Polipropilen rekarne dört genel amaçlı termoplastik recinden biridir (polietilen, polivinil klorür, polipropilen, polistiren). Hammadde olarak propilen, komonomer olarak etilen kullanılarak polimerizasyon ile üretilir.
Dünyada polipropilen üretiminde kullanılan proses yöntemleri: çözücü yöntemi, çözüm yöntemi, sıvı faz lı hacim yöntemi (kombine sıvı faz ve gaz fazı dahil) ve gaz fazı yöntemi gibi kategorilere ayrılır. Her sürecin özellikleri aşağıdaki gibidir:
Solvent polimerizasyonu
Solvent yöntemi (bulamaç yöntemi veya bulamaç yöntemi olarak da bilinir, bulamaç yöntemi) en erken polipropilen üretim sürecidir. Ancak, deashing ve solvent kurtarma prosedürleri nedeniyle, süreç uzun ve karmaşık, vb, katalizör araştırma teknolojisinin ilerlemesi ile, 1980'lerden bu yana, solvent yöntemi durgun eğilimindedir ve yavaş yavaş sıvı faz toplu yöntemi ile değiştirilmiştir.
Proses özellikleri: (1) Propilen monomer inert sıvı faz çözücüde (heksan gibi) çözünür ve çözücü polimerizasyonu bir katalizör eylemi altında gerçekleştirilir. Polimer katı pelet durumunda çözücü de askıya alınır ve bir tank tipi karıştırılmış reaktör kabul edilir; (2) Deashing ve solvent kurtarma prosedürleri vardır, süreç uzun, daha karmaşık, ekipman yatırımı büyük ve enerji tüketimi yüksektir. Ancak, üretim kontrol etmek kolaydır ve ürün kalitesi iyidir; (3) Polipropilen partikülleri santrifüj filtrasyon ile ayrılır ve daha sonra hava akımı kaynama kurutma ve ekstrüzyon granülasyon tabi tutulur.
Çözelti polimerizasyonu
Proses özellikleri: (1) Yüksek kaynama noktası düz zincirli hidrokarbonları çözücü olarak kullanın ve polipropilenin erime noktasından daha yüksek bir sıcaklıkta çalışır ve elde edilen polimerlerin hepsi homojen bir dağılımda çözücüde çözünür; (2) Yüksek sıcaklıkta gaz sıyırma yöntemi buharlaşma solvent Molten polipropilen kaldırmak için elde edilir, ve daha sonra ekstrüzyon ve pelet elde etmek için peletli; (3) Tek üretici Kodak, ABD olduğunu. [10]
Sıvı faz toplu yöntemi
Sıvı faz ve gaz fazı içeren polipropilen üretim süreci kombine, sıvı faz toplu yöntemi polipropilen üretiminin orta ve geç aşamalarında geliştirilen yeni bir süreçtir. Üretim süreci, 1957 yılında polipropilen endüstriyel üretim yedi yıl sonra çıktı.
Sıvı faz toplu yöntemi polipropilen üretmek için kullanılır. Katalizör doğrudan propilen sıvı faz toplu polimerizasyon yürütmek için reaksiyon sisteminde başka çözücüler eklemeden sıvı faz propilen dağıtılır. Polimer sürekli sıvı faz propilen çökelti ve ince parçacıklar olarak sıvı faz propilen askıya alınır. Reaksiyon süresi arttıkça, sıvı propilen polimer parçacıkların konsantrasyonu artar. Propilen dönüşüm oranı belirli bir seviyeye ulaştığında, polimerize propilen monomer toz polipropilen ürün elde etmek için flaş buharlaşma ile kurtarılır. Bu polipropilen nispeten basit ve gelişmiş endüstriyel üretim yöntemidir. Sıvı fazlı dökme yöntem, 1980'lerde uluslararası polipropilen üretiminin yeni teknolojisini ve seviyesini temsil eder.
Proses özellikleri: (1) Sistemde çözücü eklenmez, propilen monomer sıvı fazda bir tank reaktöründe sıvı fazda polimerize edilir ve gaz fazında akışkan yatak reaktöründe etilen ve propilen kopolimerize edilir; (2) Süreç basit, daha az ekipman, daha az yatırım, düşük güç tüketimi ve üretim maliyeti; (3) Homopolimerizasyon tank tipi karıştırılmış reaktör (Hypol proses) veya döngü reaktörü (Spheripol süreci) benimser ve hem rasgele kopolimerizasyon ve blok kopolimerizasyon akışkan bir yatakta ajite tip bulunmaktadır.
Sıvı faz toplu yönteminin tipik temsilcisi BASELL'in Spherizone sıvı faz toplu yöntemidir. Spherizone yüksek kristallik, sertlik ve daha tekdüzelik sahip ken tokluk ve işlenebilirlik korumak polimerler üretmek için Ziegler-Natta katalizörler kullanan bir gaz fazlı sirkülasyon teknolojisidir. Tek bir reaktörde son derece düzgün çok monomer reçineler veya bimodal homopolimerler üretebilir. Spherizone çevrim reaksiyonu birbirine bağlı iki bölgeye sahiptir ve farklı bölgeler diğer proseslerin gaz ve sıvı döngü reaktörlerinin rolünü oynar. Bu iki bölge farklı bağıl moleküler kütle veya monomer kompozisyon dağılımı ile reçine üretebilir, hangi polipropilen performans aralığını genişletir.
Bu sürecin temel donanımı MZCR (Çok Bölgeli Sirkülasyon Reaktör Sistemi) reaktörü R230 sistemidir. Reaktör iki bölümden oluşur: yükseltici ve downcomer. Yükselticideki polimer, akışkanlaştırma oluşturmak için reaksiyon gazı tarafından şişirilir ve siklon ayırıcıdan geçtikten sonra gelenin üst kısmına gönderilir ve toz gelenin içinde toplanır. Reaksiyon gazı dış boru hattı üzerinden bir santrifüj kompresör tarafından sirküle edilir ve reaksiyon ısı dış sirkülasyon boru hattı üzerinde bir sirkülatör soğutucu tarafından kaldırılır. Reaktör ürün downcomer alt kısmında yüklü bir vana ile boşaltılır. Boşaltılan toz yüksek basınç ve düşük basınçta gazdan arındırıldıktan sonra, toz ürünler elde etmek için homopolimerler ve rastgele kopolimerler üretilirken doğrudan buharda pişirilir ve kurutulur. Darbeye dayanıklı ürünler üretirken, yüksek basınçlı gazsız toz gaz fazı akışkan yatak reaktörüne boşaltılır. Reaktör hala Spheripol II gaz faz reaktör sistemini kullanıyor. Kopolimerizasyon reaktörü dikey silindirik bir kaptır, üst ve alt tabakada küresel başları ve alt kısmında akışkan bir yatak vardır. Ana gövde paslanmaz çelikten yapılmış ve iç yüzeyi parlatılır.
Bu sürecin mevcut tek hatlı maksimum üretim kapasitesi 450.000 ton/yıl'a ulaşmıştır. MZCR (çok bölgeli sirkülasyon reaktörü) darbe kopolimer ürünlerinin etilen içeriği %22'ye kadar (kauçuk içeriği %40'tan büyüktür) ve etilen ve 1-buten içeren üçüncül kopolimer ürünler de üretilebilir.
Buhar fazı toplu yöntemi
Proses özellikleri: (1) Sistem çözücü getirmez ve propilen monomer gaz fazı dökmesi halinde reaktördeki gaz fazında polimerize edilir; (2) Süreç kısa, ekipman küçük, üretim güvenli ve üretim maliyeti düşüktür; (3) Polimerizasyon reaktörü nde akış Kimyasal yatak (Birlik Karbon/Kabuk UNIPoi prosesi), dikey karıştırılmış yatak (BASF Novolen prosesi) ve yatay karıştırılmış yatak (Amoco/El Paso işlemi) vardır. [10]
Gaz fazı toplu yönteminin tipik temsilcisi DOW Chemical Company'nin Unipol gaz faz sürecidir. Unipol gaz fazlı polipropilen prosesi, 1980'lerde ABD Birleşik Karbon Şirketi (UCCP) ve Shell tarafından geliştirilen gaz fazlı akışkan yatak polipropilen prosesidir. Polietilen üretiminde kullanılan akışkan yatak prosesinin polipropilen üretimi ne kadar başarılı olduğunu nakleden bir süreçtir. Süreç yüksek verimli katalizör sistemi kullanır, ana katalizör yüksek verimli taşıyıcı katalizör, ve co-katalizör trietil alüminyum ve bir elektron donör.
UNIPOL süreci sadelik, esneklik, ekonomi ve güvenlik özelliklerine sahiptir; proses homopolimerler, rastgele kopolimerler ve çok az ekipman ile darbe kopolimerler de dahil olmak üzere ürünlerin tam bir yelpazesi üretebilir. Tek tip ürün performansını korumak için çalışma aralığındaki çalışma koşullarını ayarlayın. Kullanılan ekipman sayısı küçük olduğundan, bakım iş yükü küçüktür ve aygıtın güvenilirliği artar. Akışkan yatak reaksiyonu kinetiklerinin sınırlandırılması ve düşük çalışma basıncı nedeniyle sistemdeki malzemelerin depolanması azalır, süreç diğer süreçlere göre daha güvenlidir ve kaza kontrolden çıktığında ekipman aşırı basınç tehlikesi yoktur.
Bu işlemsıvı atıkların deşarjı değildir ve atmosfere çok az hidrokarbon boşaltılır, bu nedenle çevre üzerindeki etkisi çok küçüktür. Diğer süreçlerle karşılaştırıldığında, bu sürecin çevre koruma, sağlık ve güvenlik gibi çeşitli katı spesifikasyonları karşılamak daha kolaydır. Bu sürecin bir diğer önemli özelliği de süper yoğunlaştırılmış durumda çalıştırılabilen süper yoğun gaz fazı akışkan yatak prosesi (SCM) olarak adlandırılır. Bu teknoloji, reaktördeki sıvı fazOranını %45'e artırarak mevcut üretim kapasitesini %200 artırabilir. Sıvı içeriği akışkan yatak istikrarsızlığı ve polimer aglomerasyon oluşumu temel faktör olmadığından, bu teknolojinin temel çalışma değişkenleri genişletilmiş yatak yoğunluğu ve sedimantasyon toplu yoğunluğu genişletilmiş toplu yoğunluğu oranıdır. Süper yoğun durumdaki operasyon reaksiyon ısısını en etkili şekilde kaldırabildiği için, hacmi artırmadan reaktörün üretim kapasitesini 2 kat daha fazla artırabilir ve yatırım tasarrufu çok önemli. Etilen içeriği %17'ye kadar (kauçuk içeriği %30'dan büyük) etki edin.
Sürecin temel donanımı gaz fazlı akışkan yatak reaktörü, sirkülasyon gaz kompresörü, sirkülasyon gaz soğutucusu ve ekstrüzyon peletleme ünitesidir. Akışkan yatak reaktörü, üst kısmında genişlemiş bir bölümü ve alt kısmında bir sparger ile içi boş bir kaptır. İlk reaktörün çalışma basıncı 3.5MPaG ve sıcaklık 67℃. İkinci reaktörün çalışma basıncı 2.1MPaG ve sıcaklık 70℃. ; Sirkülasyon gaz kompresör tek kademeli, sabit hızlı, santrifüj kompresördür.
