Unipol聚丙烯工藝細(xì)粉的危害及改善措施

Unipol聚丙烯工藝細(xì)粉的危害及改善

措施針對國產(chǎn)催化劑在使用過程中出現(xiàn)細(xì)粉含量高的問題，分析了粉料細(xì)粉的危害，對出現(xiàn)細(xì)粉的原因進行了分析，并提出了改善措施，同時提出在Unipol聚丙烯工藝細(xì)粉含量達到一定程度進行置換細(xì)粉的方法。關(guān)鍵詞：細(xì)粉催化劑飛溫隨著國內(nèi)聚烯烴產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，催化劑的國產(chǎn)化、產(chǎn)品差異化高端化已成為趨勢，特別是性能優(yōu)異、附加值高的催化劑得到前所未有的重視。在Unipol工藝聚丙烯上催化劑已實現(xiàn)國產(chǎn)化，國產(chǎn)催化劑不僅價格低，在部分性能上也達到或超過了國外同類產(chǎn)品。但在生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)了聚合物粒徑分布不理想及細(xì)粉含量高的問題，這也是Unipol工藝聚丙烯裝置上普遍存在的共性問題，給生產(chǎn)和產(chǎn)品性能帶來一定的影響。本文探討了細(xì)粉含量高對生產(chǎn)及產(chǎn)品的影響，對細(xì)粉產(chǎn)生的原因進行了分析,并提出實際解決辦法。1.細(xì)粉在實際生產(chǎn)中的的危害案列一：中煤陜西公司2020年11月出現(xiàn)一次反應(yīng)在正常運行情況，在1分鐘造成反應(yīng)突然飛溫，壁溫快速波動，后經(jīng)各種參數(shù)對比分析，判斷為反應(yīng)器內(nèi)細(xì)粉含量過高，致使大量細(xì)粉吸壁脫落，干擾流化，造成反應(yīng)飛溫。圖一：反應(yīng)器壁溫曲線圖二：粉料粒徑分布聚合物中的細(xì)粉或超細(xì)粉會改變聚丙烯分子間的受力狀況，對產(chǎn)品的抗沖擊強度，模量等帶來不良影響，使產(chǎn)品的使用性能下降。聚合物細(xì)粉易黏附在反應(yīng)器內(nèi)壁、分布板、E4002上，導(dǎo)致分布板和換熱器逐漸堵塞導(dǎo)致運行周期縮短。聚合物細(xì)粉在脫氣倉濾袋上積累，造成濾袋更換周期變短，部分超細(xì)粉隨著上升氣流穿過頂部保護過濾器，進入回收壓縮壓縮機，吸附在壓縮機的閥片上，影響壓縮機運行。過多的細(xì)粉含量會產(chǎn)生大量靜電，造成反應(yīng)器結(jié)片停車。三、細(xì)粉產(chǎn)生的原因催化劑粒徑普遍認(rèn)為，聚合物顆粒的形成是催化劑粒子的復(fù)制和放大過程，因此催化劑本身的粒徑分布對產(chǎn)品的粒徑分布有很大影響，也就是說催化劑的細(xì)粉多，其產(chǎn)品的細(xì)粉就多。催化劑的載體強度丙烯與催化劑活性中心結(jié)合后，聚丙烯鏈不斷增長，導(dǎo)致催化劑顆粒內(nèi)部不斷擴張，催化劑顆粒破裂，釋放出更多的活性中心加速聚合反應(yīng)。但是如果催化劑載體機械強度不足，在催化劑破裂過程中可能會造成崩裂破碎，產(chǎn)生大量的催化劑細(xì)顆粒。助催化劑用量使用催化劑時，需要使用三乙基鋁作為助催化劑，助催化劑的作用有兩個：除去系統(tǒng)中的雜質(zhì)和激活催化劑生成活性中心。助催化劑的用量不是越多催化劑活性越好，而是存在最佳值。反應(yīng)系統(tǒng)中Al/Ti摩爾比的控制，不僅影響了催化劑的收率，同時對聚丙烯的粒徑分布也產(chǎn)生一定影響。（4） 粉料停留時間，聚丙烯顆粒粒徑分布與停留時間密切相關(guān)，停留時間越長，細(xì)粉越高。（5） H2的影響2H2除了可以用來調(diào)控聚合產(chǎn)物的分子量及其分布外，還對催化劑的活性有重要的影響。氫氣對催化劑的活性有很強的抑制作用，聚合反應(yīng)中加入的氫氣越多，活性中心轉(zhuǎn)變成沒有聚合活性的休眠體越多，從而使催化劑的活性大幅降低，產(chǎn)生大量細(xì)粉。（6）原料純度原料中的H20、CO、NH3等雜質(zhì)是很強的毒物，能取代丙烯與催化劑活性中心反應(yīng)，阻止了催化劑與丙烯的進一步絡(luò)合，降低甚至消除催化劑聚合活性。因此原料中雜質(zhì)含量超出規(guī)格，而精制系統(tǒng)又不能全部清除，則會產(chǎn)生大量的聚丙烯細(xì)粉。1.實際生產(chǎn)的控制措施（1）針對案列一中細(xì)粉含量高達10%以上造成的反應(yīng)失控，中煤陜西公司采取1.5-2個月期間切入進口催化劑，對反應(yīng)器內(nèi)部的細(xì)粉進行置換，使系統(tǒng)可以長周期運行。（2）催化劑制備完成后，其聚合的產(chǎn)物性能基本上已經(jīng)確定，催化劑的使用條件對最終產(chǎn)品的性能影響不是非常顯著。因此從根本上解決聚丙烯產(chǎn)品的細(xì)粉含量關(guān)鍵在于催化劑的研發(fā)制備，聚合工藝條件的調(diào)整只能是對聚合物細(xì)粉含量在現(xiàn)有催化劑體系下的改善。（3）提高操作人員操控水平，加強工藝紀(jì)律管理，最大限度減少因工藝控制偏差引起細(xì)粉含量增加。（4）生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格控制丙烯及其他原料的純度，實時監(jiān)測原料中的雜質(zhì)含量，防止原料中雜質(zhì)含量超出規(guī)格使催化劑中毒形成細(xì)粉。其次，精制器內(nèi)的分子篩使用一段時間后會達到飽和狀態(tài)，需要進行再生使其恢復(fù)脫除雜質(zhì)的能力。參考文獻張杰?環(huán)管聚丙烯裝