李红双
天津渤化化工发展有限公司，天津 300450
本文对比了Unipol聚丙烯和Novolene聚丙烯工艺的优缺点，结合实际生产经验总结了两种工艺开车过程中的难点及应对措施，对装置顺利开车具有重要意义，同时也对同类装置长周期稳定运行具有借鉴意义。
In this paper, the advantages and disadvantages of UNIPOL polypropylene and Novolene polypropylene were compared, and the difficulties and countermeasures in the start-up process of the two processes were summarized based on the production experience. It is of great significance for the smooth start-up of the device, and also has reference significance for the long-term stable operation of similar devices.
关键词：Unipol 聚丙烯 Novolene 开车
Key Word：Unipol Polypropylene Novolene start-up
1 概述
聚丙烯(PP)作为五大通用塑料之一具有优良物理机械性能和加工性等优点。因此，聚丙烯工业得到了快速发展，其新材料层出不穷，是当今最具发展前途的热塑性塑料之一[1]。目前世界上聚丙烯生产工艺比较多，主要以气相法和液相法为主。气相法工艺主要有Dow化学公司的Unipol气相流化床工艺、英力士公司innovene工艺、日本JPP工艺以及鲁姆斯公司Novolene工艺技术，液相法工艺主要有巴塞尔公司的spheripol环管工艺、spherizone多区工艺、中石化ST工艺为主。聚丙烯生产工艺众多但是都比较复杂，文中通过对比Unipol聚丙烯和Novolene聚丙烯工艺技术，探究开车难点及控制措施，对聚丙烯生产具有重要的现实意义。
2 工艺技术对比
2.1 Unipol聚丙烯工艺简述
气相流化床聚丙烯主要包括原料精制单元、反应单元、回收单元、挤压造粒单元以及粒料输送系统组成，本工艺核心技术主要是由流化床反应器、循环气压缩机以及循环气冷却器组成。丙烯单体进入流化床反应器，在催化剂的引发作用下生成聚丙烯粉料，聚合反应热主要通过循环气带出进入循环气冷却器通过循环水撤出，循环气压缩机用来提供动力带动聚丙烯粉料树脂流化。连续反应产生的粉料通过PDS出料系统排出送入脱气仓进行处理，在脱气仓中脱除烃类气体，粉料通过重力流进入挤压机进行造粒。
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2.2 Novelene聚丙烯工艺简述
Novolene聚丙烯也是典型的气相法工艺，单体进入立式搅拌反应器进行聚合，聚合反应热主要通过液相丙烯汽化相变吸热，循环气通过循环气压缩机被抽出，通过循环气冷却器冷却重新进入反应器循环聚合。连续反应产生的粉料通过压差排放至出料罐，通过闪蒸回收被粉料携带出的烃类气体，通过粉料输送风机送至粉料仓然后进行造粒。
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3 优缺点比较
3.1 反应器优缺点比较
Unipol聚丙烯反应器采用流化床反应器，在反应器底部设置有分布板，循环气通过分布板后带动粉料流化，在聚合反应器内形成上下两个大的环流进行树脂返混，通过流化使反应热量分散从而保证生产稳定运行，反应器体积较大，为了保证树脂流化效果因此生产的粉料树脂堆积密度较低。循环气中携带的细粉会被带到循环气冷却器和分布板造成堵塞，故此工艺要严格控制循环气气速，避免过多的粉末夹带造成聚合单元停车。
Novolene聚丙烯工艺采用立式搅拌反应器，搅拌器采用阿基米德螺带式搅拌器，能够很好的返混聚丙烯粉料，反应器体积较小，因搅拌器的设置反应器热量更容易撤出，避免产生局部热点造成结块，此工艺反应热量撤除主要通过新鲜液相丙烯进料汽化吸热，此工艺生产的聚丙烯粉料树脂堆积密度较高。因反应器较小，循环气中含有粉料较多，因此在循环气循环前设置旋风分离器进行粉料分离后重新送回反应器，因反应器较小需对循环丙烯进料量应进行严格控制，防止反应温度波动较大，因搅拌器的设置聚合反应温度较气相流化床工艺高，其他聚合条件相同时聚合反应温度升高可提高聚合粉料的聚合度。
3.2 粉料出料系统比较
气相流化床聚丙烯设置四套PDS出料系统和两套RTS转移系统，PDS出料系统在出料过程中进行压力之间的相互平衡可大大降低烃类气体的携带，而Novolene工艺则是采用高频阀频繁开关连续出料，此出料系统携带的烃类气体较多，因此本工艺较Unipol工艺回收系统复杂，从而增加了生产过程中的能耗。而气相流化床工艺因PDS出料系统的设置使用的频次阀数量较多，又增加了设备的投入。
3.3 粉料系统处理比较
气相流化床工艺通过PDS排放的粉料进入脱气仓进行烃类气体脱除和烷基铝水解，脱气仓的设计通过闪蒸脱除烃类气体，因粉料在脱气仓中停留时间较长，三乙基铝水解效果较好。而Novolene聚丙烯工艺通过压差排料至出料罐后经过闪蒸脱除大量的烃类气体，但是粉料中仍然带有少量的烃类气体，故粉料还需进入净化仓进行进一步脱除，因本工艺粉料停留时间较短，过在排放仓和净化仓中均设置有搅拌器增加脱气效果，但是三乙基铝水解效果较差，故本工艺在后续的造粒阶段需要在挤压机中注水进一步进行水解，从而保证产品质量。
4 开车难点对比
4.1 Unipol聚丙烯开车难点
（1）气相流化床聚丙烯因反应体积较大，反应器建立气相组分后总杂质较多，催化剂注入前流动置换时间较长。
（2）反应器通过流化撤热，反应引发过程中对反应温度控制比较严格，特别容易在反应器器壁上结片造成出料系统堵塞，开车过程中应严格控制反应器壁温。
（3）反应开车前要加入足够的种子床粉料，若种子床粉料加入量不足在反应引发后需要积攒料位，这就导致长时间PDS无法出料，造成催化剂毒物在反应器内累计，从而造成催化剂失活，若种子床加入过多，则反应过程中循环气中粉末夹带过多容易造成分布板堵塞。
（4）流化床反应器为了提高反应负荷可以进入冷凝模式操作，在进入冷凝模式过程中应快速完成，切记在露点温度下操作，从而造成结块造成停车。
4.2 Novolene聚丙烯开车难点
（1）本工艺催化剂采用现场配置，因此配置前系统置换过程尤为重要，系统置换不彻底或者配置过程中控制不严格会造成催化剂失活，开车过程中无法引发反应。
（2）聚合反应热是通过丙烯汽化撤出反应热，应严格控制新鲜丙烯进料，缓慢调整反应器顶部喷淋丙烯，避免造成聚合反应温度波动。
（3）聚合引发过程中催化剂分散性不好、反应器内粉料静电较大以及反应器进料分布不均匀均会造成反应器内结块，从而造成插底出料管线频繁堵塞，造成聚合反应停车。
（4）循环气中携带的细粉较多，因此循环气旋风分离器底部喷射器的堵塞问题是聚合稳定运行的关键，在开车过程中喷射器经常堵塞，可以通过在管线外壁上增加温度监测的方式进行连续监测[2]，当温度降低时通过现场敲击喷射器或者是反顶的方式进行处理。
（5）挤压机开车时因脱盐水，在挤压过程中产生的水蒸汽会造成粒料产生气泡造成粒料产品质量不合格，而脱盐水加入量不够又会造成水解不完全造成粒料树脂发灰，因此在挤压机开车过程中通过粉料下料量按比例严格控制脱盐水加入量。
（6）粉料中产生的小块料和片料容易使旋转下料阀卡停，可以通过增加旋转阀电机功率或者增加反转的方式进行避免，也可以增加粉料振动筛来彻底解决此问题，归根结底还是应该加强反应控制减少块料的产生。
5 结语
国内Unipol聚丙烯工艺生产装置较多，国内总结出的开车经验较多，Novolen 聚丙烯工艺引入国内的时间较短，开车初期装置出现了不少问题，没有完全发挥出该工艺开
停车方便，聚合结块易处理和产品范围宽的优势。结合多年两种工艺生产经验，系统总结了开车过程可能遇到的问题及解决措施，文章对聚丙烯装置开车具有现实意义。
参考文献：
[1] 周中玉，潘永康，唐颂超，等.增速增韧聚丙烯的制备及其性能研究[J].中国塑料，2010,24（11）：35-38.
[2] 唐建兵，殷志宝.Novolene聚丙烯装置运行常见故障分析及处理措施[J].广东化工，2019,46（19）：160-161