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聚丙烯生产工艺技术现状及市场分析

2022-01-22 03:35:01毕业论文

摘要:随着我国经济和社会的高速发展,对各种化工原料的需求量正处于不断增加的态势,尤其是对聚丙烯的需求量,呈逐渐增加的态势。为了进一步提升聚丙烯生产效果,有必要对聚丙烯生产工艺技术进行较为深入的探索和研究。为此,笔者将要在本文中对国内聚丙烯生产工艺技术现状及市场进行分析,希望能在促进化工产业发展的过程中,能够起到有益的作用。

关键词:聚丙烯;生产工艺技术;市场分析

聚丙烯材料的加工和力学性能相对比较突出,其在注塑、挤管、吹膜、涂覆、喷丝和改性工程塑料领域,应用相对较多。随着我国包装、电子和汽车工业的不断发展,工业发展不断提速,对聚丙烯产业的发展要求不断提升,有必要对相关工艺技术进行深入的研究。

1生产工艺技术现状

(1)Innovene工艺。该工艺在实际应用过程中,在对接近活塞流的搅拌床反应器使用过程中,直接使用到了挡板装置,其具有接近水平状态的搅拌器,搅拌器叶片与搅拌轴呈45的夹角。在反应器当中,具有较多的气相和液相进料点,催化剂、液体丙烯和气体能够直接从进料点加入其中。在该反应器实际使用过程中,相当于对三个搅拌釜反应器串联进行使用,反应过程中对过渡料的消耗较少。由于该工艺采用了气锁系统,可以直接通过停止催化剂来平稳停车,并在注入催化剂之后再次开车。由于其设计相对比较独特,工艺应用中的能耗和操作压力较低,但乙烯质量分数并不是非常高,很难获得高抗冲牌号的产品。在该工艺实际应用过程中,熔体可以在比较宽泛的范围内进行流动,一般情况下可以达到0.5~100g/10min,产品的韧性也相对较强,在国内燕山石化公司、扬子石化公司都有着较多的应用[1]。(2)Novolen工艺。该工艺采用了独特的双螺带搅拌立式反应器,反应器当中气固两相分布相对比较均匀,其中的聚合反应热可以直接通过液态丙烯气化析出。在均聚和共聚的过程中,都可以直接通过共聚反应器来产生均聚物,能够在很大程度上提升均聚物的产量,并采用了反应器串联的形式。该工艺在生产均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物的过程中,效果较为突出。工业化PP均聚物的MFR范围可以保持在0.2~100g/min,乙烯质量分数可以保持在12%左右,可以在80℃的环境中进行生产。当前,该工艺在福建炼化厂、津西石化投产应用[2]。(3)Unipol工艺。在该工艺实际应用过程中,其采用了圆柱形立式压力容器,可以直接配合超冷凝态进行操作。该工艺能够有效带走各种反应热,能够在反应器体积不增大的情况下,提升生产产量,能够将反应器当中液相比例提升到45%左右,提升生产能力2倍以上。在一台沸腾床反应器当中,就可以实现均聚物、无规共聚物的生产,能够在很大范围内保证产品的性能。该工艺路线较短,对材质没有特殊的要求,装置的生产潜力较大,工艺性能好,产品具有较强的市场竞争力。Unipol工艺的工业化生产均聚物的MFR可以保持在0.5~100g/10min。Unipol工艺生产的抗冲共聚物中乙烯的质量分数可以保持在21%左右。当前,国内抚顺石化公司、大唐内蒙古多伦煤化工有限公司、四川石化公司都是采用该工艺进行生产[3]。(4)Horizone工艺。工艺是以Innovene工艺为基础发展起来的,生产原理比较类似,反应器的构造也基本一致。在实际工艺应用过程中,需要对反应器采用垂直布置的形式,将反应器的出料直接依靠重力导入到气锁装置当中,之后被送入到第二反应器之中。工艺所需的两个反应器采用的是水平布置形式,第一反应器的出料会首先被送入到沉降器当中,聚合物粉料在重力的作用下,会直接进入到气锁器当中,然后通过丙烯气压直接输送到第二反应器当中。该工艺设计相对比较简单,反应装置的使用也相对较少。对于工艺所使用的催化剂需要提前进行处理,并使用乙烷来完成浆液的处理,并需要加入一定比例的聚丙烯来开展预聚处理,否则在实际生产过程中,容易导致细粉过多情况的发生,对产品自身流动性会造成非常不良的影响,反应器后期操作中容易出现较多的问题。(5)Spheripol工艺。该工艺在实际生产过程中,采用了比较先进的液相本体-气相组合工艺,反应过程中还使用了液相环管反应器。该工艺根据产品生产类型的不同,可以直接分为一环、二环、二环二气聚合反应类型。Spheripol二代工艺采用了第四代催化剂体系,预聚合和聚合反应器的设计压力等级相对较高,新牌号的性能更好,非常适合在形态、等规度和相对分子量的控制。Spheripol工艺产品的范围较为宽泛,其MFR可以保持在0.1~2000g/10min,可以生产pp均聚物、无规共聚物等,橡胶质量分数可以保持在50%左右。当前,国内上海石化公司、兰州石化公司都是采用该工艺来生产产品。(6)Spherzone工艺。该工艺是在SpherizoneI工艺基础上发展起来的,需要使用单一多区循环反应器,其属于一种相聚合反应的一种。在多区循环反应器当中,其结构可以分为上升段和下降段,聚合物粒子需要在两段结构中多次循环,才可以完成生产。上升段聚合物粒子在循环气体的作用下,能够在短时间内完成气化,从而更加迅速进入到旋风分离器当中,并在其中完成气固的分离。通过对阻隔区域合理进行设置,能够让气体和聚合物粒子有效分离出来,并通过上段到下段的运行,从而完成一次工作循环。该工艺生产条件相对比较特殊,工艺应用范围也相对广泛,能够直接实现双峰产品的生产,加工树脂性能非常优良,具有很大的加工性能。通过该工艺生产的共聚单体具有较好的光学、力学性能。该工艺目前在我国天津石化公司、大庆炼化公司都有着不错的应用。(7)中石化环管工艺。该工艺在借鉴吸收先进技术上发展起来的。该工艺技术在实际应用过程中,直接使用了我国专门生产的Z-N催化剂,在生产均聚PP产品中有着较多的应用。我国化工行业相关单位在该工艺基础上,发展出来了第二代环管PP成套工艺技术,不仅能够在双峰产品生产中进行应用,还可以生产性能更强的抗冲击共聚物,该技术与第一代技术相比,技术已经得到了非常大的改进,对其中催化剂预聚合系统的改进最多,能够有效减少聚合物当中的细粉,还专门研制出了双管高压聚合系统,在生产分子量宽泛的双峰PP产品和高熔融指数产品中,发挥出了独特的效果。该工艺的应用是建立在自主开发催化剂、非对称外给电子体技术和丙丁两元无规共聚技术基础上的,能够用于均聚、乙丙无规共聚、丙丁无规共聚和抗冲击共聚PP等。

2市场分析

我国PP生产装置在中国石油和中国石化公司有着相对较多的应用。根据相关预计显示,在2022年前后,中国石油和中国石化的PP产能可以达到2000万吨,能够占到国内总产能的60%左右。为了满足市场供应的要求,我国新投产的PP项目数量持续增加,很多煤化工生产企业已经改变了过去生产全部依靠石化企业的格局。其中以煤和甲醇为原料生产PP的企业包括包头煤化工公司、宁化煤化工公司、大唐国际多伦煤化工公司、宁波富德能源公司等。通过对国内外PP消费结构对比发现,我国对PP的消费情况与欧美国家还存在较大的差别。对于欧美等国家,其最大的聚丙烯消费市场是注塑产品消费品市场,消费量可以占到总消费量的50%左右,另外就是薄膜市场,其可以占到市场总量的20%左右,拉丝消费领域消费量相对较低,通常在10%以下。

3结语

随着时代的不断发展,对聚丙烯产品的消费量持续增加。针对当前聚丙烯生产现状,应该认真做好相关分析和研究工作,加强对相关生产工艺技术的研究,充分做好各种市场分析工作。

参考文献:

[1]谭捷,田月,李威.国内聚丙烯生产工艺技术现状及市场分析[J].弹性体,2016(01):22-23.

[2]胡廷芳.聚丙烯工艺技术进展及其国内应用情况[J].化学工业与工程技术,2013(04):37-38.

[3]付义,王鹏,赵成才,任鹤,等.聚丙烯生产工艺技术进展[J].高分子通报,2012(04):55-56.

作者:高春枝 单位:国能包头煤化工有限责任公司

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