Процес производње полипропилена

Полипропиленска смола је једна од четири термопластичне смоле опште намене (полиетилен, поливинилхлорид, полипропилен, полистирен). Производи се реакцијом полимеризације са пропиленом као сировином и етиленом као комономером.
Процесне методе које се користе за производњу полипропилена у свету углавном спадају у следеће категорије према категоријама: метода растварача, метода раствора, масовна метода течне фазе (укључујући комбиновани тип течне фазе гасне фазе) и метода растварања гасне фазе. Карактеристике сваког процеса су укратко представљене на следећи начин:
полимеризација растварачем
Метода растварача (такође позната као метода суспензије или метода блата, метода суспензије) је најранији процес производње полипропилена. Међутим, због процеса деасхинг и регенерације растварача, процес је дуг и сложен, а са напретком технологије истраживања катализатора, од 1980-их, метода растварача је имала тенденцију да стагнира и постепено је замењена методом течне фазе.
Карактеристике процеса: (1) Пропилен мономер се раствара у инертном течном растварачу (као што је хексан), а полимеризација растварача се врши под дејством катализатора. Полимер се суспендује у растварачу у облику чврстих честица и користи се реактор за мешање типа котао; (2) Постоје процеси одумирања и опоравка растварача. Процес је дуг и компликован, са великим улагањем у опрему и великом потрошњом енергије. Међутим, производњу је лако контролисати и квалитет производа је добар; (3) Честице полипропилена се одвајају центрифугалном филтрацијом, а затим суше кључањем протока ваздуха и екструзионом гранулацијом.
полимеризација раствора
Карактеристике процеса: (1) Користите линеарне угљоводонике високе тачке кључања као раствараче и раде на температури вишој од тачке топљења полипропилена. Добијени полимери су сви растворени у растварачу и равномерно распоређени; (2) Високотемпературни метод уклањања гаса испарава и уклања растварач. Добија се растопљени полипропилен, а затим се екструдира и гранулира да би се добили пелетни производи; (3) Једини произвођач је америчка компанија Кодак.
Масовна метода течне фазе
Комбиновани тип течне фазе и гасне фазе, процес производње полипропилена у расутом стању течне фазе је нови процес развијен у средњој и касној фази производње полипропилена. Овај производни процес је развијен седам година након што је полипропилен започео индустријску производњу 1957. године.
За производњу полипропилена користи се метода течне фазе. Катализатор се директно диспергује у течној фази пропилена без додавања било каквог другог растварача у реакциони систем да би се извршила полимеризација пропилена у течној фази. Полимер се непрекидно таложи из течног пропилена и суспендује се у течном пропилену у облику финих честица. Како се време реакције повећава, концентрација полимерних честица у течном пропилену се повећава. Када брзина конверзије пропилена достигне одређени ниво, неполимеризовани пропилен мономер се регенерише кроз брзо испаравање да би се добио производ полипропилена у праху. Ово је релативно једноставан и напредан метод индустријске производње полипропилена. Метода течне фазе у расутом стању представља нову технологију и нови ниво производње полипропилена у свету 1980-их.
Карактеристике процеса: (1) Систему се не додаје растварач, пропилен мономер се подвргава полимеризацији у течној фази у реактору у течном стању, а етилен пропилен се подвргава кополимеризацији у гасној фази у реактору са флуидизованим слојем; (2) Процес је једноставан, мање опреме, мање улагања, ниска потрошња енергије и трошкови производње; (3) Хомополимеризација усваја реактор са мешањем у котлу (Хипол процес) или реактор у петљи (Спхерипол процес), случајна кополимеризација и блок кополимеризација се обављају у мешаном типу у флуидизованом слоју.
Типичан представник течне фазе расуте методе је БАСЕЛЛ-ов процес Спхеризоне течне фазе. Спхеризоне је технологија рециклаже у гасној фази која користи Зиеглер-Натта катализатор који производи полимере који одржавају жилавост и обрадивост док су високо кристални, крути и уједначенији. Производи високо униформне мултимономерне смоле или бимодалне хомополимере у једном реактору. Реакција циклуса Спхеризоне има две међусобно повезане области. Различите области играју улогу реактора гасне фазе и петље течне фазе других процеса. Ова два региона могу да произведу смоле са различитим релативним молекулским тежинама или дистрибуцијама састава мономера, проширујући опсег перформанси полипропилена.
Основна опрема овог процеса је МЗЦР (мулти-зоне цирцулатион реацтор систем) реакторски систем Р230. Реактор се састоји од успона и силазног вода. У успону, полимер се издувава нагоре реакционим гасом да би се формирала флуидизација, и шаље се у горњи део силазног вода и пролази кроз циклонски сепаратор. Прах се скупља у сифону. Реакциони гас циркулише центрифугалним компресором кроз спољни цевовод, а реакциона топлота се уклања помоћу циркулационог хладњака на спољном циркулационом цевоводу. Производ из реактора се испушта кроз вентил инсталиран у доњем делу сифона. Након што се испуштени прах дегазира под високим притиском и ниским притиском, директно се пари и суши приликом производње хомополимера и насумичних кополимера да би се добили производи у праху. Приликом производње производа против удара, прах се након дегазације под високим притиском испушта у реактор са флуидизованим слојем гасне фазе. Реактор и даље користи систем реактора у гасној фази Спхерипол ИИ. Реактор за кополимеризацију је вертикална цилиндрична посуда са сферним главама на горњем и доњем делу и ебулирајућим слојем на доњем делу. Главни материјал је нерђајући челик, а унутрашња површина је полирана.
Тренутни максимални производни капацитет овог процеса у једној линији је достигао 450,000 тона/годишње. Садржај етилена у производима ударног кополимера МЗЦР (вишезонски циркулациони реактор) може бити чак 22% (садржај гуме је већи од 40%), а могу се производити и производи од терполимера који садрже етилен и 1-бутен.