国内聚丙烯生产工艺技术现状及市场分析

国内聚丙烯生产工艺技术现状及市场分析

卢炜

中国石油庆阳石化 甘肃庆阳 745000

摘要：聚丙烯材料的加工和力学性能相对比较突出，其在注塑、挤管、吹膜、涂覆、喷丝和改性工程塑料领域，应用相对较多。随着我国包装、电子和汽车工业的不断发展，工业发展不断提速，对聚丙烯产业的发展要求不断提升，有必要对相关工艺技术进行深入的研究。

关键词：聚丙烯；生产工艺技术；市场分析

一、生产工艺技术现状

1.Innovene工艺

该工艺在实际应用过程中，在对接近活塞流的搅拌床反应器使用过程中，直接使用到了挡板装置，其具有接近水平状态的搅拌器，搅拌器叶片与搅拌轴呈45的夹角。在反应器当中，具有较多的气相和液相进料点，催化剂、液体丙烯和气体能够直接从进料点加入其中。在该反应器实际使用过程中，相当于对三个搅拌釜反应器串联进行使用，反应过程中对过渡料的消耗较少。由于该工艺采用了气锁系统，可以直接通过停止催化剂来平稳停车，并在注入催化剂之后再次开车。由于其设计相对比较独特，工艺应用中的能耗和操作压力较低，但乙烯质量分数并不是非常高，很难获得高抗冲牌号的产品。在该工艺实际应用过程中，熔体可以在比较宽泛的范围内进行流动，一般情况下可以达到0.5~100g/10min，产品的韧性也相对较强，在国内燕山石化公司、扬子石化公司都有着较多的应用。

2.Novolen工艺

该工艺采用了独特的双螺带搅拌立式反应器，反应器当中气固两相分布相对比较均匀，其中的聚合反应热可以直接通过液态丙烯气化析出。在均聚和共聚的过程中，都可以直接通过共聚反应器来产生均聚物，能够在很大程度上提升均聚物的产量，并采用了反应器串联的形式。该工艺在生产均聚物、无规共聚物、抗冲共聚物的过程中，效果较为突出。工业化PP均聚物的MFR范围可以保持在0.2~100g/min，乙烯质量分数可以保持在12%左右，可以在80℃的环境中进行生产。当前，该工艺在福建炼化厂、津西石化投产应用。

3.Unipol工艺

在该工艺实际应用过程中，其采用了圆柱形立式压力容器，可以直接配合超冷凝态进行操作。该工艺能够有效带走各种反应热，能够在反应器体积不增大的情况下，提升生产产量，能够将反应器当中液相比例提升到45%左右，提升生产能力2倍以上。在一台沸腾床反应器当中，就可以实现均聚物、无规共聚物的生产，能够在很大范围内保证产品的性能。该工艺路线较短，对材质没有特殊的要求，装置的生产潜力较大，工艺性能好，产品具有较强的市场竞争力。Unipol工艺的工业化生产均聚物的MFR可以保持在0.5~100g/10min。Unipol工艺生产的抗冲共聚物中乙烯的质量分数可以保持在21%左右。当前，国内抚顺石化公司、大唐内蒙古多伦煤化工有限公司、四川石化公司都是采用该工艺进行生产。

4.Horizone工艺

工艺是以Innovene工艺为基础发展起来的，生产原理比较类似，反应器的构造也基本一致。在实际工艺应用过程中，需要对反应器采用垂直布置的形式，将反应器的出料直接依靠重力导入到气锁装置当中，之后被送入到第二反应器之中。工艺所需的两个反应器采用的是水平布置形式，第一反应器的出料会首先被送入到沉降器当中，聚合物粉料在重力的作用下，会直接进入到气锁器当中，然后通过丙烯气压直接输送到第二反应器当中。该工艺设计相对比较简单，反应装置的使用也相对较少。对于工艺所使用的催化剂需要提前进行处理，并使用乙烷来完成浆液的处理，并需要加入一定比例的聚丙烯来开展预聚处理，否则在实际生产过程中，容易导致细粉过多情况的发生，对产品自身流动性会造成非常不良的影响，反应器后期操作中容易出现较多的问题。

5.Spheripol工艺

该工艺在实际生产过程中，采用了比较先进的液相本体－气相组合工艺，反应过程中还使用了液相环管反应器。该工艺根据产品生产类型的不同，可以直接分为一环、二环、二环二气聚合反应类型。Spheripol二代工艺采用了第四代催化剂体系，预聚合和聚合反应器的设计压力等级相对较高，新牌号的性能更好，非常适合在形态、等规度和相对分子量的控制。Spheripol工艺产品的范围较为宽泛，其MFR可以保持在0.1~2000g/10min，可以生产pp均聚物、无规共聚物等，橡胶质量分数可以保持在50%左右。当前，国内上海石化公司、兰州石化公司都是采用该工艺来生产产品。

6.Spherzone工艺

该工艺是在SpherizoneI工艺基础上发展起来的，需要使用单一多区循环反应器，其属于一种相聚合反应的一种。在多区循环反应器当中，其结构可以分为上升段和下降段，聚合物粒子需要在两段结构中多次循环，才可以完成生产。上升段聚合物粒子在循环气体的作用下，能够在短时间内完成气化，从而更加迅速进入到旋风分离器当中，并在其中完成气固的分离。通过对阻隔区域合理进行设置，能够让气体和聚合物粒子有效分离出来，并通过上段到下段的运行，从而完成一次工作循环。该工艺生产条件相对比较特殊，工艺应用范围也相对广泛，能够直接实现双峰产品的生产，加工树脂性能非常优良，具有很大的加工性能。通过该工艺生产的共聚单体具有较好的光学、力学性能。该工艺目前在我国天津石化公司、大庆炼化公司都有着不错的应用。

7.中石化环管工艺

该工艺在借鉴吸收先进技术上发展起来的。该工艺技术在实际应用过程中，直接使用了我国专门生产的Z-N催化剂，在生产均聚PP产品中有着较多的应用。我国化工行业相关单位在该工艺基础上，发展出来了第二代环管PP成套工艺技术，不仅能够在双峰产品生产中进行应用，还可以生产性能更强的抗冲击共聚物，该技术与第一代技术相比，技术已经得到了非常大的改进，对其中催化剂与聚合系统的改进最多，能够有效减少聚合物当中的细粉，还专门研制出了双管高压聚合系统，在生产分子量宽泛的双峰PP产品和高熔融指数产品中，发挥出了独特的效果。该工艺的应用是建立在自主开发催化剂、非对称外给电子体技术和丙丁两元无规共聚技术基础上的，能够用于均聚、乙丙无规共聚、丙丁无规共聚和抗冲击共聚PP等。

二、市场分析

我国PP生产装置在中国石油和中国石化公司有着相对较多的应用。根据相关预计显示，在2022年前后，中国石油和中国石化的PP产能可以达到2000万吨，能够占到国内总产能的60%左右。为了满足市场供应的要求，我国新投产的PP项目数量持续增加，很多煤化工生产企业已经改变了过去生产全部依靠石化企业的格局。其中以煤和甲醇为原料生产PP的企业包括包头煤化工公司、宁化煤化工公司、大唐国际多伦煤化工公司、宁波富德能源公司等。通过对国内外PP消费结构对比发现，我国对PP的消费情况与欧美国家还存在较大的差别。对于欧美等国家，其最大的聚丙烯消费市场是注塑产品消费品市场，消费量可以占到总消费量的50%左右，另外就是薄膜市场，其可以占到市场总量的20%左右，拉丝消费领域消费量相对较低，通常在10%以下。

结束语

随着时代的不断发展，对聚丙烯产品的消费量持续增加。针对当前聚丙烯生产现状，应该认真做好相关分析和研究工作，加强对相关生产工艺技术的研究，充分做好各种市场分析工作。

参考文献

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[3]付义，王鹏，赵成才，任鹤，等.聚丙烯生产工艺技术进展[J].高分子通报，2012(04):55-56.