La resina de polipropilè és una de les quatre resines termoplàstiques d’ús general (polietilè, clorur de polivinil, polipropilè, poliestirè). Es produeix mitjançant polimerització utilitzant el propilè com a matèria primera i l’etilè com a comòmer.
Els mètodes de procés utilitzats en la producció de polipropilè al món es divideixen en les següents categories segons categories: mètode de dissolvent, mètode de solució, mètode massiu de fase líquida (incloent fase líquida combinada i fase gasosa) i mètode de fase gasosa. Les característiques de cada procés són les següents:
Polimerització de dissolvents
El mètode del dissolvent (també conegut com a mètode de purins o mètode de purins, mètode de purins) és el primer procés de producció de polipropilè. No obstant això, a causa dels procediments de recuperació de dissolvents i dissolvents, el procés és llarg i complicat, etc., amb el progrés de la tecnologia d'investigació de catalitzadors. mètode.
Característiques del procés: (1) El monòmer de propilè es dissol en un dissolvent de fase líquida inert (com l'hexà) i la polimerització del dissolvent es duu a terme sota l'acció d'un catalitzador. El polímer es suspèn en el dissolvent en estat de pastilles sòlides i s’adopta un reactor agitat tipus dipòsit; (2) Hi ha procediments de recuperació de dissolvents i dissolvents, el procés és llarg, més complicat, la inversió en equips és gran i el consum d'energia és elevat. Tot i això, la producció és fàcil de controlar i la qualitat del producte és bona; (3) Les partícules de polipropilè es separen mitjançant filtració centrífuga i després se sotmeten a un flux d'aire en ebullició d'assecat i granulació per extrusió.
Polimerització de solucions
Característiques del procés: (1) Utilitzeu hidrocarburs de cadena recta d’alt punt d’ebullició com a dissolvents i funcioneu a una temperatura superior al punt de fusió del polipropilè i tots els polímers obtinguts es dissolen al dissolvent en una distribució homogènia; (2) S’obté l’evaporació del mètode de separació de gasos a alta temperatura per eliminar el dissolvent Polipropilè fos, i després s’extreu i es granula per obtenir pellets; (3) L'únic fabricant és Kodak, EUA. [10]
Mètode a granel de fase líquida
El procés de producció del polipropilè que conté fase líquida i fase gasosa combinat, en fase líquida, és un nou procés desenvolupat a les etapes mitjanes i finals de la producció de polipropilè. El procés de producció va sortir set anys després de la producció industrial de polipropilè el 1957.
El mètode a granel de fase líquida s’utilitza per produir polipropilè. El catalitzador es dispersa directament al propilè en fase líquida sense afegir cap altre dissolvent al sistema de reacció per dur a terme la polimerització massiva en fase líquida del propilè. El polímer precipita contínuament del propilè en fase líquida i està suspès en el propilè en fase líquida com a partícules fines. A mesura que augmenta el temps de reacció, augmenta la concentració de partícules de polímer al propilè líquid. Quan la taxa de conversió de propilè arriba a un cert nivell, el monòmer de propilè no polimeritzat es recupera per evaporació instantània per obtenir un producte en polipropilè en pols. Es tracta d’un mètode de producció industrial relativament senzill i avançat de polipropilè. El mètode a granel en fase líquida representa la nova tecnologia i el nivell de producció internacional de polipropilè als anys vuitanta.
Característiques del procés: (1) No s’afegeix cap dissolvent al sistema, el monòmer de propilè es polimeritza en fase líquida en un reactor de tanc en fase líquida i l’etilè i el propilè es copolimeritzen en un reactor de llit fluiditzat en fase gasosa; (2) El procés és senzill, menys equips, menys inversió, baix consum d'energia i cost de producció; (3) L'homopolimerització adopta un reactor agitat tipus tanc (procés Hypol) o reactor de bucle (procés Spheripol), i la copolimerització aleatòria i la copolimerització en bloc es troben en tipus agitat en un llit fluid.
El representant típic del mètode a granel de fase líquida és el mètode a granel de fase líquida Spherizone de BASELL. L’esferizona és una tecnologia de circulació en fase gasosa que utilitza catalitzadors Ziegler-Natta per produir polímers que mantenen la duresa i la capacitat de processament alhora que tenen una alta cristalinitat, rigidesa i més uniformitat. Pot produir resines multi-monòmers o homopolímers bimodals altament uniformes en un sol reactor. La reacció del cicle d’Esferizona té dues zones interconnectades i diferents zones tenen el paper de reactors de bucle de gas i líquids d’altres processos. Aquestes dues regions poden produir resines amb una distribució diferent de la composició de la massa molecular o de la massa molecular relativa, que amplia el rang de rendiment del polipropilè.
L’equip bàsic d’aquest procés és el sistema R230 del reactor MZCR (Multi-Zone Circulation Reactor System). El reactor consta de dues parts: ascendent i descendent. El polímer del tub ascendent és rebentat pel gas de reacció per formar fluidització i s’envia a la part superior del baixant després de passar pel separador de ciclons i la pols es recull al baixador. El gas de reacció es fa circular per un compressor centrífug a través d’una canonada externa i la calor de la reacció s’elimina mitjançant un refrigerador de circulació a la canonada de circulació externa. El producte del reactor es descarrega a través d’una vàlvula instal·lada a la part inferior del baixador. Després de desgasificar la pols descarregada a alta i baixa pressió, es cou directament al vapor i s’asseca quan es produeixen homopolímers i copolímers aleatoris per obtenir productes en pols. Quan es produeixen productes resistents als impactes, la pols desgasificada d'alta pressió es descarrega al reactor de llit fluiditzat en fase gasosa. El reactor encara utilitza el sistema de reactors en fase gasosa Spheripol II. El reactor de copolimerització és un recipient cilíndric vertical, amb caps esfèrics a la part superior i inferior i un llit fluiditzat a la part inferior. El cos principal és d'acer inoxidable i la superfície interior està polida.
La capacitat de producció màxima actual d’una sola línia d’aquest procés ha arribat a les 450.000 tones / any. El contingut d’etilè dels productes de copolímer d’impacte MZCR (reactor de circulació de zones múltiples) pot arribar al 22% (el contingut de cautxú supera el 40%) i també es poden produir productes de copolímer ternari que contenen etilè i 1-butè.
Mètode a granel de fase de vapor
Característiques del procés: (1) El sistema no introdueix dissolvents i el monòmer de propilè es polimeritza en la fase gasosa del reactor en la massa gasosa; (2) El procés és curt, l'equip és petit, la producció és segura i el cost de producció és baix; (3) El reactor de polimerització té llit químic de flux (procés UNIPoi de Union Carbon / Shell), llit agitat vertical (procés BASF Novolen) i llit agitat horitzontal (procés Amoco / El Paso). [10]
El representant típic del mètode a granel de fase gasosa és el procés de fase gasosa Unipol de DOW Chemical Company. El procés de polipropilè en fase gasosa Unipol és un procés de polipropilè de llit fluiditzat en fase gasosa desenvolupat per la United United Carbon Corporation (UCCP) i Shell als anys vuitanta. És un procés que trasplanta el procés de llit fluiditzat utilitzat en la producció de polietilè a polipropilè que està en producció i ha tingut èxit. El procés utilitza un sistema de catalitzador d’alta eficiència, el catalitzador principal és un catalitzador portador d’alta eficiència i el co-catalitzador és el trietil alumini i un donador d’electrons.
El procés UNIPOL té les característiques de simplicitat, flexibilitat, economia i seguretat; el procés pot produir una gamma completa de productes, inclosos homopolímers, copolímers aleatoris i copolímers d’impacte amb molt poc equipament. Ajusteu les condicions de funcionament dins del rang de funcionament per mantenir un rendiment uniforme del producte. Com que el nombre d’equips utilitzats és reduït, la càrrega de treball de manteniment és reduïda i es millora la fiabilitat del dispositiu. A causa de la limitació de la cinètica de reacció del llit fluiditzat i la baixa pressió de funcionament redueix l’emmagatzematge de materials al sistema, el procés és més segur que altres processos i no hi ha perill de sobrepressió de l’equip quan l’accident està fora de control.
Aquest procés no produeix residus líquids i hi ha molt pocs hidrocarburs abocats a l'atmosfera, de manera que l'impacte sobre el medi ambient és molt petit. En comparació amb altres processos, aquest procés és més fàcil de complir diverses especificacions estrictes de protecció, salut i seguretat ambiental. Una altra característica notable d’aquest procés és que es pot operar en un estat supercondensat, l’anomenat procés de llit fluiditzat en fase gas condensada (SCM). Aquesta tecnologia pot augmentar la capacitat de producció existent en un 200% augmentant la proporció de la fase líquida al reactor fins al 45%. Atès que el contingut líquid no és el factor bàsic de la inestabilitat del llit fluiditzat i de la formació d’aglomeració de polímers, les variables operatives clau d’aquesta tecnologia són la densitat del llit expandit i la relació entre la densitat aparent expandida i la densitat aparent de sedimentació. Atès que el funcionament en estat supercondensat pot eliminar de manera més eficaç la calor de la reacció, pot augmentar la capacitat de producció del reactor més de 2 vegades sense augmentar el volum, i l’estalvi de la inversió és molt considerable. Productes de copolímers d’impacte amb contingut d’etilè fins a un 17% (contingut de cautxú superior al 30%).
L’equip bàsic del procés és un reactor de llit fluiditzat en fase gasosa, un compressor de gas circulant, un refrigerador de gas circulant i una unitat de granulació d’extrusió. El reactor de llit fluiditzat és un recipient buit amb una secció ampliada a la part superior i un espargador a la part inferior. La pressió de funcionament del primer reactor és de 3,5 MPaG i la temperatura és de 67℃. La pressió de funcionament del segon reactor és de 2,1 MPaG i la temperatura és de 70℃. ; El compressor de gas circulant és un compressor centrífug d’una sola etapa de velocitat constant.
