La resina de polipropileno es una de las cuatro resinas termoplásticas de uso general (polietileno, cloruro de polivinilo, polipropileno, poliestireno). Se produce por polimerización utilizando propileno como materia prima y etileno como un comonomer.
Los métodos de proceso utilizados en la producción de polipropileno en el mundo se dividen en las siguientes categorías según categorías: método de disolvente, método de solución, método a granel de fase líquida (incluyendo fase líquida combinada y fase gaseosa) y método de fase gaseosa. Las características de cada proceso son las siguientes:
Polimerización solvente
El método de disolvente (también conocido como método de lodo o método de lodo, método de lodo) es el proceso de producción de polipropileno más antiguo. Sin embargo, debido a los procedimientos de descarado y recuperación de disolventes, el proceso es largo y complicado, etc., con el progreso de la tecnología de investigación de catalizadores, desde la década de 1980, el método de disolvente ha tendido a estancarse y ha sido reemplazado gradualmente por el método de fase líquida a granel.
Características del proceso: (1) El monómero de propileno se disuelve en un disolvente de fase líquida inerte (como el hexano), y la polimerización del disolvente se lleva a cabo bajo la acción de un catalizador. El polímero se suspende en el disolvente en el estado de pellets sólidos, y se adopta un reactor agitado tipo tanque; (2) Hay procedimientos de descarado y recuperación de disolventes, el proceso es largo, más complicado, la inversión en equipos es grande y el consumo de energía es alto. Sin embargo, la producción es fácil de controlar, y la calidad del producto es buena; (3) Las partículas de polipropileno se separan por filtración centrífuga y luego se someten al secado por ebullición del flujo de aire y a la granulación de extrusión.
Polimerización de soluciones
Características del proceso: (1) Utilice hidrocarburos de cadena recta de alto punto de ebullición como disolventes y opere a una temperatura superior al punto de fusión del polipropileno, y los polímeros obtenidos se disuelven en el disolvente en una distribución homogénea; (2) Se obtiene la evaporación del método de extracción de gas a alta temperatura para eliminar el disolvente de polipropileno fundido, y luego se extruye y vagó para obtener pellets; (3) El único fabricante es Kodak, EE. UU. [10]
Método a granel de fase líquida
El proceso de producción de polipropileno que contiene fase líquida y fase gaseosa combinada, método de fase líquida a granel es un nuevo proceso desarrollado en las etapas media y tardía de la producción de polipropileno. El proceso de producción salió siete años después de la producción industrial de polipropileno en 1957.
El método de granel de fase líquida se utiliza para producir polipropileno. El catalizador se dispersa directamente en la fase líquida de propileno sin añadir ningún otro disolvente en el sistema de reacción para llevar a cabo la polimerización a granel en fase líquida de propileno. El polímero se precipita continuamente desde la fase líquida de propileno y se suspende en la fase líquida de propileno como partículas finas. A medida que aumenta el tiempo de reacción, aumenta la concentración de partículas de polímero en el propileno líquido. Cuando la tasa de conversión de propileno alcanza un cierto nivel, el monómero de propileno no polimerizado se recupera por evaporación flash para obtener un producto de polipropileno en polvo. Este es un método de producción industrial relativamente simple y avanzado de polipropileno. El método de granel de fase líquida representa la nueva tecnología y el nivel de producción internacional de polipropileno en la década de 1980.
Características del proceso: (1) No se añade disolvente en el sistema, el monómero de propileno se polimeriza en fase líquida en un reactor de tanque en fase líquida, y el etileno y el propileno se copolimerizan en un reactor de lecho fluidizado en fase gaseosa; (2) El proceso es simple, Menos equipo, menos inversión, bajo consumo de energía y costo de producción; (3) La homopolimerización adopta reactor agitado tipo tanque (proceso de hipol) o reactor de bucle (proceso de esferipol), y tanto la copolimerización aleatoria como la copolimerización de bloques están en tipo agitado en un lecho fluidizado.
El representante típico del método a granel de fase líquida es el método a granel de fase líquida de esferizona de BASELL. Spherizone es una tecnología de circulación en fase gaseosa que utiliza catalizadores Ziegler-Natta para producir polímeros que mantienen la tenacidad y la procesabilidad al tiempo que tienen alta cristalinidad, rigidez y más uniformidad. Puede producir resinas multi monómeros o homopolímeros bimodales altamente uniformes en un solo reactor. La reacción del ciclo de la esferizona tiene dos zonas interconectadas, y diferentes zonas desempeñan el papel de reactores de gas y bucle líquido de otros procesos. Estas dos regiones pueden producir resinas con diferente masa molecular relativa o distribución de composición monómero, lo que amplía el rango de rendimiento del polipropileno.
El equipo central de este proceso es el sistema de reactor de circulación multizona MZCR (Multi-Zone Reactor System). El reactor consta de dos partes: elevador y descendente. El polímero en el elevador es volado por el gas de reacción para formar fluidización, y se envía a la parte superior del downcomer después de pasar a través del separador de ciclón, y el polvo se recoge en el downcomer. El gas de reacción es circulado por un compresor centrífugo a través de un gasoducto externo, y el calor de reacción es eliminado por un enfriador de circulación en la tubería de circulación externa. El producto del reactor se descarga a través de una válvula instalada en la parte inferior del downcomer. Después de que el polvo descargado se desgaste a alta presión y baja presión, se seca directamente al vapor y se seca al producir homopolímeros y copolímeros aleatorios para obtener productos en polvo. Cuando se producen productos resistentes a los impactos, el polvo desgasificado a alta presión se descarga en el reactor de lecho fluidizado en fase gaseosa. El reactor todavía utiliza el sistema de reactor de fase gaseosa Spheripol II. El reactor de copolimerización es un recipiente cilíndrico vertical, con cabezas esféricas en la parte superior e inferior, y un lecho fluidizado en la parte inferior. El cuerpo principal está hecho de acero inoxidable y la superficie interior está pulida.
La capacidad máxima actual de producción de este proceso ha alcanzado las 450.000 toneladas/año. El contenido de etileno de los productos de copolímero de impacto MZCR (reactor circulante multizona) puede ser tan alto como el 22% (el contenido de caucho es superior al 40%), y también se pueden producir productos de copolímero ternario que contengan etileno y 1 buteno.
Método a granel de fase de vapor
Características del proceso: (1) El sistema no introduce disolvente, y el monómero de propileno se polimeriza en la fase gaseosa en el reactor en la fase gaseosa a granel; (2) El proceso es corto, el equipo es pequeño, la producción es segura y el costo de producción es bajo; (3) El reactor de polimerización tiene lecho químico de flujo (proceso UniPoi de carbono/concha de la Unión), lecho agitado vertical (proceso de Novolen de BASF) y lecho agitado horizontal (proceso Amoco/El Paso). [10]
El representante típico del método a granel de fase gaseosa es el proceso de fase de gas Unipol de DOW Chemical Company. El proceso de polipropileno en fase gaseosa Unipol es un proceso de polipropileno de lecho fluidizado en fase gasada desarrollado por U.S. United Carbon Corporation (UCCP) y Shell en la década de 1980. Es un proceso que el trasplante del proceso de lecho fluidizado utilizado en la producción de polietileno al polipropileno está en producción y ha tenido éxito. El proceso utiliza un sistema de catalizador de alta eficiencia, el catalizador principal es un catalizador portador de alta eficiencia, y el co-catalizador es aluminio trietilo y un donante de electrones.
El proceso UNIPOL tiene las características de simplicidad, flexibilidad, economía y seguridad; el proceso puede producir una gama completa de productos incluyendo homopolímeros, copolímeros aleatorios y copolímeros de impacto con muy poco equipo. Ajuste las condiciones de funcionamiento dentro del rango de funcionamiento para mantener un rendimiento uniforme del producto. Debido a que el número de equipos utilizados es pequeño, la carga de trabajo de mantenimiento es pequeña y se mejora la fiabilidad del dispositivo. Debido a la limitación de la cinética de reacción de lecho fluidizado en sí y la baja presión de funcionamiento reduce el almacenamiento de materiales en el sistema, el proceso es más seguro que otros procesos, y no hay peligro de sobrepresión del equipo cuando el accidente está fuera de control.
Este proceso no tiene descarga de residuos líquidos y muy pocos hidrocarburos descargados a la atmósfera, por lo que el impacto en el medio ambiente es muy pequeño. En comparación con otros procesos, este proceso es más fácil de cumplir con varias especificaciones estrictas de protección del medio ambiente, salud y seguridad. Otra característica notable de este proceso es que puede ser operado en un estado supercons condensado, el llamado proceso de lecho fluidizado de fase gaseosa súper condensado (SCM). Esta tecnología puede aumentar la capacidad de producción existente en un 200% aumentando la proporción de la fase líquida en el reactor al 45%. Dado que el contenido líquido no es el factor básico de inestabilidad del lecho fluidizado y la formación de aglomeración de polímeros, las variables de funcionamiento clave de esta tecnología son la densidad del lecho expandido y la relación entre la densidad a granel expandida y la densidad a granel de sedimentación. Dado que la operación de estado supercons condensado puede eliminar más eficazmente el calor de reacción, puede aumentar la capacidad de producción del reactor en más de 2 veces sin aumentar el volumen, y el ahorro de inversión es muy considerable. Impacte los productos de copolímero con contenido de etileno hasta un 17% (contenido de caucho superior al 30%).
El equipo central del proceso es un reactor de lecho fluidizado en fase gaseosa, un compresor de gas circulante, un enfriador de gas circulante y una unidad de peletización de extrusión. El reactor de lecho fluidizado es un recipiente hueco con una sección agrandada en la parte superior y un escupitajo en la parte inferior. La presión de funcionamiento del primer reactor es de 3,5MPaG y la temperatura es de 67℃. La presión de funcionamiento del segundo reactor es de 2,1MPaG y la temperatura es de 70℃. ; El compresor de gas circulante es un compresor centrífugo de una sola etapa, de velocidad constante.
