的控制范围扩大，特别是因为它具有分子量分布窄的特点，使得以往用过氧化物进行流变控制的操作方法可以被取代，这可以降低成本，并避免由于过氧化物降解所产生的挥发物影响健康和安全。 1.5.2 PP产品性能的改进和提高
新工艺技术与新的催化剂体系相结合，使聚丙烯的分子量分布、挠曲模量、等规度，抗冲击等性能指标有了较明显的改善。这类树脂具有很高的结晶度和刚性，光泽度好，较大幅度地提高了均金山油化纤聚物、无规共聚物和抗冲共聚物产品的各项指标。 1.5.3 高刚性、高结晶度的产品
应用新型催化剂并结合新双峰技术生产的产品具有更宽的分子量分布和高的等规度，可将产品挠曲模量提高了45 ，而单独使用新催化剂和新双峰技术则可提高l3 和l0。 1.5.4 薄膜产品性能的改善
应用新型催化剂并结合新双峰技术[7]使产品的分子量变得更宽，生产的BOPP产品的拉伸性能得到了改善，使之更适应新型BOPP高速生产线的高速拉伸要求。均聚PP产品进一步改善了刚性，在用于芯层料时具有很大的优点，同时，耐热性能、光学性能以及薄膜表面泄出物也大大改观。由于使用了新型催化剂体系，产品的灰分大为降低，使生产电容薄膜成为可能。 1.5.5 纺粘纤维和熔喷纤维
采用新催化剂体系使其在纤维领域具有了新的优势，主要有以下优势： 1)能够生产很高MFR的产品(1700 dglrain)；
2)具有很窄的分子量分布，使纤维的加工性能大大提高(PJ：2．2～2．5)； 3)可以不使用过氧化物降解；
4)高流动性，适用于生产高速纺丝和细旦纺丝产品(速度>4500m／rain)； 5)高纯洁度。
1.5.6 无规共聚物
由于使用新催化荆体系的产品分子量分布窄，使热定型和吹塑产品的透明度提高，同时也改善了抗冲击性能。在吹膜、注膜、拉膜和热定型生产中，产品在透明度、光泽度、冲击性能、化学稳定性、水气阻隔性等方面都有了不同程度的改进，可部分替代PS、PET和PVC等等产品[8]。 1.5.7 抗冲击共聚产品
采用新催化剂体系改善了抗冲击共聚产品的刚性／抗冲击性的平衡，形成了又一种抗冲击共聚产品系列。由于新技术的采用给抗冲击共聚产品带来了以下几个明显的优点：
1)更高的坚挺度；
2)无论在室温下还是在低温下，其抗冲击性能均表现良好； 3)良好的抗变形能力； 4)更佳的尺寸稳定性；
5)在相同的刚性／抗冲击性能下可使MFR更高(更适合薄壁注塑)。
1.6 中国聚丙烯工业
中国聚丙烯的工业[9]生产始于20世纪70年代，经过30多年发展，已经基本上形成了溶剂法、液相本体-气相法、间歇式液相本体法、气相法等多种生产工艺并举，大中小型生产规模共存的生产格局。现在中国的大型聚丙烯生产装置以引进技术为主，中型和小型聚丙烯生产装置以国产化技术为主。
中国聚丙烯在以后几年里产量会有较大的增长，但生产仍然供不足需，中国已经成为全球最大的聚丙烯净进口国。但由于国内产量很快增长，进口依存度总体上呈下降趋势。中国聚丙烯未来几年内，表观消费量依然会保持较高增速，进口量将会增大，聚丙烯产业在中国的前景广阔。
1.7 展望
为了进一步发展聚丙烯生产技术，必须解决以下几个问题：
1．随着科技发展，对聚丙烯的需求量及品种将会进一步增加。因此，科研人员应开拓聚丙烯的新的应用范围，同时不断开发新品种。
2．由于催化剂的性能和质量是决定聚丙烯品种和质量的最关键的因素，因此，目前美、日、意和德等国家对催化剂的研究特别重视，并取得了很多成果。就活性而言，日本三井油化的HYHS-Ⅱ高效高立体定向催化剂的活性高达1 t聚丙烯／s钦，皆高于其他几家公司的催化剂。我国目前引进的几套大型聚丙烯装置都使用进1：l的催化剂。所以，加快研制国产的高活性催化剂是摆在我国科研人员面前的一项紧迫任务。
3．要增加聚丙烯品种，提高聚丙烯的质量，扩大应用范围，必须注重开发新型添加荆和改性剂。虽然在这方面已取得不少成果，但仍需继续努力。并要开发更多的新型艟化剂。
4．寻求不造粒新工艺。就造粒工序而言，耗电多，设备昂贵。若能开发出使粉片状聚丙烯存放期延长而不变质的新工艺，省掉造粒工序，则能大大降低成本，提高经济效益，为提高聚丙烯产量，增加品种，创造有利条件。
第二章 工艺流程设计
2.1 工艺原理
从中转罐区送来的丙烯需经过预精制、保安精制后才能成为精丙烯进入反应系统。
其中T001为固碱塔，脱除大量水和无机硫 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 2NaOH+H2S=Na2S+2H2O NaOH+nH2O=NaOH.nH2O
T002为分子筛塔，利用分子筛的吸附原理[10]，脱除微量的水，该塔可以再生。 T701为汽提塔，利用汽提塔的操作原理脱除丙烯中的轻组分，尤其是一氧化碳。 T702为脱硫塔，主要是脱除羰基硫。 COS+H2O=H2S+CO2 ZnO+H2S=ZnS+H2O
T703为3?分子筛塔，继续脱除微量的水。该塔可以再生。 T704为脱砷塔，主要是脱除砷化氢。 2AsH3+2CuO=2CuAs+2H2O+H2 2AsH3+Al2O3=2AlAs+3H2O
丙烯聚合的过程包括链引发、链增长、链转移和链终止。 ⑴ 链引发
[Cat]＋－－R＋CH2＝CH→[Cat]＋－－CH2－CH－R
∣ ∣ CH3 CH3 ⑵ 链增长
[Cat]＋-―CH2－CH－R＋nCH2＝CH→[Cat]＋-―CH2－CH(CH2－CH)nR ∣ ∣ ∣ ∣ CH3 CH3 CH3 CH3 ⑶ 链转移 ① 向单体转移
[Cat]＋－CH2－CH(CH2－CH)nR＋CH2＝CH→[Cat]＋-－CH2－CH2＋CH2=C(CH2－CH)nR ∣ ∣ ∣ ∣
∣ ∣ CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 ② 向氢气转移
[Cat]＋-―CH2－CH(CH2－CH)nR＋H2→[Cat]＋-―H+CH3－CH(CH2－CH)nR ∣ ∣ ∣ ∣ CH3 CH3 CH3 CH3 ③ 向烷基铝转移
[Cat]＋-－CH2－CH(CH2－CH)nR＋Al(C2H5)3→[Cat]＋-－C2H5+
∣ ∣ CH3 CH3
(C2H5)2Al－CH3－CH(CH2－CH)nR
∣ ∣ CH3 CH3
④ 链终止
[Cat]＋――CH2－CH－(CH 2－CH)－nR→[Cat]＋――H＋CH2＝C－(CH2－CH)－nR ∣ ∣ ∣ ∣
CH3 CH3 CH3 CH3
2.2 催化剂的选定
配合Spheripol工艺，选择第四代超高活性的CS-Ⅱ型和DQ-型球型催化剂[3]。球型催化剂可以控制聚丙烯粒子的形态，具有反应器颗粒技术的特点，有利于生产高性能的聚丙烯。同时“反应器颗粒技术”可以免除造粒过程，所以在提高了反应效率的同时，又大大的降低了生产成本。
2.3 生产工艺的选定
在综述中对聚丙烯的生产工艺已经做了详细的比较，在这里选择Spheripol工艺。该技术自1982年首次工业化以来，是迄今为止最成功、应用最为广泛的聚丙烯生产工艺。Spheripol工艺是一种液相预聚合同液相均聚和气相共聚相结合的聚合工艺，工艺采用高效催化剂(Spheripol工艺一开始使用GF-2A、FT-4S、UCD-104等高效催化剂，催化剂活性达到40kgPP/gcat，产品等规度为90%-99%，可不脱灰、不脱无规物)，生成的PP
粉料粒度呈圆球形，颗粒大而均匀，分布可以调节，既可宽又可窄，可以生产全范围、多用途的各种产品。预聚合反应是在均聚反应之前先将催化剂组分同少量丙烯预先进行聚合反应，以保护催化剂和聚合产品的颗粒度。预聚合是液相聚合，采用一组由两根管组成的环管反应器。均聚反应也是液相聚合，一般都采用两组串连的环管反应器，每组反应器由四根管子组成。目前改进的Spheripol工艺的环管反应器由一组环管组成，通过对立管根数及其直径的不同设计来适应不同的处理能力，反应热通过环管外壁夹套内循环流动的水来撤除。嵌段共聚反应则采用气相法，反应器是一个或两个串联的密相流化床反应器。该工艺采用独特的环管式反应器，具有单位体积传热面积大，总传热系数高，单程转化率高、流速快、混合好、不会在聚合区形成塑化块、产品切换牌号的时间短等优点，而且结构简单，材质采用低温碳钢即可。环管反应器则是利用轴流泵使浆液高速循环，通过夹套冷却撤热，由于传热面积大，撤热效果好，因此其单位反应器体积产率高，能耗低。Spheripol工艺经济性好，原料和公用工程消耗低，人工费和三废处理等费用也少，生产成本较低，因此Spheripol工艺成为当今世界最为先进和流行的PP生产工艺之一。
表2-1 几种聚丙烯工艺对比
工艺名称
工艺特点
1.丙烯单体溶解在惰性液相溶剂中（如己烷中），在催化剂作用下进行溶剂聚合，聚合物以固体颗粒状态悬浮在溶剂中，采用釜式搅拌反应器； 2.有脱灰、脱无规物和溶剂回收工序，流程长，较复杂，装置投资大，能耗高，但生产易控制，产品质量好；
3.以离心过滤方法分离聚丙烯颗粒，再经气流沸腾干燥和挤压造粒； 1.使用高沸点自链烃作溶剂，在高于聚丙烯熔点的温度下操作，所得聚合物全部融解在溶剂中呈均相分布；
2.高温气提方法蒸发脱除溶剂得熔融聚丙烯，再挤出造粒得粒料产品； 3.方法工艺流程复杂，且成本较高，聚合温度高，采用特殊的高温催化剂使产品应用范围有限;
气相法 液相本体法（含液相气相组合式）
1.系统不引入溶剂，丙烯单体以气相状态在反应器中进行气相本体聚合； 2.流程简短，设备少、生产安全、生产成本低；
3.聚合反应器有流化床、立式搅拌床及卧式搅拌床等； 1.系统中不加溶剂，丙烯在反应器中进行液相本体聚合，乙烯丙烯在流化床反应器中进行气相共聚；
2.流程简单、设备少、投资省、动力消耗及生产成本低； 3.均聚采用釜式搅拌反应器，或环管反应器，无规共聚和嵌段共聚在搅拌式流化床中进行；
淤浆法
工艺
溶液法工艺