一、裝置簡介

　　(一)裝置的發(fā)展及類型

　　1．裝置發(fā)展

　　聚丙烯(Polypropylene，縮寫為PIP)是以丙烯為單體聚合而成的聚合物，是通用塑料中的一個重要品種，結構式為：
1953年德國Ziegler等采用R3Al—TiCl₄催化體系制得高密度聚乙烯后，曾試圖用R₃Al—TiCl₄為催化劑制取PP，但是只得到了無定形PP，并無工業(yè)使用價值。意大利的Natta教授繼Ziegler之后對丙烯聚合進行了深入的研究，于1954年3月用改進的齊格勒催化劑紫色TiCl3和烷基鋁成功地將丙烯聚合成為具有高度立體規(guī)整性的聚丙烯。

　　1957年Montecatini公司利用Natta的成果在意大利Ferrara建成了6000t／a的生產裝置，這是世界上第一套PP生產裝置，使PP實現了工業(yè)化生產。同年Hercules公司在美國Parlin也建成了9000t／a的生產裝置，這是北美第一套PP生產裝置。到1962年德國、日本、法國等國家也紛紛建廠，相繼實現了PP的工業(yè)化生產。

　　2．裝置的主要類型

　　50多年來已有二十幾種生產聚丙烯的工藝技術路線，各種工藝技術按生產工藝的發(fā)展和年代劃分，可分為第一代工藝，生產過程包括脫灰和脫無規(guī)物，工藝過程復雜，主要是70年代以前的生產工藝，采用第一代催化劑；70年代開發(fā)的第二代催化劑使生產工藝中取消了脫灰過程，稱為第二代工藝；80年代以后，隨著高活性、高等規(guī)度(HY／HS)載體催化劑的開發(fā)成功和應用，生產工藝中取消了脫灰和脫無規(guī)物，稱為第三代工藝；按照聚合類型可分為溶液法、漿液法(也稱溶劑法)、本體法、本體和氣相組合法、氣相法生產工藝。

　　3．氣相法工藝技術特點

　　近幾年來，我國相繼引進的聚丙烯生產裝置均為Himont的Spenpol工藝及三井油化的Hypol工藝，以采用高效載體催化劑、液—氣本體聚合方式為主要特征，反應器形式分為環(huán)管和立式釜式兩種。隨著聚丙烯生產方式的不斷發(fā)展，越來越多的公司開始涉足氣相法聚丙烯生產路線，實踐證明了氣相法生產方式占地少、投資省、工藝流程簡單。

　　AMOCO氣相法的聚丙烯生產工藝是目前世界上最先進的工藝之一，該工藝具有流程短設備少、排污少、產品類型覆蓋廣等方面特點，該工藝有如下特點：

　　(1)催化劑活性高

　　氣相法生產工藝中采用的AMOCO專利催化劑CD—CAT，為第四代Z—N催化劑，是一種具有高活性、高選擇性的聚丙烯用催化劑，允許共聚物中共聚單體的準確接人，采用它生產的聚丙烯具有優(yōu)良的品質，能生產出高剛性及高抗沖的聚丙烯品種。該催化劑具有可控制性，能控制生成無規(guī)物量，保持較高的等規(guī)聚丙烯生成。這種高性能的催化劑無需進行預聚合，使工藝和操作簡化，廢物和副產物少，無需脫除，使得整套裝置的投資費用、操作費用及維修費用降低。

　　(2)反應器設計獨特

　　AMOCO氣相法工藝的關鍵設備聚合反應器設計獨特，采用DCS控制、臥式攪拌床式反應器。反應器的設計提供了一種近似于活塞流式的運行方式，使反應器內的催化劑與丙烯接觸機會更加頻繁，在反應器內停留時間趨于相同，所獲得的粉料粒度分布窄，一個活塞流式反應器相當于三個以上全反混式反應器，從而大大地縮短了流程。在生產Hp、RCP產品時完全可以僅用一臺反應器，在生產ICP時，兩臺反應器串聯操作，則能生產出具有高性能的抗沖產品。

　　(3)產品類型覆蓋廣

　　該種工藝能夠生產出應用范圍很廣的產品，其中包括注塑、薄膜、涂覆、吹塑、擠出板材、纖維等各種品種，涉及汽車、家電、食品包裝、醫(yī)療、建筑、水利、交通等各個行業(yè)。

　　由于該工藝的設計的科學性，使其產品在許多方面具有優(yōu)越性。與采取一般催化劑及工藝生產的產品相比，該產品中各種金屬殘留物的含量極低，穩(wěn)定劑用量少，產品顆粒均勻，光潔透明，無氣味。

　　采取高效的CD催化劑及獨特的反應器與工藝流程，使生產出的抗沖共聚物，在較寬的溫度范圍內，顯示出了較好的硬度與抗沖性能的平衡。纖維級產品如短絲、長絲、無紡布和撕裂膜等具有高韌性、高強度，固色穩(wěn)定，白度好，并可進行熱黏合。薄膜級產品質量均一、光澤度高、加工穩(wěn)定性好。

　　(4)牌號切換迅速、過渡料少

　　這種活塞流式反應器形式有助于提高產品性能，減少過渡時間。與傳統(tǒng)的攪拌釜、環(huán)管反應器或流化床反應釜相比，牌號切換快速、簡便、產生最少的等外品。

　　(5)操作安全

　　由于液態(tài)烴存在量相對較少，比起其他的工藝，Amoco氣相法工藝流程有其內在的安全性，由于無任何液態(tài)物質向環(huán)境中排放，所以該工藝對環(huán)境無污染，而各種氣相物質均排放至火炬。

　　(6)產品質量穩(wěn)定

　　由于采用先進的DCS控制系統(tǒng)及產品質量的優(yōu)化控制系統(tǒng)，整個工藝過程控制穩(wěn)定，許多影響產品質量的指標可以通過在線分析直接反饋出來，從開車到現在可以看出，該裝置各項工藝指標控制穩(wěn)定，產品性能均一，各項指標波動小。

　　(二)裝置單元組成與工藝流程

　　1．組成單元

　　氣相法聚丙烯裝置由催化劑進料單元、第一聚合反應單元、反應器粉料輸送單元、第二聚合反應單元、粉料脫活及干燥單元、丙烯回收單元、擠壓造粒單元、粒料摻合及儲存單元、原料精制單元、公用工程單元等10個單元構成。各單元作用分別介紹如下：

　　(1)催化劑進料單元

　　主催化劑、三乙基鋁和改性劑以一定的比例加入到第一聚合單元，進行聚合反應，同時進行改性劑的稀釋，礦物油的進料以及廢催化劑的中和。