环管法聚丙烯工艺操作--聚合影响因素.pptxVIP

高聚物生产技术Polymer production technology项目五 聚丙烯生产技术任务三：环管法聚丙烯工艺操作第6讲：聚合影响因素一、丙烯中杂质对聚合反应的影响1、杂质不和烷基铝化合物组成反应但与活性中心有选择性反应引起催化剂失活，例如CO、COS、（CH3）2S已知对降低聚合活性有很大影响，从文献讨论来看，它们选择性地和活性中心发生了反应。这类杂质对催化剂的活性影响最大。2、杂质与烷基铝组份不反应，但是选择吸附（被配位）在活性中心上导致催化剂暂时失活；当解吸时，催化剂活性复原。这类杂质有乙炔等。必须注意，乙炔类杂质从一个活性中心上解析出来，同时又可能重新吸附到另一个活性中心上，使之失去活性。因此，从总体效果来看，它仍然严重影响催化剂活性。3、杂质不仅和活性中心，而且还和烷基铝组分反应当烷基铝化合物的浓度过分增加时，杂质对聚合活性的影响程度变小。依据这一点，当反应介质中含有超过技术规格的杂质含量时，在一定程度上，可以用多加烷基铝的办法维持反应正常进行。这类杂质有CO2、H2O、ROH、O2、H2S等。4、杂质在主Ti—Teal—Donor催化体系的作用下可聚合生成低分子胶状物，从总体效果上，降低聚丙烯产品的等规度，这类杂质有丁烯、丁二烯等。5、杂质不与催化体系反应但由于它们的存在，可以降低反应速率，同时由于反应系统的闭路循环，随它们的逐渐积累，会提高反应釜的压力，这类杂质一般为惰性的烷烃等。由于杂质对聚合反应的上述影响，所以在反应介质中要严格控制杂质含量。二、工艺条件对聚合反应的影响主要矛盾和次要矛盾1、催化剂的影响影响聚合反应的工艺条件主要有催化剂的加入量、反应温度、反应时间等。（1）主Ti催化剂的影响主钛加入速率超过正常量，则随Ti/C3=比的增加，等规度↑，停留时间不变的情况下，转化率↑；催化剂的得率↓。Ti/C3增大到一定程度，聚合反应过于激烈，产生的热量取不出去，就会导致反应器内恶性升温，严重时导致“爆聚”。相反，主钛催化剂的加入速率低于正常量，则催化剂得率有所提高，但丙烯转化率及反应速率会有明显下降，降低到一定程度，还会引起聚丙烯等规度的降低。甚至出现粘料、弱反应等。因此，当反应器聚合速率偏离规定速率时，可以通过改变主钛催化剂的供给速率的办法来调整。（2）烷基铝TEAl的影响TEAL的主要作用是与主钛催化剂一起形成活性中心，同时还可以消除反应介质中的某些有害杂质。在正常加入速率的基础上，增加TEAL的量，催化剂活性的略微提高，熔融指数及灰份增大，等规度及堆密度基本不变。TEAL的供给速率与进入聚合装置的总的丙烯量有关。（3）DONOR的影响DONOR为外给电子剂，增加DONOR的量，可提高产品聚丙烯的等规度。但对堆积密度、熔融指数基本无影响。DONOR的加入量有一个最佳值。加入量过小起不到提高等规度的作用，过大则可使催化剂完全失去活性，因此，必须严格控制其用量。DONOR的加入量与进入聚合装置的总的丙烯进料量有关，即总丙烯量串级控制Donor加入量，以期达到最佳的DONOR加入量。2、聚合温度的影响温度对丙烯聚合反应的影响较大，催化剂活性随着反应温度的升高而增加，同时反应温度对产品等规度也有相似的影响，即在一定范围内反应温度升高产品等规度提高。生产上控制较高的反应温度有利于提高催化剂得率，但反应温度过高不利于反应的控制，同时为了确保液相本体聚合，反应温度提高时系统压力必须随之提高，这也有一定的限制。工艺上聚合反应温度必须严格控制在一定的范围内。3、反应时间的影响当其它反应条件不变时，催化剂得率随着反应时间的增加而提高。但是对具体装置而言反应时间受到装置生产负荷要求的制约，装置生产负荷越高，反应时间相应缩短，催化剂得率降低。在装置高负荷生产的条件下，一般通过尽可能提高反应聚合物淤浆密度来保证催化剂得率。但反应聚合物淤浆密度的提高受到反应撤热以及反应器循环条件的制约，因此从一定程度上，对某一具体装置，提高生产负荷要以损失催化剂得率为代价。4、氢的影响当丙烯聚合反应不加入氢气时，所得聚丙烯分子量可高达 100 万，根本无法进行加工，必须在聚合反应中加入分子量调节剂。利用聚丙烯活性链的氢转移反应，工艺上通过向反应体系中加入氢气，来控制产品的分子量，反应体系中氢气浓度增加，聚丙烯产品的平均分子量降低，熔体指数提高。同时聚丙烯活性链的氢转移反应会使催化剂活性提高，随着丙烯中氢气浓度的增加，聚合反应会加剧，因此装置高熔体指数产品的催化剂的消耗降低。谢谢观看Thanks for watching