聚乙烯、聚丙烯工藝原理及生產(chǎn)方法(共23頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上聚乙烯裝置1 概述聚乙烯裝置是將乙烯單體聚合成聚乙烯產(chǎn)品。聚乙烯裝置按一個系列設(shè)計，生產(chǎn)能力30萬噸/年， 操作時間8000小時/年，生產(chǎn)全密度聚乙烯。聚乙烯生產(chǎn)裝置包括單體凈化(根據(jù)需要設(shè)置)、預(yù)聚合、聚合、聚合物后處理和造粒等生產(chǎn)單元。2 工藝技術(shù)方案的選擇2.1國內(nèi)外工藝技術(shù)概況 目前，能生產(chǎn)全密度聚乙烯的工藝有漿液法、氣相法和溶液法三種聚合工藝。各種工藝都有不同的優(yōu)缺點，都有好的產(chǎn)品，成熟的工藝路線。各種工藝的技術(shù)擁有者都在加大研發(fā)力度改善各自的工藝及產(chǎn)品，開發(fā)茂金屬催化劑樹脂和易加工樹脂，拓寬各自產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。國內(nèi)目前還沒有生產(chǎn)聚乙烯產(chǎn)品的成熟技術(shù)，幾乎所

2、有大規(guī)模聚乙烯裝置都是引進(jìn)國外專利技術(shù)，其產(chǎn)品涵蓋了整個聚乙烯產(chǎn)品。引進(jìn)當(dāng)前先進(jìn)、可靠的專利技術(shù)和部分關(guān)鍵設(shè)備是必不可少的，引進(jìn)方式可以是購買工藝設(shè)計包或基礎(chǔ)工程設(shè)計。高壓法聚乙烯工藝一般用來生產(chǎn)低密度聚乙烯(LDPE)。第一套采用高壓法工藝生產(chǎn)LDPE工業(yè)裝置于1939年投產(chǎn)，目前已發(fā)展為釜式法和管式法兩種。高壓法聚乙烯工藝能生產(chǎn)各種通用LDPE。1995年世界高壓LDPE(HP LDPE)生產(chǎn)能力約為17.12 Mt，兩種方法的生產(chǎn)能力大致相等。目前，釜式法和管式法單線最大生產(chǎn)能力達(dá)0.20 Mt/a，乙烯單耗由1.05 t降至1.01 t，LDPE優(yōu)質(zhì)品率達(dá)98%，反應(yīng)壓力為122303

3、 MPa，反應(yīng)溫度為130350。由于高壓法工藝只能生產(chǎn)低密度聚乙烯(LDPE)，不符合一套裝置生產(chǎn)全部聚乙烯種類的要求，本研究不予考慮。能生產(chǎn)全密度聚乙烯的工藝有以下三種。（1）漿液法聚合工藝淤漿法工藝是生產(chǎn)高密度聚乙烯的重要方法。此法工業(yè)化時間早，工藝技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量較好，聚合中乙烯溶于脂肪烴稀釋劑，生成的聚乙烯懸浮于其中，反應(yīng)壓力、溫度較溫和，乙烯單程轉(zhuǎn)化率為9598，可生產(chǎn)超高分子量的產(chǎn)品和雙峰產(chǎn)品。該工藝按反應(yīng)器形式分為攪拌釜式聚合和環(huán)管聚合兩種。 攪拌釜式聚合工藝該工藝的代表有德國Hoechst工藝和日本三井油化工藝。Hoechst公司首創(chuàng)的攪拌釜式工藝使用兩個反應(yīng)器，主催化劑為

4、乙氧基鎂為載體的TiCl4，助催化劑為有機(jī)鋁，正己烷作為溶劑，乙烯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98%。該工藝?yán)酶淖兇呋瘎┙M分的方法調(diào)節(jié)產(chǎn)品的分子量，用共聚單體調(diào)節(jié)產(chǎn)品密度，產(chǎn)品的熔體指數(shù)為0.2-80g/10min，密度范圍在0.942-0.965g/cm3，其優(yōu)勢產(chǎn)品是管材專用料和超高分子量的MDPE。 環(huán)管聚合工藝環(huán)管聚合工藝的典型代表是美國的Phillips工藝。該工藝采用鉻系催化劑，以異丁烷為稀釋劑，乙烯在環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)聚合，用軸流泵使淤漿組分循環(huán)，用夾套冷卻水撤除反應(yīng)熱，通過精確控制反應(yīng)溫度保證產(chǎn)品質(zhì)量。該工藝具有建設(shè)費用少，操作成本低，反應(yīng)物不易粘在反應(yīng)器壁上等優(yōu)點，可生產(chǎn)分子量很高的產(chǎn)品，分子量

5、分布可寬可窄，產(chǎn)品密度范圍0.92-0.97 g/cm3。（2）溶液聚合工藝溶液聚合工藝在聚合時，單體和生成的聚合物都溶于溶劑，要求較高的聚合溫度和壓力，可生產(chǎn)密度范圍在0.9180.960g/cm3，分子量分布從寬到窄的各種聚乙烯產(chǎn)品。該工藝采用的反應(yīng)器是一種小型攪拌釜，乙烯和辛烯等共聚單體在環(huán)己烷溶劑中聚合，單體在反應(yīng)器中的停留時間很短，一般僅為2分鐘，因此牌號切換容易，過渡料少，操作靈活。由于產(chǎn)品要經(jīng)過脫溶劑和脫共聚單體等后處理工序，所以產(chǎn)品質(zhì)量非常好，膠體和灰分含量極低，但工藝流程相對較長，投資高。此外，由于采用辛烯等高碳烯烴作為共聚單體，產(chǎn)品的物理機(jī)械性能非常好，適用于高端消費領(lǐng)域。

6、該工藝的主要代表是Dow化學(xué)的Dowlex工藝和加拿大NOVA化學(xué)公司的Sclairtech工藝。（3）氣相聚合工藝氣相聚合不使用溶劑，工藝簡單，流程短，投資少，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品品種可在較寬范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，因而具有較強(qiáng)的競爭力。世界第一套氣相法工業(yè)裝置1975年投產(chǎn)，生產(chǎn)能力為25 kt/a。在0.72.0 MPa和80100條件下操作，生產(chǎn)HDPE，HMW HDPE和乙烯與1-丁烯/己烯/4-甲基-1-戊烯的共聚物L(fēng)LDPE，MDPE和VLDPE。氣相法工藝以美國UCC公司的Unipol工藝(氣相流化床反應(yīng)器)、英國BP公司的Innovene工藝(氣相流化床反應(yīng)器)及Basell公司的Spher

7、ilene工藝(環(huán)管預(yù)聚合加雙氣相流化床反應(yīng)器)為代表。乙烯氣體通過反應(yīng)器在催化劑作用下直接聚合(或預(yù)聚合)，得到干燥粉料。氣相法中Spherilene工藝，不用冷凝模式操作就可達(dá)到與其它采用冷凝模式操作的氣相法工藝相當(dāng)?shù)臅r空產(chǎn)率，因而反應(yīng)器停留時間短；具有較高的傳熱效率和物料流動速度，因而Spherilene流化床反應(yīng)器的體積只相當(dāng)于普通非冷凝態(tài)操作的氣相流化床反應(yīng)器的1/3。牌號切換時產(chǎn)生的等外品過渡料也只是普通氣相法工藝的一半。催化劑是聚合技術(shù)的核心。目前工業(yè)生產(chǎn)線性聚乙烯HDPE/LLDPE用的催化劑主要有鉻基催化劑、鈦基催化劑和茂金屬催化劑3類。此外，還有一類正在開發(fā)中的非茂金屬單中

8、心催化劑。（1）鈦基(齊格勒-納塔，Z/N)催化劑是50年代開發(fā)的，經(jīng)過不斷改進(jìn)和提高，目前第4代Z/N催化劑已在工業(yè)裝置上使用。漿液(釜式反應(yīng)器)法、溶液法和氣相流化床工藝都用這種催化劑。溶液法裝置用這種催化劑，其活性較高，每克鈦可生產(chǎn)聚乙烯500 kg以上。氣相流化床裝置亦用這種催化劑，其活性也能達(dá)此標(biāo)準(zhǔn),聚乙烯殘鈦量為13 g/g。由于Z/N催化劑的改進(jìn)，現(xiàn)已能夠提高產(chǎn)品的熔體流動指數(shù)和密度，并可以加寬相對分子質(zhì)量分布，因而可以替代某些早期使用的鉻基催化劑。目前世界上大多數(shù)HDPE生產(chǎn)裝置都使用這種催化劑。（2）鉻基催化劑是50年代開發(fā)的，用于生產(chǎn)HDPE。改性的鉻基催化劑是在制備前或制

9、備過程中，對鉻化合物或載體進(jìn)行化學(xué)改性后制得的，目的是改變HDPE樹脂的分子結(jié)構(gòu)。目前漿液(環(huán)管反應(yīng)器)法和氣相流化床法裝置都用這種催化劑。（3）茂金屬單中心催化劑是1976年發(fā)現(xiàn)的新一代高效聚烯烴催化劑，1991年使用該催化劑的年產(chǎn)15 kt聚乙烯(m-PE)的工業(yè)試驗裝置投產(chǎn)，其主要特點是：對乙烯及-烯烴的聚合催化活性高，均相茂金屬催化劑對乙烯的聚合催化活性比目前的高效Z/N催化劑高兩個數(shù)量級,負(fù)載化的茂金屬催化劑活性雖有所降低，但仍與常規(guī)高效催化劑相當(dāng)或稍高。具有單一催化活性中心，用其所得聚合物的相對分子質(zhì)量分布較均一，分布指數(shù)在2左右(用一般催化劑在5左右)，特別適用于生產(chǎn)合成纖維和薄

10、膜，同時還能通過兩種茂金屬催化劑的混合作用，或茂金屬催化劑與傳統(tǒng)Z/N催化劑的混合使用，生產(chǎn)具有雙峰相對分子量分布的聚烯烴，所得共聚物中共聚單體分布均勻，因而可提高共聚物性能或節(jié)省共聚單體用量。能催化聚合-烯烴生成間規(guī)聚合物，如作工程塑料用的間規(guī)聚苯乙烯(s-PS)、低溫抗沖擊性和透明性極好的間規(guī)聚丙烯(s-PP)等。茂金屬催化劑首先用于氣相法聚乙烯裝置，后來也用于漿液法聚乙烯裝置和生產(chǎn)VLDPE，ULDPE，以及相對密度為0.8800.932的高壓低密度聚乙烯裝置。1991年開始用茂金屬催化劑生產(chǎn)m-PE，主要是相對密度為0.8850.910的LLDPE和相對密度為0.8600.885的彈性

11、體。目前是生產(chǎn)替代高醋酸乙烯含量的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙丙橡膠和熱塑性聚氨酯等一些專用材料。1995年世界上用茂金屬催化劑生產(chǎn)聚合物的生產(chǎn)能力為868 kt，其中m-PE 453 kt，m-PP 307 kt，s-PS 15 kt，EPDM 90 kt。估計實際產(chǎn)量為150200 kt，1996年有明顯增加。（4）非茂金屬單中心催化劑是在茂金屬催化劑進(jìn)入市場以后新開發(fā)的另一類非茂金屬單中心高效催化劑。目前已經(jīng)知道的有兩種：一種是稱為Versipol的過渡金屬催化劑，這種鎳鈀基新催化劑不僅比用茂金屬催化劑的能耗低，而且還能生產(chǎn)從高密度到低密度、相對分子量分布更寬的聚乙烯，預(yù)計35年后

12、工業(yè)應(yīng)用，初期目標(biāo)是生產(chǎn)LLDPE，以后是生產(chǎn)具有LDPE加工性能和LLDPE物理機(jī)械性能的聚乙烯通用產(chǎn)品；另一種是高活性的鐵基和鈷基新催化劑，不僅在活性和聚合物性能控制方面等于或高于茂金屬催化劑，還具有生產(chǎn)范圍更廣聚合物的潛力，對乙烯低聚成-烯烴有極高的活性(高于目前生產(chǎn)-烯烴所用的其它催化劑)，對-烯烴的選擇性在99%以上，且催化劑耐用，生產(chǎn)過程簡單，容易操作，生產(chǎn)成本低。2.2工藝技術(shù)方案的比較和選擇能生產(chǎn)全密度聚乙烯的三種生產(chǎn)工藝的比較見表7-1。能生產(chǎn)全密度聚乙烯的三種工藝和反應(yīng)器在經(jīng)濟(jì)上均具有競爭力，技術(shù)上都比較可靠，目前都在世界各地轉(zhuǎn)讓了多套專利技術(shù)并正在運行中，各專利商正在努力

13、完善各自的技術(shù)，目的是以最小的投入(包括投資、消耗、操作費用)產(chǎn)出最好的產(chǎn)品，力爭取得技術(shù)上的領(lǐng)先地位。綜合分析投資、消耗、產(chǎn)品范圍、生產(chǎn)成本等因素，氣相法稍好于漿液法。雖然溶液法產(chǎn)品質(zhì)量好，但投資和消耗都較高。本報告暫以氣相法工藝中的Spherilene技術(shù)為參考，最終技術(shù)選取還應(yīng)通過進(jìn)一步技術(shù)交流和比較確定。表7-1 三種生產(chǎn)工藝的比較序號方案指標(biāo)氣相法漿液法溶液法Unipol I, Innovene, spherileneMitsui, PhillipsDowlex, Sclairtech1技術(shù)來源單流化床反應(yīng)器環(huán)管雙流化床反應(yīng)器雙攪拌釜式環(huán)管反應(yīng)器雙攪拌聚合釜2產(chǎn)品范圍MI=0.051

14、55 d=0.9150.965注塑、薄膜、吹塑、單絲、電纜料、管材等，可生產(chǎn)全密度牌號。MI=0.0135 d=0.9180.972注塑、薄膜、吹塑、單絲、管材等，可生產(chǎn)全密度牌號。MI=0.15150 d=0.9150.965注塑、薄膜、吹塑、單絲等，可生產(chǎn)全密度牌號。3優(yōu)點l 工藝簡單，流程短，設(shè)備臺數(shù)少l 操作條件溫和l 生產(chǎn)能力不受粘度和溶解度問題限制，因而各種牌號都可以全負(fù)荷生產(chǎn)l 乙烯既作為單體、傳熱介質(zhì)又可使反應(yīng)器流化l 反應(yīng)器大，生產(chǎn)能力大l 不需要除蠟和溶劑l 反應(yīng)器可交替生產(chǎn)HDPE和LLDPEl 投資低，一般比同規(guī)模溶液法低8，比同規(guī)模漿液法低6%l 工藝簡單，流程短，設(shè)

15、備臺數(shù)少l 操作條件溫和l 單體轉(zhuǎn)化率高，單程轉(zhuǎn)化率在90以上l 產(chǎn)品分子量范圍寬。l 通過使用串連反應(yīng)器，可以生產(chǎn)適宜管材的雙峰樹脂，撤熱容易l 高表面積比和紊流模式流動促使熱通過大口徑套管傳遞l 反應(yīng)器體積小，反應(yīng)條件和聚合物性質(zhì)控制比較容易l 停留時間短（不到2min），牌號切換時過渡料少l 溫度控制范圍比漿液法可氣相法寬，便于控制產(chǎn)品結(jié)構(gòu)l 可生產(chǎn)性能優(yōu)良的C8共聚產(chǎn)品l 因沒有粘壁問題和形態(tài)控制問題，因而對產(chǎn)品的密度無限制l 可生產(chǎn)MWD非常窄的，適宜注塑的樹脂l 工藝易實現(xiàn)自控，可精確地控制分子量l 乙烯轉(zhuǎn)化率高，單程轉(zhuǎn)化率90以上，氣體循環(huán)（或壓縮費用）少4缺點l 牌號切換時容易

16、產(chǎn)生大量的等外品l 催化劑對空氣和水等毒物十分敏感，微量的水和空氣會降低催化劑效率，提高產(chǎn)品灰分l 乙烯的單程轉(zhuǎn)化率只有2，冷凝法操作可以提高l 停留時間長，大于24hl 由于樹脂的膨脹問題，限制了密度低于940g/cm3聚合物的生產(chǎn)能力l 如果聚乙烯溶解，就會出現(xiàn)反應(yīng)器結(jié)垢現(xiàn)象l 反應(yīng)器停留時間長（14h）l 與氣相法相比，使用稀釋劑l 需要高純度乙烯l 流程長，設(shè)備臺數(shù)多l(xiāng) 反應(yīng)系統(tǒng)粘度高，造成反應(yīng)器均勻性問題l 由于溶液粘度隨聚合物含量增加而增加很快，因而反應(yīng)器系統(tǒng)的固體含量低于漿液法，生產(chǎn)低MI產(chǎn)品將受到限制l 與氣相聚合相比，溶劑回收過程耗能較多l(xiāng) 因操作壓力高，因而投資較高l 三廢

17、較多，有蠟、溶劑排出、分子篩廢料和聚合物碎屑產(chǎn)生l 需要從聚合物中脫出催化劑殘余5主要技術(shù)參數(shù)反應(yīng)器操作壓力：1.5-3.0MPa反應(yīng)器操作溫度：50-120工藝條件由齊格勒催化劑、鉻式催化劑以及復(fù)合金屬催化劑的密度而定反應(yīng)器操作壓力：3-4MPa反應(yīng)器操作溫度：70-85（LLDPE）90-100（HLDPE）高密度聚乙烯采用鉻式催化劑反應(yīng)器操作壓力：4.1-14.0MPa反應(yīng)器操作溫度：180-3006消耗（反應(yīng)部分）原料消耗單耗/磅產(chǎn)品原料消耗單耗/磅產(chǎn)品原料消耗單耗/磅產(chǎn)品乙烯（磅）0.931-0.934乙烯（磅）0.927乙烯（磅）0.938丁烯-1（磅）0.079丁烯-1（磅）0.

18、083丁烯-1（磅）0.08異丁烷（加侖）0.0011環(huán)己烷（加侖）0.0018氫，純（磅）0.00006氫，純（磅）0.00006氫，純（磅）0.00006公用工程單耗/磅產(chǎn)品公用工程單耗/磅產(chǎn)品公用工程單耗/磅產(chǎn)品電（kWh）0.160-0.188電（kWh）0.170-0.189電（kWh）0.0998冷卻水，Gal0.019-0.025冷卻水，Gal0.0322冷卻水，Gal0.0292蒸汽（磅）0.0001-0.0002蒸汽（磅）0.00035蒸汽（磅）0.0011燃料氣，MMBtu0.0002燃料氣，MMBtu0.00037投資投資低比氣相法高10-30比氣相法高20-502.3

19、引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備 聚乙烯裝置擬引進(jìn)Spherilene專利技術(shù)和基礎(chǔ)工程設(shè)計，國內(nèi)工程公司完成詳細(xì)工程設(shè)計，引進(jìn)設(shè)備主要為專利設(shè)備，其它設(shè)備國內(nèi)生產(chǎn)。最終工藝商將由商務(wù)談判決定。3 工藝流程說明本研究中聚乙烯裝置參照氣相法中Spherilene聚乙烯生產(chǎn)工藝設(shè)計，生產(chǎn)全密度聚乙烯。聚乙烯生產(chǎn)裝置包括單體凈化(根據(jù)需要設(shè)置)、預(yù)聚合、聚合、聚合物后處理和造粒等生產(chǎn)單元。乙烯經(jīng)乙烯供應(yīng)加熱器加熱后進(jìn)入裝有催化劑的脫乙炔塔，在塔中使乙炔與氫氣反應(yīng)，除去乙炔。除去乙炔的乙烯經(jīng)中間熱交換器和預(yù)熱器后進(jìn)入脫一氧化碳床和脫二氧化碳床。脫除操作可在常溫亦可在升溫條件下進(jìn)行。脫除了CO和CO2的乙烯進(jìn)入干燥器脫水

20、。兩個干燥器可切換運轉(zhuǎn)，切換下來的干燥器用加熱的氮氣再生，干燥后的乙烯壓縮至適宜壓力后去反應(yīng)系統(tǒng)。共聚單體丁烯、己烯在壓力下經(jīng)共聚單體脫氣塔脫除輕組分，脫除的氣體去火炬，脫氣之后的共聚單體冷卻后經(jīng)共聚單體泵送至共聚單體干燥器，以除去水和其它不純物質(zhì)。干燥器交替工作。干燥后的共聚單體去反應(yīng)系統(tǒng)。氫氣經(jīng)脫氧預(yù)熱器預(yù)熱后在氫氣脫氧器中除去氧，再送入氫氣脫氧后冷卻器冷卻。冷卻后的氫氣再送入氫氣干燥器脫水，兩干燥器交替工作。經(jīng)上述處理的氫氣部分去脫炔床，部分去反應(yīng)系統(tǒng)。氮氣經(jīng)脫氧預(yù)熱器預(yù)熱后在催化劑床中除去氧，再送入冷卻器進(jìn)行冷卻。冷卻后的氮氣送入氮氣干燥器脫水，經(jīng)上述處理的純凈氮氣經(jīng)壓縮機(jī)升壓，并送入

21、反應(yīng)器。與此同時，部分氮氣去樹脂脫氣系統(tǒng)。稀釋劑丙烷自丙烷加熱器加熱后，送入丙烷干燥器脫水，脫水后的丙烷去反應(yīng)系統(tǒng)。催化劑主要由鹵化鈦合物固體活性催化劑、助催化劑烷基鋁和給電子體化合物配制而成，用惰性輕烴丙烷做稀釋劑。催化劑活化單元由兩布組成：第一步，催化劑漿液同兩種助催化劑在一個小的攪拌釜（預(yù)接觸點）中混合；第二步，活化的催化劑混合物從預(yù)接觸點溢出，用冷液丙烷混合后，去預(yù)聚合單元。催化劑混合物與氫氣、乙烯和共聚單體送到漿液環(huán)管預(yù)聚合反應(yīng)器中，在短停留時間內(nèi)發(fā)生預(yù)聚合，反應(yīng)在低溫條件下進(jìn)行，最大限度地去除增長例子的聚合反應(yīng)熱，以便在第一步聚合階段確保球形粒子形態(tài)的控制。從環(huán)管預(yù)聚合反應(yīng)器出來的

22、聚合物漿液直接進(jìn)入第一反應(yīng)系統(tǒng)，新鮮的原料乙烯、氫氣和共聚單體也進(jìn)入第一反應(yīng)器。由于催化劑是經(jīng)預(yù)聚物（預(yù)聚物粒子已增長足夠）帶入氣相反應(yīng)器的，氣相反應(yīng)器可從空置狀態(tài)開始，不需種子樹脂，減少了過渡時間。預(yù)聚物在第一反應(yīng)器產(chǎn)生繼續(xù)聚合，產(chǎn)生的聚合物粉料連續(xù)不斷從其底部排出到第一產(chǎn)品出料料斗。從第一產(chǎn)品出料料斗頂部過濾出來的氣體通過排放氣壓縮機(jī)進(jìn)入分離單元。分離單元包括初餾塔和汽提塔。初餾塔回收重共聚單體，汽提塔回收氫氣和乙烯。從初餾塔底部出來的重共聚單體循環(huán)回到第一反應(yīng)器，從汽提塔頂部出來的氫氣和乙烯可去第一反應(yīng)器也可去第二反應(yīng)器，汽提塔側(cè)線乙烯去火炬，汽提塔底部餾出物液相丙烷泵回預(yù)聚合單元。由第

23、一產(chǎn)品出料料斗脫氣的聚合物送到第二反應(yīng)器，同時補(bǔ)充新鮮的乙烯、共聚單體和氫氣，但并不再加入新的催化劑。由于送到第二反應(yīng)器的是已充分增長的聚合物粒子，該反應(yīng)器中的聚合條件較為苛刻。第二反應(yīng)器產(chǎn)生的聚合物進(jìn)入第二產(chǎn)品出料料斗，由第二產(chǎn)品出料料斗頂部過濾出來的氣體經(jīng)再次壓縮后循環(huán)回第二反應(yīng)器，底部出來的聚合物被送到汽蒸單元。第二產(chǎn)品出料料斗底部出來的聚合物進(jìn)入汽蒸器，脫除單體和使催化劑失活，蒸汽經(jīng)冷凝和壓縮之后，所有的烴類都可在界區(qū)回收或者循環(huán)回排放氣干燥單元下游的聚合單元。從汽蒸器底部出來的濕聚合物靠重力流到一個密閉循環(huán)的氮氣干燥床，濕氮氣經(jīng)氮氣脫水塔干燥，再經(jīng)氮氣加熱器加熱后循環(huán)回干燥器。干燥的

24、聚合物氣動輸送到添加劑添加和擠出單元。聚合物粉料經(jīng)稱量后由螺桿加料器加入混煉機(jī)，同時固體添加劑也計量進(jìn)入混煉機(jī)，再進(jìn)入擠出機(jī)。樹脂經(jīng)混煉、熔融、水下切粒、干燥后進(jìn)入分選機(jī)。粗料和細(xì)料被分出后，聚乙烯顆粒風(fēng)送至摻混和儲存系統(tǒng)。再風(fēng)送去包裝。4 主要設(shè)備選擇本裝置的設(shè)備數(shù)量較少，工藝介質(zhì)無腐蝕。除料倉材料采用鋁合金外，大部分設(shè)備材料為碳鋼，成品料倉及氣體輸送管道由鋁合金制造，少數(shù)設(shè)備采用不銹鋼材料，非標(biāo)設(shè)備國內(nèi)均能制造。為了保證質(zhì)量和滿足專利上的技術(shù)要求，關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)由取得ASME認(rèn)證的制造廠按照ASME規(guī)范制造提供。本裝置主要設(shè)備包括第一反應(yīng)器，第二反應(yīng)器，排放氣壓縮機(jī)，汽蒸器，氮氣干燥床，造粒機(jī)

25、組，粉料輸送系統(tǒng)，粒料輸送系統(tǒng)，包裝機(jī)等。為了節(jié)省投資，對國內(nèi)技術(shù)成熟、質(zhì)量可靠的設(shè)備應(yīng)國內(nèi)采購，國內(nèi)不能滿足要求的關(guān)鍵設(shè)備和專利設(shè)備，如排放氣壓縮機(jī)、擠出造粒機(jī)、特殊儀表、特殊閥門、自控系統(tǒng)等擬從國外采購。5 消耗指標(biāo)聚乙烯裝置的消耗指標(biāo)見下表7-2：表7-2 聚乙烯裝置的消耗表序 號名 稱 及 規(guī) 格單位小時消耗備注1乙烯t36.27丁烯-1+己烯-1t3.032氫氣kg3.893催化劑kg2.924助催化劑kg 35.025添加劑kg62.266循環(huán)水t=10t51807脫鹽水t5.88電380VkWh390010kVkWh111009蒸汽1.0MPat13.966排放物指標(biāo)6.1排放氣

26、體排放點廢氣排放量污染物排放狀況排放規(guī)律治理措施名稱濃度mg/Nm3脫氣倉排氣0.75t/h烴氮氣77% vol23% vol連續(xù)送火炬排放氣回收緩沖罐0.75t/h烴氮氣45% vol55% vol連續(xù)送火炬6.2 排放液體排放點廢氣排放量污染物排放狀況排放規(guī)律治理措施名稱濃度mg/Nm3工藝廢水35COD BOD515020050100連續(xù)送污水處理站6.3 廢棄固體固廢名稱排放量t/a主要成分排放規(guī)律治理措施及去向造粒廢料200t/a廢樹脂間斷作為副產(chǎn)品外售輸送和包裝系統(tǒng)6kg/h廢樹脂間斷聚合反應(yīng)器10 t/ a反應(yīng)混合物間斷次品出售干燥器15 t/ a分子篩干燥劑間斷填埋脫氧器15

27、t/ a含鋅、銅廢催化劑 間斷聚丙烯裝置1 概述聚丙烯裝置是將丙烯單體聚合成聚丙烯產(chǎn)品。聚丙烯裝置按一個系列設(shè)計，生產(chǎn)能力30萬噸/年， 操作時間8000小時/年，生產(chǎn)均聚合共聚聚丙烯。聚丙烯生產(chǎn)裝置包括單體凈化(根據(jù)需要設(shè)置)、聚合、聚合物脫氣河回收、添加劑進(jìn)料和擠出等生產(chǎn)單元。2 工藝技術(shù)方案的比較與選擇2.1國內(nèi)外工藝技術(shù)概況從五十年代聚丙烯漿液法技術(shù)工業(yè)化以來，聚丙烯生產(chǎn)工藝不斷發(fā)展。相繼開發(fā)成功了本體聚合、氣相聚合工藝和各種高效催化劑，優(yōu)化了工藝流程，裝置投資及生產(chǎn)成本大大降低。八十年代以來，由于催化劑體系的進(jìn)一步發(fā)展，聚丙烯的工藝流程不斷完善，各種工藝公用工程的消耗量進(jìn)一步下降，在

28、聚丙烯產(chǎn)品質(zhì)量提高的同時降低了生產(chǎn)成本，節(jié)省了建設(shè)投資。聚丙烯生產(chǎn)工藝，按照反應(yīng)器的型式和反應(yīng)器內(nèi)介質(zhì)的不同，可分為三大類：（1）漿液法工藝漿液法工藝是將丙烯溶于惰性烴類稀釋劑（如丁烷、戊烷、己烷、庚烷或壬烷）中進(jìn)行聚合。按反應(yīng)器形式劃分有如下專利技術(shù)：連續(xù)式攪拌床反應(yīng)器：Hoechst、Mitsui等工藝;間歇式攪拌床反應(yīng)器：三菱工藝；環(huán)管反應(yīng)器：Solvay工藝；沸騰丁烷反應(yīng)器：殼牌工藝。由于催化劑體系的發(fā)展和其活性的大幅度提高，九十年代以后的新建大型聚丙烯裝置已基本不使用漿液法。但目前世界上一些漿液法工藝的聚丙烯裝置仍在操作，用來生產(chǎn)合金型的高質(zhì)量特種樹脂。（2）本體法工藝本體法工藝是使

29、液態(tài)丙烯發(fā)生聚合反應(yīng)，生成聚丙烯。按反應(yīng)器形式劃分有如下專利技術(shù)：液相釜式反應(yīng)器：Exxon、Mitsui、Shell、住友、Rexene等工藝；液相環(huán)管反應(yīng)器：Spheripol、Hoechst、Solvay、Phillips、Borealis等工藝；液相本體法聚丙烯工藝最早由Phillips石油公司發(fā)明，并于1964年由美國Dart公司首先采用第一代TiCl3催化劑及釜式反應(yīng)器實現(xiàn)工業(yè)化。七十年代以后，許多大的化工公司，如日本三井油化，美國Elpaso公司等都實現(xiàn)了液相本體聚丙烯工業(yè)化。最早的液相法工藝，由于催化劑活性低，需脫灰及脫無規(guī)物工序，與傳統(tǒng)漿液法工藝類似。1975年，三井油化與H

30、imont公司（Basell公司的前身）聯(lián)合開發(fā)成功HY-HS催化劑，實現(xiàn)了不脫灰工藝，并提高了聚合物的立構(gòu)規(guī)整度。液相本體法工藝是在反應(yīng)體系中不加任何其他溶劑，將催化劑直接分散在液相丙烯中，進(jìn)行丙烯液相本體聚合反應(yīng)。以催化劑顆粒為中心的聚丙烯粉末在液相丙烯中不斷生長，懸浮在液相丙烯中，隨催化劑停留時間增長，聚丙烯顆粒在液相丙烯中的濃度增高。作為連續(xù)生產(chǎn)工藝，催化劑連續(xù)計量加入反應(yīng)器。聚丙烯顆粒隨液相丙烯(漿液)從反應(yīng)器中不斷流出，經(jīng)閃蒸回收未聚合的丙烯單體，即得到粉末聚丙烯產(chǎn)品。液相本體法的代表工藝有Spheripol工藝、Hypol工藝、北星雙峰聚丙烯工藝和菲利普工藝。(a) Spheri

31、pol工藝擁有Spheripol工藝的Basell公司是殼牌公司（Shell）的全資子公司Montell與巴斯夫公司（BASF）的全資子公司Targor以及Elenac（BASF與Shell的各占50%股份的合資公司）在聚烯烴業(yè)務(wù)領(lǐng)域聯(lián)合組建的公司，成立于1999年。Spheripol工藝采用兩種類型聚合反應(yīng)器，在第一階段采用環(huán)管反應(yīng)器進(jìn)行聚合反應(yīng)，而第二反應(yīng)器采用氣相反應(yīng)器。該兩步法技術(shù)是液相和氣相聚合反應(yīng)的結(jié)合，提供了一個具有很寬產(chǎn)品范圍的靈活性，其均聚產(chǎn)品的熔體流動指數(shù)范圍為0.1-200。抗沖共聚產(chǎn)品中乙烯含量可高達(dá)30%乙烯(60%橡膠體)。另外還能生產(chǎn)含乙烯和丁烯的三元共聚產(chǎn)品。(

32、b) Hypol工藝技術(shù)三井油化的Hypol工藝是液相氣相結(jié)合式工藝，采用的催化劑體系是由主催化劑(HY-HS-)、助催化劑(三乙基鋁)和給電子體系組成。主催化劑具有活性和等規(guī)度高，壽命長，不需脫灰等特點。采用該工藝可生產(chǎn)熔體流動指數(shù)0.1600范圍的產(chǎn)品。該工藝有如下特點：催化劑預(yù)處理和進(jìn)料設(shè)備簡單，可靠性高；多級反應(yīng)系統(tǒng)可降低催化劑的短路現(xiàn)象；大量丙烯依靠第三氣相反應(yīng)器的反應(yīng)熱進(jìn)行氣化，這種聚合/蒸發(fā)系統(tǒng)無故障且便于使用；催化劑具有極高的活性，其轉(zhuǎn)化率很高；聚合物顆粒的大小和分布可以得到控制；聚合物具有很高的立體規(guī)整度和剛性。(c)北星雙峰聚丙烯技術(shù)擁有北星雙峰技術(shù)的北歐化工公司成立于19

33、94年，是全球第四大聚烯烴生產(chǎn)商，主要生產(chǎn)雙峰形式的聚乙烯，該公司從1999年涉足聚丙烯領(lǐng)域，并于2000年建成第一套聚丙烯裝置。北星雙峰的聚丙烯工藝采用模塊結(jié)構(gòu)和多級聚合技術(shù)，能在很大范圍內(nèi)決定分子量分布和獲得剛性與韌性相結(jié)合的產(chǎn)品。該工藝以一個環(huán)管反應(yīng)器和一個氣相反應(yīng)器構(gòu)成一個基本模塊單元，生產(chǎn)均聚物和無規(guī)共聚物?；灸K與一個或兩個橡膠氣相反應(yīng)器串聯(lián)，用來生產(chǎn)不同共聚單體比例的產(chǎn)品。第一級橡膠氣相反應(yīng)器可以生產(chǎn)乙丙橡膠含量25%的產(chǎn)品和高柔軟性產(chǎn)品，在低溫下具有高抗沖強(qiáng)度。第二級橡膠氣相反應(yīng)器可以生產(chǎn)乙丙橡膠含量高達(dá)50%的產(chǎn)品，具有非常高的抗沖強(qiáng)度，無需特殊共混工序就能得到先進(jìn)多相產(chǎn)品

34、。(d) 菲利普工藝該工藝采用首尾相連的、帶有換熱夾套的單管熱交換器的環(huán)管反應(yīng)器進(jìn)行液相本體聚合。催化劑為索爾維公司Solvay-01型催化劑。聚合反應(yīng)溫度15100，壓力2.55.0MPa，聚合停留時間取決于使用的催化劑。目前該公司只生產(chǎn)均聚和無規(guī)共聚物。產(chǎn)品熔體流動指數(shù)范圍225，采用氫作分子量調(diào)節(jié)劑。（3） 氣相法工藝：氣相法工藝是丙烯直接氣相聚合生成固相的聚合物產(chǎn)品，按反應(yīng)器形式劃分有如下專利技術(shù)：氣相流化床反應(yīng)器：Unipol、住友工藝；氣相立式攪拌床反應(yīng)器：Novolen工藝；氣相臥式攪拌床反應(yīng)器：BP-Amoco、Chisso工藝。氣相法自80年代中期以來發(fā)展很快，尤其是被稱為第

35、三代聚烯烴技術(shù)的氣相流化床配合超冷凝態(tài)操作,被認(rèn)為是最有希望的工藝之一。(a) Unipol工藝Unipol工藝是聯(lián)碳公司和殼牌公司在20世紀(jì)80年代中期聯(lián)合開發(fā)的一種氣相流化床PP工藝，是將應(yīng)用在聚乙烯生產(chǎn)中的流化床工藝移植到PP生產(chǎn)中的工藝。現(xiàn)道化學(xué)公司擁有該工藝的專利權(quán)。該工藝采用高效催化劑體系，主催化劑為高效載體催化劑，助催化劑為三乙基鋁和給電子體。具有簡單、靈活、經(jīng)濟(jì)和安全等特點。另外，該工藝路線較短，對材質(zhì)沒有特殊要求，主反應(yīng)器及其下游設(shè)備都為普通的碳鋼（除擠壓造粒單元外），管材65%以上采用普通碳鋼，再加上其占地面積少，裝置生產(chǎn)潛力很大，產(chǎn)品成本低，性能好，因而具有較強(qiáng)的競爭力。

36、該工藝只用較少的設(shè)備就能生產(chǎn)出包括均聚物、無規(guī)共聚物和抗沖共聚物在內(nèi)的全范圍產(chǎn)品，而且只用一臺沸騰床主反應(yīng)器就可生產(chǎn)均聚物、無規(guī)共聚物；可在較大操作范圍內(nèi)調(diào)節(jié)操作條件而使產(chǎn)品性能保持均一；由于該工藝的設(shè)備數(shù)量較少而使維修工作量較小，裝置的可靠性提高。由于流化床反應(yīng)動力學(xué)本身的限制，加上操作壓力低使系統(tǒng)中物料的儲量減小，使得該工藝比其它工藝操作安全，不存在事故失控時設(shè)備超壓的危險。此工藝沒有液體廢料排出，排放到大氣的烴類也很少，因此對環(huán)境的影響非常小，與其它工藝相比，更容易達(dá)到環(huán)保、健康和安全的各種嚴(yán)格規(guī)范。Unipol工藝采用SHAC系列催化劑，該催化劑無需預(yù)處理或預(yù)聚合，而且使用同一種催化劑

37、可以生產(chǎn)任何種類的PP產(chǎn)品。Unipol聚丙烯工藝采用兩臺串聯(lián)反應(yīng)器系統(tǒng)生產(chǎn)的抗沖共聚產(chǎn)品的MFR分子量分布很寬。商業(yè)化均聚物產(chǎn)品的MFR為0.5-45g/10min，可以生產(chǎn)MFR高達(dá)100g/10min的產(chǎn)品；對于無規(guī)共聚產(chǎn)品，工業(yè)化生產(chǎn)的產(chǎn)品牌號中乙烯含量在0.5%-5.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），最高乙烯含量為7%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），中試裝置生產(chǎn)的產(chǎn)品乙烯含量可以達(dá)到12%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；商業(yè)化生產(chǎn)的抗沖擊共聚物乙烯含量最高達(dá)21%（橡膠相含量為35%），中試裝置可生產(chǎn)高達(dá)含60%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）橡膠相的產(chǎn)品。Unipol工藝的抗沖共聚物產(chǎn)品也有很好的抗沖擊性和剛性的平衡。(b) Novolen工藝1969

38、年BASF公司在德國萊茵烯烴工廠建成了第一套2.5萬噸/年的工業(yè)氣相法裝置，該工藝命名為“Novolen”。1987年，BASF與它的兩個許可證持有者ICI及Quantum公司之間達(dá)成協(xié)議，共同研究發(fā)展Novolen技術(shù)。以前，BASF一直采用低成本的第二代催化劑，使產(chǎn)品必須經(jīng)過脫氯和脫臭處理。1990年，BASF研制成功一種高產(chǎn)率催化劑，在提高反應(yīng)器產(chǎn)量的同時，可省去脫氯步驟。1999年隨著BASF和Shell公司在聚烯烴業(yè)務(wù)領(lǐng)域的合并成立Basell公司，根據(jù)反壟斷法，一個公司不能同時擁有Speripol和Novolen兩項聚丙烯專利技術(shù)，因此Basell公司把Novolen技術(shù)及相應(yīng)業(yè)務(wù)

39、出售給Lummus和Equistar公司。全世界采用Novolen技術(shù)的聚丙烯生產(chǎn)裝置有19套(亞太9套，西歐4套，美國及南美各2套)，合計生產(chǎn)能力313萬噸/年。Novolen工藝技術(shù)在聚合反應(yīng)器中采用特殊螺旋式攪拌器，防止結(jié)塊，以此來解決聚合中氣固兩相之間不易均勻分布的問題，使其產(chǎn)品質(zhì)量盡可能均一穩(wěn)定。該工藝均聚產(chǎn)品的熔體流動流指數(shù)為0.1100。(c) BP-Amoco/Chisso工藝1979年Amoco（現(xiàn)已與BP合并為BP-Amoco）在美國建成第一個氣相均聚聚丙烯工廠，1980年Chisso得到Amoco氣相工藝的技術(shù)轉(zhuǎn)讓許可證，隨后開發(fā)了氣相抗沖共聚產(chǎn)品的工藝，1985年雙方同

40、意合作開發(fā)，并稱為Amoco/Chisso工藝。1995年，Amoco和Chisso分開，各自獨立進(jìn)行技術(shù)開發(fā)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓。BP-Amoco/Chisso工藝采用兩個串聯(lián)的低軸向擴(kuò)散反應(yīng)器，可生產(chǎn)從高撓曲模量到低溫應(yīng)用的抗沖聚丙烯。其臥式反應(yīng)器設(shè)計很有特點，接近柱塞流型，有折流板和特殊的攪拌器系統(tǒng)，在一個反應(yīng)器內(nèi)形成一定的粉料停留時間分布（RTD），相當(dāng)于三個傳統(tǒng)反應(yīng)器串聯(lián)的效果。該工藝原為BP-Amoco和Chisso公司共同享有，但后來兩公司開始分別轉(zhuǎn)讓專利技術(shù)，其主要區(qū)別是催化劑的不同。BP-Amoco的催化劑專利多為均聚產(chǎn)品和高結(jié)晶聚丙烯，而Chisso的則多為共聚產(chǎn)品。聚丙烯技術(shù)發(fā)展至

41、今，就整個工藝技術(shù)來講，漿液法是最古老的，成本高，流程相對較長，操作與投資費用較高，除了生產(chǎn)少量高性能的塑料合金外，八十年代以后新建、改建的大型工廠，一般不再采用這種技術(shù)。本體法是以液態(tài)丙烯為溶劑的聚合方法，由于減少了溶劑回收工序，易于操作，發(fā)展較快，目前本體法工藝已相當(dāng)成熟，70年代后期改造、新建的工廠大都基于此法。氣相法工藝是丙烯在氣相中直接聚合，因此氣相法工藝的發(fā)展前景非常樂觀。現(xiàn)有聚丙烯生產(chǎn)工藝中，傳統(tǒng)的漿液法工藝所占的比例在明顯下降，在19901998年間，由37%下降至19%；本體法工藝仍然保持著優(yōu)勢，由50%上升到56%；而氣相法工藝則迅速增長，由13%增至25%。幾種聚丙烯工藝

42、的比較見表8-1 。表8-1 幾種聚丙烯工藝的比較名稱特點條件漿液聚合法1. 丙烯單體溶解在惰性液相溶劑中(如己烷中)，在催化劑作用下在溶劑中進(jìn)行聚合，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。T7075P1.0MPa氣相本體法1.系統(tǒng)不引入溶劑，丙烯單體以氣相狀態(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(Unipol工藝)、立式攪拌床( Novolen工藝)及

43、臥式攪拌床(BP-Amoco / Chisso工藝)等。T4070P2.03.5MPa液相本體法 (含液相氣相組合式)1. 系統(tǒng)中不加溶劑，丙烯單體以液相狀態(tài)在釜式反應(yīng)器中進(jìn)行液相本體聚合；2. 流程簡單，設(shè)備少、投資省、動力消耗及生產(chǎn)成本低；3. 采用釜式攪拌反應(yīng)器(Hypol工藝)，或環(huán)管反應(yīng)器(Spheripol工藝)。T6575P3.04.0MPa國內(nèi)聚丙烯工業(yè)起步較晚，1962年北京化工研究院開始研究聚丙烯。1965年建成年產(chǎn)60噸連續(xù)聚合聚丙烯中間試驗裝置。1964年蘭州化學(xué)工業(yè)公司引進(jìn)年產(chǎn)5000噸溶劑法聚丙烯裝置，采用的是英國吉瑪?shù)募夹g(shù)，用來生產(chǎn)均聚產(chǎn)品。1970年北京燕山石化

44、公司從日本引進(jìn)三井油化技術(shù)建成年產(chǎn)8萬噸聚丙烯裝置，從此我國有了共聚產(chǎn)品。1974年燕山石化公司采用北京化工研究院的技術(shù)建成年產(chǎn)5000噸溶劑法聚丙烯裝置，每年向市場提供一定量的粉料產(chǎn)品。到八十年代，中國聚丙烯工業(yè)得到迅速發(fā)展，先后引進(jìn)十幾套采用第三代高活性、高等規(guī)度催化劑的 Montell公司（Basell公司的前身）的 Spheripol技術(shù)（第一代）和三井油化Hypol技術(shù)的聚丙烯裝置。1997年初，燕山石化公司引進(jìn)BP-Amoco氣相法聚丙烯技術(shù)，規(guī)模為20萬噸/年。除引進(jìn)十幾套聚丙烯裝置外，我國還大力開發(fā)間歇式液相本體法聚丙烯工藝，并建成約60套裝置，規(guī)模從2千噸到2萬噸。但開工率及

45、生產(chǎn)負(fù)荷都很低。由于其高能耗、產(chǎn)品牌號少、應(yīng)用范圍窄及產(chǎn)品質(zhì)量問題，隨著氣相法的發(fā)展這些間歇式裝置將逐漸被淘汰。在開發(fā)聚丙烯工藝技術(shù)的同時，我國在高效催化劑上進(jìn)行了大量的研究。如北京化工研究院開發(fā)的絡(luò)合II型催化劑，中科院化學(xué)所開發(fā)成功的CS-1催化劑和北京石油化工研究院開發(fā)成功的HDC高效球型催化劑，已經(jīng)先后用于國內(nèi)聚丙烯裝置和引進(jìn)的大型聚丙烯裝置，該催化劑首先在引進(jìn)的三井油化工藝裝置上取得成功，并于1997年在引進(jìn)的Spheripol（第一代）液相環(huán)管裝置上獲得成功，其性能已達(dá)到國外同等產(chǎn)品的水平。但這些催化劑沒有在氣相法聚丙烯裝置和新一代Spheripol聚丙烯裝置中應(yīng)用的經(jīng)驗。九十年代

46、后期，在消化吸收引進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，我國已基本實現(xiàn)了聚丙烯環(huán)管反應(yīng)器的國產(chǎn)化，不僅成功用于老聚丙烯裝置的擴(kuò)能改造上，而且新建了數(shù)套規(guī)模在720萬噸/年的聚丙烯裝置。但是國產(chǎn)化的技術(shù)只相當(dāng)于國外八十年代末期的水平，此外，國產(chǎn)化技術(shù)在產(chǎn)品性能、牌號數(shù)量、能耗、物耗等方面也與目前國外先進(jìn)水平有一定差距，難以滿足本工程對產(chǎn)品性能和競爭力的要求。2.2工藝技術(shù)方案的比較和選擇由于國產(chǎn)化的技術(shù)在裝置規(guī)模、產(chǎn)品性能、牌號數(shù)量、能耗、物耗等方面均與目前國外先進(jìn)水平有一定差距，因此本研究所采用的聚丙烯技術(shù)擬從國外引進(jìn)。國外所有聚丙烯專利技術(shù)中, 目前被世界廣泛采用的有 Spheripol、Unipol、BP-Amo

47、co、 Novolen和Borealis五種工藝。這五種工藝技術(shù)基本處在同一水平，均可作為選擇對象。Unipol 、Spheripol、Borealis、Novolen和BP-Amoco五種工藝的比較見表8-2。為了便于經(jīng)濟(jì)評價，本研究暫按Dow的Unipol工藝作為技術(shù)基礎(chǔ)。具體選用哪家技術(shù)，待通過技術(shù)和商務(wù)談判后再具體確定。專心-專注-專業(yè)表8-2 Unipoll、Spheripol、Borealis、Novolen和BP-Amoco工藝技術(shù)比較序號項目UnipolSpheripolBorealisNovolenBP-Amoco1聚合方法氣相法液相本體+氣相法液相本體+氣相法氣相法氣相法2

48、原料精制有有有有有3催化劑主催化劑Ti/MgTi/MgTi/ZrTi/MgTi/Mg助催化劑三乙基鋁、給電子體（硅烷類）三乙基鋁、給電子體（硅烷類）三乙基鋁、給電子體（硅烷類）三乙基鋁、給電子體（硅烷類）三乙基鋁、給電子體（硅烷類）4催化劑活性2000030000克 PP/克催化劑2500047000克 PP/克催化劑4000060000PP/克催化劑1500025000克 PP/克催化劑2500048000克 PP/克催化劑5聚合反應(yīng)預(yù)聚合無有有無無均聚反應(yīng)器立式流化床氣相釜環(huán)管反應(yīng)器環(huán)管反應(yīng)器+氣相反應(yīng)器立式氣相攪拌釜臥式氣相攪拌釜共聚反應(yīng)器立式流化床氣相釜立式流化床氣相釜立式氣相攪拌釜立

49、式氣相攪拌釜臥式氣相攪拌釜 反應(yīng)壓力3.5MPa3.04.5Mpa5.06.0MPa2.53.0MPa2.02.3MPa反應(yīng)溫度6580-8580-9565-8065-85停留時間<1.5小時1.5-2小時1.5-2小時<2小時<1小時丙烯單程轉(zhuǎn)化率15-2555-6540-50%5-10%15-206溶劑回收無無無無無7催化劑脫活(汽蒸)有有有有有8聚合物脫臭(脫揮發(fā)物)無無無有無9原料消耗(丙烯)典型值(均聚)1009公斤/噸PP1005公斤/噸PP1010公斤/噸PP1015公斤/噸PP1015公斤/噸PP10公用工程消耗 冷卻水128m3/噸PP139m3/噸PP13

50、1m3/噸PP120m3/噸PP115130m3/噸PP電280380kWh/噸PP280420kWh/噸PP300420kWh/噸PP300420kWh/噸PP350kWh/噸PP蒸汽210公斤/噸PP360公斤/噸PP330公斤/噸PP270公斤/噸PP225公斤/噸PP2.3 引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備聚丙烯裝置擬引進(jìn)Dow公司的Unipol專利技術(shù)和基礎(chǔ)工程設(shè)計，國內(nèi)工程公司完成詳細(xì)工程設(shè)計，引進(jìn)設(shè)備主要為專利設(shè)備和必須引進(jìn)的關(guān)鍵設(shè)備，其它設(shè)備國內(nèi)生產(chǎn)。最終工藝商將由商務(wù)談判決定。3 工藝流程說明本研究中聚丙烯裝置參照Dow公司的Unipol聚丙烯生產(chǎn)工藝和高效SHAC催化劑體系設(shè)計，生產(chǎn)能力30

51、萬噸/年(單線)，操作時間8000小時/年，生產(chǎn)均聚和共聚聚丙烯。聚丙烯生產(chǎn)裝置包括以下生產(chǎn)單元： (1)單體凈化（根據(jù)原料的規(guī)格設(shè)置）根據(jù)供應(yīng)到聚丙烯裝置界區(qū)的單體實際規(guī)格，在界區(qū)內(nèi)設(shè)置單體凈化設(shè)施，除去原料單體中的可能導(dǎo)致催化劑中毒的物質(zhì)，如一氧化碳、二氧化碳、氧氣和水等。較好質(zhì)量的丙烯原料中硫、羰基物等傳統(tǒng)雜質(zhì)含量極少，若有的話也可將其除去。(2)聚合聚合用所用催化劑為即用型，不需要活化及預(yù)聚合。催化劑需在氮氣保護(hù)下用專用裝運容器來運輸和貯存。反應(yīng)體系可分為以下幾部分：主反應(yīng)系統(tǒng)，抗沖反應(yīng)系統(tǒng)，產(chǎn)品排放系統(tǒng)。A. 主反應(yīng)系統(tǒng)主反應(yīng)系統(tǒng)由一臺主反應(yīng)器、一臺循環(huán)氣壓縮機(jī)和一臺循環(huán)氣冷卻器組成，用來生產(chǎn)均聚物、無規(guī)共聚物和抗沖產(chǎn)品的均聚部分。該反應(yīng)器為連續(xù)返混流化床反應(yīng)器，操作壓力約3500kPa，溫度低于80。循環(huán)壓縮機(jī)使反應(yīng)氣體循環(huán)并流化從而獲得優(yōu)良的返混效果，并移除反應(yīng)熱。循環(huán)氣帶出的反應(yīng)熱由管殼換熱器帶走。產(chǎn)品性能由反應(yīng)條件來控制，并且不隨產(chǎn)率變化而改變。B.抗沖反應(yīng)系統(tǒng)（生產(chǎn)抗沖產(chǎn)品才需要）與主反應(yīng)器串連的另一個流化床反應(yīng)器用來生產(chǎn)抗沖共聚物