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1、聚丙烯生产工艺技术及开发聚丙烯生产工艺技术及开发20022002年年3 3月月主主 要要 内内 容容第一部分：聚丙烯生产工艺技术第一部分：聚丙烯生产工艺技术第一部分：聚丙烯生产工艺技术第一部分：聚丙烯生产工艺技术 生产工艺技术的发展生产工艺技术的发展生产工艺技术的发展生产工艺技术的发展 浆液法聚合工艺浆液法聚合工艺浆液法聚合工艺浆液法聚合工艺 液相本体法聚合工艺液相本体法聚合工艺液相本体法聚合工艺液相本体法聚合工艺 本体法和气相法组合工艺本体法和气相法组合工艺本体法和气相法组合工艺本体法和气相法组合工艺 气相法工艺气相法工艺气相法工艺气相法工艺 工艺技术比较工艺技术比较工艺技术比较工艺技术比较
2、 ：技术性：技术性：技术性：技术性 ，经济性，经济性，经济性，经济性第二部分：新技术开发第二部分：新技术开发第二部分：新技术开发第二部分：新技术开发 新催化剂及聚合工艺技术的开发新催化剂及聚合工艺技术的开发新催化剂及聚合工艺技术的开发新催化剂及聚合工艺技术的开发 聚丙烯新产品开发聚丙烯新产品开发聚丙烯新产品开发聚丙烯新产品开发 第一章第一章 聚丙烯生产工艺技术聚丙烯生产工艺技术1.1.概述概述1.1 生产工艺技术的发展生产工艺技术的发展 1953年年3年年10月，德国的卡尔月，德国的卡尔 齐格勒（齐格勒（Karl Ziegler）教授采用过渡金属（铬）化合物和烷基铝的催）教授采用过渡金属（铬）
3、化合物和烷基铝的催化剂体系首次成功合成了高结晶度的线性聚乙烯。化剂体系首次成功合成了高结晶度的线性聚乙烯。意大利的朱利奥意大利的朱利奥纳塔（纳塔（Giulio Natta）教授受）教授受Ziegler合成聚乙烯的启发，于合成聚乙烯的启发，于1954年年3月月11日，采用日，采用TICI4/AlEt3催化剂首次合成了结晶聚丙烯。催化剂首次合成了结晶聚丙烯。Ziegler和和Natta因此获得因此获得1963的诺贝尔化学奖，以的诺贝尔化学奖，以表彰二人在聚合物科学方面的杰出贡献。表彰二人在聚合物科学方面的杰出贡献。聚丙烯工艺技术的发展与催化剂技术的进步密切相关。催化剂聚丙烯工艺技术的发展与催化剂技
4、术的进步密切相关。催化剂的不断改进带动了生产工艺技术的改进、产品性能的提高和拓宽，的不断改进带动了生产工艺技术的改进、产品性能的提高和拓宽，这种改进还在进行之中，催化剂是聚丙烯工艺技术进步的动力和源这种改进还在进行之中，催化剂是聚丙烯工艺技术进步的动力和源泉。泉。第一代到第三代催化剂，由于催化剂活性和产品等规度较低，第一代到第三代催化剂，由于催化剂活性和产品等规度较低，工艺中需要脱除灰份和无觊物，工艺流程长，投资高。工艺中需要脱除灰份和无觊物，工艺流程长，投资高。随着第四代载体催化剂的开发，聚丙烯催化剂的高活性、长寿随着第四代载体催化剂的开发，聚丙烯催化剂的高活性、长寿命，产品的高等规度、宽的
5、命，产品的高等规度、宽的MFRMFR范围、抗冲共聚物、范围、抗冲共聚物、MWDMWD控制和产品控制和产品形态控制都变成现实。聚丙烯工艺技术发生了革命性的变化。新生形态控制都变成现实。聚丙烯工艺技术发生了革命性的变化。新生产工艺，取消了脱灰、脱无规物、取消了溶剂的使用，装置投资和产工艺，取消了脱灰、脱无规物、取消了溶剂的使用，装置投资和操作费用大幅度降低，并且聚丙烯产品的种类增加和性能范围大幅操作费用大幅度降低，并且聚丙烯产品的种类增加和性能范围大幅度拓宽。度拓宽。见下表。见下表。催化剂技术的进步带动工艺技术的发展催化剂技术的进步带动工艺技术的发展年代年代年代年代催化催化催化催化剂剂工工工工艺艺
6、技技技技术术1950195019501950年代年代年代年代 发发明出明出明出明出Z/NZ/NZ/NZ/N催化催化催化催化剂剂开始工开始工开始工开始工业业化生化生化生化生产产聚丙聚丙聚丙聚丙烯烯1960196019601960年代年代年代年代 第一代催化第一代催化第一代催化第一代催化剂剂活性活性活性活性1000kg1000kg1000kg1000kg聚合物聚合物聚合物聚合物/kg/kg/kg/kg催化催化催化催化剂剂广泛商广泛商广泛商广泛商业业化生化生化生化生产产，浆浆液法工液法工液法工液法工艺艺1970197019701970年代年代年代年代 第二代催化第二代催化第二代催化第二代催化剂剂活性
7、活性活性活性10000kg10000kg10000kg10000kg聚合物聚合物聚合物聚合物/kg/kg/kg/kg催化催化催化催化剂剂，等等等等规规度提高度提高度提高度提高开始采用本体法和气相法工开始采用本体法和气相法工开始采用本体法和气相法工开始采用本体法和气相法工艺艺1980198019801980年代年代年代年代 第三代催化第三代催化第三代催化第三代催化剂剂活性活性活性活性15000kg15000kg15000kg15000kg聚合物聚合物聚合物聚合物/kg/kg/kg/kg催化催化催化催化剂剂，等等等等规规度提高；度提高；度提高；度提高；第四代催化第四代催化第四代催化第四代催化剂剂活
8、性活性活性活性60000kg60000kg60000kg60000kg聚合物聚合物聚合物聚合物/kg/kg/kg/kg催化催化催化催化剂剂，更高乙更高乙更高乙更高乙烯烯含量的无含量的无含量的无含量的无规规共聚物和抗冲共聚物。共聚物和抗冲共聚物。共聚物和抗冲共聚物。共聚物和抗冲共聚物。去除了无去除了无去除了无去除了无规规物副物副物副物副产产品品品品简简化了本体法和气相法工化了本体法和气相法工化了本体法和气相法工化了本体法和气相法工艺艺，出出出出现现一批新工一批新工一批新工一批新工艺艺，投，投，投，投资资和操作和操作和操作和操作费费用降低。用降低。用降低。用降低。大多数非大多数非大多数非大多数非浆
9、浆液法工液法工液法工液法工艺艺采用串采用串采用串采用串联联气相反气相反气相反气相反应应器生器生器生器生产产抗冲共聚物，抗冲共聚物，抗冲共聚物，抗冲共聚物，生生生生产产出三元共聚物，出三元共聚物，出三元共聚物，出三元共聚物，装置投装置投装置投装置投资资大幅度降低大幅度降低大幅度降低大幅度降低1990199019901990年代年代年代年代 改改改改进进聚合物形聚合物形聚合物形聚合物形态态，高，高，高，高结结晶聚合物。晶聚合物。晶聚合物。晶聚合物。（本体聚合温度提高）（本体聚合温度提高）（本体聚合温度提高）（本体聚合温度提高）开始用茂金属催化开始用茂金属催化开始用茂金属催化开始用茂金属催化剂剂生生
10、生生产产等等等等规规和和和和间规间规聚丙聚丙聚丙聚丙烯烯。开开开开发发出超高抗冲共聚物（出超高抗冲共聚物（出超高抗冲共聚物（出超高抗冲共聚物（50505050橡胶相）。橡胶相）。橡胶相）。橡胶相）。单单体聚合体聚合体聚合体聚合/造粒生造粒生造粒生造粒生产产能力达到能力达到能力达到能力达到350kt/a350kt/a350kt/a350kt/a。2000200020002000年代年代年代年代 Z/NZ/NZ/NZ/N催化催化催化催化剂剂、茂金属催化、茂金属催化、茂金属催化、茂金属催化剂剂的的的的进进一步改一步改一步改一步改进进。开开开开发发出非茂金属催化出非茂金属催化出非茂金属催化出非茂金属催
11、化剂剂的的的的单单中心催化中心催化中心催化中心催化剂剂本体法和气相法工本体法和气相法工本体法和气相法工本体法和气相法工艺尝试艺尝试采用茂金属催化采用茂金属催化采用茂金属催化采用茂金属催化剂剂。进进一步降低投一步降低投一步降低投一步降低投资资。先先先先进进控制、控制、控制、控制、预预估模型、信息化等估模型、信息化等估模型、信息化等估模型、信息化等催化剂技术的进步与工艺技术的发展的关系催化剂技术的进步与工艺技术的发展的关系 载体催化剂引导工艺技术进步和发展，载体催化剂引导工艺技术进步和发展，19682001 年代年代年代年代起始技起始技起始技起始技术创术创新新新新技技技技术术成果成果成果成果最最最
12、最终终工工工工艺艺和和和和经济结经济结果果果果19681968活性活性活性活性MgClMgCl2 2载载体催化体催化体催化体催化剂剂独立任意改独立任意改独立任意改独立任意改变变催化催化催化催化剂剂、聚合物和形、聚合物和形、聚合物和形、聚合物和形态态的的的的能力能力能力能力19691969内内内内给电给电子体子体子体子体较较高等高等高等高等规规度、但度、但度、但度、但较较低活性低活性低活性低活性19711971外外外外给电给电子体子体子体子体很高的等很高的等很高的等很高的等规规度、活性一般度、活性一般度、活性一般度、活性一般19751975单单独独独独钛钛酸化酸化酸化酸化好的活性和高等好的活性和
13、高等好的活性和高等好的活性和高等规规度度度度取消脱除残余催化取消脱除残余催化取消脱除残余催化取消脱除残余催化剂剂19781978催化催化催化催化剂剂尺寸和形状可控；尺寸和形状可控；尺寸和形状可控；尺寸和形状可控；球形球形球形球形载载体体体体高的堆密度，好的高的堆密度，好的高的堆密度，好的高的堆密度，好的浆浆液流液流液流液流动动性，大而均性，大而均性，大而均性，大而均一的聚合物一的聚合物一的聚合物一的聚合物颗颗粒尺寸粒尺寸粒尺寸粒尺寸操作操作操作操作稳稳定的生定的生定的生定的生产产工工工工艺艺(trouble-free processing)(trouble-free processing)19
14、801980Phthalate/Phthalate/硅硅硅硅烷给电烷给电子体子体子体子体高而高而高而高而稳稳定的聚合反定的聚合反定的聚合反定的聚合反应应速率，很高的等速率，很高的等速率，很高的等速率，很高的等规规度度度度取消了脱除无取消了脱除无取消了脱除无取消了脱除无规规物和溶物和溶物和溶物和溶剂剂回收回收回收回收19821982SperipolSperipol工工工工艺艺更更更更简单简单的工厂布置的工厂布置的工厂布置的工厂布置投投投投资资和操作和操作和操作和操作费费用降低用降低用降低用降低19841984多孔催化多孔催化多孔催化多孔催化剂剂能能能能够够生生生生产产高橡胶含量高橡胶含量高橡胶含
15、量高橡胶含量产产品品品品反反反反应应器生器生器生器生产产抗冲共聚物，抗冲共聚物，抗冲共聚物，抗冲共聚物，连续连续低白点共聚物低白点共聚物低白点共聚物低白点共聚物19851985可控的高空隙率催化可控的高空隙率催化可控的高空隙率催化可控的高空隙率催化剂剂反反反反应应器器器器颗颗粒技粒技粒技粒技术术CatalloyCatalloy工工工工艺艺（即随后的工（即随后的工（即随后的工（即随后的工艺艺）19881988增加橡胶相含量，增加橡胶相含量，增加橡胶相含量，增加橡胶相含量，组组分范分范分范分范围围更更更更宽宽很很很很软软的共聚物的共聚物的共聚物的共聚物CatalloyCatalloy工工工工艺艺生
16、生生生产产出新的超出新的超出新的超出新的超软产软产品，并推向市品，并推向市品，并推向市品，并推向市场场19901990在在在在PPPP颗颗粒上粒上粒上粒上进进行非行非行非行非烃烃聚合聚合聚合聚合均匀分布的接枝共聚物均匀分布的接枝共聚物均匀分布的接枝共聚物均匀分布的接枝共聚物HivalloyHivalloy工工工工艺艺19941994PPPP颗颗粒上的茂金属聚合粒上的茂金属聚合粒上的茂金属聚合粒上的茂金属聚合催化催化催化催化剂剂反反反反应应器器器器颗颗粒技粒技粒技粒技术术茂金属茂金属茂金属茂金属PPPP的商的商的商的商业业化化化化 自自19681968年发明载体催化剂以来，尤其是仅年发明载体催化
17、剂以来，尤其是仅2020年来聚丙烯的生产年来聚丙烯的生产技术发生革命性的变化。技术发生革命性的变化。见下表。见下表。聚丙烯新技术主要集中在以下几个主要的专利商聚丙烯新技术主要集中在以下几个主要的专利商中：中：Basell，联碳公司（，联碳公司（UCC），），BASF公司，三井油公司，三井油化（现三井化学）和化（现三井化学）和BP-Amoco公司。公司。这些技术全部是本体法、气相法或两者的组合法，这些技术全部是本体法、气相法或两者的组合法，采用不同的反应器设计。采用不同的反应器设计。80年代中期以来新建的聚丙年代中期以来新建的聚丙烯装置绝大部分采用以上新工艺。烯装置绝大部分采用以上新工艺。见下表
18、。见下表。目前主要的聚丙烯生产工艺技术及专利商目前主要的聚丙烯生产工艺技术及专利商 当今世界主要的聚丙烯生产工艺技术当今世界主要的聚丙烯生产工艺技术 聚合方式聚合方式聚合方式聚合方式专专利商及工利商及工利商及工利商及工艺艺技技技技术术截止截止截止截止20012001年的建成年的建成年的建成年的建成生生生生产产能力，万吨能力，万吨能力，万吨能力，万吨/年年年年均聚物均聚物均聚物均聚物抗冲共聚物抗冲共聚物抗冲共聚物抗冲共聚物串串串串联联双双双双环环管反管反管反管反应应器器器器气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床BasellBasell德德德德SpheripolSpheripol工工工工艺艺 1
19、3001300包括中石化国产化设计包括中石化国产化设计包括中石化国产化设计包括中石化国产化设计9 9套装套装套装套装置，置，置，置，7979万吨万吨万吨万吨/年生产能力年生产能力年生产能力年生产能力单环单环管反管反管反管反应应器器器器+气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床BorealisBorealis的的的的BostarBostar工工工工艺艺20.020.0本体本体本体本体搅搅拌釜拌釜拌釜拌釜气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床三井化学的三井化学的三井化学的三井化学的HypolHypol工工工工艺艺215.8215.8包括中石化国产化设计包括
20、中石化国产化设计包括中石化国产化设计包括中石化国产化设计5 5套装套装套装套装置，置，置，置，2424万吨万吨万吨万吨/年生产能力年生产能力年生产能力年生产能力气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床气相流化床UCCUCC的的的的HypolHypol工工工工艺艺住友化学的气相法工住友化学的气相法工住友化学的气相法工住友化学的气相法工艺艺538.0538.037.537.5立式气相立式气相立式气相立式气相搅搅拌釜拌釜拌釜拌釜立式气相立式气相立式气相立式气相搅搅拌釜拌釜拌釜拌釜NovolenNovolen工工工工艺艺3423420 0卧式气相卧式气相卧式气相卧式气相搅
21、搅拌釜拌釜拌釜拌釜卧式气相卧式气相卧式气相卧式气相搅搅拌釜拌釜拌釜拌釜BP-AmocoBP-Amoco气相法工气相法工气相法工气相法工艺艺ChissoChisso气相法工气相法工气相法工气相法工艺艺220.2220.2总计总计2673.52673.5 以上以上各种工艺技术中：各种工艺技术中：采用采用BasellBasell的的SpheripollSpheripoll工艺技术的装置生产能力已达工艺技术的装置生产能力已达13001300万吨万吨/年，占当年（年，占当年（20012001年）全球生产能力的年）全球生产能力的34.634.6；以以UCCUCC的的UnipolUnipol聚丙烯工艺为代表
22、的气相法工艺包括聚丙烯工艺为代表的气相法工艺包括BASFBASF的的NovolenNovolen工艺和工艺和BP-AmocoBP-Amoco的气相法在内的气相聚丙烯工艺近的气相法在内的气相聚丙烯工艺近1010年来发年来发展很快；展很快；三井化学的三井化学的HypolHypol工艺由于不能满足装置规模大型化的要求，投资工艺由于不能满足装置规模大型化的要求，投资较高，近几年己无人问津。较高，近几年己无人问津。1990 1990年代尤其是近年代尤其是近5 5年来，聚丙烯工艺和新建装置向经济年来，聚丙烯工艺和新建装置向经济性、大型化、产品高性能化方向发展，随着催化剂技术的进步性、大型化、产品高性能化方
23、向发展，随着催化剂技术的进步和设备制造能力的提高，大多数新建装置的单线生产能力都在和设备制造能力的提高，大多数新建装置的单线生产能力都在2020万吨万吨/年以上，最大达年以上，最大达3535万吨万吨/年，使装置的经济性大大提高。年，使装置的经济性大大提高。而对于产品技术方面，各种工艺技术都在努力开发生产高附加而对于产品技术方面，各种工艺技术都在努力开发生产高附加值、高性能的新产品，如高流动性的均聚物、高结晶性的均聚值、高性能的新产品，如高流动性的均聚物、高结晶性的均聚物，透明性好、熔点低的无规共聚物，高抗冲共聚物等。物，透明性好、熔点低的无规共聚物，高抗冲共聚物等。1.2 我国生产工艺技术的发
24、展我国生产工艺技术的发展 引进国外技术引进国外技术 我国从我国从1950年代末期开始聚丙烯催化剂和聚合年代末期开始聚丙烯催化剂和聚合技术的研制，并于技术的研制，并于1960年代中期开始引进国外技术。年代中期开始引进国外技术。共引进装置共引进装置18套，设计生产能力套，设计生产能力1130万吨万吨/年。年。详见下表。详见下表。我国引进聚丙烯装置一览表我国引进聚丙烯装置一览表 序号序号序号序号企企企企业业名称名称名称名称生生生生产产能力能力能力能力投投投投产产日期日期日期日期采用工采用工采用工采用工艺艺技技技技术术原原原原设计设计现现有有有有1 1兰兰州化工公司石油化工厂州化工公司石油化工厂州化工
25、公司石油化工厂州化工公司石油化工厂5 57 71970/19841970/1984英国英国英国英国维维克斯克斯克斯克斯-吉吉吉吉玛玛溶溶溶溶剂剂法法法法2 2燕山石化公司化工二厂燕山石化公司化工二厂燕山石化公司化工二厂燕山石化公司化工二厂80801151151976/19871976/1987日本三井油化溶日本三井油化溶日本三井油化溶日本三井油化溶剂剂法法法法3 3辽辽阳石化公司化工三厂阳石化公司化工三厂阳石化公司化工三厂阳石化公司化工三厂353543.543.51979/19941979/1994美国阿莫科溶美国阿莫科溶美国阿莫科溶美国阿莫科溶剂剂法法法法4 4扬扬子石化公司塑料厂子石化公司
26、塑料厂子石化公司塑料厂子石化公司塑料厂1401402202201979/19941979/1994日本三井油化日本三井油化日本三井油化日本三井油化HypolHypol工工工工艺艺5 5盘锦盘锦天然气化工厂天然气化工厂天然气化工厂天然气化工厂4040404019901990日本三井油化日本三井油化日本三井油化日本三井油化HypolHypol工工工工艺艺6 6洛阳石化洛阳石化洛阳石化洛阳石化总总厂聚丙厂聚丙厂聚丙厂聚丙烯烯厂厂厂厂5050606019931993日本三井油化日本三井油化日本三井油化日本三井油化HypolHypol工工工工艺艺7 7广州石化广州石化广州石化广州石化总总厂聚丙厂聚丙厂聚
27、丙厂聚丙烯烯厂厂厂厂4040555519951995日本三井油化日本三井油化日本三井油化日本三井油化HypolHypol工工工工艺艺8 8广州乙广州乙广州乙广州乙烯烯公司公司公司公司7070707019971997日本三井油化日本三井油化日本三井油化日本三井油化HypolHypol工工工工艺艺9 9齐鲁齐鲁石化公司塑料厂石化公司塑料厂石化公司塑料厂石化公司塑料厂7070707019901990海蒙特海蒙特海蒙特海蒙特SpheripolSpheripol工工工工艺艺10101111上海石化上海石化上海石化上海石化总总厂塑料厂厂塑料厂厂塑料厂厂塑料厂 IPP IPP IIPP IIPP 70707
28、070707070701990/19981990/19981991/19991991/1999海蒙特海蒙特海蒙特海蒙特SpheripolSpheripol工工工工艺艺海蒙特海蒙特海蒙特海蒙特SpheripolSpheripol工工工工艺艺1212抚顺抚顺石化公司乙石化公司乙石化公司乙石化公司乙烯烯化工厂化工厂化工厂化工厂606090901992/20001992/2000海蒙特海蒙特海蒙特海蒙特SpheripolSpheripol工工工工艺艺1313茂名石化公司茂名石化公司茂名石化公司茂名石化公司1401401701701996/20001996/2000海蒙特海蒙特海蒙特海蒙特Spherip
29、olSpheripol工工工工艺艺1414天津天津天津天津联联合石化公司合石化公司合石化公司合石化公司404060601995/20001995/2000海蒙特海蒙特海蒙特海蒙特SpheripolSpheripol工工工工艺艺1515中原石化乙中原石化乙中原石化乙中原石化乙烯烯公司公司公司公司404060601996/20001996/2000海蒙特海蒙特海蒙特海蒙特SpheripolSpheripol工工工工艺艺1616独山子石化独山子石化独山子石化独山子石化总总厂乙厂乙厂乙厂乙烯烯厂厂厂厂7070707019951995海蒙特海蒙特海蒙特海蒙特SpheripolSpheripol工工工工艺
30、艺1717大大大大连连西太平洋石化公司西太平洋石化公司西太平洋石化公司西太平洋石化公司606090901996/20011996/2001海蒙特海蒙特海蒙特海蒙特SpheripolSpheripol工工工工艺艺1818华华北油田北油田北油田北油田炼炼油厂油厂油厂油厂5050505020012001海蒙特海蒙特海蒙特海蒙特SpheripolSpheripol工工工工艺艺总计总计113011301465.51465.5 国产化开发设计国产化开发设计 我国从我国从1980年代初开始，我国在引进国外先进年代初开始，我国在引进国外先进聚丙烯工艺的同时，开始了大型聚丙烯装置的国产开聚丙烯工艺的同时，开始了
31、大型聚丙烯装置的国产开发设计工作。发设计工作。采用国产化技术的聚丙烯装置见下表。采用国产化技术的聚丙烯装置见下表。采用国产化技术的聚丙烯装置一览表采用国产化技术的聚丙烯装置一览表 序号序号序号序号 企企企企业业名称名称名称名称生生生生产产能力能力能力能力投投投投产产日期日期日期日期采用工采用工采用工采用工艺艺技技技技术术原原原原设计设计现现有有有有1 1大大大大连连石化公司有机合成厂石化公司有机合成厂石化公司有机合成厂石化公司有机合成厂404050501991.121991.12国内国内国内国内设计设计本体本体本体本体-气相气相气相气相组组合法合法合法合法2 2燕山石化公司化工二厂燕山石化公司
32、化工二厂燕山石化公司化工二厂燕山石化公司化工二厂404050501994.71994.7国内国内国内国内设计设计本体本体本体本体-气相气相气相气相组组合法合法合法合法3 3兰兰港石化有限公司港石化有限公司港石化有限公司港石化有限公司404070701995/19991995/1999国内国内国内国内设计设计本体本体本体本体-气相气相气相气相组组合法合法合法合法4 4前郭前郭前郭前郭炼炼油厂油厂油厂油厂4040404019991999国内国内国内国内设计设计本体本体本体本体-气相气相气相气相组组合法合法合法合法5 5兰兰州石化公司石油化工厂州石化公司石油化工厂州石化公司石油化工厂州石化公司石油化
33、工厂404040401998.101998.10国内国内国内国内设计设计本体本体本体本体-气相气相气相气相组组合法合法合法合法6 6长长岭岭岭岭炼炼油厂油厂油厂油厂长长盛石化有限公司盛石化有限公司盛石化有限公司盛石化有限公司707070701998.41998.4国国国国产产化化化化环环管工管工管工管工艺艺7 7九江石化九江石化九江石化九江石化总总厂厂厂厂707070701998.61998.6国国国国产产化化化化环环管工管工管工管工艺艺8 8武武武武汉汉石油化工厂石油化工厂石油化工厂石油化工厂707070701998.61998.6国国国国产产化化化化环环管工管工管工管工艺艺9 9福建福建福
34、建福建炼炼油厂油厂油厂油厂707070701998.51998.5国国国国产产化化化化环环管工管工管工管工艺艺1010济济南南南南炼炼油厂油厂油厂油厂707070701998.81998.8国国国国产产化化化化环环管工管工管工管工艺艺1111荆门荆门石油化工石油化工石油化工石油化工总总厂厂厂厂707070701999.81999.8国国国国产产化化化化环环管工管工管工管工艺艺1212大大大大连连石化公司有机合成厂石化公司有机合成厂石化公司有机合成厂石化公司有机合成厂707070701999.41999.4国国国国产产化化化化环环管工管工管工管工艺艺1313大大大大庆庆石化石化石化石化总总厂化工
35、三厂厂化工三厂厂化工三厂厂化工三厂100100100100199819988 8国国国国产产化化化化环环管工管工管工管工艺艺1414上海石化公司聚丙上海石化公司聚丙上海石化公司聚丙上海石化公司聚丙烯烯事事事事业业部部部部3PP3PP2002002002002002.22002.2国国国国产产化第二代化第二代化第二代化第二代环环管工管工管工管工艺艺1515镇镇海海海海炼炼化股份有限公司化肥厂化股份有限公司化肥厂化股份有限公司化肥厂化股份有限公司化肥厂2002002002002003.52003.5国国国国产产化第二代化第二代化第二代化第二代环环管工管工管工管工艺艺总计总计119011901240
36、12402.2.聚丙烯生产工艺技术聚丙烯生产工艺技术 浆液法浆液法液相本体法液相本体法本体本体-气相组合法气相组合法气相法气相法2.1 浆液法聚合工艺浆液法聚合工艺 工艺概述工艺概述 浆液法工艺（浆液法工艺（Slurry processSlurry process）也称淤浆法或溶剂法工）也称淤浆法或溶剂法工艺，是最早的聚丙烯生产工艺，在长达近艺，是最早的聚丙烯生产工艺，在长达近3030年的时间里是最年的时间里是最主要的聚丙烯生产工艺。虽然由于催化剂的进展使聚丙烯生主要的聚丙烯生产工艺。虽然由于催化剂的进展使聚丙烯生产工艺发展成为更加简单的气相法和本体法工艺，但目前世产工艺发展成为更加简单的气相
37、法和本体法工艺，但目前世界上有许多老的聚丙烯装置仍在生产高质量的聚丙烯产品。界上有许多老的聚丙烯装置仍在生产高质量的聚丙烯产品。随着高效、高立体选择性催化剂的开发并成功地应随着高效、高立体选择性催化剂的开发并成功地应用到浆液法聚合工艺中，浆液法工艺流程得到简化，取用到浆液法聚合工艺中，浆液法工艺流程得到简化，取消了脱灰工段，降低了脱除无规聚合物副产品的负荷，消了脱灰工段，降低了脱除无规聚合物副产品的负荷，大大减少了溶剂可溶聚合物的生成量，原料消耗和能耗大大减少了溶剂可溶聚合物的生成量，原料消耗和能耗也大幅度降低，这极大改善了浆液法工艺的经济性，延也大幅度降低，这极大改善了浆液法工艺的经济性，延
38、长了浆液法工艺装置的寿命。到长了浆液法工艺装置的寿命。到19901990年，全球年，全球3131的聚的聚丙烯生产能力仍采用浆液法工艺，丙烯生产能力仍采用浆液法工艺，19981998年，该比例降到年，该比例降到1919。主要的浆液法聚合工艺有蒙埃公司浆液法工艺、海主要的浆液法聚合工艺有蒙埃公司浆液法工艺、海格立斯公司浆液法工艺、三井东压化学公司浆液法工艺、格立斯公司浆液法工艺、三井东压化学公司浆液法工艺、阿莫科化学公司浆液法工艺、三井油化公司浆液法工艺、阿莫科化学公司浆液法工艺、三井油化公司浆液法工艺、索尔维公司浆液法工艺、现代浆液法工艺。索尔维公司浆液法工艺、现代浆液法工艺。阿莫科浆液法工艺阿
39、莫科浆液法工艺 概述概述 美国阿莫科化学（美国阿莫科化学（Amoco ChemAmoco Chem）公司（现为）公司（现为BPBP公司）拥有美国第一套独自开发的聚丙烯连续生产公司）拥有美国第一套独自开发的聚丙烯连续生产工艺装置。我国辽阳石油化纤公司化工三厂聚丙烯工艺装置。我国辽阳石油化纤公司化工三厂聚丙烯生产装置就是从该公司引进的，能生产均聚物、丙生产装置就是从该公司引进的，能生产均聚物、丙烯烯-乙烯无规共聚物、丙烯乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物。乙烯嵌段共聚物。阿莫科浆液法工艺流程示意图阿莫科浆液法工艺流程示意图 工艺特点工艺特点 阿莫科浆液法工艺的特点是：阿莫科浆液法工艺的特点是：各
40、种牌号的产品均可用同一催化剂体系生产出来；各种牌号的产品均可用同一催化剂体系生产出来；均聚、无规共聚物采用两台聚合釜并联操作，均聚、无规共聚物采用两台聚合釜并联操作，嵌段共聚时采用两台聚合釜串联操作；嵌段共聚时采用两台聚合釜串联操作；聚合釜散热采用夹套、盘管和物料循环三种方式，聚合釜散热采用夹套、盘管和物料循环三种方式，效果显著；效果显著；采用水蒸汽连续蒸馏法回收己烷和上除无规物；采用水蒸汽连续蒸馏法回收己烷和上除无规物；造粒工段采用双螺杆混炼、单螺杆挤压、自动换筛造粒工段采用双螺杆混炼、单螺杆挤压、自动换筛 和水中热切粒。阿莫科溶剂法工艺的主要设备的生和水中热切粒。阿莫科溶剂法工艺的主要设备
41、的生 产效率高，连续性强，操作人员少。产效率高，连续性强，操作人员少。三井油化公司现代浆液法三井油化公司现代浆液法 概述概述 三井油化的浆液法工艺采用高活性、高立体定向性三井油化的浆液法工艺采用高活性、高立体定向性的催化剂，过程没有催化剂分解和洗涤工序。由于该工的催化剂，过程没有催化剂分解和洗涤工序。由于该工艺使用溶剂量小，溶剂回收工序简化，加之不需回收分艺使用溶剂量小，溶剂回收工序简化，加之不需回收分解剂，因此，据介绍，整个生产装置的工程费用与其它解剂，因此，据介绍，整个生产装置的工程费用与其它装液法相比可节省装液法相比可节省2020，生产费用可节省，生产费用可节省1010，装置的，装置的能
42、耗也大幅度降低。能耗也大幅度降低。三井油化浆液法工艺流程示意图三井油化浆液法工艺流程示意图 2.2 液相本体法聚合工艺液相本体法聚合工艺 本体法工艺有过多种工艺路线。主要的液相本体法本体法工艺有过多种工艺路线。主要的液相本体法聚合工艺有聚合工艺有RexallRexall（RexeneRexene，DartDart，El PasoEl Paso埃尔帕埃尔帕索）、索）、PhilipsPhilips（菲利浦公司）液相本体法工艺、（菲利浦公司）液相本体法工艺、Sumitomo/ExxonSumitomo/Exxon本体聚合工艺、三井东压化学公司液相本体聚合工艺、三井东压化学公司液相本体法工艺。经讨本体
43、法工艺。经讨3030多年的发展和竞争，目前多年的发展和竞争，目前BasellBasell的的SpheripolSpheripol工艺（本体和气相组合法）居领先地位。工艺（本体和气相组合法）居领先地位。概述概述 菲利浦工艺菲利浦工艺 菲利浦液相本体法工艺采用带夹套的环管反应器。环管菲利浦液相本体法工艺采用带夹套的环管反应器。环管反应器的是一台首尾相连的带有欢热夹套的单管热交换器，反应器的是一台首尾相连的带有欢热夹套的单管热交换器，它由四根立管和一台轴循环泵组成。它由四根立管和一台轴循环泵组成。菲利浦液相本体法工艺流程示意图（第四代催化剂）菲利浦液相本体法工艺流程示意图（第四代催化剂）2.3 本体
44、法和气相法组合工艺本体法和气相法组合工艺主要的本体法和气相法组合工艺有主要的本体法和气相法组合工艺有:Spheripol工艺工艺 Hypol工艺工艺 北欧化工的北星双峰聚丙烯北欧化工的北星双峰聚丙烯BOSTAR工艺工艺 Spheripol工艺工艺 概况概况地区地区地区地区公司，地点公司，地点公司，地点公司，地点生生生生产产能力，能力，能力，能力，kt/akt/a开开开开车时间车时间美洲：美洲：美洲：美洲：BasellBasellLake ChalesLake Chales2402402202201984/19961984/19961986/19961986/1996IndelproIndelp
45、roAristechAristechBaportBaport，TXTX2202202202202602601985/19881985/19881986/19881986/19881990/19981990/1998ExxonExxonCanadaCanadaTapicoTapico，MexicoMexico1701701701701501502152151986/19881986/1988199219921988/19941988/199419991999总计总计19351935 采用采用Spheripol工艺的聚丙烯装置工艺的聚丙烯装置 工艺特点工艺特点 均聚反应采用液相环管反应器。浆液浓度
46、高（均聚反应采用液相环管反应器。浆液浓度高（5050wtwt）。反应器的单程转化率高，达到）。反应器的单程转化率高，达到50506565。多相共聚采用气相法密相流化床反应器。多相共聚采用气相法密相流化床反应器。其催化剂的其催化剂的粒径大而且圆，所生成的聚合物颗粒大（粒径粒径大而且圆，所生成的聚合物颗粒大（粒径2mm2mm左右）且左右）且粒径分布窄，颗粒呈球形，流动性好，堆积密度高（粒径分布窄，颗粒呈球形，流动性好，堆积密度高（450k450km3m3）。反应器时）。反应器时-空产率可达空产率可达80kgEPR/80kgEPR/（hm3hm3）（总应器容）（总应器容积），容积利用率接近积），容积
47、利用率接近5050。采用一个气相反应器系统可以生产乙烯含量在采用一个气相反应器系统可以生产乙烯含量在8 81212wtwt的抗冲共聚物。如需生产橡胶相含量更高且可能具有一个的抗冲共聚物。如需生产橡胶相含量更高且可能具有一个以上分散相的特殊抗冲共聚物如低白点产品，则需要设计两以上分散相的特殊抗冲共聚物如低白点产品，则需要设计两个气相反应器系统。个气相反应器系统。Spheripol工艺技术能提供全范围的产品，包括均聚物、工艺技术能提供全范围的产品，包括均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物、三元共聚物（乙烯无规共聚物、抗冲共聚物、三元共聚物（乙烯-丙烯丁烯共丙烯丁烯共聚物），其均聚物产品的聚物），其均聚物
48、产品的MFR范围为范围为0.12000g/10min，工，工业化产品的业化产品的MFR达到达到1860g/10min，（特殊的不造粒产品）。，（特殊的不造粒产品）。工业化生产的无规共聚物产品中乙烯含量高达工业化生产的无规共聚物产品中乙烯含量高达4.5（wt），并有乙烯），并有乙烯-丙烯丙烯-丁烯三元共聚物产品，密封起始温丁烯三元共聚物产品，密封起始温度低至度低至110。抗冲共聚产品乙烯含量可高达抗冲共聚产品乙烯含量可高达25（40橡胶相），并橡胶相），并已具有达到已具有达到40乙烯含量（乙烯含量（60橡胶相）的能力。橡胶相）的能力。Spheripol被誉为新一代被誉为新一代 PP工艺的工艺的B
49、asell Addipol生产工艺生产工艺早在早在1980年代就实现了工业化，由于不需造粒，被广泛地用于可以年代就实现了工业化，由于不需造粒，被广泛地用于可以直接使用粉料和不能造粒的高流动性（直接使用粉料和不能造粒的高流动性（MFR80）产品。）产品。Addipol工艺是在工艺是在Spheripol工艺基础上，以球形催化剂使丙烯工艺基础上，以球形催化剂使丙烯形成粒径为形成粒径为0.44mm平均粒径平均粒径2mm的粒子。的粒子。工艺特点：低的操作费用（与常规挤出混合造粒比），设备总投工艺特点：低的操作费用（与常规挤出混合造粒比），设备总投资低资低30。能量消耗减少。能量消耗减少85，挤出造粒的能
50、耗为，挤出造粒的能耗为250kwh/t，而，而Addipol工艺约工艺约35kwh/t。维修成本减少。维修成本减少80。为用户提供优良的产品，制品加工所需的能量减少为用户提供优良的产品，制品加工所需的能量减少10，需染色，需染色颜料量减少颜料量减少1520。MFR最高最高800，最低，最低0.5。Addipol工艺工艺关键是新型催化剂系统和新型添加剂加入技术。关键是新型催化剂系统和新型添加剂加入技术。Addipol工艺工艺 Spheripol工艺过程包括催化剂制备、预聚合及液相本体工艺过程包括催化剂制备、预聚合及液相本体反应系统、气相反应系统、聚合物脱气及单体回收、聚合物反应系统、气相反应系统