关于聚丙烯生产工艺技术研究

刘炜彤，朱际宇

（北京师范大学，北京　100875）

关于聚丙烯生产工艺技术研究

Study on the technology of polypropylene production

刘炜彤，朱际宇

（北京师范大学，北京100875）

聚丙烯是一种常见的化工产品，被应用于各个行业之中。随着我国工业现代化的发展，聚丙烯生产工艺技术有了新的发展。在聚丙烯的生产上，各个企业不断改善其生产工艺，提升聚丙烯的质量，满足我国各个行业对聚丙烯的不同需求，本文主要探讨了聚丙烯的生产工艺。

生产工艺；生产技术；质量控制

我国市场上对聚丙烯的需求量很大，在五大塑制品中，聚丙烯的销量排在第二位。做好聚丙烯的生产工作，对我国经济发展有着重要作用。虽然聚丙烯的生产技术较为成熟，但仍有发展研究的空间。对聚丙烯的生产工艺进行研究工作，主要目的在于提升和改进其生产工艺，以降低其生产成本，提高其产品质量，提升我国聚丙烯生产行业的整体水平，促进我国经济的发展。

1　聚丙烯产品的特点

聚丙烯是一种经过工业加工而形成的热塑性树脂，在物理特性上，具有无毒、无臭、无味的特点，形状上呈乳白色晶体状。聚丙烯的重量比较轻，在水中稳定性良好，不易发生变形。但是聚丙烯在生产过程中，由于生产精度要求高，若生产工艺技术不到位，将会导致聚丙烯塑品的变形。聚丙烯具有良好的力学性能，能够满足拉伸和抗弯曲的需要，柔韧性较好，能够满足一些特殊行业的需求。聚丙烯制造品的耐热性良好，能够承受住150℃的高温而不变形，但是在零下35℃的时候，容易发生脆化反应。聚丙烯的化学性能良好，几乎不吸水，化学性质稳定，不易与其他化学品产生反应。受现有生产工艺的限制，聚丙烯制品有一些缺陷，如聚丙烯产品的耐寒性较差，在低温环境下容易受损。聚丙烯的制品还有易氧化的缺点，随着使用时间的增长，聚丙烯产品的缺陷，往往容易暴漏出来。因此需要对聚丙烯生产工艺技术进行相应的研究，并着力于提升聚丙烯产品的生产工艺，改进聚丙烯产品的缺陷，提高聚丙烯产品的质量。

2　聚丙烯生产工艺技术的研究

2.1Spherizone 工艺技术研究

Spherizone 工艺技术研究技术是一种新兴的聚丙烯生产技术，是由Basell公司开发研究出的一种多区循环反应器技术。在生产工艺上，Spherizone 工艺技术采用了气相循环技术，进行聚丙烯产品的生产。为了提高所生产聚丙烯产品的韧性和稳定性，又在气相循环技术中加入了齐格勒钠塔催化剂。Spherizone 技术拥有两个可以循环的区域，这两个循环区域是相互连通的，便于聚丙烯产品在不同区域的流通。但是这两个区域所具有的功能是不同的，这两个区域能够生产出不同成分和质量的树脂，在经由Spherizone 工艺技术的调整，生产出具有不同性能的聚丙烯成品。得益于Spherizone技术中的气相循环技术和催化剂，Spherizone 工艺技术所生产出的聚丙烯产品，较其他工艺所生产的产品具有技术上的优势。 Spherizone 工艺技术所生产的产品，具有更好的可塑性和韧性，更容易被塑形，且在塑形过程中，Spherizone 工艺技术所生产的聚丙烯产品不易变形。Spherizone 产品具有更好的稳定性，Spherizone 产品中的凝胶含量更少，这就促使了聚丙烯产品中的化学成分更为紧密的贴合在一起，提高了聚丙烯产品的均一性。使用Spherizone 工艺技术可以便捷的生产出PP共聚物和三元共聚物。Spherizone 工艺技术的强大之处，在于其既可以生产出传统的塑料膜、日用品和汽车行业的产品，又可以使用塑料替代品生产出合格的聚丙烯产品，由此解决了聚丙烯产品对原料的依赖问题。随着对Spherizone技术研究的深入，以及Spherizone 工艺技术的不断实践，Spherizone 工艺技术制造聚丙烯产品的成本在不断的降低，由此推动了Spherizone 工艺技术的普及。

2.2气相法生产工艺技术研究

在生产聚丙烯产品的气相法中，常用的有Innovene和Unipol两种生产工艺，其中Innovene生产工艺是采用CD催化剂进行聚丙烯产品的制造，而Unipol是采用了SHAC催化剂。CD催化剂具有塑形性强、活性高的特点，能够在聚丙烯产品的生产过程中，完成无规产品的生产。使用CD催化剂可以免去预聚合过程，提高了聚丙烯产品的生产速度。Innovene是采用了活塞式的搅拌器，以水平的方式对聚丙烯原料进行搅拌，完成聚丙烯产品的生产过程。在Innovene机器的挡板上和反应床上有众多的气相和液相进料点，并由反应床完成进料速度的控制工作。Innovene技术的牌号切换速度快，能够生产出刚性和抗冲击性的产品。为了避免两股气流的交叉冲击，Innovene技术中还加入了气锁系统，实现反应器内部的隔离。Unipol技术的单线生产能力强大，能够在冷凝状态下，实现超冷凝状态下的气相流化生产。在超冷凝状态下，可以及时的转换走反应器内部的热量，由此可以保证Unipol技术能够不断的生产聚丙烯产品，而不用考虑生产线过热问题。Unipol内产品原料流动速度快，且生产出的产品质量较高，具有良好的耐热性和抗穿刺性。

2.3聚丙烯牌号切换的优化

在聚丙烯产品的生产过程中，为了能够保持平衡，减少聚丙烯产品生产过程中外界因素的扰动，提高聚丙烯产品生产的稳定性，需要优化聚丙烯牌号的切换。使用氢气控制牌号的切换，可以起到优化效果。在牌号的切换过程中，熔融指数影响着进入的氢气量。通过控制进入的氢气量，可以最大程度的控制好牌号的切换。为了能够控制好熔融指数，避免氢离子的随意流动造成的不可控现象的发生，要控制好进入的PP分子。控制好PP分子链的活性中兴，有助于防治PP分子链的过度增长。PP分子链得到控制后，就可以实现对熔融指数的控制。当熔融指数增大的时候，进入的氢气也会相应的增大，此时就需要控制好PP分子链，防止PP分子链的增大。由于氢气量的多少影响着牌号的切换速度，而当氢气量减少的时候，就会导致牌号切换时间增长，牌号切换时间增长以后，就会导致生产过程中所耗费的材料数量增加，对生产原料造成不必要的浪费。而控制好熔融指数，就需要建立一个稳定生态的模型，根据这个模型适当的调整。例如在这个模型中，首先是要确定好目标函数，在一定的氢气量下，能够达到既定目标，那么久把数值固定在这个数值上，当目标函数发生变化后，就根据变化后的函数再次调动熔融数值。

2.4复杂生产系统的优化

复杂生产系统是指那些生产工艺复杂，工序繁琐的生产进程。在复杂生产系统中，由于各个生产单元之间相互影响，因此要对各个单元加强控制，严密观测可能引发故障的单元。从全局出发，优化复杂生产系统的生产过程。在开环递阶生产阶段中，分别对优化层、生产层、控制层进行优化和控制。对于优化层的优化，要协调好协调器和决策单元的关系，优化全局控制单元，提高整体决策能力。对于不同的决策单元，要下级服从上级决策单元，统一指挥不同的决策单元。为了能够达到优化的效果，需要对整个决策单元进行划分为单一的决策单元，由总决策单元对所有单一单元实现控制。建立起由上自下的决策单元，实现层层调控，层层管理和优化的优化控制系统，从而实现对复杂生产系统的优化，提高复杂生产系统的生产效率。

3　结语

聚丙烯生产工艺技术众多，具有特色的聚丙烯生产工艺技术，能够大大的提高聚丙烯产品的生产质量，在不断提高聚丙烯产品生产效率的同时，为聚丙烯生产厂家带来了丰厚的经济利润，促进了我国工业经济的发展，满足了国内对聚丙烯产品的需求。

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[2] 崔小明.PP催化剂研究开发进展及发展趋势[J].中国化工在线, 2010,9(18):20~21.

(R-03)

TQ325.14

1009-797X(2016)18-0067-02

BDOI:10.13520/j.cnki.rpte.2016.18.018

刘炜彤（1994-），女，学生，就读于北京师范大学化学学院化学工程专业。

2016-07-05