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

1、精制系统操作的优化作者：顾清云来源：科技视界 2013年第1期顾清云（神华宁夏煤业集团煤化工公司，宁夏 灵武 750411）【摘 要】对于聚丙烯的质量控制，国外连续法聚丙烯和我国引进的连续法聚丙烯生产装 置都有成熟的控制技术，因为是连续法生产，而且原料质量非常稳定，控制手段非常先进，聚 合三剂自动连续加入，氢调效果好，并配有先进的在线质量控制仪表，因此，质量控制的非常 好，基本能实现产品质量的可控。而我国自行开发的间歇式本体法聚丙烯，由于生产的间歇性 原料的不稳定性、三剂加入的手动性，以及没有在线质量分析仪表，致使质量分析滞后，因此 造成质量控制难度很大，另外，近几年来，间歇式本体法聚丙烯生产

2、厂家，研究产品质量本身 的问题多，而系统研究生产质量控制方面的问题少，所以，间歇式本体法聚丙烯的生产质量控 制成为一个急需研究的课题。【关键词】聚丙烯质量；生产工艺；技术先进；经济合理；经济效益；精制系统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

3、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。* 1 承含SR4 釵他比器雷杵曲略聲

4、屮才10小于抑大=1碎屮才Mi小于 2 COS MSB对催址刊佶fl的便睥I腆川黑和昨赫情悬我祁摩门呻IK1IjX?nIjX3rs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。m0.13IL7liIIy1 .3

5、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。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10P

6、PM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

7、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

8、的切换次数，我们采取了如下措施：21 坚持每个班对脱水罐脱水一次，并进行记录。22 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。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

9、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。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。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。参考文献】陈辉，唐涛，王建国，等聚丙烯/丙烯：辛烯共聚物共混体系的研究J.高分子材 料科学与工程， 1995(03)黄葆同烯烃双烯烃配位聚合进展M.科学出版社，1998.张旭之丙烯衍生物工学M.化学工业出版社，1995.王凯，孙建中工业聚合反应装置M.中国石化出版社，1997.李玉贵液相本体法聚丙烯生产及应用M.中国石化出版社，199