环管装置工艺技术简介Ⅰ.doc

第一章 装置简介 一 、 装置概况 聚丙烯设计生产能力为7万吨/年的装置，采用海蒙特[HIMONT]公司的SPHERIPOL工艺生产本色聚丙烯（PP）粒料，装置反应器系统采用一个六脚环管反应器和一个气相流化床反应器串联组成，设计生产能力为7万吨/年，操作时间为7千小时，可生产48个牌号的聚丙烯，其中均聚牌号25个，无规共聚（乙烯含量3~5%）牌号7个，抗冲共聚（乙烯含量（6~12%）牌号16个。 装置包括下列操作单元。 100单元 催化剂、助催化剂以及抗结垢剂的配制和计量。 200单元 预聚合和液相本体聚合。 300单元 闪蒸脱气和单体回收。 400单元 气相共聚。 500单元 汽蒸和干燥。 600单元 排放和公共设施。 700单元 丙烯、乙烯精制。 800单元 添加剂加入和造粒。 900单元 均化包装。 二 、 工艺特点 该工艺由HIMONT公司开发，在PSC催化剂系统的存在下，用丙烯单体反应或丙烯与乙烯共聚反应生产聚丙烯，该工艺无需乙醇脱灰，脱无规物，其主要工艺特点如下： 采用第三代高效——高立体定向（HY—HS）催化剂 催化剂活性可高达45-100万克PP/Ti，聚合时间短，液相聚合约为2小时，气相聚合仅为40分钟。产品等规度高达98%，且在93-97%范围内可调，其不采聚合时间的影响。在聚合温度小于80℃的情况下，催化剂活性及产品等规度与温度成正比，产品熔融指数（MF）高，且分布范围广。 丙烯均聚，丙烯、乙烯无规共聚在环管反应器中进行。 环管反应器体积小，内部充满物料。反应器表面与体积的比率大，聚合热易用环反应器夹套冷却水取走，反应器不需清理内表面，工作周期长。环管内的物料循环由轴流泵完成，物料流速高达7m/s，再加上撤热能力强，反应器的温度能保持均一稳定，可有效地防止反应器内产生过热点或暴聚等问题产品牌号的切换容易，转换时间最长为2-3小时。 3、 装置生产搞冲共聚物时，在气相流化床反应器中进行。 反应器内气体流速可达0.9m/s，使得聚合物颗粒处于良好的流化态，气体处于高度湍流状态，提高了单体的扩散性和聚合反应速度，反应当热易于导出使得共聚反应在恒温下进行，保证了产品质量。  第二章 生产原理 SPHERIPOL工艺采用Ziegler-Natter催化剂，属于配位阴离子聚合范畴，其一般反应机理如下： 1．链引发（络合催化剂的形成） LnM + Rm → Ln-M R LnM为过渡金属化合物，RM为烷基铝 LnM+CH2=CHCH3 配位 R……CHCH3 插入 InM CH3 R LnM←CH2 CH3 → CHR 转位CH2—CHR LnM CH3 一般可用下式简略的表示： [Cat]+—R-+ CH2=CH→[Cat]+——CH2—CH—R CH3 CH3 2．链增长 [Cat]+—CH2—CHR+NCH2=CH→[Cat]+——CH2—CH { CH2—CH } n R CH3 CH3 CH3 CH3 3．链终止，本装置使用H2做为分子量调节剂 Cat+—H2C—CH— {—CH2—CH } n R + H2KtH CatH+ CH3—CH { CH2—CH } n R CH3 CH3 CH3 CH3 一般来说，反应活性中心寿命是很长的，要想终止反应须加活性终止剂，使催化剂中毒而失活，如H2O、HOCH2等，本装置使用CO做为终止齐，它能与亲核物质发生反应。 CO+Cat+—R→Cat+—C —R 在本装置中，在预接触阶段进行链引发，在环管反应器和气相反应器中进行链增长，加入H2的目的是使反应链终止，以调节聚合物的分子量。 本装置所用的催化剂体系包括三种组份，即主催化剂（FT—4S或GF—2A），助催化剂（三乙基铝）及给电子体Donor（环已基甲基二甲氧基硅烷），主催化剂是由TiCL或载体活性MgCl2组成的混合物，具有较高的活性且活性随聚合时间衰减极小，具有高的立体定向性。三乙基铝与主催化剂作用形成Ti——C键，从而引发单体进行配位阴离子定向聚合，另外，三乙基铝的化学性质活泼，易与CO、COS、醇第带孤对电子的物质反应，避免主催化剂中毒，降低活性，给电子体的作用主要是调节PP的等规度。 第三章 工艺详细说明 装置工