CS-Ⅱ及DQ-Ⅳ型催化剂在聚丙烯生产装置中的应用研究

曹亚祥，张 景

(陕西延长油田公司延安炼油厂聚丙烯车间，陕西 洛川 727406)

CS-Ⅱ及DQ-Ⅳ型催化剂在聚丙烯生产装置中的应用研究

曹亚祥，张 景

(陕西延长油田公司延安炼油厂聚丙烯车间，陕西 洛川 727406)

针对不同体系催化剂在聚丙烯生产装置中的效果展开现场试验，分别对CS-Ⅱ及DQ-Ⅳ型催化剂的活性、活性稳定性进行了试验研究，考察了催化剂对聚合物表观密度、等规度等工艺指标的影响。试验结果表明，CS-Ⅱ型催化剂的活性约为30.00～40.00kg·g-1，聚合物表观密度、等规度分别为0.44g·cm-3、95%，效果较佳；CS-Ⅱ型催化剂在现场试验6个月内催化剂活性稳定在33.5～34.2 kg·g-1之间，活性较稳定，综合经济效益较好。

催化剂；催化剂活性；表观密度

聚丙烯综合性能优良[1]，在国民生产、生活中有着广泛的应用，聚丙烯(PP)工业技术发展的关键是丙烯聚合用催化剂及其相应的聚合工艺，其中催化剂的研发是PP技术发展的核心[2]。催化剂的使用可使装置生产平稳，同时还可降低生产成本，在工业生产中有着安全、节能的双重效应，因此选择适宜的催化剂体系对于聚丙烯生产工艺有着重要的指导意义。

1 试验部分

对 CS-Ⅱ型催化剂及 DQ-Ⅳ型催化剂在预聚合、聚合、干燥、回收、挤压造粒等工序进行现场试验，并分别对聚丙烯产品质量及催化剂性能进行在线测试，对催化剂体系改进进行初步研究，为新型催化剂体系推广提供技术储备。

2 试验结果

2.1 不同催化剂体系的性能研究

在压力为 0.5MPa时，对 CS-Ⅱ型催化剂与DQ-Ⅳ型催化剂开展现场试验，试验结果如表1所示。

从表1中试验数据可知，DQ-Ⅳ型催化剂活性大于 27.00 kg·g-1，CS-Ⅱ型催化剂活性约为30.00～40.00 kg·g-1，表明 CS-Ⅱ型催化剂活性要优于DQ-Ⅳ。使用不同体系催化剂时聚合物的表观密度也存在着差异，当使用 DQ-Ⅳ、CS-Ⅱ时聚合物表观密度分别为 0.35 g·cm-3及 0.44 g·cm-3，试验结果表明使用CS-Ⅱ型催化剂有利于聚合物表观密度的提高。

表1 不同体系催化剂性能测定试验结果

2.2 催化剂活性的稳定性试验

在不同的时间对不同体系催化剂活性进行追踪检测试验，试验结果如表2所示。

从表2中试验数据可知，DQ-Ⅳ型催化剂活性随时间的增加趋于稳定，这可能是由于催化剂在使用初期受生产工艺影响较大，对设备的适应性较差，因此随着使用时间的增加，试验结果趋于稳定。CS-Ⅱ型催化剂活性较稳定，且活性均高于 DQ-Ⅳ型催化剂，因此CS-Ⅱ型催化剂催化效果较好。

综合表1、表2试验数据及现场其他操作单元工艺参数可得：使用DQ-Ⅳ型催化剂时产品质量较定，能够达到生产技术要求，但是产品熔指波动大，系统中细粉含量较高，会使入口过滤网及级间冷却器发生堵塞，并引起系统停车发生，致使装置平稳率降低，加工损失增加。使用CS-Ⅱ型催化剂时产品熔指稳定，催化活性高、抗杂质能力强、定向能力强，生产出的聚丙烯粉料灰分低[3]，因此具有良好的安全性及经济效益。

表2 催化剂活性的稳定性

2.3 经济效益评价

对两种催化剂剂进行经济效益评价，试验结果如表3所示。

表3 不同体系催化剂经济效益分析

从表 3中数据可知，当聚丙烯生产量为100000t/a时，使用CS-Ⅱ催化剂时年费用约为535万元，使用DQ-Ⅳ催化剂时年费用约为470万元，因此CS-Ⅱ型催化剂单耗较大。但使用DQ-Ⅳ催化剂时会引起装置停工、生产波动、能耗增加等问题，使得产品加工费用增加，使用CS-Ⅱ型催化剂时生产稳定，能耗较低，因此综合而言CS-Ⅱ型催化剂综合经济效益较好。

3 结论

(1)CS-Ⅱ型催化剂较高，活性约为30.00～40.00 kg·g-1，聚合物表观密度、等规度分别为 0.44 g·cm-3、95%，试验效果较好。

(2)DQ-Ⅳ型催化剂活性随运行时间的增加有一定波动，CS-Ⅱ型催化剂活性随运行时间增加变化较小，活性较高且较稳定。

(3)使用CS-Ⅱ型催化剂时，产品熔指稳定，细粉含量较低，催化剂抗机杂能力较强，定向能力强，综合经济效益较佳。

[1] 张进华，张黎鹏，洪国忠，等.DQ-2球形高效聚丙烯催化剂的工业化应用试验[J].河南石油，1999，13(1)：47-49.

[2] 徐人威，朱博超，贾军纪，等.类球形聚丙烯催化剂PC-1 工业应用试验[J].工业技术，2009，27(5)：445-447.

[3] 于海江，常波.N-Ⅲ型高效聚丙烯催化剂在间歇聚丙烯装置上的应用[J].石油化工与催化，2005，13(10)：25-27.

Applications of CS-Ⅱand DQ-ⅣCatalyst in Polypropylene Units

CAO Ya-xiang, ZHANG Jing
(Yanchang Oil-field Company Yan’an Oil Refinery，Luochuan 727406, China)

Field test of different was carried out and the characters of the catalysts such as activity, stability of activity was valued.Beside this, the relation of catalysts with density of polymer and isotacticity was studied.The results of tests showed that the activity of CS-Ⅱwas 30.00～40.00kg/g, the apparent density and isotacticity of polymer was 0.44 g/cm3and 95% respectively, the activity of CS-Ⅱwas 33.5～34.2kg/g in half a year, the activity of catalysts was stable, and economic benefit was well.

catalyst; catalyst activity; apparent density

TQ 325.14

A

1671-9905(2010)09-0016-02

曹亚祥，延安炼油厂聚丙烯车间技术员，从事聚丙烯生产多年，陕西洛川交口河延安炼油厂聚丙烯车间，邮编：727406

2010-06-21