聚丙烯生产工艺--本体法(二)

2007/8/10 15:04:24

（3）Borstar工艺。Borealis公司（北欧化工）的 Borstar工艺(北星双峰)PP工艺是1998年才开发成功的PP新型生产工艺，该工艺源于北星双峰聚乙烯工艺，工艺采用与北星双峰聚乙烯工艺相同的环管和气相反应器，设计基于Z-N催化剂，也能使用正在中试中的单活性中心催化剂。其基本配置是采用双反应器即环管反应器串联气相反应器生产均聚物和无规共聚物，再串联一台或两台气相反应器生产抗冲共聚物，这取决于最终产品中的橡胶含量，如生产高橡胶相含量的抗冲共聚物则需要第二台气相共聚反应器。2000年5月Borealis公司在奥地利的Schwechat建成世界上第一套生产能力为20万吨/年的双峰PP生产装置。传统的聚丙烯工艺在丙烯的临界点以下进行聚合反应，为防止轻组分（如氢气、乙烯）和惰性组分生成气泡，聚合温度控制在70-80℃。北星双峰聚丙烯工艺的环管反应器则可在高温（85-95℃）或超过丙烯超临界点的条件下操作，聚合温度和压力都很高，能够防止气泡的形成。这是唯一一个超临界条件下聚合的聚丙烯工艺。双峰高温工艺的北星双峰聚丙烯技术的主要特点可以概括为：先进的催化剂技术，聚合反应条件宽，产品范围宽，产品性能优异。（a）采用更高活性的MgCl2载体催化剂（BC1）。使用的Z-N系列催化剂反应温度越高，活性越高。80℃时的活性为60000kg PP/kg cat，因而产品中的催化剂残余量非常低。另外，Borstar工艺采用一种催化剂体系就可以生产所有类型的产品；（b）采用环管反应器和气相流化床反应器组合工艺路线，可以灵活地控制产品的MWD、等规指数和共聚单体含量。高温或超临界操作环管反应器不仅提高了催化剂活性也提高了反应器的传热能力，使液体密度降低，固体浓度提高，提高了反应器的生产效率。环管反应器的出料直接加入气相反应器，不需要用蒸气气化单体，通过气相聚合反应热使液相单体气化，减少了蒸汽消耗量。反应的单程转化率高，可以达到80%以上，单体的循环量少；（c）由于环管反应器在超临界条件下操作，可以加入的氢气浓度几乎没有限制，气相反应器也适宜高氢气浓度的操作。这种反应器的组合具有直接在反应器中产生很高熔体流动速率和高共聚单体含量的产品的能力。目前已经开发出MFR超过1000g/10min的纤维级产品和乙烯含量为6%（质量分数）的无规共聚物；（d）能够生产分子量分布很窄的单峰产品，也能生产分子量分布宽的双峰产品，使聚合物的分子量分布加宽，改进产品的加工性。聚合物的分子量分布随反应器温度的增加而降低，可以生产所需分子量分布的产品。即使是很高MFR的产品，MWD也可以控制，使得产品具有一些独特性质，如低的蠕变性和高的熔体强度；（e）由于聚合温度较高，生产的聚合物有更高的结晶度和等规指数，二甲苯可溶物很低，约为1%（质量分数）。在相同冲击强度下的刚性比传统的聚丙烯产品高10%；（f）无规共聚物中共聚单体的分布非常均匀，因而有非常好的热封性和光学性能。由于反应条件在临界点之上，只有很少的聚合物溶解于丙烯中，减少了无规共聚物含量高时出现的粘釜现象，系统可以加入更大量的共聚单体，无规共聚物中的乙烯含量最高可以达到10%（质量分数）；（g）能够生产更高橡胶相含量的抗冲共聚物。使用一台共聚反应器最高可以生产25%橡胶相含量的抗冲共聚物（乙烯含量为15%），使用两台共聚反应器最高可以生产50%橡胶相含量的抗冲共聚物（乙烯含量为30%）。产品的抗冲击性和刚性的综合性能更好；（h）Borealis公司在其Borstar工艺中开发应用了BorAPC技术。采用专有工艺控制器可进行各种方式的工艺控制，实现前瞻性控制和卡边操作，提高了产量2%-3%，提高了反应条件控制的稳定性和产品质量的稳定性，缩短了产品过渡时间，减少了过渡料。来源：中国塑料行业网

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