丙烯中的主要杂质对聚丙烯质量的影响及精制系统操作的优化

顾清云

（神华宁夏煤业集团煤化工公司，宁夏灵武750411）

0 引言

聚丙烯是由丙烯单体聚合而成的热塑性聚合物，自1957 年工业化以来，由于性能优异、原料来源丰富且价廉易得，已成为通用树脂中发展最快的品种，成为国民经济发展和科学技术进步不可缺少的基础原料和重要物资。 在我国的聚丙烯生产厂家中，采用间歇式液相本体法生产工艺的占有很大比例，因为其具有工艺流程短、操作简单、生产成本低、装置投资小、经济效益好等特点，但由于其生产工艺的间歇性，影响产品质量的因素较多，因此导致了聚丙烯质量先天不足，一方面限制了产品的使用范围， 另一方面也给用户造成了一定的加工难度，因此如何有效地控制间歇式本体法聚丙烯质量，实现各项质量指标可调，成为此行业中一项急待解决的问题。

1 丙烯中的主要杂质对聚丙烯质量的影响

1.1 水的影响

丙烯中水主要来自气体分馏的原料液化气，由于其受冷后温度影响比较大， 因此， 丙烯中水含量变化也比较大， 从几百PPM 到上千PPM 不等。 由于AIET3 遇水会爆炸，TICL4 遇水也会发生剧列反应，因此，微量水对聚合反应的影响非常大。 为了找出水对催化剂活性的影响，我们作了大量实验，得出以下结论，如表1。

表1 水含量对高效催化剂活性的影响

表2 COS 含量对催化剂活性的影响

在生产过程中，为了保证正常的生产，通常当丙烯中水含量高时，往往采取多加活化剂和催化剂的方法，但这样势必造成产品聚丙烯中灰份高，影响其强度，特别是作为纤维料时，影响更大，抽丝时一堵拉丝板，二短丝现象严重。

1.2 硫的影响

硫对聚合反应的影响远比水大， 特别是COS 对聚合反应的更是致命的，如上表2 所示。硫对聚丙烯质量的影响，主要体现在硫含量高时，反应变差，单釜产量下降，产品灰份高，强度差，另外，聚丙烯粉料易出现结块，产品加工时气味大。

表3 CO 含量对高效催化剂活性的影响

1.3 氧的影响

丙烯中微量氧主要来自液化气中，开停工中带来年的氧也不容忽视。氧不但影响催化剂的活性，更重要的是影响聚丙烯的质量，特别是对等规度的影响比较大。 如果处理不好，就有可能出粘料。

1.4 一氧化炭的影响

对于连续法聚丙烯来说，一氧化碳一般作为终止剂。可见，其对聚合反应的影响有多大。 从上表3 可以看出， 当CO 含量超过2.5PPM时，就几乎不反应。 CO 对聚丙烯产品质量的影响，主要是由于造成活性迅速下降，产品灰份大幅度上升，强度下降。CO 主要来自液化气中。

1.5 二氧化碳的影响

二氧化碳对聚合反应的影响，远远小于一氧化碳，但二氧化碳过高时，对催化剂的定向能力，会有一定的影响。 实验表明：当二氧化碳大于10PPM 时，聚丙烯的等规度就会小于90%，产品就会发粘。

1.6 炔烃的影响

丙烯中的炔烃主要有乙炔和甲基乙炔， 它们与烷机基铝不反应，但能吸附在钛催化剂的活性中心上，从而导致催化剂斩时失活，当反应温度超过70 度，炔烃一旦解吸，催化剂活性恢复。 它们对产品质量的影响，主要是影响MI 的稳定。 因为它们要消耗一定的氢气，使得MI 偏低，MI 波动。

另外，砷含量对聚合反应的影响，也是不容忽视的。 虽然，主要是加工大庆油，生产的液化气中含砷，但它对聚合反应的影响却是致命的。当丙烯中砷含量超过40PPB 时，反应就明显变弱，达到80PPB 时，几乎就不反应。

2 精制系统操作的优化

精制系统运行的好坏是提高聚合反应水平的基础，因此为保证精制系统的运行效果，我公司要定期进行上下塔的切换工作，以便更换固碱塔的固碱，再生分子筛或再生脱氧塔。 这种上下塔整个切换包括助剂的更换、填装及再生的操作需要整组塔进行撤压、置换，需有关技术人员带领一个班组干4-8 天， 特别是当个别的阀门内漏时更不好处理，特别费时、费力，每切换一次精制塔，不但造成经济损失，而且，还会造成原料波动，进而造成聚丙烯质量波动。 因此一般不能轻易地进行整组塔的切换操作。这种种情况下易造成精制系统的超负荷工作，精制效果难免受到影响，个别时期会造成聚合反应催化剂的波动，三剂的加入量也不免增大。 为了在保证原料质量的前提下，尽量减少精制塔的切换次数，我们采取了如下措施：

2.1 坚持每个班对脱水罐脱水一次，并进行记录。

2.2 每个白班保证切碱渣一次，在碱渣排凝线上又增加一个阀后，规范了切碱渣的方法如下：在切碱渣时首先打开塔底倒淋下阀，然后缓慢开启上阀，在切碱渣过程中需用手摸阀门前后温差变化，以阀门后温度瞬时变冷为碱渣切完的判断依据。后来我们在两个阀之间的短节上又加了一个小的排凝阀，可以用来对上下两个阀进行检漏，进一步加强了操作的准确性。

2.3 对精制系统固碱塔的工艺管线进行了改造， 将上下第一个固碱塔之间增加了一条跨线， 可以在不影响任一组其它各塔使用的情况下，只切换固碱塔，以方便地对一个固碱塔进行排气柜、泄压和转换的操作，这样可及时补充第一个固碱塔消耗的固碱，大大减少后面精制塔的压力，同时能够大大减少切塔时的丙烯消耗，给精制塔的切换工作带来很大方便。

2.4 对固碱塔倒淋线改造，将固碱塔倒淋线与其他各塔倒淋线分开，防止在切碱渣时碱渣串入其他精制塔，污染精制系统。

2.5 对精制系统的各排凝保温系统以及碱渣罐采取了电伴热改造，提高保温效果，减少了蒸汽的使用量，解决了冬天下塔排碱渣冻堵的问题。

3 结束语

总之， 伴随着人们对间歇式本体法聚丙烯认识的越来越深入，特别是一些新技术的开发与应用，例如连续加氢技术的开发和氢浓度在线分析仪表的应用，间歇式本体法聚丙烯的生产质量控制必将产生一个新的飞跃，另外，最近功能聚丙烯催化剂的开发和应用，也将会有越来越多的聚丙烯专用料被我们开发利用。 有理由相信，在广大科研人员的共同努力下，间歇式本体法聚丙烯一定会有其应有的生存空间和发展空间。

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