• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      丙烯聚合用BCU催化劑的性能及其在Unipol工藝裝置上的應(yīng)用

      2023-03-15 03:32:12王子強(qiáng)
      石油化工 2023年2期
      關(guān)鍵詞:抗沖粉料聚丙烯

      陳 新,王子強(qiáng)

      (中國(guó)石化 催化劑有限公司,北京 100029)

      氣相聚丙烯工藝的公用工程消耗低,每噸聚丙烯的生產(chǎn)成本及碳排放量相對(duì)較低,產(chǎn)生的廢物少,且工藝流程簡(jiǎn)單,單線生產(chǎn)能力大,投資成本低,因此近年來(lái)在國(guó)內(nèi)迅猛發(fā)展。截至2021年,國(guó)內(nèi)投產(chǎn)及計(jì)劃在建的氣相聚丙烯工藝(如Unipol工藝、Innovene工藝、Novolen工藝、Horizone工藝、Spherizone工藝)裝置總產(chǎn)能達(dá)到26 Mt/a,已占國(guó)內(nèi)聚丙烯產(chǎn)能的50%以上[1-5]。其中,產(chǎn)能最大的是Unipol工藝裝置,接近12 Mt/a。預(yù)計(jì)未來(lái)三年內(nèi)Unipol工藝裝置總產(chǎn)能將占全國(guó)聚丙烯產(chǎn)能的30%,成為國(guó)內(nèi)主要的聚丙烯生產(chǎn)工藝之一。Unipol工藝裝置由一臺(tái)或兩臺(tái)內(nèi)部不帶攪拌器的氣相流化床反應(yīng)器串聯(lián)而成,與攪拌床反應(yīng)器不同的是,該工藝除了對(duì)催化劑的活性、氫調(diào)敏感性和定向能力有要求外,還對(duì)制備的聚丙烯粉料的尺寸和堆密度有著較高的要求,從而保證較好的流化狀態(tài)和裝置產(chǎn)能[6-9]。目前,國(guó)內(nèi)Unipol工藝裝置以一臺(tái)反應(yīng)器的居多,只能生產(chǎn)均聚聚丙烯和無(wú)規(guī)共聚聚丙烯;兩臺(tái)反應(yīng)器串聯(lián)的Unipol工藝裝置較少,在生產(chǎn)抗沖共聚聚丙烯時(shí),使用的也都是專利商配套的進(jìn)口催化劑。

      本工作考察了中國(guó)石化北京化工研究院獨(dú)立開發(fā)的丙烯聚合用BCU催化劑的性能,在Unipol工藝裝置上采用BCU催化劑生產(chǎn)了均聚聚丙烯和抗沖共聚聚丙烯,并與參比催化劑進(jìn)行了對(duì)比。

      1 實(shí)驗(yàn)部分

      1.1 主要原料

      丙烯、乙烯:聚合級(jí),純度不低于99.5%(w),北京環(huán)宇京輝京城氣體科技有限公司;氫氣:純度不低于99.0%(w),北京環(huán)宇京輝京城氣體科技有限公司;三乙基鋁:工業(yè)品,純度不低于99.0%(w),浙江福瑞德化工有限公司;環(huán)己基甲基二甲氧基硅烷(CHMMS):工業(yè)品,純度不低于99.0%(w),山東魯晶化工科技有限公司;正己烷:純度不低于99.0%(w),西隴化工股份有限公司;BCU催化劑:工業(yè)品,中國(guó)石化催化劑有限公司北京奧達(dá)分公司;參比催化劑:工業(yè)品,美國(guó)Grace 公司。

      1.2 液相小試本體聚合評(píng)價(jià)

      采用5 L帶有攪拌器的不銹鋼高壓反應(yīng)釜進(jìn)行評(píng)價(jià),用氮?dú)庵脫Q3次,在室溫、氮?dú)獗Wo(hù)下加入5 mL的0.5 mol/L的三乙基鋁的正己烷溶液、l mL的0.1 mol/L的CHMMS的正己烷溶液、10 mL無(wú)水正己烷、10 mg催化劑;關(guān)閉反應(yīng)釜,加入不同量的氫氣和2.0 L液體丙烯;在攪拌下10 min內(nèi)將溫度升至70 ℃,在70 ℃聚合不同時(shí)間后,停止加熱,停止攪拌,除去未聚合的丙烯單體,收集聚丙烯粉料。

      1.3 工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)

      工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)在120 kt/a和200 kt/a的Unipol工藝裝置上進(jìn)行。該裝置包括原料精制單元、催化劑進(jìn)料單元、聚合單元(包括2個(gè)流化床氣相反應(yīng)器)、粉料分離與輸送單元、粉料脫活單元、干燥單元及公共單元。根據(jù)生產(chǎn)的牌號(hào)不同,將主催化劑、助催化劑、外給電子體、精制后的氫氣以及丙烯和(或)乙烯,加入到聚合反應(yīng)器中進(jìn)行連續(xù)氣相聚合,得到的聚丙烯粉料經(jīng)脫活、干燥、擠壓造粒后得到聚丙烯粒料。

      1.4 測(cè)試及表征

      采用上海精密科學(xué)儀器有限公司的721型分光光度儀測(cè)試催化劑鈦含量;采用英國(guó)Malvern儀器有限公司的Mastersizer 2000型激光粒度儀測(cè)試粒徑分布;采用美國(guó)Agilent公司的7890A型氣相色譜儀測(cè)試內(nèi)給電子體含量。

      采用美國(guó)Tinius Olsen公司的MP1200型熔體流動(dòng)速率儀測(cè)試聚丙烯的熔體流動(dòng)速率(MFR);采用廈門博仕公司的BOS-1003型粉末自然堆積密度計(jì)測(cè)試堆密度;采用正庚烷抽提法測(cè)定等規(guī)度;采用美國(guó)Cole-Parmer公司的標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼篩網(wǎng)測(cè)定粒徑分布及細(xì)粉含量;力學(xué)性能測(cè)試樣條采用寧波海天股份有限公司的HTF110X/1J型塑料注射成型機(jī)制備;采用德國(guó)Zwick公司的Z010型全自動(dòng)材料試驗(yàn)機(jī)按 GB/T 1040.2—2022[10],GB/T 9341—2008[11],GB/T 1634.2—2019[12]測(cè)試?yán)?、彎曲性能及?fù)荷變形溫度;采用德國(guó)Zwick公司的HIT50P型擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)按GB/T 1043.1—2008[13]測(cè)試簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 BCU催化劑的組成及粒徑分布

      BCU催化劑與參比催化劑的組成及粒徑分布見表1。由表1可知,兩者的鈦含量、鎂含量基本相同,BCU催化劑中內(nèi)給電子體含量較高。兩種催化劑的D90(累計(jì)粒徑分布達(dá)到90%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑)基本相同,但BCU催化劑的D10(累計(jì)粒徑分布達(dá)到10%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑)較大,所以平均粒徑略大,粒徑分布跨度也明顯低于參比催化劑,說(shuō)明BCU催化劑粒徑更均勻、分布更集中。

      表1 BCU催化劑組成及其粒徑分布Table 1 Composition and particle size distribution of BCU catalyst

      2.2 BCU催化劑液相小試本體聚合評(píng)價(jià)結(jié)果

      BCU催化劑液相小試本體聚合評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。

      表2 BCU催化劑液相小試本體聚合評(píng)價(jià)結(jié)果Table 2 Results of lab-scale liquid phase bulk polymerization of BCU catalyst

      由表2可知,BCU催化劑2 h的聚合活性達(dá)到72.9 kg/g,得到的聚丙烯粉料等規(guī)度為98.8%。小試液相本體聚合時(shí),3個(gè)不同聚合條件下得到的聚丙烯粉料的堆密度為0.38~0.39 g/cm3。此外,BCU催化劑的活性衰減較慢,在氫氣用量相同的前提下,2 h的聚合活性與1 h的聚合活性之比為1.41,非常有利于在Unipol工藝裝置上生產(chǎn)抗沖共聚聚丙烯。

      將BCU催化劑小試液相本體聚合得到的粉料進(jìn)行篩分,得到的聚丙烯粉料的粒徑分布見表3。由表3可知,在不同的氫氣用量下,粉料中的細(xì)粉(<150 μm)含量都很低,尤其是超細(xì)粉(<75 μm)的含量均小于0.1%(w)。

      表3 BCU催化劑液相小試本體聚合所制聚丙烯粉料的粒徑分布Table 3 Particle size distribution of polypropylene(PP) powder produced by BCU catalyst

      2.3 BCU催化劑在Unipol工藝裝置上生產(chǎn)均聚聚丙烯

      分別采用BCU催化劑和參比催化劑,在120 kt/a的單反應(yīng)器Unipol工藝裝置上制備均聚聚丙烯。具體過程為:將BCU催化劑加入裝置,裝置開車,使用相同的外給電子體,調(diào)整鋁鈦比,將負(fù)荷提升至15~16 t/h,待運(yùn)行穩(wěn)定后取樣分析。試驗(yàn)停止后切換參比催化劑重新開車,生產(chǎn)同一牌號(hào)均聚聚丙烯。在整個(gè)試驗(yàn)過程中,采用BCU催化劑時(shí)裝置運(yùn)行較參比催化劑穩(wěn)定,床層分布更均勻。

      采用BCU催化劑與參比催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯粉料的性能見表4。由表4可知,與參比催化劑相比,采用BCU催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯粉料堆密度略低,等規(guī)度較高,有利于產(chǎn)品剛性指標(biāo)的提升。

      表4 采用BCU催化劑與參比催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯粉料的性能Table 4 Properties of HPP powder produced by BCU and reference catalyst

      兩種催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯粉料的粒徑分布見表5。由表5可知,采用BCU催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯粉料粒徑分布更集中,粉料中的大塊(粒徑大于2 000 μm)、細(xì)粉(粒徑小于150 μm)和超細(xì)粉(粒徑小于75 μm)含量明顯降低,尤其是超細(xì)粉含量,約為參比催化劑生產(chǎn)的同牌號(hào)產(chǎn)品的1/6,非常有利于裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行[14-15]。

      表5 采用BCU催化劑與參比催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯粉料的粒徑分布Table 5 Particle size distribution of HPP produced by BCU and reference catalyst

      采用BCU催化劑與參比催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯的力學(xué)性能見表6。由表6可知,與參比催化劑相比,采用BCU催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯的常溫沖擊強(qiáng)度略高,彎曲性能更好,這得益于BCU催化劑較高的立體定向能力。此外,采用BCU催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯的拉伸屈服應(yīng)力與參比催化劑的相近,而拉伸斷裂應(yīng)力較高。

      表6 采用BCU催化劑與參比催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯的力學(xué)性能Table 6 Mechanical properties of HPP produced by BCU and reference catalyst

      2.4 BCU催化劑在Unipol工藝裝置上生產(chǎn)抗沖共聚聚丙烯

      采用BCU催化劑在雙反應(yīng)器串聯(lián)的200 kt/a的Unipol工業(yè)裝置上生產(chǎn)抗沖共聚聚丙烯,在試驗(yàn)期間,第一反應(yīng)器床重明顯升高,在試驗(yàn)的最后階段,將第一反應(yīng)器床重由24~25 t提高至28~32 t,增幅20%~30%,同時(shí)第二反應(yīng)器床重下降。這是因?yàn)锽CU催化劑后期反應(yīng)活性更強(qiáng),需要縮短它在共聚反應(yīng)器的停留時(shí)間來(lái)控制活性,同時(shí)延長(zhǎng)第一反應(yīng)器停留時(shí)間來(lái)維持裝置相同負(fù)荷和產(chǎn)品中橡膠含量。相應(yīng)地,下床層密度由160 kg/m3提高至170 kg/m3,增幅約10%,上床層密度由50 kg/m3提高至70 kg/m3,增幅達(dá)40%。由此可見,隨著第一反應(yīng)器床重的提高,上床層密度增幅明顯高于下床層,即采用BCU催化劑時(shí)床層密度分布更均勻,流化狀態(tài)更好,這可能是由于BCU催化劑的粒徑分布更集中以及生產(chǎn)的粉料堆密度適中(較低)的原因。

      對(duì)采用兩種催化劑生產(chǎn)抗沖共聚聚丙烯時(shí)第一反應(yīng)器得到的均聚聚丙烯粉料和第二反應(yīng)器得到的抗沖共聚聚丙烯粉料進(jìn)行了測(cè)試分析,結(jié)果見表7。由表7可知,采用BCU催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯粉料的等規(guī)度較采用參比催化劑得到的均聚聚丙烯粉料高,最終的抗沖共聚聚丙烯粉料的下落時(shí)間明顯縮短,說(shuō)明BCU催化劑具有更好的流動(dòng)性,更有利于抗沖共聚聚丙烯粉料的下料和裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

      表7 采用BCU催化劑與參比催化劑生產(chǎn)的抗沖共聚聚丙烯粉料的性能Table 7 The properties of ICP powder produced by BCU and reference catalyst

      采用BCU催化劑和參比催化劑在第一反應(yīng)器及第二反應(yīng)器得到的粉料的細(xì)粉含量見表8。由表8可知,2018年4月8日22:00,由參比催化劑切換至BCU催化劑后,無(wú)論是第一反應(yīng)器得到的均聚聚丙烯粉料還是第二反應(yīng)器得到的抗沖共聚聚丙烯粉料,細(xì)粉含量都顯著降低,尤其是第一反應(yīng)器得到的均聚聚丙烯粉料,細(xì)粉含量降低了約50%。聚合物細(xì)粉容易附著在流化床反應(yīng)器擴(kuò)大段的壁上形成結(jié)塊,脫落后影響粉料的輸送,細(xì)粉還會(huì)進(jìn)入循環(huán)氣和換熱器管道,甚至進(jìn)入壓縮機(jī),影響裝置的正常運(yùn)行。在生產(chǎn)抗沖共聚產(chǎn)品時(shí),第二反應(yīng)器中生成的橡膠相會(huì)附著在第一反應(yīng)器得到的均聚物粉料顆粒表面,使粉料發(fā)黏,導(dǎo)致共聚物粉料流動(dòng)性較差的問題加劇,造成下料不暢,難以實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷穩(wěn)定生產(chǎn)[16-18]。采用BCU催化劑生產(chǎn)的粉料中細(xì)粉含量較低,有利于氣相聚丙烯裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行,尤其是在生產(chǎn)抗沖共聚產(chǎn)品時(shí)[19-20]。

      表8 采用BCU催化劑和參比催化劑在第一反應(yīng)器及第二反應(yīng)器得到的粉料的細(xì)粉含量Table 8 Fine powder content of product obtained in 1st reactor and 2nd reactor by BCU and reference catalyst

      采用BCU催化劑與參比催化劑生產(chǎn)的抗沖共聚聚丙烯的力學(xué)性能見表9。由表9可見,與參比催化劑相比,由于BCU催化劑具有較高的立體定向能力,用它制備的抗沖共聚聚丙烯具有更佳的彎曲模量和剛韌平衡性。

      表9 采用BCU催化劑與參比催化劑生產(chǎn)的抗沖共聚產(chǎn)品的力學(xué)性能Table 9 Mechanical properties of ICP produced by BCU and reference catalyst

      3 結(jié)論

      1)BCU催化劑作為適用于Unipol工藝氣相聚丙烯裝置的催化劑,具有聚合活性高、立體定向能力好、活性衰減慢等特點(diǎn)。液相小試本體聚合得到的聚合物粉料粒徑分布集中,超細(xì)粉含量極低。

      2)在Unipol工藝裝置上分別采用BCU催化劑和參比催化劑生產(chǎn)均聚聚丙烯。與參比催化劑相比,采用BCU催化劑生產(chǎn)的均聚聚丙烯粉料等規(guī)度高,大塊和超細(xì)粉含量明顯降低,最終產(chǎn)品在沖擊強(qiáng)度略高的前提下,彎曲性能明顯提高。

      3)在Unipol工藝裝置上分別采用BCU催化劑和參比催化劑生產(chǎn)抗沖共聚聚丙烯。與參比催化劑相比,BCU催化劑在第一反應(yīng)器得到的均聚聚丙烯粉料等規(guī)度更高,第二反應(yīng)器得到的抗沖共聚聚丙烯粉料的下落時(shí)間更短,流動(dòng)性更好,均聚聚丙烯粉料中細(xì)粉含量降低約50%,樹脂成品具有更佳的彎曲模量和剛韌平衡性。

      4)在Unipol工藝聚丙烯裝置的工業(yè)生產(chǎn)中,BCU催化劑的活性高,立體定向能力好,得到的粉料細(xì)粉含量低,流動(dòng)性好,堆密度適中。

      猜你喜歡
      抗沖粉料聚丙烯
      近凈成型粉體制備技術(shù)的研究
      廣東建材(2023年10期)2023-10-17 08:25:42
      預(yù)拌混凝土粉料入庫(kù)智能防錯(cuò)系統(tǒng)研究
      四川建筑(2019年6期)2019-07-20 09:39:32
      干法制粉與噴霧干燥制粉的粉料性能對(duì)比研究
      佛山陶瓷(2017年7期)2017-09-06 21:27:34
      透明聚丙烯研究進(jìn)展
      高流動(dòng)性抗沖共聚聚丙烯熱性能與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能分析
      成核劑對(duì)聚丙烯釜壓發(fā)泡的影響
      無(wú)鹵阻燃聚丙烯的研究進(jìn)展
      平推流管式連續(xù)反應(yīng)器合成高抗沖ABS樹脂的研究
      高流動(dòng)高抗沖聚丙烯的結(jié)晶行為與性能研究
      一種新型聚丙烯成核劑的合成及表征
      澄迈县| 泗阳县| 吉隆县| 博乐市| 梁河县| 永定县| 正定县| 大埔区| 江西省| 库尔勒市| 阜阳市| 无棣县| 济阳县| 那坡县| 枣强县| 逊克县| 应城市| 宁城县| 九龙城区| 屏山县| 宁德市| 新安县| 平遥县| 乡城县| 新邵县| 都安| 多伦县| 宁国市| 嘉祥县| 淅川县| 札达县| 乌拉特前旗| 龙陵县| 岢岚县| 鹤壁市| 河曲县| 屏南县| 布尔津县| 南丰县| 梁山县| 大理市|