國(guó)內(nèi)聚丙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)現(xiàn)狀及市場(chǎng)分析

  聚丙烯材料的加工和力學(xué)性能相對(duì)比較突出，其在注塑、擠管、吹膜、涂覆、噴絲和改性工程塑料領(lǐng)域，應(yīng)用相對(duì)較多。隨著我國(guó)包裝、電子和汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，工業(yè)發(fā)展不斷提速，對(duì)聚丙烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求不斷提升，有必要對(duì)相關(guān)工藝技術(shù)進(jìn)行深入的研究。

  1  生產(chǎn)工藝技術(shù)現(xiàn)狀

  （1）Innovene工藝。該工藝在實(shí)際應(yīng)用過程中，在對(duì)接近活塞流的攪拌床反應(yīng)器使用過程中，直接使用到了擋板裝置，其具有接近水平狀態(tài)的攪拌器，攪拌器葉片與攪拌軸呈45的夾角。在反應(yīng)器當(dāng)中，具有較多的氣相和液相進(jìn)料點(diǎn)，催化劑、液體丙烯和氣體能夠直接從進(jìn)料點(diǎn)加入其中。在該反應(yīng)器實(shí)際使用過程中，相當(dāng)于對(duì)三個(gè)攪拌釜反應(yīng)器串聯(lián)進(jìn)行使用，反應(yīng)過程中對(duì)過渡料的消耗較少。由于該工藝采用了氣鎖系統(tǒng)，可以直接通過停止催化劑來平穩(wěn)停車，并在注入催化劑之后再次開車。由于其設(shè)計(jì)相對(duì)比較獨(dú)特，工藝應(yīng)用中的能耗和操作壓力較低，但乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)并不是非常高，很難獲得高抗沖牌號(hào)的產(chǎn)品。在該工藝實(shí)際應(yīng)用過程中，熔體可以在比較寬泛的范圍內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)，一般情況下可以達(dá)到0.5~100g/10min，產(chǎn)品的韌性也相對(duì)較強(qiáng)，在國(guó)內(nèi)燕山石化公司、揚(yáng)子石化公司都有著較多的應(yīng)用[1]。

  （2）Novolen工藝。該工藝采用了獨(dú)特的雙螺帶攪拌立式反應(yīng)器，反應(yīng)器當(dāng)中氣固兩相分布相對(duì)比較均勻，其中的聚合反應(yīng)熱可以直接通過液態(tài)丙烯氣化析出。在均聚和共聚的過程中，都可以直接通過共聚反應(yīng)器來產(chǎn)生均聚物，能夠在很大程度上提升均聚物的產(chǎn)量，并采用了反應(yīng)器串聯(lián)的形式。該工藝在生產(chǎn)均聚物、無(wú)規(guī)共聚物、抗沖共聚物的過程中，效果較為突出。工業(yè)化PP均聚物的MFR范圍可以保持在0.2~100g/min，乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以保持在12%左右，可以在80℃的環(huán)境中進(jìn)行生產(chǎn)。當(dāng)前，該工藝在福建煉化廠、津西石化投產(chǎn)應(yīng)用[2]。

  （3）Unipol工藝。在該工藝實(shí)際應(yīng)用過程中，其采用了圓柱形立式壓力容器，可以直接配合超冷凝態(tài)進(jìn)行操作。該工藝能夠有效帶走各種反應(yīng)熱，能夠在反應(yīng)器體積不增大的情況下，提升生產(chǎn)產(chǎn)量，能夠?qū)⒎磻?yīng)器當(dāng)中液相比例提升到45%左右，提升生產(chǎn)能力2倍以上。在一臺(tái)沸騰床反應(yīng)器當(dāng)中，就可以實(shí)現(xiàn)均聚物、無(wú)規(guī)共聚物的生產(chǎn)，能夠在很大范圍內(nèi)保證產(chǎn)品的性能。該工藝路線較短，對(duì)材質(zhì)沒有特殊的要求，裝置的生產(chǎn)潛力較大，工藝性能好，產(chǎn)品具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。Unipol工藝的工業(yè)化生產(chǎn)均聚物的MFR可以保持在0.5~100g/10min。Unipol工藝生產(chǎn)的抗沖共聚物中乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以保持在21%左右。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)撫順石化公司、大唐內(nèi)蒙古多倫煤化工有限公司、四川石化公司都是采用該工藝進(jìn)行生產(chǎn)[3]。

  （4）Horizone工藝。工藝是以Innovene工藝為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，生產(chǎn)原理比較類似，反應(yīng)器的構(gòu)造也基本一致。在實(shí)際工藝應(yīng)用過程中，需要對(duì)反應(yīng)器采用垂直布置的形式，將反應(yīng)器的出料直接依靠重力導(dǎo)入到氣鎖裝置當(dāng)中，之后被送入到第二反應(yīng)器之中。工藝所需的兩個(gè)反應(yīng)器采用的是水平布置形式，第一反應(yīng)器的出料會(huì)首先被送入到沉降器當(dāng)中，聚合物粉料在重力的作用下，會(huì)直接進(jìn)入到氣鎖器當(dāng)中，然后通過丙烯氣壓直接輸送到第二反應(yīng)器當(dāng)中。該工藝設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，反應(yīng)裝置的使用也相對(duì)較少。對(duì)于工藝所使用的催化劑需要提前進(jìn)行處理，并使用乙烷來完成漿液的處理，并需要加入一定比例的聚丙烯來開展預(yù)聚處理，否則在實(shí)際生產(chǎn)過程中，容易導(dǎo)致細(xì)粉過多情況的發(fā)生，對(duì)產(chǎn)品自身流動(dòng)性會(huì)造成非常不良的影響，反應(yīng)器后期操作中容易出現(xiàn)較多的問題。

  （5）Spheripol工藝。該工藝在實(shí)際生產(chǎn)過程中，采用了比較先進(jìn)的液相本體-氣相組合工藝，反應(yīng)過程中還使用了液相環(huán)管反應(yīng)器。該工藝根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)類型的不同，可以直接分為一環(huán)、二環(huán)、二環(huán)二氣聚合反應(yīng)類型。Spheripol二代工藝采用了第四代催化劑體系，預(yù)聚合和聚合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)壓力等級(jí)相對(duì)較高，新牌號(hào)的性能更好，非常適合在形態(tài)、等規(guī)度和相對(duì)分子量的控ph。eripol工藝產(chǎn)品的范圍較為寬泛，其MFR可以保持在0.1~2000g/10min，可以生產(chǎn)pp均聚物、無(wú)規(guī)共聚物等，橡膠質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以保持在50%左右。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)上海石化公司、蘭州石化公司都是采用該工藝來生產(chǎn)產(chǎn)品。

  （6）Spherzone工藝。該工藝是在SpherizoneI工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，需要使用單一多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器，其屬于一種相聚合反應(yīng)的一種。在多區(qū)循環(huán)反應(yīng)器當(dāng)中，其結(jié)構(gòu)可以分為上升段和下降段，聚合物粒子需要在兩段結(jié)構(gòu)中多次循環(huán)，才可以完成生產(chǎn)。上升段聚合物粒子在循環(huán)氣體的作用下，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成氣化，從而更加迅速進(jìn)入到旋風(fēng)分離器當(dāng)中，并在其中完成氣固的分離。通過對(duì)阻隔區(qū)域合理進(jìn)行設(shè)置，能夠讓氣體和聚合物粒子有效分離出來，并通過上段到下段的運(yùn)行，從而完成一次工作循環(huán)。該工藝生產(chǎn)條件相對(duì)比較特殊，工藝應(yīng)用范圍也相對(duì)廣泛，能夠直接實(shí)現(xiàn)雙峰產(chǎn)品的生產(chǎn)，加工樹脂性能非常優(yōu)良，具有很大的加工性能。通過該工藝生產(chǎn)的共聚單體具有較好的光學(xué)、力學(xué)性能。該工藝目前在我國(guó)天津石化公司、大慶煉化公司都有著不錯(cuò)的應(yīng)用。

  （7）中石化環(huán)管工藝。該工藝在借鑒吸收先進(jìn)技術(shù)上發(fā)展起來的。該工藝技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中，直接使用了我國(guó)專門生產(chǎn)的Z-N催化劑，在生產(chǎn)均聚PP產(chǎn)品中有著較多的應(yīng)用。我國(guó)化工行業(yè)相關(guān)單位在該工藝基礎(chǔ)上，發(fā)展出來了第二代環(huán)管PP成套工藝技術(shù)，不僅能夠在雙峰產(chǎn)品生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用，還可以生產(chǎn)性能更強(qiáng)的抗沖擊共聚物，該技術(shù)與第一代技術(shù)相比，技術(shù)已經(jīng)得到了非常大的改進(jìn)，對(duì)其中催化劑預(yù)聚合系統(tǒng)的改進(jìn)最多，能夠有效減少聚合物當(dāng)中的細(xì)粉，還專門研制出了雙管高壓聚合系統(tǒng)，在生產(chǎn)分子量寬泛的雙峰PP產(chǎn)品和高熔融指數(shù)產(chǎn)品中，發(fā)揮出了獨(dú)特的效果。該工藝的應(yīng)用是建立在自主開發(fā)催化劑、非對(duì)稱外給電子體技術(shù)和丙丁兩元無(wú)規(guī)共聚技術(shù)基礎(chǔ)上的，能夠用于均聚、乙丙無(wú)規(guī)共聚、丙丁無(wú)規(guī)共聚和抗沖擊共聚PP等。

  2  市場(chǎng)分析

  我國(guó)PP生產(chǎn)裝置在中國(guó)石油和中國(guó)石化公司有著相對(duì)較多的應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)預(yù)計(jì)顯示，在2022年前后，中國(guó)石油和中國(guó)石化的PP產(chǎn)能可以達(dá)到2000萬(wàn)噸，能夠占到國(guó)內(nèi)總產(chǎn)能的60%左右。為了滿足市場(chǎng)供應(yīng)的要求，我國(guó)新投產(chǎn)的PP項(xiàng)目數(shù)量持續(xù)增加，很多煤化工生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)改變了過去生產(chǎn)全部依靠石化企業(yè)的格局。其中以煤和甲醇為原料生產(chǎn)PP的企業(yè)包括包頭煤化工公司、寧化煤化工公司、大唐國(guó)際多倫煤化工公司、寧波富德能源公司等。

  通過對(duì)國(guó)內(nèi)外PP消費(fèi)結(jié)構(gòu)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，我國(guó)對(duì)PP的消費(fèi)情況與歐美國(guó)家還存在較大的差別。對(duì)于歐美等國(guó)家，其最大的聚丙烯消費(fèi)市場(chǎng)是注塑產(chǎn)品消費(fèi)品市場(chǎng)，消費(fèi)量可以占到總消費(fèi)量的50%左右，另外就是薄膜市場(chǎng)，其可以占到市場(chǎng)總量的20%左右，拉絲消費(fèi)領(lǐng)域消費(fèi)量相對(duì)較低，通常在10%以下。