Polipropileno gamybos procesas

Polipropileno derva yra viena iš keturių bendrosios paskirties termoplastinių dervų (polietileno, polivinilchlorido, polipropileno, polistirolo). Jis gaminamas polimerizacijos reakcijos metu su propilenu kaip žaliava ir etilenu kaip komonomeru.
Proceso metodai, naudojami polipropilenui gaminti pasaulyje, daugiausia skirstomi į šias kategorijas pagal kategorijas: tirpiklio metodas, tirpalo metodas, skystosios fazės tūrinis metodas (įskaitant skystosios fazės dujų fazės kombinuotą tipą) ir dujinės fazės tūrinis metodas. Kiekvieno proceso ypatybės trumpai pristatomos taip:
tirpiklio polimerizacija
Tirpiklio metodas (taip pat žinomas kaip srutų metodas arba purvo metodas, srutų metodas) yra ankstyviausias polipropileno gamybos procesas. Tačiau dėl nušalinimo ir tirpiklio regeneravimo procesų procesas yra ilgas ir sudėtingas, o tobulėjant katalizatorių tyrimų technologijoms, nuo devintojo dešimtmečio tirpiklio metodas buvo linkęs sustingti ir palaipsniui jį pakeitė skystosios fazės masinis metodas.
Proceso ypatybės: (1) Propileno monomeras ištirpinamas inertiniame skystame tirpiklyje (pvz., heksane), o tirpiklio polimerizacija atliekama veikiant katalizatoriui. Polimeras suspenduojamas tirpiklyje kietų dalelių pavidalu ir naudojamas virdulio tipo maišymo reaktorius; (2) Yra valymo ir tirpiklio regeneravimo procesai. Procesas yra ilgas ir sudėtingas, reikalaujantis didelių investicijų į įrangą ir didelių energijos sąnaudų. Tačiau gamybą lengva kontroliuoti, o gaminio kokybė gera; (3) Polipropileno dalelės atskiriamos išcentriniu filtravimu ir džiovinamos virinant oro srautu ir ekstruzijos granuliavimu.
tirpalo polimerizacija
Proceso charakteristikos: (1) Kaip tirpiklius naudokite aukštos virimo temperatūros linijinius angliavandenilius ir dirbkite aukštesnėje nei polipropileno lydymosi temperatūra. Visi susidarę polimerai ištirpinami tirpiklyje ir tolygiai paskirstomi; (2) Aukštos temperatūros dujų pašalinimo metodas išgarina ir pašalina tirpiklį. Gaunamas išlydytas polipropilenas, po to išspaudžiamas ir granuliuojamas, kad būtų gauti granulių produktai; (3) Vienintelis gamintojas yra „American Kodak Company“.
Skystos fazės tūrinis metodas
Skystos fazės ir dujinės fazės kombinuotas tipas, skystos fazės tūrinis polipropileno gamybos procesas yra naujas procesas, sukurtas vidurinėje ir vėlyvojoje polipropileno gamybos stadijoje. Šis gamybos procesas buvo sukurtas praėjus septyneriems metams po to, kai polipropilenas pradėjo pramoninę gamybą 1957 m.
Polipropilenui gaminti naudojamas skystos fazės birių medžiagų metodas. Katalizatorius yra tiesiogiai disperguojamas skystosios fazės propilene, į reakcijos sistemą nepridedant jokio kito tirpiklio, kad būtų galima atlikti skystosios fazės tūrinę propileno polimerizaciją. Polimeras nuolat nusėda iš skysto propileno ir yra suspenduotas skystame propilene smulkių dalelių pavidalu. Didėjant reakcijos laikui, polimero dalelių koncentracija skystame propilene didėja. Kai propileno konversijos greitis pasiekia tam tikrą lygį, nepolimerizuotas propileno monomeras atgaunamas greito išgarinimo būdu, kad būtų gautas miltelių polipropileno produktas. Tai gana paprastas ir pažangus pramoninės polipropileno gamybos būdas. Skystos fazės birių medžiagų metodas atspindi naują technologiją ir naują polipropileno gamybos lygį pasaulyje devintajame dešimtmetyje.
Proceso ypatybės: (1) į sistemą nededama tirpiklio, propileno monomeras vyksta skystosios fazės tūrinėje polimerizacijoje virdulio reaktoriuje skystos fazės būsenoje, o etileno propilenas – dujinės fazės kopolimerizacijai verdančio sluoksnio reaktoriuje; (2) procesas yra paprastas, mažiau įrangos, mažiau investicijų, mažos energijos sąnaudos ir gamybos sąnaudos; (3) Homopolimerizuojant naudojamas virdulio maišomas reaktorius (Hypol procesas) arba kilpinis reaktorius (Spheripol procesas), atsitiktinė kopolimerizacija ir blokinė kopolimerizacija atliekama maišymo būdu verdančiojoje lovoje.
Tipiškas skystosios fazės masinio metodo atstovas yra BASELL Spherizono skystosios fazės masinio metodo procesas. Spherizonas yra dujų fazės perdirbimo technologija, naudojant Ziegler-Natta katalizatorių, kuris gamina polimerus, kurie išlaiko tvirtumą ir apdirbamumą, kartu yra labai kristališki, standūs ir vienodesni. Viename reaktoriuje gaminamos labai vienodos multimonomerinės dervos arba bimodaliniai homopolimerai. Sferizono ciklo reakcija turi dvi tarpusavyje susijusias sritis. Skirtingos sritys atlieka kitų procesų dujinės ir skystosios fazės kilpinių reaktorių vaidmenį. Šie du regionai gali gaminti dervas su skirtingu santykiniu molekuliniu svoriu arba monomero sudėties pasiskirstymu, todėl išplečiamas polipropileno veikimo diapazonas.
Pagrindinė šio proceso įranga yra MZCR (multi-zone cirkuliacinio reaktoriaus sistema) reaktoriaus R230 sistema. Reaktorius susideda iš stovo ir nuleidimo vamzdžio. Stovėjimo vamzdyje polimeras pučiamas aukštyn reakcijos dujomis, kad susidarytų fluidizacija, ir siunčiamas į viršutinę nusileidimo vamzdžio dalį ir praeina per ciklono separatorių. Milteliai surenkami nuleidimo vamzdyje. Reakcijos dujos cirkuliuojamos išcentriniu kompresoriumi per išorinį vamzdyną, o reakcijos šiluma pašalinama naudojant cirkuliacinį aušintuvą ant išorinio cirkuliacinio vamzdyno. Reaktoriaus produktas išleidžiamas per vožtuvą, sumontuotą apatinėje leidimo vamzdžio dalyje. Po to, kai išleidžiami milteliai yra degazuojami esant aukštam ir žemam slėgiui, jie tiesiogiai garinami ir džiovinami gaminant homopolimerus ir atsitiktinius kopolimerus, kad būtų gauti miltelių produktai. Gaminant antismūginius gaminius, milteliai po aukšto slėgio degazavimo išleidžiami į dujinės fazės verdančio sluoksnio reaktorių. Reaktorius vis dar naudoja Spheripol II dujinės fazės reaktorių sistemą. Kopolimerizacijos reaktorius yra vertikalus cilindrinis indas, kurio viršutinėje ir apatinėje dalyse yra sferinės galvutės, o apatinėje dalyje yra putojantis sluoksnis. Pagrindinė medžiaga yra nerūdijantis plienas, o vidinis paviršius yra poliruotas.
Dabartinis didžiausias šio proceso gamybos pajėgumas vienoje linijoje pasiekė 450,000 tonų per metus. MZCR (daugiazonių cirkuliacinių reaktorių) smūginių kopolimerų gaminių etileno kiekis gali siekti 22 % (gumos kiekis didesnis nei 40 %), taip pat gali būti gaminami terpolimeriniai produktai, kurių sudėtyje yra etileno ir 1-buteno.