Unipol聚丙烯工藝細粉的危害及改善措施

Unipol聚丙烯工藝細粉的危害及改善

措施針對國產(chǎn)催化劑在使用過程中出現(xiàn)細粉含量高的問題，分析了粉料細粉的危害，對出現(xiàn)細粉的原因進行了分析，并提出了改善措施，同時提出在Unipol聚丙烯工藝細粉含量達到一定程度進行置換細粉的方法。關(guān)鍵詞：細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。本文探討了細粉含量高對生產(chǎn)及產(chǎn)品的影響，對細粉產(chǎn)生的原因進行了分析,并提出實際解決辦法。1.細粉在實際生產(chǎn)中的的危害案列一：中煤陜西公司2020年11月出現(xiàn)一次反應在正常運行情況，在1分鐘造成反應突然飛溫，壁溫快速波動，后經(jīng)各種參數(shù)對比分析，判斷為反應器內(nèi)細粉含量過高，致使大量細粉吸壁脫落，干擾流化，造成反應飛溫。圖一：反應器壁溫曲線圖二：粉料粒徑分布聚合物中的細粉或超細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。聚合物細粉易黏附在反應器內(nèi)壁、分布板、E4002上，導致分布板和換熱器逐漸堵塞導致運行周期縮短。聚合物細粉在脫氣倉濾袋上積累，造成濾袋更換周期變短，部分超細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。過多的細粉含量會產(chǎn)生大量靜電，造成反應器結(jié)片停車。三、細粉產(chǎn)生的原因催化劑粒徑普遍認為，聚合物顆粒的形成是催化劑粒子的復制和放大過程，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粉多，其產(chǎn)品的細粉就多。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。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，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)生大量的聚丙烯細粉。1.實際生產(chǎn)的控制措施（1）針對案列一中細粉含量高達10%以上造成的反應失控，中煤陜西公司采取1.5-2個月期間切入進口催化劑，對反應器內(nèi)部的細粉進行置換，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，加強工藝紀律管理，最大限度減少因工藝控制偏差引起細粉含量增加。（4）生產(chǎn)過程中要嚴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脫除雜質(zhì)的能力。參考文獻張杰?環(huán)管聚丙烯裝