聚丙烯化工工艺效率提升的方法

贾真 党飞飞 薛德 李晓帆(陕西延长石油延安能源化工有限责任公司，陕西 延安 727500)

0 引言

聚丙烯材料在社会生活中应用越来越广泛，作为一种合成材料，其具有较强的稳定性化学性质、电绝缘性、易加工等优势特点，同时还具有较强的性价比，与环保要求相符。随着聚丙烯材料产量及需求量的不断提升，加快改进聚丙烯材料生产工艺，对于有效提升了聚丙烯材料的性能，进一步扩大其应用范围具有积极意义。因此，在聚丙烯化工工艺研究发展过程中，以现有生产工艺为基础，与聚丙烯材料优缺点结合，并以聚丙烯化工生产工艺效率提高的重要意义为指导，深入探讨提高聚丙烯化工工艺效率的有效方法，是探寻更加先进的聚丙烯化工工艺的重要途径。

1 聚丙烯材料及其优缺点

1.1 均聚聚丙烯(HP)

PP-H 是由单一丙烯单体聚合而成，其分子链中不包括乙烯单体，具有较高的等规度。因此，PP-H 具有较高的结晶度，较差的抗冲击性。PP-H 材料的优点为具有较强的强度；而材料的缺点较多，除了抗冲击性较差之外，材料的韧性及尺寸稳定性、长期耐热稳定性都不高，并且容易老化。PP-H 材料普遍应用于编织袋、收纳盒、文件夹等日常用品中。

1.2 抗冲共聚物(ICP)

PP-B 材料中的乙烯含量可以达到7%～15%，但材料中两个及三个乙烯单体相连的概率较高，由于乙烯单体只在嵌段相中存在，因此并不能降低PP-H 的规整度，对PP-H 的易老化、长期耐热稳定性差等性能缺陷的改善效果不是非常高。PP-B 材料的优点是具有较强的抗冲击性；缺点是材料光泽度、透明度较低。PP-B 材料一般在运动器材、行李箱、油漆桶等用品中应用。

1.3 无规共聚物(RCP)

PP-R 材料中添加少量的乙烯单体，约在1%～4%，是通过加热加压以及催化剂作用下共聚得到的。乙烯单体在丙烯长链中的分布呈现无规化、随机化。目前，在PP 材料中，PP-R 是性能最好的材料，其优点有综合性能好，强度高、刚性大、耐热性与稳定性好、挠曲性佳、透明度与光泽度较好。PP-R 材料普遍应用于医用输液瓶、一次性针筒，以及透明家庭用品、棺材、收缩膜等产品中。

2 聚丙烯工艺生产技术的发展情况

聚丙烯作为一种合成材料，在生产生活中的应用非常广泛，其化学性质稳定较强，并且具有电绝缘性、易加工，在社会各行业领域中具有显著的应用优势。随着社会科技的发展，聚丙烯工艺生产技术也实现了快速发展。传统聚丙烯生产工艺包括淤浆法、液相本体法以及气相法等，淤浆法生产技术的滞后性，使其逐渐被淘汰。目前来说，聚丙烯生产工艺应用比较广泛的是液相本体法与气相法。

聚丙烯生产中，气相聚合工艺是一种主要生产工艺，大体来说可以将其分为两种模式，一种模式的聚合反应形成是通过单一多循环反应器实现，另一种模式聚合反应形成是通过流化床工艺实现。前一种模式主要是在多循环反应器的上升段与下降段两个反应区中，通过空气动力学，实现聚丙烯的循环聚合。具体的工艺流程主要是通过丙烯聚合动力行为最终形成聚丙烯，所需要的时间通常较长。后一种模式下，丙烯的聚合反应主要是由不同的反应催化剂来实现的，最终生成聚丙烯。这种工艺流程简单，所花费的时间也比较短，并且对材质的要求不高，操作简便，具有较好的生产潜力。

液相本体法生产工艺中，丙烯聚合反应在液相丙烯中进行，而非在其他惰性溶剂中。受到溶解度的影响，液相本体聚合生产工艺中通常需要增添一个气相抗冲共聚物，以确保生产正常进行。现阶段，我国聚丙烯生产过程中，采用的大型的生产设备装置大部分是从国外引进技术，我国自主研发生产的设备装置多为中型以及小型的聚丙烯生产。因此，我国加强聚丙烯生产工艺研究，提升生产工艺，应当将重点侧重于对大型生产设备装置的研究，进一步提升聚丙烯生产工艺效率，从而实现产能的优化，有效降低聚丙烯化工生产成本。同时，加强对催化剂的深入研究，加强学习与研究国外先进的生产技术，提高催化剂的有效性，从而有效提升丙烯再聚合过程中的效率。

从整体来看，目前我国对于聚丙烯化工生产工艺的研究仍旧处于初级阶段，进一步提升聚丙烯化工工艺生产效率，仍旧是相关行业人员未来很长一段时间的工作重点。同时，随着我国相关研究的不断深入，目前聚丙烯的本体法-气相法组合工艺得到了迅速发展，这一技术已经逐步发展为我国聚丙烯化工生产的主流工艺。针对聚丙烯化工工艺效率提升的方法研究，主要在于对聚丙烯的本体法-气相法组合工艺的研究。

3 聚丙烯化工工艺效率提升的重要性

3.1 降低对丙烯原材料的消耗

聚丙烯化工生产过程中，目前使用的生产工艺需要较大的聚丙烯生产原料消耗量，在很大程度上制约了聚丙烯化工生产工艺效率的提升，同时也造成了资源的浪费。而聚丙烯本体法-气相法组合的生产工艺，可以有效缓解聚丙烯生产过程中原料大量消耗的问题。因此，在聚丙烯本体法-气相法组合生产工艺的基础上，对其进行进一步改进，实现工艺升级，对于节约聚丙烯生产原料，合理控制聚丙烯原料使用发挥最大化效用。同时，通过改进与升级聚丙烯本体法-气相法组合生产工艺，还可以有效提高聚丙烯生产过程中的选择性与收率。因此，深入研究提高聚丙烯化工工艺效率的有效方法，则需要对聚丙烯本体法-气相法组合工艺进行深入的探究与创新发展。

3.2 优化聚丙烯生产条件

聚丙烯生产条件因素是影响其生产成本的重要原因。在其生产过程中，反应温度、反应链式条件对成本具有非常大的消耗，因此对于生产材料造成了一定的浪费，提高了生产成本。针对聚丙烯本体法-气相法组合生产工艺的改进研究，是根据聚丙烯本体法-气相法组合生产与加工过程中所需要的温度与压力，为其提供更加适宜的问题和适当的压力。通过对聚丙烯化工工艺的研究，可以得知聚丙烯合成的条件为高温高压条件，因此在优化聚丙烯生产条件中，需要重视高温高压的合成条件，确保聚丙烯合成的反应链式条件进一步完善，从而大幅提高聚丙烯的生产效率。

3.3 创造更高效益

通过对聚丙烯本体法-气相法组合生产工艺的进一步优化，有效提升聚丙烯生产效率，对于提高聚丙烯生产经济效益具有重要推动作用。在该项研究过程中，需要通过与实际情况有效结合，明确研究方向、研究目标，降低研究试验的次数。在实际研究过程中，还需要尽可能避免在没有进行合理设计的前提下对聚丙烯本体法-气相法组合工艺进行研究，降低研究的盲目性，从而避免对聚丙烯生产原料的不必要的额损耗以及对人力资源的消耗，找到聚丙烯本体法-气相法组合工艺生产适应条件，创造更高的效益。

4 提高聚丙烯化工工艺效率的方法

4.1 聚丙烯本体法-气相法应用分析

分析聚丙烯生产过程中对本体法-气相法组合工艺的应用，第一步应当明确的是该种组合工艺的实际特点以及工艺组成部分，从而进一步明晰该组合工艺对聚丙烯生产方法。在聚丙烯本体法-气相法组合生产工艺中，关键环节在于丙烯的聚合，在这一过程中，通过丙烯的聚合反应得到聚丙烯。在使用聚丙烯本体法-气相法组合工艺生产中，调整合适的工艺参数，然后与丙烯相互配合，能够显著提升聚丙烯反应程度，提高反应转换效率，从而增加生产量。在改组合工艺生产过程中，还需要加强对丙烯浓度及反应温度的关注，注意其对生产工艺的影响，通过优化工艺传热性能，改善反应环境的控制，来进一步提升聚丙烯生产效率，增加生产量。

4.2 优化聚丙烯本体法-气相法工艺参数

深入研究聚丙烯本体法-气相法组合工艺，优化工艺设计，提高工艺效率，可以对聚丙烯本体法-气相法组合工艺参数的优化分析入手。现阶段，在聚丙烯化工生产中，使用本体法-气相法组合工艺生产多存在合成聚丙烯反应器的总体传热系统偏高的问题。此外，通过总结聚丙烯本体法-气相法组合工艺，根据聚丙烯生产的聚合反应机理进行优化改进，也就是聚丙烯本体法-气相法工艺参数需要根据聚合反应机理来确定，同时还需要综合考虑聚丙烯合成反应实现的过程中丙烯的量的需求，以及最后时限的聚丙烯的收率，从而确保最终得到的工艺参数与聚丙烯本体法-气相法组合工艺的实际生产需求相适应。这样一来，聚丙烯本体法-气相法组合工艺生产能够有效提升聚丙烯反应速率，进而加快及转换率，实现工艺效率的提升。总而言之，进一步优化聚丙烯本体法-气相法工艺参数，需要与聚丙烯合成特点进行充分的综合考虑，得到最适宜的工艺参数，有效提高工艺生产效率。

4.3 优化聚丙烯本体法-气相法化工生产单元条件

在聚丙烯生产过程中，采用本体法-气相法组合工艺，关键环节在于聚丙烯的聚合环节。在这一环节中，需要对聚丙烯本体法-气相法化工生产温度条件进行严格控制，确保聚丙烯合成过程能够得到有效优化。第一，保持温度适宜。在丙烯聚合生成聚丙烯过程中，温度既不能过高也不能过低，需要保持在适宜、稳定的状态，从而有效控制聚合反应。第二，优化聚丙烯合成系统。尽可能合理的对已有的聚丙烯合成系统进行升级改造，并且充分考虑不同链式反应的条件参数，通过细化反应参数来实现设备改造升级，实现降低损耗，提高生产效率的目的。第三，在对聚丙烯本体法-气相法组合工艺进行总结的过程中，需要做到与实际相结合，充分考虑工艺的优化与改进，确保在完成优化设计后的生产工艺能够有效提升聚丙烯生产效率，降低成本，创造更高的经济效益。

5 结语

总而言之，随着聚丙烯材料市场需求量不断增加，优化聚丙烯生产工艺，提高其生产效率，是聚丙烯化工生产企业提高经济效益的重要途径。因此，在实际生产过程中，聚丙烯化工生产企业需要加大在工艺效率提升、工艺设计优化等方面的投入，对聚丙烯本体法-气相法组合生产工艺进行优化研究，在工艺总结的基础上，加强对其应用分析、工艺参数优化以及化工生产单元条件优化，完善聚丙烯本体法-气相法组合工艺，从而加快聚丙烯化工工艺效率的提升，为企业创造更高的经济效益。