Polypropyleen (PP), een van de polyolefinematerialen met de grootste productie, heeft alleen propyleen als productiegrondstof. Bij de dagelijkse werking van polypropyleeneenheden besteden veel bedrijven meer aandacht aan katalysatoren en procesparameters, maar zien ze gemakkelijk de langetermijneffecten van de kwaliteit van propyleenmonomeer over het hoofd. Sporen van onzuiverheden in propyleen verkorten niet alleen de levensduur van de katalysator, maar veroorzaken ook schommelingen in de batchprestaties in polypropyleenproducten, wat resulteert in verschillende verwerkingsproblemen zoals een hoog asgehalte, onstabiele mechanische eigenschappen en kleurverschillen. Dit artikel richt zich op de toepassingsscenario's van propyleen bij de productie van polypropyleen, analyseert de proces- en productvoordelen van hoogwaardig propyleen en biedt referenties voor de selectie van grondstoffen voor de productie van polypropyleen.
I. Toepassingsscenario's van propyleen in verschillende polypropyleenproductielijnen
Als polymerisatiemonomeer kan propyleen worden gecombineerd met verschillende processystemen om drie reguliere kwaliteiten te produceren: homopolymeer polypropyleen, blokcopolymeer polypropyleen en willekeurig copolymeer polypropyleen. Er wordt alleen een kleine hoeveelheid ethyleen toegevoegd als hulpcomonomeer.
Polypropyleenpolymerisatieprocessen zijn onderverdeeld in bulkprocessen in de vloeistoffase en wervelbedprocessen in de gasfase. Ongeacht de route is propyleen het basismonomeer.
Homopolymeer polypropyleen (PPH)
Homopolymeer PP wordt verkregen door katalytische polymerisatie van zuiver propyleenmonomeer. Het heeft een sterke stijfheid en uitstekende hittebestendigheid en wordt meestal gebruikt voor spuitgietonderdelen, geweven plastic zakken, niet-geweven stoffen en pijpgrondstoffen. Het gehele reactiesysteem wordt alleen gevoed met propyleen van polymerisatiekwaliteit zonder toevoeging van andere comonomeren, dus de stabiliteit van de propyleensamenstelling is bijzonder kritisch.
Willekeurig copolymeer polypropyleen (PPR)
Het materiaal is voornamelijk gebaseerd op propyleen, waarbij een kleine hoeveelheid ethyleen deelneemt aan de copolymerisatie, waardoor de transparantie van het materiaal wordt verbeterd en de taaiheid bij lage temperaturen wordt verbeterd. Het is de belangrijkste grondstof voor transparante voedselcontainers, PPR-warmwaterleidingen en medische verpakkingen. Met propyleen als belangrijkste grondstof kunnen overmatige onzuiverheden de transparantie en slagvastheid gemakkelijk aantasten.
Blokcopolymeer polypropyleen (PPB)
Propeenhomopolymerisatie wordt eerst uitgevoerd, daarna wordt een ethyleen-propyleencopolymeerrubberfase geïntroduceerd, die de stijfheid en slagvastheid bij lage temperaturen in evenwicht brengt. Het wordt veel gebruikt in auto-onderdelen, behuizingen van huishoudelijke apparaten en logistieke omzetdozen.
Veel polypropyleenfabrieken schakelen tussen verschillende kwaliteiten voor een flexibele productie. Schommelingen in de samenstelling van de grondstof propyleen zullen de overgangstijd van de kwaliteit verlengen en de afvalproductie vergroten.
Als leverancier van propyleenbron van polymerisatiekwaliteit vertrouwt ZL Energy op continue rectificatie-eenheden om op stabiele wijze propyleen van polymerisatiekwaliteit te produceren, waarbij schadelijke onzuiverheden zoals propyn, dialkenen en totale zwavel strikt worden gecontroleerd. Het fluctuatiebereik van de productbatchindicatoren is klein en past zich aan de flexibele productieomschakelingsbehoeften van continue polypropyleeneenheden aan. Elke batch wordt geleverd met een compleet testrapport, waardoor de inspectie van binnenkomende grondstoffen voor petrochemische bedrijven wordt vergemakkelijkt.
II. Kernprestatievoordelen van hoogwaardig polymerisatie-grade propyleen bij de productie van polypropyleen
Propyleen van polymerisatiekwaliteit met conforme zuiverheid en gecontroleerde onzuiverheden kan polymerisatiekatalysatoren beschermen, de productie van overgangsmateriaal verminderen, mechanische indicatoren van polypropyleen stabiliseren en een stabiele werking van de eenheid op lange cycli bereiken.
Propyleenpolymerisatie is afhankelijk van Ziegler-Natta-katalysatoren en metalloceenkatalysatoren. Sulfiden, alkynen, water en zuurstof zijn allemaal katalysatorvergiften. Hoogwaardig propyleen biedt meerdere voordelen:
Verleng de bedrijfscyclus van de katalysator, verlaag de productiekosten
Sporensulfiden en propyn vergiftigen katalysatoren permanent, waardoor het verbruik van katalysatoreenheden toeneemt. Stabiel propyleen met een laag onzuiverheidsgehalte kan de doseringsfrequentie van de katalysator verminderen en de bedrijfstijd van de unit verbeteren.
Stabiliseer de smeltstroomsnelheid van polypropyleen (MFR)
Schommelingen in de samenstelling van propyleen hebben een directe invloed op de polymerisatiereactiesnelheid, waardoor de smeltindex fluctueert en stroomafwaartse plasticverwerkingsfabrieken te maken krijgen met filamentbreuk tijdens het trekken en een slechte matrijsvulling tijdens het spuitgieten.
Verminder het asgehalte van het product, verbeter de kwaliteit van polypropyleen
Onzuiverheden die deelnemen aan nevenreacties verhogen het harsasgehalte, waardoor de kwaliteit van het eindproduct van transparante kwaliteiten, hoogwaardige niet-geweven stoffen en PP van voedselcontactkwaliteit wordt aangetast.
Verkort de overgangsperiode van de leerjaren
Met een continu stabiele propyleensamenstelling neemt de output van overgangsmateriaal aanzienlijk af wanneer de eenheid schakelt tussen homopolymeer- en willekeurige copolymeerkwaliteiten, waardoor het gebruik van grondstoffen effectief wordt verbeterd.
De volgende tabel vergelijkt de impact van gekwalificeerd propyleen van polymerisatiekwaliteit en inferieur propyleen op de productie van polypropyleen:
| Indicatorafmeting | Conform propyleen van polymerisatiekwaliteit (speciaal voor polymerisatie-eenheden) | Propyleen met overmatige onzuiverheden (niet bruikbaar voor PP-productie) | Directe productiegevolgen |
|---|---|---|---|
| Propyleenzuiverheid | Groter dan of gelijk aan 99,5% | Onder de norm, bevat grote hoeveelheden onverzadigde onzuiverheden | Verminderde reactieconversiesnelheid, verminderde output |
| Propyn, Diolefinen | Strikt gecontroleerde bovengrenzen | Relatief hoog gehalte | Katalysatorvergiftiging, snel verval van de activiteit |
| Totaal zwavelgehalte | Strikt gecontroleerd op ppm-niveau | Overmatig zwavelgehalte | Permanente deactivering van de katalysator |
| Productstabiliteit | Kleine fluctuaties in smeltindex en mechanische eigenschappen | Grote batchprestatieverschillen | Klachten van klanten in de downstream, verlaagde verkopen |
| Eenheidsbediening | Langcyclische continue productie mogelijk | Frequente aanpassingen van procesparameters | Meer transitiemateriaal, stijgend energieverbruik |
III. Harde vereisten voor belangrijke indicatoren voor propyleengrondstoffen bij de productie van polypropyleen
Polypropyleeneenheden kunnen geen gewoon industrieel propyleen gebruiken. Er moet standaard propeen van polymerisatiekwaliteit worden aangeschaft, waarbij belangrijke monitoring van drie belangrijke categorieën schadelijke onzuiverheden plaatsvindt: alkynen, sulfiden en vocht.
Industrie-algemene polymerisatiekwaliteit propyleenkerncontrole-indicatoren: Propyleenzuiverheid Groter dan of gelijk aan 99,5%; Propyn + propadieen Minder dan of gelijk aan 5 ppm; Totaal zwavel Minder dan of gelijk aan 1 ppm; Het watergehalte wordt strikt gecontroleerd.
Gewoon industrieel propyleen is alleen geschikt voor fijne chemische synthese, met losse onzuiverheidsindicatoren. Eenmaal ingevoerd in een polypropyleenpolymerisatiereactor zal het binnen korte tijd een aanzienlijke afname van de katalysatoractiviteit veroorzaken, wat productieschommelingen veroorzaakt.
Productielijnen voor metalloceenpolypropyleen stellen nog strengere eisen, met verder verbeterde controlenormen voor sporen van polaire onzuiverheden in propyleen.
ZL Energy maakt onderscheid tussen twee sets productie- en opslag-transportsystemen voor propyleen van polymerisatiekwaliteit en algemeen industrieel propyleen, met onafhankelijke opslagtanks om materiaalvermenging te voorkomen. Voor hoogwaardige metalloceen PP-productielijnen kunnen de interne controle-indicatoren voor onzuiverheid verder worden geoptimaliseerd om te voldoen aan de toelatingsnormen voor grondstoffen van hoogwaardige polyolefinebedrijven.
IV. Praktische samenvatting van aanbevelingen voor de aanschaf en het gebruik van propyleen door polypropyleenbedrijven
De kern van een stabiele productie van polypropyleeneenheden ligt in het veiligstellen van de levering van propyleen van polymerisatiekwaliteit. De eenheidsprijs mag niet de enige vergelijking zijn; De nadruk moet liggen op de stabiliteit van onzuiverheden en het vermogen om de levering op lange termijn te garanderen.
Voor nieuw gebouwde polypropyleeneenheden en metalloceen PP-productielijnen moet u prioriteit geven aan het verifiëren van de interne controlenormen voor de propyleenonzuiverheid van de leverancier en gemengd propyleen van onbekende oorsprong afwijzen;
Het opzetten van een compleet mechanisme voor het nemen van monsters en testen, waarbij de nadruk ligt op het monitoren van alkyn-, totaalzwavel- en vochtindicatoren om risico's op katalysatorvergiftiging vanaf de bron te voorkomen;
Geef voor fabrieken die op de lange termijn meerdere soorten polypropyleen produceren prioriteit aan bronfabrikanten met een sterke batchstabiliteit om de overgangsverliezen van de kwaliteit te verminderen;
Plan opslagtanks en transportpijpleidingen vooraf, zorg voor een goede droging en zuivering en voorkom secundaire introductie van vocht en onzuiverheden tijdens het transport van propyleen.
Als een polypropyleenproductiebedrijf propyleenleveranciers screent of grondstoffenvergelijkingstests uitvoert, kan ZL Energy monsters leveren voor pilotverificatie en gasleveringsondersteunende oplossingen bieden op basis van eenheidsprocesomstandigheden.
