气相法聚丙烯生产工艺技术进展研究

郑隆强

【摘要】气相法生产聚丙烯是现在运用非常广泛的一种方法，主要有较高的安全性、施工流程简单、效率高、设备投入资金低，操作简洁和生产方式灵活多变等优点。本文在其他相关文献的基础上，对气相法聚丙烯生产工艺技术进行介绍，同时对近些来该工艺发展现状进行概述，提出一些可以优化生产工艺的建议及意见，为今后聚丙烯的生产工艺的改进提供一定的参考作用。

【关键词】气相法聚丙烯；生产工艺；进展研究

聚丙烯简称PP，属于性能良好的热塑性树脂，在五种合成树脂中聚乙烯属于其中之一。聚乙烯有许多优点，比如密度小、没有毒性、加工方便、可以抵抗高强度冲击以及电绝缘等优点，在电器行业、汽车制造领域、建材领域和医疗器械等方面具有广泛的应用。有如下几种生产聚乙烯的方法，淤泥法、溶液法、本体法、气相法以及本体-气相组合法几种类型。近年来，气相法的使用比例逐年升高，如今许多在建和新建的聚丙烯生产装置大部分都采用了气相工艺法。

一、聚丙烯生产工艺进展

（一）世界气相法聚丙烯生产工艺技术

第一种是Unipol工艺法，该方法主要将流化床技术运用到生产聚丙烯的过程中的先进技术，现在是Dow公司的产品，这种方法最大的优势是单向生产线效率高。Unipol生产方法采用一种高效催化剂，在2003年的时候推出了一款新型的催化剂，这种催化剂适应性非常广泛，适用于所有产品的生产。

第二种是Innovene工艺，其显著特点是配备了特殊的反应器，该反应器和活塞流相似。该搅拌床反应器停留时间相对较短，基本和串联搅拌器所用时间相同，所以牌号之间进行切换时可以迅速完成同时所需过渡物料比较少。在工藝流程中，Innovene方法所需的工作压力和消耗量均比较低，这是该生产方法的显著优点。但是在最终产品中乙烯含量较少，不能获得抗冲牌号较高的产物，这时Innovene方法的唯一缺点。在生产过程中采用CD催化剂，该催化剂具有如下优点：选择性良好、形态控制能力强、活性非常高等，因此可以对丙烯生成产生良好的控制性，产生的产品同样具有较高的规指数。此外，CD催化剂同样适用于全部产品的生产。

第三种是Spherizone工艺，该方法是在Spherpol工艺的基础上进行二次研发的新型生产技术。它抛弃了原有的环管反应器，利用多区循环反应器进行代替。多区循环反应器由两部分构成，包括下降段和上升段。某粒子会在该反映器中进行循环，基本过程是上升段粒子经过循环气体的作用加快流化反应，紧接着在下降段进入分离器完成气固两项物质的分离。

第四种是Novolen工艺，主要由BASF公司开发研制。该工艺独立配备两台反应器，同时拥有螺旋搅拌功能。该反应器可以将气态和固态两种形态均匀分离开来，反应过程产生的聚合反映热可以通过丙烯汽化完全后排出。Novolen工艺存在两种聚合，分别为共聚和均聚，这两种聚合都是气相聚合。Novolen工艺有一个显著的优点，即在聚合反应设备中存在均聚物，同时可以适量提高均聚物的产量。

在众多气相法生产聚丙烯的过程中，Innovene工艺的优点显而易见，不仅具有较好的刚性，其平衡性和抗冲击性同样处于众多生产方法的前列。Unipol工艺法单线生产能力非常强，同时投入金额又少，由于使用时间较长，所以积累了丰富的生产经验，与其他类型的工艺相比具有显著的优点，因此目前应用最为广泛。Spherizone工艺相对其他工艺来说发展较晚，所以在实际运行过程中经验较少，同时专利费高昂，但是该工艺的生产的产品均一性良好，能够在反应器中实现批量生产，因此发展较为迅速。

（二）我国气相法聚丙烯生产工艺技术的发展现状

我国相对于其他发达国家而言发展起步较为落后，自上世纪九十年代，一些生产厂家先后引进了气相生产聚丙烯的工艺，但是由于是初期，引入的生产规模较小，同时工艺生产种类过于单一。2008年以后，我国引入的工艺主要以气相法为主，近年来我国主要新建的产能大多都在5Mt/a以上。从近些年来的生产过程中可以发现如下特点：首先是引进Spherizone工艺，该工艺适用与大部分国家，是目前最先进的生产工艺之一，大概占全球总产值的五分之一。其次是气相法工艺逐渐向多元化形式发展，分别包括Unipol工艺、Spherizone工艺以及Innovene工艺等。然后是Unipol工艺的快速发展，单线产量高，每天产值达到0.2-0.45Mt/a。

近几年国内的生产技术得到广泛的关注，因此制造技术取得了显著的进步，目前我国已经基本掌握了不同的生产聚丙烯的方法，尤其是多区循环反应器技术，该技术在世界范围内仅有少数国家掌握并付诸于实践。最后，我国进行聚丙烯生产过程中已经形成了不同生产方法相互结合的形式，在气相法生产过程中，一般大型生产设备基本以引进技术为主导，中小型生产设备基本采用国内技术，所以着眼于整个市场而言，我国生产聚丙烯技术还有很大的市场缺口，这些缺口只能通过进口技术来进行补充，所以目前大力推广以及研发聚丙烯生产工艺具有一定的必要性。

二、总结

气相法生产聚丙烯目前得到广泛的支持和利用，主要是由于在生产过程中安全性较高、操作过程中工艺流程简单、但生产线产量高、整体设备资金投入量低、运行过程中操作简单方便以及生产过程中灵活多变等优点，在近些年的生产过程中获得了大多数人的认可。在以后的发展过程中，随着科技的发展及进步，气相法一定会逐步改进，从而在生产过程中占据更重要的地位。在气相法生产聚丙烯的改进方向中，重点要完善工业化技术，优化催化剂在反应中的效率，同时进一步开发高技术高科技的生产控制方法，降低生产所需成本，进而提高在市场中的竞争力。

我国工业化水平的飞速发展带来的结果就是对聚丙烯的需求量不断的增加，然而目前国内聚丙烯生产效率较低，基本不能满足生产过程中的需求量，所以部分还需要通过进口来填补空缺。现阶段我国生产聚丙烯还存在许多问题，比如生产设备规模小、生产工艺技术单一、缺乏优质产品、生产过程投入资金太高导致成本高以及产品类型少等。对于这些问题，必须及时采取相应的措施。首先要不要排斥罕见生产工艺技术，不同种类的气相法都有自身独特的优势，应该根据具体情况选择合适的生产方法。其次是有选择性的引进世界先进生产技术水平，进而改善产品单一的现状。最后是重视先进技术的引用，及时吸收学习先进的科学技术，并且不断改进我国现有科技水平，最终实现技术创新。

参考文献：

[1]胡徐腾，赵旭涛，董金勇，义建军.汽车用聚烯烃材料单一化关键技术研究川.高分子通报，2012，（07）

[2]曾铮，胡冰洁，刘慧杰，陶玉林.聚丙烯生产工艺技术进展[J].化工时刊，2012，07：49-53endprint