Proses Pengeluaran Polipropilena

Resin polipropilena adalah salah satu daripada empat resin termoplastik tujuan umum (polietilena, polivinil klorida, polipropilena, polistirena). Ia dihasilkan melalui tindak balas pempolimeran dengan propilena sebagai bahan mentah dan etilena sebagai komonomer.
Kaedah proses yang digunakan untuk menghasilkan polipropilena di dunia terutamanya termasuk dalam kategori berikut mengikut kategori: kaedah pelarut, kaedah penyelesaian, kaedah pukal fasa cecair (termasuk jenis gabungan fasa gas fasa cecair) dan kaedah pukal fasa gas. Ciri-ciri setiap proses diperkenalkan secara ringkas seperti berikut:
pempolimeran pelarut
Kaedah pelarut (juga dikenali sebagai kaedah buburan atau kaedah lumpur, kaedah buburan) ialah proses pengeluaran polipropilena yang paling awal. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh proses pemulihan deashing dan pelarut, prosesnya panjang dan kompleks, dan dengan kemajuan teknologi penyelidikan pemangkin, Sejak tahun 1980-an, kaedah pelarut telah cenderung untuk bertakung dan telah digantikan secara beransur-ansur dengan kaedah pukal fasa cecair.
Ciri-ciri proses: (1) Monomer propilena dilarutkan dalam pelarut cecair lengai (seperti heksana), dan pempolimeran pelarut dilakukan di bawah tindakan mangkin. Polimer digantung dalam pelarut dalam bentuk zarah pepejal, dan reaktor kacau jenis cerek digunakan; ( 2) Terdapat proses deashing dan pemulihan pelarut. Prosesnya panjang dan rumit, dengan pelaburan peralatan yang besar dan penggunaan tenaga yang tinggi. Walau bagaimanapun, pengeluaran mudah dikawal dan kualiti produk adalah baik; (3) Zarah polipropilena diasingkan dengan penapisan emparan dan kemudian dikeringkan dengan pendidihan aliran udara dan granulasi penyemperitan.
pempolimeran larutan
Ciri-ciri proses: (1) Gunakan hidrokarbon linear takat didih tinggi sebagai pelarut dan beroperasi pada suhu yang lebih tinggi daripada takat lebur polipropilena. Polimer yang terhasil semuanya dibubarkan dalam pelarut dan diagihkan secara seragam; (2) Kaedah pelucutan gas suhu tinggi menyejat dan mengeluarkan pelarut. Polipropilena cair diperolehi, dan kemudian disemperit dan berbutir untuk mendapatkan produk pelet; (3) Satu-satunya pengeluar ialah Syarikat Kodak Amerika.
Kaedah pukal fasa cecair
Fasa cecair dan fasa gas jenis gabungan, kaedah pukal fasa cecair proses pengeluaran polipropilena adalah proses baru yang dibangunkan di peringkat pertengahan dan akhir pengeluaran polipropilena. Proses pengeluaran ini dibangunkan tujuh tahun selepas polipropilena memulakan pengeluaran perindustrian pada tahun 1957.
Kaedah pukal fasa cecair digunakan untuk menghasilkan polipropilena. Mangkin secara langsung tersebar dalam propilena fasa cecair tanpa menambah sebarang pelarut lain kepada sistem tindak balas untuk melakukan pempolimeran pukal fasa cecair propilena. Polimer secara berterusan memendakan daripada propilena cecair dan terampai dalam propilena cecair dalam bentuk zarah halus. Apabila masa tindak balas meningkat, kepekatan zarah polimer dalam propilena cecair meningkat. Apabila kadar penukaran propilena mencapai tahap tertentu, monomer propilena yang tidak terpolimer dipulihkan melalui penyejatan kilat untuk mendapatkan produk polipropilena serbuk. Ini adalah kaedah pengeluaran industri polipropilena yang agak mudah dan maju. Kaedah pukal fasa cecair mewakili teknologi baharu dan tahap baharu pengeluaran polipropilena di dunia pada tahun 1980-an.
Ciri-ciri proses: (1) Tiada pelarut ditambahkan pada sistem, monomer propilena menjalani pempolimeran pukal fasa cecair dalam reaktor cerek dalam keadaan fasa cecair, dan etilena propilena menjalani kopolimerisasi fasa gas dalam reaktor katil terbendalir; (2) Prosesnya mudah, Kurang peralatan, kurang pelaburan, penggunaan kuasa yang rendah dan kos pengeluaran; (3) Homopolimerisasi menggunakan reaktor kacau cerek (proses Hypol) atau reaktor gelung (proses Spheripol), kopolimerisasi rawak dan kopolimerisasi blok kedua-duanya dalam jenis kacau yang dilakukan dalam katil terbendalir.
Wakil tipikal kaedah pukal fasa cecair ialah proses kaedah pukal fasa cecair Spherizone BASELL. Spherizone ialah teknologi kitar semula fasa gas menggunakan pemangkin Ziegler-Natta yang menghasilkan polimer yang mengekalkan keliatan dan kebolehprosesan sambil menjadi sangat kristal, kaku dan lebih seragam. Ia menghasilkan resin multimonomer yang sangat seragam atau homopolimer bimodal dalam satu reaktor. Tindak balas kitaran Spherizone mempunyai dua kawasan yang saling berkaitan. Kawasan yang berbeza memainkan peranan fasa gas dan reaktor gelung fasa cecair proses lain. Kedua-dua kawasan ini boleh menghasilkan resin dengan berat molekul relatif yang berbeza atau taburan komposisi monomer, mengembangkan julat prestasi polipropilena.
Peralatan teras proses ini ialah sistem reaktor MZCR (multi-zone circulation reactor system) R230. Reaktor terdiri daripada riser dan downcomer. Dalam riser, polimer ditiup ke atas oleh gas tindak balas untuk membentuk pencairan, dan dihantar ke bahagian atas downcomer dan melalui pemisah siklon. Serbuk dikumpulkan di bahagian bawah. Gas tindak balas diedarkan oleh pemampat emparan melalui saluran paip luaran, dan haba tindak balas dikeluarkan melalui penyejuk edaran pada saluran paip peredaran luaran. Produk reaktor dilepaskan melalui injap yang dipasang di bahagian bawah downcomer. Selepas serbuk yang dinyahcas dinyahgas di bawah tekanan tinggi dan tekanan rendah, ia terus dikukus dan dikeringkan apabila menghasilkan homopolimer dan kopolimer rawak untuk mendapatkan produk serbuk. Apabila menghasilkan produk anti-impak, serbuk selepas penyahgasan tekanan tinggi dilepaskan ke dalam reaktor katil terbendalir fasa gas. Reaktor masih menggunakan sistem reaktor fasa gas Spheripol II. Reaktor kopolimerisasi ialah bekas silinder menegak dengan kepala sfera di bahagian atas dan bawah dan katil ebulasi di bahagian bawah. Bahan utama adalah keluli tahan karat dan permukaan dalam digilap.
Kapasiti pengeluaran maksimum semasa proses ini dalam satu baris telah mencapai 450,000 tan/tahun. Kandungan etilena produk kopolimer impak MZCR (reaktor peredaran berbilang zon) boleh setinggi 22% (kandungan getah lebih daripada 40%), dan produk terpolimer yang mengandungi etilena dan 1-butena juga boleh dihasilkan.