八種主流聚丙烯工藝大PK，附國內主要PP項目產能匯總

最新 09-12

目前，我國PP工業所採用的生產技術有Innovene工藝?Novolen工藝?Unipol工藝、Horizone工藝?Spheripol工藝?Hypol工藝?Spherizone多區反應工藝?Novolen工藝以及國內自行研製開發的環管工藝等?

8種主流工藝匯總

1 Innovene工藝

Innovene工藝的主要特點是採用獨特的接近活塞流的卧式攪拌床反應器,帶內部擋板,並帶有特殊設計的水平攪拌器,攪拌器葉片與攪拌軸成45°,能夠對整個床層進行緩慢而規則的攪拌?反應床上有許多氣相和液相進料點,催化劑?液體丙烯及氣體從這些進料點加入?由於這種反應器設計的停留時間分布相當於3個理想的攪拌釜式反應器串聯,因此牌號的切換很快,過渡料很少?該工藝採用丙烯閃蒸的方式撤熱?

此外，該工藝採用氣鎖系統，可以通過停止催化劑注入而快速平穩地停車,並在重新加壓及注入催化劑後再次開車?由於獨特的設計，該工藝在各種工藝中能耗和操作壓力最低,唯一缺點是產品中乙烯質量分數(或橡膠組分比例)不高,不能獲得超高抗沖牌號的產品?

Innovene工藝均聚產品的熔體流動速率(MFR)範圍很寬,可以達到0.5~100g/10min,產品韌性高於其它氣相聚合工藝所得產品；無規共聚產品的MFR為2~35g/10min，其乙烯含量為7%~8%；抗沖共聚產品的MFR 為1~35g/10min,乙烯質量分數為5%~17%?

國內採用該工藝的生產廠家有燕山石化公司?揚子石化公司?寧夏寶豐能源化工公司?茂名石化公司以及上海賽科石油化工有限責任公司等?

2. Novolen工藝

Novolen工藝採用2台帶雙螺帶攪拌的立式反應器,該反應器使氣相聚合中氣固兩相之間分

布比較均勻，聚合反應熱是靠液態丙烯汽化撤出?Novolen工藝的均聚和共聚都採用氣相聚合,其獨特之處是可以用共聚合反應器生產均聚物(與第一個均聚反應器串聯),使均聚物的產量提高30%，同樣無規共聚物也可以採用將反應器串聯的方法進行生產?

Novolen工藝可以生產包括均聚物?無規共聚物?抗沖共聚物?超抗沖共聚物等在內的全部產品?工業化PP均聚物牌號的MFR範圍是0.2~100g/10min,無規共聚物產品中乙烯質量分數最高為12%,生產的抗沖共聚物中乙烯質量分數可達30%(橡膠質量分數為50%)?生產均聚物的反應條件為80℃?2.8~3.8MPa,生產抗沖共聚物的反應條件為60~70℃?1.0~2.5MPa?

目前,國內福建煉化公司?錦西石化公司?台塑公司聚丙烯(寧波)有限公司以及神華寧夏煤業集團等採用該方法進行生產?

3. Unipol工藝

Unipol工藝反應器為上部擴徑的圓柱形立式壓力容器,可以配合超冷凝態操作,即所謂的超冷凝態氣相流化床工藝(SCM)?

該工藝特點為:

由於超冷凝操作能夠最有效地移走反應熱,能使反應器在體積不增加的情況下提高很大的生產能力,如通過將反應器內液相比例提高到45%,可使現有生產能力提高200%；

只用1台沸騰床主反應器就可生產均聚物?無規共聚物,可在較大操作範圍內調節操作條件而使產品性能保持均一；

工藝路線較短,對材質沒有特殊要求,佔地面積少,裝置生產潛力很大,產品成本低,性能好,具有較強的競爭力?

Unipol工藝工業化生產的均聚物MFR為0.5~100g/10min,無規共聚物中乙烯共聚單體質量分數可達5.5%；丙烯與1-丁烯的無規共聚物已經實現工業化(商品名CE-FOR),其中橡膠的質量分數可高達14%；Unipol工藝生產的抗沖共聚物中乙烯質量分數可達21%(橡膠質量分數為35%)?

國內撫順石化公司?神華煤制油化工包頭煤化工分公司?大唐內蒙古多倫煤化工有限責任公司?四川石化公司?陝西延長中煤榆林能源化工公司以及中煤陝西榆林能源化工公司等企業採用該工藝進行生產?

4. Horizone工藝

Horizone工藝是在Innovene氣相法工藝技術基礎上發展起來的，兩者有很多相似之處，尤其是反應器的設計基本相同?

2種工藝的主要區別是Horizone工藝2個反應器上下垂直布置,第一反應器的出料直接靠重力流入氣鎖裝置,然後用丙烯氣壓送入第二反應器；而Innovene工藝的2個反應器平行水平布置,第一反應器的出料先送入高處的沉降器,分離出的聚合物粉料再靠重力進入氣鎖器,然後用丙烯氣壓送入第二反應器?

兩者相比,Horizone工藝的設計要更簡單,能耗更小。此外,Horizone工藝使用的催化劑需要預處理,用己烷配成漿液,加入少量丙烯進行預聚,否則產品中細粉增多,流動性降低,共聚反應器的操作困難?

Horizone氣相法PP工藝能夠生產全範圍的產品,均聚物產品的MFR範圍在0.5~300g/10min,無規共聚物的乙烯質量分數最高為6%?抗沖共聚物產品的MFR為0.5~100g/10min,橡膠質量分數高達60%?

我國中韓石化公司以及廣州石化公司採用該工藝進行生產?

5. Spheripol工藝

Spheripol工藝採用液相本體-氣相組合式工藝,預聚合和均聚合反應採用液相環管反應器,多相共聚合反應採用氣相流化床反應器?依生產能力和產品類型可分為一環?二環?二環一氣?二環二氣4種聚合反應形式?

Spheripol二代工藝採用第四代催化劑體系，預聚合和聚合反應器的設計壓力等級提高,使新牌號的性能更好，老牌號的產品性能得以改進，也更利於對形態?等規度和相對分子質量的控制?

Spheripol工藝的產品範圍很寬,MFR為0.1~2 000g/10min,能生產全範圍的PP產品,包括PP均聚物?無規共聚物和三元共聚物?抗沖共聚物和多相抗沖共聚物,無規共聚物乙烯質量分數可達4.5%,抗沖共聚物乙烯質量分數為25%~40%,橡膠相質量分數可達40%~60%?

目前,國內有上海石化公司?茂名石化公司?大連石化公司?大慶煉化公司?蘭州石化公司?中海殼牌以及遼寧華錦等用該方法進行生產?

6. Hypol工藝

Hypol工藝採用管式液相本體-氣相組合的工藝技術,使用TK-II系列高效催化劑,目前使用的是Hypol II工藝?

Hypol II工藝與Spheripol工藝的主要區別在於氣相反應器的設計,其它單元包括催化劑及預聚合都與Spheripol工藝基本相同?Hypol II工藝採用第五代催化劑(RK-催化劑),該催化劑的活性是第四代催化劑活性的2~3倍,具有高氫調敏感性,可生產更寬MFR範圍的產品?

Hypol II工藝採用2個環管反應器和1個帶攪拌刮板的氣相流化床反應器生產均聚物和抗沖共聚物,第二反應器是一個帶攪拌刮板的氣相流化床反應器?HypolII工藝環管反應器的反應條件為62~75℃?3.0~4.0MPa,生產抗沖共聚物的反應條件為70~80℃?1.7~2.0MPa?HypolII工藝可生產均聚物?無規共聚物?嵌段共聚物,產品的MFR範圍為0.3~80g/10min?均聚物適合生產透明膜?單絲?條帶和纖維,共聚物可生產家用電器?汽車及工業零部件產品及低溫高抗沖產品?

我國的主要生產廠家有廣州石化公司?洛陽石化公司以及甘肅蘭港石化公司等?

7. Spherizone工藝

Spherizone工藝是LyondellBasell公司在Spheripol I工藝基礎上開發的最新一代PP生產技術,主要特點在於採用單一多區循環反應器代替環管反應器,屬氣相聚合反應?

多區循環反應器分為上升段和下降段2個反應區，聚合物粒子在2個反應區內多次循環?上升段內聚合物粒子在循環氣體作用下快速流化,進入下降段頂部旋風分離器,在旋風分離器內進行氣固分離?在下降段頂部設有阻隔區,用以分離反應氣體和聚合物粒子,粒子向下運動到下降段底部後進入上升段完成一個循環?阻隔區的使用,可實現上升段和下降段的不同反應條件,形成2個不同的反應區域?

Spherizone工藝生產的產品特點突出,應用範圍廣，有如下優點：

樹脂結晶度高,剛性好;

單反應器可生產雙峰產品,相對分子質量分布寬,樹脂在保持力學性能的同時,具有良好的加工性;

無規共聚產品共聚單體含量高,光學?力學及熱力學性能佳;

抗沖共聚物優化了衝擊性能與剛性的平衡?

目前國內中沙(天津)石化公司?大慶煉化公司採用該方法進行生產?

8. 中國石化環管工藝

在消化吸收引進技術的基礎上，中國石化成功開發了環管液相本體法PP工藝與工程技術?採用自主開發的Z-N催化劑,單體丙烯經配位聚合，生產均聚等規PP產品，丙烯與共聚單體經無規共聚或嵌段共聚生產抗沖PP產品，形成了7~10萬t/a第一代PP成套技術?

在此基礎上,又開發出了20萬t/a氣相釜的第二代環管PP成套工藝技術,能夠生產雙峰分布產品?高性能抗沖共聚物,與第一代技術相比有多處改進和創新,例如:

改進了催化劑預聚合系統,減少了聚合物的細粉;

開發出雙環管高壓聚合反應系統;

開發了獨特的氫氣分離和循環系統,能夠生產相對分子質量分布很寬的雙峰PP產品和高熔融指數產品;

開發設計了氣相共聚反應系統,具有生產抗衝擊性和剛性綜合性能更好的新產品的能力,可生產高乙烯含量的共聚物?

2014年，由中國石化北京化工研究院?中國石化武漢分公司和中國石化石家莊煉化分公司共同承擔的中國石化「十條龍」攻關項目———「第三代環管PP成套技術開發」通過了中國石油化工集團公司組織的技術鑒定?該成套技術以自主開發的催化劑?非對稱外給電子體技術和丙丁兩元無規共聚技術為基礎,研發出了第三代環管PP成套技術?該技術可用於生產均聚?乙丙無規共聚?丙丁無規共聚和抗衝擊共聚PP等?

浙江紹興三圓石化公司?徐州海天石化公司?呼和浩特石化公司?湛江東興公司?上海石化公司?茂名石化公司?青島煉化公司?海南煉化公司等都採用該方法進行生產?

市場應用

2016年，國內市場PP產能合計達2506萬噸。