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摘 要：聚丙烯的生产工艺中一个重要工艺就是气相法，本文主要是分析气相法聚丙烯的生产工艺，包括Innovene 工艺、Horizone 工艺、Unipol 工艺、Novolen 工艺、Sumitomo 工艺、Spherizone 工艺，并对国内的生产现状进行分析探讨。
关键词：气相法；聚丙烯；工艺
1、不同气相法聚丙烯的生产工艺分析
1.1 Innovene 工艺
Innovene 工艺又名Ineos气相聚丙烯工艺，来源于Amoco-Chisso 聚丙烯工艺。该工艺的主要特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器。反应器为卧式圆柱形压力容器，在轴向设有搅拌器，理论上相当于3 台以上完全混合槽式反应器的效果。该反应器的主要特点是：①颗粒停留时间分布很窄，可以生产刚性和抗冲击性非常好的共聚物产品；②可以避免催化剂短路；③由于这种独特的反应器设计，该工艺的产品过渡时间短，产品切换容易，过渡产品少。
该工艺的另一特点是气锁系统。当物料从第一反应器输送到第二反应器时，气锁系统可避免两反应器互相窜流。尤其是生产共聚物时，两反应器的气相组成不同，如果发生窜流将严重影响产品质量，因此将两反应器隔离是关键。该工艺可以通过停止催化剂注入而快速平稳的停车，在遇到特殊情况时，可通过释放反应器压力在3 min 内停车，并在重新加压及注入催化剂后再次开车。由于独特的设计，该工艺在各种工艺中能耗和操作压力最低，其抗冲共聚产品橡胶项分布均匀，同样的乙烯含量的产品可以获得更高的抗冲击强度。
1.2 JPP Horizone 工艺
JPP 的 Horizone 同样是在Amoco-Chisso 聚丙烯工艺工艺技术基础上发展起来的，它与Innovene两者有很多相似之处，尤其是反应器的设计基本相同。Horizone工艺的反应条件也与Innovene 工艺相似。两种工艺的主要区别有两个方面：一是Horizone工艺两反应器上下垂直布置，第一反应器的出料直接靠重力流入气锁装置，然后用丙烯气压送入第二反应器。而Innovene 工艺的两个反应器平行水平布置，第一反应器的出料先送入高处的沉降器，分离出的聚合物粉料再靠重力进入气锁器，然后用丙烯气压送入第二反应器。
两者相比，Horizone工艺的设计要更简单，能耗更小；二是Horizone 气相法聚丙烯工艺采用THC-C 催化剂，该催化剂具有很高的活性和选择性，典型活性为25000～40000 g PP/g cat，但该催化剂需要预处理，用己烷配成浆液，加入少量丙烯进行预聚，否则产品中细粉增多，流动性降低，共聚反应器的操作困难。
1.3 Unipol 工艺
Unipol 工艺是将应用在聚乙烯生产中的流化床工艺移植到PP生产中的工艺。该工艺反应器为上部扩径的圆柱形立式压力容器。聚合反应热是靠反应器循环气冷却器的冷丙烯气体的显热除去。Unipol 工艺有许多独一无二的优势，其中最大的优势是其单线生产能力高。Unipol 工艺的显著特点有：①全流态化操作，反应器设计简单；②可以配合超冷凝态操作， 即所谓的超冷凝态气相流化床工艺（SCM），由于超冷凝操作能够最有效地移走反应热，能使反应器在体积不增加的情况下提高很大的生产能力，如通过将反应器内液相比例提高到45%，可使现有生产能力提高200%；③只用一台流化床主反应器就可生产均聚物、无规共聚物，可在较大操作范围内调节操作条件而使产品性能保持均一；④该工艺路线较短，对材质没有特殊要求，占地面积少，装置生产潜力很大，产品成本低，性能好。BOPP牌号是其特色产品。
1.4 Spherizone 工艺
Spherizone 工艺是目前世界上最新颖、最先进的聚丙烯生产工艺。采用的特殊设计的提升管式的多区 反应器（MZCR），该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。为了在下降反应区创造出与上升反应区不同的反应环境，在下降反应区顶部，聚合物床层底部设有阻隔区。该阻隔区是多区循环反应器的核心，因为它使单一反应器实现两个不同反应区的不同反应条件。但是该工艺撤热较慢，MZCR 下降反应区可能发生结块堵塞现象；MZCR由反应循环气冷却器通过须拿环冷却水一处反应热。该工艺由于特殊的反应器设计，特别适用于开发双峰或超宽分子量分布的产品。
2、我国气相法聚丙烯生产工艺应用现状
我国聚丙烯的工业生产始于20 世纪70 年代，经过三十多年的发展，目前已经基本上形成了溶剂法、间歇式液相本体法、液相本体-气相法、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。现在我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。
我国新建聚丙烯装置工艺技术发展的几个特点：一是气相法工艺多元化发展，引进了Innovene 工艺、Horizone 工艺、Unipol 工艺、Novolen 工艺以及Spherizone 工艺；二是在世界气相法聚丙烯工艺市场处于领先地位的Unipol 工艺在国内发展迅速；三是我国引进了目前世界上最新颖、最先进的Spherizone 工艺。
3、结 语
气相法聚丙烯生产工艺因其工艺流程简单、操作简易、生产灵活性好、单线生产能力大、安全性较高，设备投资较省而备受青睐。在今后相当长的一段时间，气相法工艺将得到快速发展并在世界聚丙烯新增产能中占有支配位置，未来研究工作的重点将集中在工业化技术的进一步改进完善、催化剂的改进、先进控制及预测模型的开发等方面，以提高单线生产能力和扩大产品范围和应用领域，降低成本，提高市场竞争力。
参考文献
[1]牛欣宇 Spherizone工艺技术研究现状[J] 工业催化 2014.2
关键词：气相法；聚丙烯；工艺
1、不同气相法聚丙烯的生产工艺分析
1.1 Innovene 工艺
Innovene 工艺又名Ineos气相聚丙烯工艺，来源于Amoco-Chisso 聚丙烯工艺。该工艺的主要特点是采用独特的接近活塞流的卧式搅拌床反应器。反应器为卧式圆柱形压力容器，在轴向设有搅拌器，理论上相当于3 台以上完全混合槽式反应器的效果。该反应器的主要特点是：①颗粒停留时间分布很窄，可以生产刚性和抗冲击性非常好的共聚物产品；②可以避免催化剂短路；③由于这种独特的反应器设计，该工艺的产品过渡时间短，产品切换容易，过渡产品少。
该工艺的另一特点是气锁系统。当物料从第一反应器输送到第二反应器时，气锁系统可避免两反应器互相窜流。尤其是生产共聚物时，两反应器的气相组成不同，如果发生窜流将严重影响产品质量，因此将两反应器隔离是关键。该工艺可以通过停止催化剂注入而快速平稳的停车，在遇到特殊情况时，可通过释放反应器压力在3 min 内停车，并在重新加压及注入催化剂后再次开车。由于独特的设计，该工艺在各种工艺中能耗和操作压力最低，其抗冲共聚产品橡胶项分布均匀，同样的乙烯含量的产品可以获得更高的抗冲击强度。
1.2 JPP Horizone 工艺
JPP 的 Horizone 同样是在Amoco-Chisso 聚丙烯工艺工艺技术基础上发展起来的，它与Innovene两者有很多相似之处，尤其是反应器的设计基本相同。Horizone工艺的反应条件也与Innovene 工艺相似。两种工艺的主要区别有两个方面：一是Horizone工艺两反应器上下垂直布置，第一反应器的出料直接靠重力流入气锁装置，然后用丙烯气压送入第二反应器。而Innovene 工艺的两个反应器平行水平布置，第一反应器的出料先送入高处的沉降器，分离出的聚合物粉料再靠重力进入气锁器，然后用丙烯气压送入第二反应器。
两者相比，Horizone工艺的设计要更简单，能耗更小；二是Horizone 气相法聚丙烯工艺采用THC-C 催化剂，该催化剂具有很高的活性和选择性，典型活性为25000～40000 g PP/g cat，但该催化剂需要预处理，用己烷配成浆液，加入少量丙烯进行预聚，否则产品中细粉增多，流动性降低，共聚反应器的操作困难。
1.3 Unipol 工艺
Unipol 工艺是将应用在聚乙烯生产中的流化床工艺移植到PP生产中的工艺。该工艺反应器为上部扩径的圆柱形立式压力容器。聚合反应热是靠反应器循环气冷却器的冷丙烯气体的显热除去。Unipol 工艺有许多独一无二的优势，其中最大的优势是其单线生产能力高。Unipol 工艺的显著特点有：①全流态化操作，反应器设计简单；②可以配合超冷凝态操作， 即所谓的超冷凝态气相流化床工艺（SCM），由于超冷凝操作能够最有效地移走反应热，能使反应器在体积不增加的情况下提高很大的生产能力，如通过将反应器内液相比例提高到45%，可使现有生产能力提高200%；③只用一台流化床主反应器就可生产均聚物、无规共聚物，可在较大操作范围内调节操作条件而使产品性能保持均一；④该工艺路线较短，对材质没有特殊要求，占地面积少，装置生产潜力很大，产品成本低，性能好。BOPP牌号是其特色产品。
1.4 Spherizone 工艺
Spherizone 工艺是目前世界上最新颖、最先进的聚丙烯生产工艺。采用的特殊设计的提升管式的多区 反应器（MZCR），该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。为了在下降反应区创造出与上升反应区不同的反应环境，在下降反应区顶部，聚合物床层底部设有阻隔区。该阻隔区是多区循环反应器的核心，因为它使单一反应器实现两个不同反应区的不同反应条件。但是该工艺撤热较慢，MZCR 下降反应区可能发生结块堵塞现象；MZCR由反应循环气冷却器通过须拿环冷却水一处反应热。该工艺由于特殊的反应器设计，特别适用于开发双峰或超宽分子量分布的产品。
2、我国气相法聚丙烯生产工艺应用现状
我国聚丙烯的工业生产始于20 世纪70 年代，经过三十多年的发展，目前已经基本上形成了溶剂法、间歇式液相本体法、液相本体-气相法、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。现在我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。
我国新建聚丙烯装置工艺技术发展的几个特点：一是气相法工艺多元化发展，引进了Innovene 工艺、Horizone 工艺、Unipol 工艺、Novolen 工艺以及Spherizone 工艺；二是在世界气相法聚丙烯工艺市场处于领先地位的Unipol 工艺在国内发展迅速；三是我国引进了目前世界上最新颖、最先进的Spherizone 工艺。
3、结 语
气相法聚丙烯生产工艺因其工艺流程简单、操作简易、生产灵活性好、单线生产能力大、安全性较高，设备投资较省而备受青睐。在今后相当长的一段时间，气相法工艺将得到快速发展并在世界聚丙烯新增产能中占有支配位置，未来研究工作的重点将集中在工业化技术的进一步改进完善、催化剂的改进、先进控制及预测模型的开发等方面，以提高单线生产能力和扩大产品范围和应用领域，降低成本，提高市场竞争力。
参考文献
[1]牛欣宇 Spherizone工艺技术研究现状[J] 工业催化 2014.2