浅述聚丙烯技术的发展

梁长海

中国石油天然气公司大庆石化分公司化工三厂

0前言

聚乙烯是目前产量增长速率最快的树脂之一，聚乙烯具有以下特点：应用范围广、密度小、耐高温等特点，最重要的是聚乙烯具有较好的电性能与化学稳定性。聚丙烯是由丙烯单体进行聚合作用而得来的，所以聚丙烯工业技术的发展与丙烯技术的发展有着紧密的联系。随着聚丙烯应用领域的不断扩大，聚丙烯生产的工艺技术也将得到十足的发展。

1聚丙烯工艺的简介

在聚丙烯工业中，有两种发展较好的工艺：1）本体工艺：通过在液体丙烯中进行聚合反应从而得到聚丙烯，按照反应类型将本体工艺分为本体环管反应器与搅拌釜反应器，本体环管反应器主要代表Spheripol工艺，而搅拌釜反应器则代表Hypol工艺。

2聚丙烯工艺及其发展

2.1本体工艺

2.1.1Spheripol工艺

Spheripol工艺通过使用有两大国际知名公司开发的高效催化剂，可以生产全系列如：聚丙烯均聚物、无规共聚物和三元共聚物等产品。而Spheripol工艺采用液相气相组合的方式，使得Spheripol工艺反应管具有：大传热系数、高传热效率、高转化率等特点。

丙烯均聚的单程转化率为55%～65%；流速快，可使聚合物浆液搅拌均匀、催化剂体系均匀、聚合质量分布均一，而且不容易产生热点和发生粘壁;环管反应器的反应条件容易控制；产品转换快,反应器内物料的停留时间一般为2h,产品牌号的转换时间较短；结构简单、材质要求低，可用低温碳钢。

2.1.2Hypol技术

Hypo1工艺采用高收率、高立体定向性的催化剂HY-HSII,不需要脱无规物,也不需要脱催化剂残渣,能生产MFR为0.3～80的产品；抗冲共聚物中乙烯的质量分数可以达到25%,橡胶质量分数可达40%。Hypo1工艺能够生产出用途广泛的各类聚丙烯产品牌号,产品的灰分含量和氯含量低。均聚物产品具有较高的等规度和刚性,能够生产光学性能出色的薄膜制品、具有较好可成型性和尺寸稳定性的纤维产品,此外不经热降解可制得高熔体指数的产品。

3世界聚丙烯技术发展方向

在1990年时，聚丙烯工艺技术的主要发展方向是以增强装置经济性为主。通过新型催化剂的研制以及增大反应容器设备，在基本保持原有工艺的情况下，提高聚丙烯的单线生产能力，使得经济效益得以提高。并且开进行了高附加值产品的开发，主要有以下几种：高熔体流动性均聚物，高抗冲共聚物等。由于社会的发展与进步，对于聚丙烯产品的需求量在逐渐增大，这使得聚丙烯技术依旧快速发展，通过对高效新型催化剂的使用，产品涉及的范围以及市场占有率都将持续的扩大。为进军通用产品市场，降低产品成本，要加强工艺技术的完善，研制新型的控制、预测模型使得相关企业之间具有更好的合作。

3.1研制新型催化剂

3.1.1传统催化剂

传统的催化剂主要有齐格勒-纳塔催化剂以及铬催化剂。前者在近期内一段时间主要是以开拓产品市场并新增电子体系；它的性能主要有以下几点：1）在反应器具中可以不经减粘裂化获得具有较高熔体流动速率的产品：2）通过对催化剂的改进，增强聚合物的结晶性与等规度以产出刚性较强的产品；3）可以有有效降低产品的热封温度；4）可以改进产品的光学性能；5）采用两段聚合双峰树脂生产技术使聚丙烯树脂的分子量分布变宽,已达到使产品具有较好的刚性以及抗冲击性。在不就的将来，由茂金属和传统齐格勒-纳塔催化剂的所混合的催化剂体系也会有进一步的发展。但是在现阶段主要的发展方向是在单个反应器中生产双峰分布的聚丙烯树脂，由于工艺控制更加方便，且分子量分布更加稳定，从而使得产品的柔韧性更大。

3.1.2茂金属催化剂

在1990年以后，茂金属催化剂成为关注度最高的烯烃聚合催化剂。由于茂金属催化剂在工业上的广泛使用，使得生产的聚丙烯树脂物理机械性能得到一定的改变。

3.1.3非茂单活性中心催化剂

在最近几年才开始发展的非茂单活性中心催化剂由于其生产过程相对容易且具有较高的生产效率，这对降低催化剂的成本非常有帮助。根据目前的情况来看，非茂单活性中心催化剂由于其特点，有望成为本世纪关注度最高的烯烃聚合物催化剂，与其他传统的催化剂共同促进聚丙烯产业的进步。

3.2随着聚丙烯相关产业的发展迅速发展，在抗冲共聚物的推动下使得聚丙烯市场以及其应用领域显著增长。在最近几年，由于聚丙烯共聚物以及聚丙烯共混物的快速房展，使得聚丙烯树脂也在快速增长。这主要是因为聚丙烯共聚物在注塑成型、薄膜以及吹塑成型等行业进行了新的市场开发。由于聚丙烯具有易于与其他材料共混或合金化的特性，使得聚丙烯的共混物、合金产品的需求量持续加大。这两大类产品开拓了聚丙烯的使用范围，使其在应用领域中，因可以根据用户的具体需求提供性价比较高的产品，所以具有较强的竞争力。在市场竞争更加激烈的今天，某些大公司逐步将目光从聚丙烯挪到聚丙烯共混物、合金产品的开发上。

4结语

通过上文的阐述，在进入21世纪这个科技与经济高速发展的时代，随着市场对化工产品需求量的不断增加，聚丙烯技术以及其相关的产业会有更大的发展，并且可能在将来继续成为合成树脂发展最注重的领域。新型催化的开发以及原有催化剂的升级将会是聚丙烯技术发展的重要手段。大型装置的广泛使用将会是聚丙烯技术发展的趋势，与此同时与聚丙烯紧密相关的聚丙烯共聚物、配混物和合金产品等也会得到快速的发展。

[1]全国合成树脂及塑料工业信息总站，《塑料工业》编辑部.《2002-2003年国外塑料工业进展》塑料工业，第32卷第3期：5

[2]周韦慧.《中国聚烯烃工业的现状和发展》中国塑料第16卷第10期：20-21

[3]洪定一.《聚丙烯—原理、工艺与技术》：343-344