Поліпропілен (PP), як один із поліолефінових матеріалів з найбільшою продуктивністю, має лише пропілен як сировину для виробництва. У повсякденній експлуатації поліпропіленових установок багато підприємств приділяють більше уваги каталізаторам і параметрам процесу, але легко не помічають довгострокового впливу якості пропіленового мономеру. Слідові домішки в пропілені не тільки скорочують термін служби каталізатора, але також спричиняють коливання продуктивності партії поліпропіленових виробів, що призводить до різних проблем обробки, таких як високий вміст золи, нестабільні механічні властивості та відмінності кольорів. У цій статті розглядаються сценарії застосування пропілену у виробництві поліпропілену, аналізуються переваги процесу та продукту, які приносить високоякісний пропілен, і наводяться рекомендації щодо вибору закупівлі сировини для підприємств з виробництва поліпропілену.
I. Сценарії застосування пропілену в різних лініях виробництва поліпропілену
Як полімеризаційний мономер пропілен можна поєднувати з різними технологічними системами для отримання трьох основних сортів: гомополімерного поліпропілену, блок-сополімерного поліпропілену та випадкового сополімерного поліпропілену. Невелика кількість етилену додається лише як допоміжний сомономер.
Процеси полімеризації поліпропілену поділяються на рідкофазний масовий процес і газофазний процес із псевдозрідженим шаром. Незалежно від маршруту пропілен є основним мономером.
Гомополімерний поліпропілен (PPH)
Гомополімер РР отримують каталітичною полімеризацією чистого мономеру пропілену. Він має високу жорсткість і видатну термостійкість і в основному використовується для лиття під тиском деталей, пластикових тканих пакетів, нетканих матеріалів і трубної сировини. Вся реакційна система подається лише полімеризаційним пропіленом без додавання інших сомономерів, тому стабільність складу пропілену є особливо критичною.
Статистичний сополімер поліпропілену (PPR)
В основному на основі пропілену з невеликою кількістю етилену, який бере участь у кополімеризації, покращується прозорість матеріалу та підвищується міцність при низьких температурах. Це основна сировина для прозорих харчових контейнерів, PPR труб для гарячої води та медичної упаковки. З пропіленом як основною сировиною надмірна кількість домішок може легко вплинути на прозорість і стійкість до ударів.
Блок-сополімер поліпропілену (PPB)
Спочатку проводиться гомополімеризація пропілену, потім вводиться каучукова фаза сополімеру етилену і пропілену, що збалансовує жорсткість і стійкість до низьких температур. Він широко використовується в автомобільних частинах, корпусах побутової техніки та логістичних транспортних ящиках.
Багато заводів з виробництва поліпропілену переходять між різними марками для гнучкого виробництва. Коливання складу пропілену сировини подовжить час переходу на сорт і збільшить вихід відходів.
Як постачальник джерела пропілену полімеризаційного класу, ZL Energy покладається на установки безперервної ректифікації для стабільного виробництва пропілену полімеризаційного класу, суворо контролюючи шкідливі домішки, такі як пропін, діолефіни та загальна сірка. Діапазони коливань індикатора партії продукту невеликі, адаптуються до потреб гнучкого перемикання виробництва безперервних поліпропіленових установок. Кожна партія постачається з повним звітом про випробування, що полегшує вхідну перевірку сировини для нафтохімічних підприємств.
II. Основні переваги високоякісного полімеризаційного пропілену у виробництві поліпропілену
Пропілен полімеризаційного класу з відповідною чистотою та контрольованими домішками може захистити каталізатори полімеризації, зменшити утворення перехідного матеріалу, стабілізувати механічні показники поліпропілену та досягти стабільної роботи пристрою протягом тривалого циклу.
Полімеризація пропілену базується на каталізаторах Циглера-Натта та металоценових каталізаторах. Сульфіди, алкіни, вода та кисень — усі вони отрути каталізатора. Високоякісний пропілен має ряд переваг:
Розширення робочого циклу каталізатора, зниження виробничих витрат
Сліди сульфідів і пропіну постійно отруюють каталізатори, збільшуючи споживання одиниці каталізатора. Стабільний пропілен з низьким вмістом домішок може зменшити частоту дозування каталізатора та збільшити час роботи установки.
Стабілізація швидкості течії розплаву поліпропілену (MFR)
Коливання складу пропілену безпосередньо впливають на швидкість реакції полімеризації, спричиняючи коливання індексу розплаву, а наступні заводи з переробки пластмас стикаються з розривом ниток під час витягування та поганим заповненням форми під час лиття під тиском.
Зменшити вміст золи продукту, покращити якість поліпропілену
Домішки, які беруть участь у побічних реакціях, збільшують зольність смоли, впливаючи на якість готової продукції прозорих сортів, високоякісних нетканих матеріалів і PP, призначених для контакту з харчовими продуктами.
Скоротіть період переходу на інший рівень
З постійно стабільним складом пропілену вихід перехідного матеріалу значно зменшується, коли пристрій перемикається між сортами гомополімеру та статистичних сополімерів, що ефективно покращує використання сировини.
У наступній таблиці порівнюється вплив пропілену кваліфікованого класу полімеризації та нижчого пропілену на виробництво поліпропілену:
| Розмір індикатора | Сумісний полімеризаційний пропілен (призначений для полімеризаційних установок) | Пропілен із надмірним вмістом домішок (непридатний для виробництва ПП) | Прямі виробничі наслідки |
|---|---|---|---|
| Чистота пропілену | Більше або дорівнює 99,5% | Нижче норми, містить велику кількість ненасичених домішок | Зниження швидкості перетворення реакції, зниження виходу |
| Пропін, діолефіни | Строго контрольовані верхні межі | Відносно високий вміст | Отруєння каталізатором, швидке згасання активності |
| Загальний вміст сірки | Суворо контролюється на рівні проміле | Надмірний вміст сірки | Постійна дезактивація каталізатора |
| Стабільність продукту | Невеликі коливання індексу розплаву та механічних властивостей | Великі відмінності в продуктивності пакетів | Скарги клієнтів на нижній течії, зниження продажів |
| Робота агрегату | Можливість тривалого безперервного виробництва | Часте коригування параметрів процесу | Збільшення перехідного матеріалу, зростання споживання енергії |
III. Жорсткі вимоги до ключових показників пропіленової сировини у виробництві поліпропілену
Поліпропіленові установки не можуть використовувати звичайний промисловий пропілен. Необхідно придбати стандартний пропілен полімеризаційного класу з ключовим контролем трьох основних категорій шкідливих домішок: алкінів, сульфідів і вологи.
Контрольні показники серцевини пропілену загальногалузевої якості для полімеризації: чистота пропілену більше або дорівнює 99,5%; Пропін + пропадієн Менше або дорівнює 5 ppm; Загальна сірка Менше або дорівнює 1 ppm; Вміст води суворо контролюється.
Звичайний промисловий пропілен придатний тільки для тонкого хімічного синтезу, з індикаторами сипучих домішок. Після подачі в реактор полімеризації поліпропілену він спричинить значне зниження активності каталізатора протягом короткого часу, викликаючи коливання виробництва.
Виробничі лінії металоценового поліпропілену мають ще суворіші вимоги з подальшим покращенням стандартів контролю слідів полярних домішок у пропілені.
ZL Energy розрізняє два набори систем виробництва та зберігання та транспортування пропілену полімеризаційного класу та загального промислового пропілену з незалежними резервуарами для зберігання, щоб уникнути змішування матеріалів. Для високоякісних виробничих ліній металоценового ПП індикатори внутрішнього контролю домішок можна додатково оптимізувати, щоб відповідати стандартам допуску сировини на високоякісних підприємствах з виробництва поліолефінів.
IV. Практичний виклад рекомендацій щодо закупівлі та використання пропілену підприємствами з виробництва поліпропілену
Основою стабільного виробництва поліпропіленових установок є забезпечення постачання пропілену полімеризаційного класу. Ціна одиниці не повинна бути єдиним порівняльним показником; слід зосередитися на стабільності домішок і довгостроковій гарантії поставок.
Для новозбудованих поліпропіленових установок і виробничих ліній металоценового поліпропілену надайте пріоритет перевірці стандартів внутрішнього контролю домішок пропілену постачальника та відхиліть змішаний пропілен невідомого походження;
Встановити повний механізм відбору вхідних проб і тестування, зосереджуючись на моніторингу показників алкінів, загальної сірки та вологи, щоб уникнути ризику отруєння каталізатора з джерела;
Для заводів, які виробляють поліпропілен кількох сортів протягом тривалого періоду, віддавайте перевагу виробникам джерел із високою стабільністю партії, щоб зменшити втрати при переході на інший сорт;
Заздалегідь сплануйте резервуари для зберігання та транспортні трубопроводи, забезпечте належне сушіння та очищення, а також запобігте вторинному внесенню вологи та домішок під час транспортування пропілену.
Якщо підприємство з виробництва поліпропілену перевіряє постачальників пропілену або проводить порівняльні випробування сировини, ZL Energy може надати зразки для пілотної перевірки та надати рішення для підтримки газопостачання на основі умов технологічного процесу.
