高分子材料加工 工艺学 第四章聚丙烯纤维
山东理工大学教案 2011~2012学年第2学期 课程名称高分子材料加工工艺学A(第四章) 授课对象材化09级高分子方 主讲教师孟凡涛杨彦功 教师所在院(部)、系(室) 材料科学与工程学院材化教研室 选用教材高分子材料加工工艺学A 学时/学分48学时/3学分 ■山东理工大学 20122
第四章聚丙烯纤维 聚丙烯纤维在我国简称丙纶。 1954年zige和 Natta发表了等规聚丙烯的制造专 利,即 Ziegler-Natta催化剂,于1957年意大利 Montefiore公司实现了聚丙烯纤维的工业化生产 以后英国、美国相继开始生产等规聚丙烯短纤维。 心丙纶原料来源丰富,制造工艺简单、成本低廉。丙 纶具有许多优良的性能,可供服装、装饰及产业用 品使用,并在此三大领域内有广阔的前景。 我国近年丙纶获得了极大发展,目前产量已达百 万吨以上
v聚丙烯纤维在我国简称丙纶。 v1954年Ziegler和Natta发表了等规聚丙烯的制造专 利，即Ziegler-Natta催化剂，于l 957年意大利 Montefibre公司实现了聚丙烯纤维的工业化生产。 以后英国、美国相继开始生产等规聚丙烯短纤维。 v丙纶原料来源丰富，制造工艺简单、成本低廉。丙 纶具有许多优良的性能，可供服装、装饰及产业用 品使用，并在此三大领域内有广阔的前景。 v 我国近年丙纶获得了极大发展，目前产量已达百 万吨以上
第一节聚丙烯纤维的原料 ☆聚丙烯纤维的原料是等规聚丙烯,等规聚 丙烯是以丙烯为原料,用配位阴离子作催 化剂聚合而成的,下面简要介绍等规聚丙 烯的制造方法 冷一、等规聚丙烯的合成 等规聚丙烯的制造,理论上可使用配位 阴离子催化剂进行聚合反应,而在生产上 则有独自的聚合催化体系和制造工艺。如 表1
v聚丙烯纤维的原料是等规聚丙烯，等规聚 丙烯是以丙烯为原料，用配位阴离子作催 化剂聚合而成的，下面简要介绍等规聚丙 烯的制造方法 v一、等规聚丙烯的合成 v 等规聚丙烯的制造，理论上可使用配位 阴离子催化剂进行聚合反应，而在生产上 则有独自的聚合催化体系和制造工艺。如 表1
表4-1聚丙烯工艺路线对比 聚合方式 产品特点 工艺技术 催化体系 技术归属商 预聚合 均聚反应器 MFI 小环管双环管反应器 二醚作为给电子体的 反应器 Spheripol|第五代新型Z- BAsel(巴塞尔公司) 宽 宽 催化剂 小环管单串联环管反应 T/Zr为主体是一种 反应器 器+气相流化床反 Bostan特殊的Z-N催化剂 B(北方风属公宽 司) 应器 BCI系列 气相流化床反应 无 Unipol SHACTM系列 DOW购氏化学公较窄较窄 器 邻苯二甲酸酯作为给 无立式气相搅拌釜 Novolin电子体的第4代Z-N美国 Novolin技术较窄 较窄 催化剂PTK系列 公司 邻苯二甲酸酯作为给 无卧式气相搅拌釜 novena电子体的第4代z-NBP(英国石油公司)较窄 较窄 催化剂CD系列 本体搅拌釜十气 邻苯二甲酸酯作为给 无相流化床反应器 yol|电子体的第4代z-N 三井化学 催化剂 注Z-N催化剂:齐格勒纳塔催化剂
1.丙烯的聚合工艺 聚丙烯生产工艺按聚合类型可分为淤浆法、 溶液法、本体法、气相法和本体气相法组 合工艺5大类。近年来,气相和本体工艺的 比例逐年增加,界各地在建和新建的PP生 产装置将基本上采用气相工艺和本体工艺, 尤其是气相工艺的快速增加正挑战居世界第 位的 Spheripol工艺(本体气相法组合工 艺)
据NTH公司称,1997年以来,世界范围内 许可的PP新增产能的55%都是采用 Novolin气相工艺,今后气相工艺还将有 逐步增加的趋势。 ■目前,世界上气相法PP生产工艺主要有BP 公司的 novena工艺、智索公司的 Chisso 工艺、联碳公司的 Unipol工艺、BASF公 司的 Novolin工艺、住友化学公司的 Sumitomo工艺以及Base公司开发的 Spherizone工艺等
(1) Spherizone工艺 a Spherizone工艺采用的是 Basell公司开发 的多区循环反应器(MzcR)技术,是目前 世界上最新颖、最先进的聚丙烯生产工艺 其工艺流程如图1所示。 Spherizone工艺采用的特殊设计的环型反 应器由两个反应区组成,聚合物颗粒在多区 循环反应器的两个不同反应区之间循环。在 上升反应区,聚合物颗粒被单体气流以流态 化的形式向上带走。在反应器的顶部,聚合 物颗粒进入下降反应区,在重力作用下聚合 物颗粒沉降到反应器底部,然后又被送到上 升反应区,重复上述反应循环
Spherizone工艺的采用气相循环技术,采 用Mc系列zN催化剂,可生产出保持韧性 和加工性能同时又具有高结晶度和刚性的 更加均一的聚合物。它可在单一反应器中 制得高度均一的多单体树脂或双峰均聚物 目前该工艺在世界范围内总生产能力为三 百多万吨/,共有11套装置
排战气 低压洗爆塔 旋风分高器 收气 环气压缩机 丙 亮压洗涤塔 丙烯进料罐 内烯进料泵t 缓冲料仓 预接触 烷基铝 LS 旋风分高器 中 F器 魯 图4-1 Spheripol工艺流程 CW一冷凝介质(循环水)LS一高汽(低压)RW一冷冻水HW热媒