器的操作性能都具有決定性的影響 ,起作用如下： 從結(jié)構(gòu)上、強度上支承開車時加入的種子床料粉 ,在停車時支承殘留在床層內(nèi)的樹脂粉料。均勻均分布流體 ,同時使流體通過分布板的能耗最小 ,這可以通過調(diào)節(jié)分布板的開孔率或板壓降與床壓之比 ,以及選擇適當?shù)念A分布手段來實現(xiàn)。保證在分布板附近形成良好的氣固接觸條件 ,以使粒子都處于運動狀態(tài) ,從而消除死去區(qū)。 （ 2）擴大段 當氣泡在硫化床床層表面爆破時 ,將引起床面附近顆粒的飛濺。當氣泡爆破產(chǎn)生的沖擊使大量不能被帶出床面的粒子也被拋到了稀相空間 ,在這里細顆粒繼續(xù)上升 ,粗顆粒則逐漸返回床面 ,所以床面以上的一定高度內(nèi)將是一個粒子的揚析過程 .在流化床中 ,一般都設(shè)計了較高的自由空間或加設(shè)擴大段供顆粒沉降 ,以減少旋風分離器的負荷并減少細顆粒損耗。 粒子夾帶速率是隨離開床面的高度 h 的增加而減少的 ,但是當高度增加到某一高度以后 ,顆粒夾帶量將不再變化 ,氣體的分布充分發(fā)展 ,尺寸較大的顆粒已經(jīng)失去其上升的動量開始向下回落 .這一高度稱為輸送分離高度 (TDH)對應的固體 夾帶量稱為該氣速下的飽和夾帶量。流化床反應器的擴大段高度一般都會大于TDH,TDH 一般為 。 軸流泵 軸流泵 靠旋輪葉輪的葉片對液體產(chǎn)生的作用力使液體沿軸線方向輸送的泵，有立式、臥式、斜式及貫流式數(shù)種。 軸流泵葉輪裝有 2～ 7 個葉片，在圓管形泵殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)。葉輪上部的泵殼上裝有固定導葉，用以消除液體的旋轉(zhuǎn)運動，使之變?yōu)檩S向運動，并把旋轉(zhuǎn)運動的動能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?。軸流泵通常是單級式，少數(shù)制成雙級式。27 流量范圍很大，為 180～ 36 萬立方米 /時；揚程一般在 20 米以下。軸流泵一般為立式，葉輪浸沒在水下面 ,也有臥式或斜式軸流泵。小型軸流泵的葉輪安裝位置高出水面時，需要用真空泵排氣引水啟動。軸流泵的葉片分固定式和可調(diào)式兩種結(jié)構(gòu)。大型軸流泵的使用工況（主要指流量）在運行中常需要作較大的變動，調(diào)節(jié)葉片的安裝角可使泵在不同工況下保持在高效率區(qū)運行。小型泵的葉片安裝角一般是固定的。軸流泵屬于動力式泵中比轉(zhuǎn)數(shù)最高的一種，比轉(zhuǎn)數(shù)為 500～ 1600。泵的流量 揚程、流量 軸功率特性曲線在小流量區(qū)較陡，故應避免在這一不穩(wěn)定的小流量區(qū)運行。軸流泵在零流量時的軸功率最大，因此泵在啟動前 必須先打開排出管路上的閥，以減小啟動功率。軸流泵主要適用于低揚程、大流量的場合，如灌溉、排澇、船塢排水、運河船閘的水位調(diào)節(jié)，或用作電廠大型循環(huán)水泵。揚程較高的軸流泵（必要時制成雙級）可供淺水船舶的噴水推進之用。 其中立式軸流泵主要是靠葉片的升力將流體引到出口，是軸向進，軸向出，具有流量