郭宫杉
中国石油广东石化分公司 广东 揭阳 515200
摘要：催化剂在现代化学工业中具有极高的地位。催化剂的深度应用，有利于实现经济与环境的协调发展。为深度探究催化剂在气相法聚丙烯生产中的应用，以模拟实验的方式，对比国产催化剂与进口催化剂的聚合适应性与性能。结果表示：国产催化剂的聚合活性较高、聚合性能好、细粉少等特点；通过催化剂的科学应用，聚丙烯粉料粒径分布窄，聚丙烯聚合物质量高。综合而言，在气相法聚丙烯生产中，科学、合理应用催化剂，有利于提高聚丙烯聚合物的生产效率与质量。
关键词：催化剂；气相法；聚丙烯；应用
引 言：当前，聚丙烯催化剂快速发展，并不断提高催化剂的活性，且生产聚丙烯的气相法工艺逐渐完善[1]。而催化剂的发展对聚丙烯生产工艺及技术的提升具有促进作用。为进一步探究催化剂在气相法聚丙烯生产中的应用，通过模拟实验，对国产催化剂和进口催化剂进行综合性对比与分析，以期为催化剂的更新与发展，及聚丙烯生产工艺技术的优化奠定坚实基础。
1.模拟实验
1.1实验装置及原料
本实验采用气相法聚丙烯生产技术，装置的组成为：聚合单元、包装单元和造粒单元。本实验的原料：丙烯、氢气、乙烯、国产催化剂、进口催化剂。
1.2实验操作
采用两种催化剂主要是因为不同的催化剂会导致聚丙烯产品的外观有所不同[1，3-5]。为对两种催化剂进行对比，以10t/h为标准，对两种催化剂进行部分参数调整，如表1所示。
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2.催化剂的应用
2.1原料加入量
在添加一定量催化剂后，若环管内丙烯进料量逐渐增加，则聚合生成物减少，进而降低丙烯转化率、浆料浓度；若环管内丙烯进料量逐渐减少，则会延长催化剂的停留时间，进而增加聚合物，提高丙烯转化率、浆料浓度[1-3]。因此，在聚丙烯生产过程中，环管丙烯进料量与界区丙烯进料量比为1.75，浆料密度为565kg/m3。
2.2主催化剂加入量
当丙烯进料量一定量时，增加主催化剂，进而提高环管反应器的催化剂浓度，以增加聚合生成物的量，并提高丙烯转化率，进而增加聚合反应的热量[2-4]。若主催化剂加入量过多，则无法及时释放出反应热量，导致聚合反应加剧，最终使环管爆聚[1-4]。因此，在10t/h的标准下，国产催化剂的添加量应控制在426g/h，进口催化剂的添加量应控制在374g/h。
2.3助催化剂加入量
助催化剂是本身不具有活性或活性很小，且可以改变催化剂的部分性质的物质，对改善催化剂的活性、选择性、抗毒性或稳定性具有积极作用[3-5]。本模拟实验过程中，对助催化剂加入量进行有效控制，保证其与主催化剂构成活性中心的需求能够得到有效满足，进而消除原料中的有害杂质[1，3]。若原料杂质含量高，则主催化剂的加入量也需要增加，但需要对其加入量进行控制，避免出现熔体流动速率过快或灰分增加等问题。
2.4无规共聚物生产
为保障催化剂具有良好的反应活性，要以消耗量、聚合物产生量的相关关系为基础，对催化剂的实际活性进行综合性计算。通过对生产数据的统计，结果显示，共聚物生产过程中的催化剂平均活性为33.69kg/g，表示催化剂反映活性较高。同时，国内催化剂生产聚合物的粉料灰分较国外低，则其粉料灰分质量要控制在20μg/g内[1，4]。
表2为不同催化剂粒径分布数据表，表3为国产催化剂生产的共聚物（无规）。通过表2分析，可知：国产催化剂在聚丙烯生产过程中，降低了255μm粒径比以下的细分量，且聚合物颗粒的形态要优于国外催化剂生产的聚合物形态[2,4-5]。通过表3分析，可知：当催化剂生产聚合物的质量达到优等标准时，则该催化剂满足生产质量要求。
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结 论：通过实验分析，发现国产催化剂下生产的聚丙烯产品质量更高，所以在气相法聚丙烯生产过程中，应用国产催化剂。同时，国产催化剂与国外催化剂的应用条件基本相同，通过实验分析，国产催化剂具有活性高、聚合性能好、细粉少等特点。另外，国产与国外催化剂的微观结构一致，因此在宏观性能相同的条件下，可以深化应用国产催化剂。
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