聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)現(xiàn)狀及市場分析

時間:2022-01-21 11:01:41

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聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)現(xiàn)狀及市場分析

摘要:隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會的高速發(fā)展,對各種化工原料的需求量正處于不斷增加的態(tài)勢,尤其是對聚丙烯的需求量,呈逐漸增加的態(tài)勢。為了進(jìn)一步提升聚丙烯生產(chǎn)效果,有必要對聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)行較為深入的探索和研究。為此,筆者將要在本文中對國內(nèi)聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)現(xiàn)狀及市場進(jìn)行分析,希望能在促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中,能夠起到有益的作用。

關(guān)鍵詞:聚丙烯;生產(chǎn)工藝技術(shù);市場分析

聚丙烯材料的加工和力學(xué)性能相對比較突出,其在注塑、擠管、吹膜、涂覆、噴絲和改性工程塑料領(lǐng)域,應(yīng)用相對較多。隨著我國包裝、電子和汽車工業(yè)的不斷發(fā)展,工業(yè)發(fā)展不斷提速,對聚丙烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求不斷提升,有必要對相關(guān)工藝技術(shù)進(jìn)行深入的研究。

1生產(chǎn)工藝技術(shù)現(xiàn)狀

(1)Innovene工藝。該工藝在實際應(yīng)用過程中,在對接近活塞流的攪拌床反應(yīng)器使用過程中,直接使用到了擋板裝置,其具有接近水平狀態(tài)的攪拌器,攪拌器葉片與攪拌軸呈45的夾角。在反應(yīng)器當(dāng)中,具有較多的氣相和液相進(jìn)料點,催化劑、液體丙烯和氣體能夠直接從進(jìn)料點加入其中。在該反應(yīng)器實際使用過程中,相當(dāng)于對三個攪拌釜反應(yīng)器串聯(lián)進(jìn)行使用,反應(yīng)過程中對過渡料的消耗較少。由于該工藝采用了氣鎖系統(tǒng),可以直接通過停止催化劑來平穩(wěn)停車,并在注入催化劑之后再次開車。由于其設(shè)計相對比較獨(dú)特,工藝應(yīng)用中的能耗和操作壓力較低,但乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)并不是非常高,很難獲得高抗沖牌號的產(chǎn)品。在該工藝實際應(yīng)用過程中,熔體可以在比較寬泛的范圍內(nèi)進(jìn)行流動,一般情況下可以達(dá)到0.5~100g/10min,產(chǎn)品的韌性也相對較強(qiáng),在國內(nèi)燕山石化公司、揚(yáng)子石化公司都有著較多的應(yīng)用[1]。(2)Novolen工藝。該工藝采用了獨(dú)特的雙螺帶攪拌立式反應(yīng)器,反應(yīng)器當(dāng)中氣固兩相分布相對比較均勻,其中的聚合反應(yīng)熱可以直接通過液態(tài)丙烯氣化析出。在均聚和共聚的過程中,都可以直接通過共聚反應(yīng)器來產(chǎn)生均聚物,能夠在很大程度上提升均聚物的產(chǎn)量,并采用了反應(yīng)器串聯(lián)的形式。該工藝在生產(chǎn)均聚物、無規(guī)共聚物、抗沖共聚物的過程中,效果較為突出。工業(yè)化PP均聚物的MFR范圍可以保持在0.2~100g/min,乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以保持在12%左右,可以在80℃的環(huán)境中進(jìn)行生產(chǎn)。當(dāng)前,該工藝在福建煉化廠、津西石化投產(chǎn)應(yīng)用[2]。(3)Unipol工藝。在該工藝實際應(yīng)用過程中,其采用了圓柱形立式壓力容器,可以直接配合超冷凝態(tài)進(jìn)行操作。該工藝能夠有效帶走各種反應(yīng)熱,能夠在反應(yīng)器體積不增大的情況下,提升生產(chǎn)產(chǎn)量,能夠?qū)⒎磻?yīng)器當(dāng)中液相比例提升到45%左右,提升生產(chǎn)能力2倍以上。在一臺沸騰床反應(yīng)器當(dāng)中,就可以實現(xiàn)均聚物、無規(guī)共聚物的生產(chǎn),能夠在很大范圍內(nèi)保證產(chǎn)品的性能。該工藝路線較短,對材質(zhì)沒有特殊的要求,裝置的生產(chǎn)潛力較大,工藝性能好,產(chǎn)品具有較強(qiáng)的市場競爭力。Unipol工藝的工業(yè)化生產(chǎn)均聚物的MFR可以保持在0.5~100g/10min。Unipol工藝生產(chǎn)的抗沖共聚物中乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以保持在21%左右。當(dāng)前,國內(nèi)撫順石化公司、大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限公司、四川石化公司都是采用該工藝進(jìn)行生產(chǎn)[3]。(4)Horizone工藝。工藝是以Innovene工藝為基礎(chǔ)發(fā)展起來的,生產(chǎn)原理比較類似,反應(yīng)器的構(gòu)造也基本一致。在實際工藝應(yīng)用過程中,需要對反應(yīng)器采用垂直布置的形式,將反應(yīng)器的出料直接依靠重力導(dǎo)入到氣鎖裝置當(dāng)中,之后被送入到第二反應(yīng)器之中。工藝所需的兩個反應(yīng)器采用的是水平布置形式,第一反應(yīng)器的出料會首先被送入到沉降器當(dāng)中,聚合物粉料在重力的作用下,會直接進(jìn)入到氣鎖器當(dāng)中,然后通過丙烯氣壓直接輸送到第二反應(yīng)器當(dāng)中。該工藝設(shè)計相對比較簡單,反應(yīng)裝置的使用也相對較少。對于工藝所使用的催化劑需要提前進(jìn)行處理,并使用乙烷來完成漿液的處理,并需要加入一定比例的聚丙烯來開展預(yù)聚處理,否則在實際生產(chǎn)過程中,容易導(dǎo)致細(xì)粉過多情況的發(fā)生,對產(chǎn)品自身流動性會造成非常不良的影響,反應(yīng)器后期操作中容易出現(xiàn)較多的問題。(5)Spheripol工藝。該工藝在實際生產(chǎn)過程中,采用了比較先進(jìn)的液相本體-氣相組合工藝,反應(yīng)過程中還使用了液相環(huán)管反應(yīng)器。該工藝根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)類型的不同,可以直接分為一環(huán)、二環(huán)、二環(huán)二氣聚合反應(yīng)類型。Spheripol二代工藝采用了第四代催化劑體系,預(yù)聚合和聚合反應(yīng)器的設(shè)計壓力等級相對較高,新牌號的性能更好,非常適合在形態(tài)、等規(guī)度和相對分子量的控制。Spheripol工藝產(chǎn)品的范圍較為寬泛,其MFR可以保持在0.1~2000g/10min,可以生產(chǎn)pp均聚物、無規(guī)共聚物等,橡膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以保持在50%左右。當(dāng)前,國內(nèi)上海石化公司、蘭州石化公司都是采用該工藝來生產(chǎn)產(chǎn)品。(6)Spherzone工藝。該工藝是在SpherizoneI工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,需要使用單一多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器,其屬于一種相聚合反應(yīng)的一種。在多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器當(dāng)中,其結(jié)構(gòu)可以分為上升段和下降段,聚合物粒子需要在兩段結(jié)構(gòu)中多次循環(huán),才可以完成生產(chǎn)。上升段聚合物粒子在循環(huán)氣體的作用下,能夠在短時間內(nèi)完成氣化,從而更加迅速進(jìn)入到旋風(fēng)分離器當(dāng)中,并在其中完成氣固的分離。通過對阻隔區(qū)域合理進(jìn)行設(shè)置,能夠讓氣體和聚合物粒子有效分離出來,并通過上段到下段的運(yùn)行,從而完成一次工作循環(huán)。該工藝生產(chǎn)條件相對比較特殊,工藝應(yīng)用范圍也相對廣泛,能夠直接實現(xiàn)雙峰產(chǎn)品的生產(chǎn),加工樹脂性能非常優(yōu)良,具有很大的加工性能。通過該工藝生產(chǎn)的共聚單體具有較好的光學(xué)、力學(xué)性能。該工藝目前在我國天津石化公司、大慶煉化公司都有著不錯的應(yīng)用。(7)中石化環(huán)管工藝。該工藝在借鑒吸收先進(jìn)技術(shù)上發(fā)展起來的。該工藝技術(shù)在實際應(yīng)用過程中,直接使用了我國專門生產(chǎn)的Z-N催化劑,在生產(chǎn)均聚PP產(chǎn)品中有著較多的應(yīng)用。我國化工行業(yè)相關(guān)單位在該工藝基礎(chǔ)上,發(fā)展出來了第二代環(huán)管PP成套工藝技術(shù),不僅能夠在雙峰產(chǎn)品生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用,還可以生產(chǎn)性能更強(qiáng)的抗沖擊共聚物,該技術(shù)與第一代技術(shù)相比,技術(shù)已經(jīng)得到了非常大的改進(jìn),對其中催化劑預(yù)聚合系統(tǒng)的改進(jìn)最多,能夠有效減少聚合物當(dāng)中的細(xì)粉,還專門研制出了雙管高壓聚合系統(tǒng),在生產(chǎn)分子量寬泛的雙峰PP產(chǎn)品和高熔融指數(shù)產(chǎn)品中,發(fā)揮出了獨(dú)特的效果。該工藝的應(yīng)用是建立在自主開發(fā)催化劑、非對稱外給電子體技術(shù)和丙丁兩元無規(guī)共聚技術(shù)基礎(chǔ)上的,能夠用于均聚、乙丙無規(guī)共聚、丙丁無規(guī)共聚和抗沖擊共聚PP等。

2市場分析

我國PP生產(chǎn)裝置在中國石油和中國石化公司有著相對較多的應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)預(yù)計顯示,在2022年前后,中國石油和中國石化的PP產(chǎn)能可以達(dá)到2000萬噸,能夠占到國內(nèi)總產(chǎn)能的60%左右。為了滿足市場供應(yīng)的要求,我國新投產(chǎn)的PP項目數(shù)量持續(xù)增加,很多煤化工生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)改變了過去生產(chǎn)全部依靠石化企業(yè)的格局。其中以煤和甲醇為原料生產(chǎn)PP的企業(yè)包括包頭煤化工公司、寧化煤化工公司、大唐國際多倫煤化工公司、寧波富德能源公司等。通過對國內(nèi)外PP消費(fèi)結(jié)構(gòu)對比發(fā)現(xiàn),我國對PP的消費(fèi)情況與歐美國家還存在較大的差別。對于歐美等國家,其最大的聚丙烯消費(fèi)市場是注塑產(chǎn)品消費(fèi)品市場,消費(fèi)量可以占到總消費(fèi)量的50%左右,另外就是薄膜市場,其可以占到市場總量的20%左右,拉絲消費(fèi)領(lǐng)域消費(fèi)量相對較低,通常在10%以下。

3結(jié)語

隨著時代的不斷發(fā)展,對聚丙烯產(chǎn)品的消費(fèi)量持續(xù)增加。針對當(dāng)前聚丙烯生產(chǎn)現(xiàn)狀,應(yīng)該認(rèn)真做好相關(guān)分析和研究工作,加強(qiáng)對相關(guān)生產(chǎn)工藝技術(shù)的研究,充分做好各種市場分析工作。

參考文獻(xiàn):

[1]譚捷,田月,李威.國內(nèi)聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)現(xiàn)狀及市場分析[J].彈性體,2016(01):22-23.

[2]胡廷芳.聚丙烯工藝技術(shù)進(jìn)展及其國內(nèi)應(yīng)用情況[J].化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù),2013(04):37-38.

[3]付義,王鵬,趙成才,任鶴,等.聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)進(jìn)展[J].高分子通報,2012(04):55-56.

作者:高春枝 單位:國能包頭煤化工有限責(zé)任公司