导致聚丙烯粉料中细粉多的原因及处理方法

火宏龙

摘 要：神华宁夏煤业集团有限公司年生产总量为50万吨的Novolen聚丙烯装置，本装置采用Z-N（齐格勒-纳塔）型高效催化剂PTK 4320和LYNX 1010两个系列，三乙基铝（TEA）作为助催化剂1（活化剂），输送催化剂的介质主要有白油和丙烯，白油配催化剂无副作用及副产物生成，但成本高。丙烯作为生产原料有成本低的优点，但在生产中发现用丙烯配催化剂生产的粉料中细粉较多，这样易堵塞过滤器滤袋，也容易损坏粉料输送压缩机，造成严重的生产故障和财产损失。因此研究丙烯配催化剂产生细粉多的原因及处理方法有重要的意义。

关键词：聚丙烯粉料；丙烯配催化剂；白油配催化

1 工艺简介

Novolen气相工艺 Novolen工艺是BASF公司最初开发成功的，是气相搅拌床工艺的典型代表。该工艺采用立式搅拌反应器，内装双螺带式搅拌器，该工艺采用卧式搅拌床气相反应器，通过液体丙烯气化控制反应温度。它采用第四代超高活性、非常高立构定向性可控形态的负载型催化剂，可生产均聚物、无规共聚物和在较宽温度范围内刚性和冲击强度平衡性极好的抗冲共聚物。

2 催化劑简介

本装置采用Z-N（齐格勒-纳塔）型高效催化剂PTK 4320（用于生产各等级的聚合物，特别是高C2无规共聚物（> 4 %）、高C2抗冲共聚物）、LYNX 1000（适用于生产所有均聚物）两个系列，三乙基铝（TEA）作为助催化剂1（活化剂）。

3 实验部分

结合实际生产，聚合一线以反应器和而反应器串联生产，聚合二线两个反应器并联生产。一线采用丙烯配催化剂，二线采用白油配催化剂，日常采样过程中可以明显看出D-73311中取出的粉料中的细粉量明显多于R-73101中的细粉量，而R-73101中的细粉量明显多于R-74101和R-74201。实验测得表2-1中數据。

生产过程中发现一线丙烯配催化剂反应器温度波动较大，给操作和平稳生产带来较大影响，每次给计量罐填充完催化剂后反应器都会出现较大波动，通常会出现温度快速上升的趋势，很长一段时间都无法调节平稳。反应器波动时还会产生大量的块料和细粉。

5 丙烯和白油配催化剂对粒径的影响

通过对比丙烯和白油的理化性质发现，丙烯密度小，粘度远小于白油的粘度，这两种流体配制成的催化剂并非催化剂溶液而是催化剂悬浮液，白油配制的催化剂通过搅拌后相对比较均匀，不易发生沉降，并且白油粘度高，在催化剂颗粒表面形成一层较牢固的保护膜，在搅拌过程中不易损坏催化剂的立体结构，在生产过程中不会产生较多细粉。白油通常是C15-C20的正构烷烃，在生产过程中不会影响聚丙烯产品的质量。

6 操作条件对粒径的影响

丙烯聚合反应需要一个特定的操作条件，在生产均聚物时，适宜的操作压力是3.0MPa，温度是80℃左右，当反应器催化剂进料量过大或进料浓度偏高引起工艺参数波动时不但会影响产品质量，也会影响聚合生成粉料粒径的大小，会导致粉料中细粉含量增加。

7 催化剂活性对粒径的影响

如果将粒径小于100目的粉料都看做是细粉的话，从表2-1中可以看出R-73201中细粉的含量明显高于R-73101和R-74101和R-74201。原因是R-73201与R-73101串联操作，进入R-73201中的催化剂活性低，且丙烯聚合反应是在催化剂立体结构中的反应，反应生成的聚丙烯粉料将催化剂撑破，从而使催化剂的立体结构越来越小，而还有活性，进入R-73201中反应时就会生成大量的细粉。

8 改进措施

①在丙烯配制的催化剂悬浮液中加入一种增稠剂，适当提高悬浮液的粘性，增强催化剂的抗冲击性，提高悬浮液的均匀性；

②丙烯配制的催化剂悬浮液在填充时适当降低催化剂进料量，反应器温度和压力选用手动控制，做好提前防止因催化剂进料浓度偏高而导致的反应器波动，平稳后投串级；

③选用适当活性的催化剂，严格控制反应器氢气和给电子体进料比例。

参考文献：

[1]张玉柱，张安贵.Novolen工艺丙烯配催化剂与白油配催化剂技术探讨.神华科技，2013，2（11）：2-3.