聚丙烯生產(chǎn)中等規(guī)度的控制分析

1、聚丙烯生產(chǎn)中等規(guī)指數(shù)的控制分析楊濤丁建莉宗林聚丙烯車(chē)間玉門(mén)油田煉化總廠聚丙烯裝置初始設(shè)計(jì)能力為5000噸/年，經(jīng)過(guò)2005年裝置擴(kuò)容改造后，生產(chǎn)能力達(dá)到了4萬(wàn)噸/年。聚丙烯裝置采用間歇式液相本體法聚合工藝，該工藝具備工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備少、見(jiàn)效快的顯著特點(diǎn)，但同時(shí)也存在產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)大的的缺點(diǎn)。因此在聚丙烯車(chē)間生產(chǎn)中產(chǎn)品質(zhì)量控制始終占據(jù)著至關(guān)重要的地位。產(chǎn)品質(zhì)量的好壞不但影響產(chǎn)品的加工應(yīng)用，而且還會(huì)影響聚丙烯生產(chǎn)本身能否正常進(jìn)行以及原料動(dòng)力消耗、生產(chǎn)成本等其他技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。聚丙烯產(chǎn)品等規(guī)度是聚丙烯牌號(hào)等級(jí)劃分的關(guān)鍵指標(biāo)，也是聚丙烯產(chǎn)品最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一。產(chǎn)品等規(guī)度的高低及其控制水平直接反映出聚丙

2、烯的生產(chǎn)技術(shù)水平。近年來(lái)聚丙烯車(chē)間通過(guò)對(duì)工藝、設(shè)備的優(yōu)化改造，在聚丙烯產(chǎn)品質(zhì)量控制方面取得的一定成績(jī)。本文通過(guò)對(duì)聚丙烯產(chǎn)品等規(guī)度影響因素的分析，結(jié)合我裝置生產(chǎn)的實(shí)際情況，對(duì)現(xiàn)階段我裝置控制產(chǎn)品等規(guī)度所采取的措施進(jìn)行簡(jiǎn)述。1生產(chǎn)現(xiàn)狀分析我廠聚丙烯產(chǎn)品將于2014年1月1日開(kāi)始采用聚丙烯產(chǎn)品質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)（SHT_1761.1-2008）,:,該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求見(jiàn)表1。表1聚丙烯產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求序號(hào)分析項(xiàng)目單位SHT_17611-20081熔體質(zhì)量流動(dòng)速率g/10min無(wú)范韋2等規(guī)指和%M+23mg/kg3156氯含量mg/kg507揮發(fā)份（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）111g/lxg%02注：以下是聚丙烯車(chē)間20

3、13年10月聚丙烯產(chǎn)品全分析數(shù)據(jù)。表22013年10月產(chǎn)品質(zhì)量A木斤工而H單仔曲刑)y刀，17r吵i口取川、取人口T廳4onnd7ona&二1r.Muilg/10min兀了巳國(guó)3.2017.308.35100%O金勺十用十匕米什0/Q4:Qir-7anno/2%MH294.597.595.7100%h-:ndp4nnn/3rMvjrmg/kg73501161216186100%主的i宓聲r(shí)h出方C471nn%4在7%/山）又g/cm山1八刀0.430.470.44100%十力彳由同昭市QppiAQQQQ077/14nno/5MPa分31.536.6438.8337.74100%L-6-Jmg/

4、kg50434845-100%l7揮發(fā)份(質(zhì)%2663聚合物等規(guī)指數(shù)%(m/n)96.0098.17聚合物表觀密度g/cm30.430.48催化劑在丙烯聚合反應(yīng)時(shí)的加入量，既對(duì)聚合反應(yīng)速度產(chǎn)生影響，同時(shí)也影響著聚丙烯產(chǎn)品的等規(guī)度。在實(shí)際生產(chǎn)中，一定范圍內(nèi)，四氯化鈦在丙烯中濃度越高，產(chǎn)品等規(guī)度也越高，當(dāng)催化劑的活性因某種原因下降時(shí)可適當(dāng)提高催化劑的加入量。目前本車(chē)間采用的DJD-Z型高效催化劑其定向能力高，產(chǎn)品等規(guī)度可達(dá)9699%,但是在生產(chǎn)中其它因素如：活化劑、原料丙烯質(zhì)量、工藝條件的影響，也會(huì)使催化劑的定向能力得不到發(fā)揮。因此在操作中根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)節(jié)催化劑的加入量，當(dāng)原料質(zhì)量較好時(shí)，適當(dāng)

5、催化劑的加入；但是當(dāng)原料雜質(zhì)超標(biāo)，就要適時(shí)提高催化劑的加入量以保證反應(yīng)的平穩(wěn)進(jìn)行，于此同時(shí)還應(yīng)該綜合考慮灰分、氯含量等指標(biāo)。3優(yōu)化三劑加入量DJD-Z型催化劑的主催化劑為T(mén)iCl4,活化劑三乙基鋁為助催化劑，活化劑是將主催化劑上的TiCl4還原成具有催化活性的TiCl3。一般情況下Al/Ti控制在一定范圍內(nèi)，當(dāng)活化劑加入量過(guò)少時(shí)對(duì)產(chǎn)品等規(guī)度有明顯影響，嚴(yán)重時(shí)可能降低至90%Z下，因此生產(chǎn)中根據(jù)原料的情況，適當(dāng)增加或減少活化劑，一定要保證加入足夠量的活化劑，以保證產(chǎn)品等規(guī)度。DDS乍用是外給電子體與主催化劑中的脂類(lèi)內(nèi)給電子體匹配，以達(dá)到提高催化劑定向能力的目的。所以DDS&一定范圍內(nèi)提高加入量，

6、有利于聚丙烯產(chǎn)品等規(guī)度的提高。目前我裝置生產(chǎn)中三劑加入量，平穩(wěn)生產(chǎn)時(shí)每釜加入量如下：催化劑：55克/釜;活化劑：450ml/釜；DDS140ml/釜。如果前一釜聚合反應(yīng)較弱時(shí)，適當(dāng)增加三劑的用量，確保聚合反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。4減少丙烯原料中雜質(zhì)原料丙烯中雜質(zhì)含量不但影響催化劑的實(shí)際效率，而且也會(huì)影響催化劑的定向能力，從而影響產(chǎn)品的等規(guī)度。這是因?yàn)樵媳┲械碾s質(zhì)碳-2、丙烷、空氣、甲烷在反應(yīng)中參加聚合到鏈中間去,破壞催化劑體系的定向能力，使產(chǎn)品的等規(guī)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。為了更好地消除精丙烯中雜質(zhì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，在本次大檢修過(guò)程中車(chē)間實(shí)施了丙烯精制大循環(huán)工藝。該流程主要是將丙烯投料循環(huán)流程和精制塔進(jìn)口流程

7、貫通，可以實(shí)現(xiàn)精丙烯罐內(nèi)物料再循環(huán)精制。當(dāng)精丙烯原料不合格時(shí)，打開(kāi)丙烯循環(huán)精制流程，關(guān)閉或關(guān)小循環(huán)進(jìn)精丙烯罐閥門(mén)，通過(guò)精制系統(tǒng)循環(huán)精制，從而保證精1-丙烯原料合格。表4聚丙烯裝置原料質(zhì)量序號(hào)分析項(xiàng)目單位標(biāo)準(zhǔn)最小值最大值.典型值合格率1丙烯(V)%90.099.596.6299.3198.82100%2碳-2(V)%0小5.0000100%3丙烷(V)%0小9.00.110.590.28100%4空氣+甲烷(V)%0小5.00.423.241.67100%5消除工藝條件對(duì)聚丙烯產(chǎn)品等規(guī)度的影響5.1消除聚合溫度的影響聚合反應(yīng)受溫度的影響較大，由于丙烯的氣液臨界溫度為91.9C,反應(yīng)溫度不宜過(guò)高。

8、反應(yīng)溫度過(guò)高，丙烯氣相濃度增大，不利于轉(zhuǎn)化率的提高。同時(shí)，反應(yīng)不易控制，往往會(huì)造成爆聚，造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格。但是溫度過(guò)低，會(huì)造成產(chǎn)品的等規(guī)度偏低，甚至?xí)l(fā)粘。實(shí)驗(yàn)在Al/Ti=1000(mol/mol)、Al/Si=8(mol/mol)、聚合時(shí)間為2h的聚合條件下，催化劑活性和等規(guī)度在不同溫度條件下的變化趨勢(shì)如圖240圖2催化劑活性和等規(guī)度在不同一溫度條件下0的變化趨由國(guó)2可知，)持不變;聚合溫度由4560 c，升到最大,4批劑活性由4575級(jí)迅立催化劑的到C生增加，- A各方面盡素，我車(chē)同傕化劑的的等規(guī)度遂為75 80 C、i上升，6(80 c聚合物的等規(guī)度保舌魅基不變。隨著反應(yīng)溫度的提高,

9、性提高，聚合物的等規(guī)度也隨之提高3因U反應(yīng)溫度基本控制在76-80 C; )9陰止塑化經(jīng)1綜合質(zhì)量、安全等塊，最高溫度不得超過(guò)90 Co5.2消除加氫量的影響T()1511954550556065707580在聚合反應(yīng)中，氫氣起活性鏈的轉(zhuǎn)移作用，可用作分子量的調(diào)節(jié)劑。隨著氫氣量的加大，聚丙烯的分子量相應(yīng)的變小，熔融指數(shù)增大。同時(shí)氫氣的加入量也對(duì)反應(yīng)活性有著較為明顯的影響。實(shí)驗(yàn)在Al/Ti=1000(mol/mol)、Al/Si=8(mol/mol)、聚合時(shí)間為2h、聚合溫度為80c的聚合條件下，氫氣加入量與催化劑活性及產(chǎn)品質(zhì)量之間的關(guān)系如表4(氫氣加入量用加氫前后釜壓變化值來(lái)衡量)。表4氫調(diào)工作對(duì)催化劑活性及產(chǎn)品質(zhì)量影響關(guān)系表加H2后釜壓變化值Mpa活性KgPP/gCat熔融指數(shù)g/10min等規(guī)度%0.0028.30.199.80.0131.02.299.00.1036.610.298.60.2042.313.098.20.3039.218.597.60.4031.046.497.10.5027.380.696.5從表4可知，在加氫調(diào)節(jié)聚合物分子量和熔體流動(dòng)速率時(shí)，隨著加氫量的增加，產(chǎn)品熔體流動(dòng)速率增高，同時(shí)產(chǎn)品等規(guī)度下降，催化劑的定向能力受加氫量的影響有所下降。上述所說(shuō)的加氫量的影響，實(shí)質(zhì)上應(yīng)該是氫調(diào)效果的影響。因此，在提高熔融指數(shù)的同時(shí)，也11I應(yīng)該考慮對(duì)產(chǎn)品