一、装置简介

　　(一)装置的发展及类型

　　1．装置发展

　　聚丙烯(Polypropylene，缩写为PIP)是以丙烯为单体聚合而成的聚合物，是通用塑料中的一个重要品种，结构式为：
1953年德国Ziegler等采用R3Al—TiCl₄催化体系制得高密度聚乙烯后，曾试图用R₃Al—TiCl₄为催化剂制取PP，但是只得到了无定形PP，并无工业使用价值。意大利的Natta教授继Ziegler之后对丙烯聚合进行了深入的研究，于1954年3月用改进的齐格勒催化剂紫色TiCl3和烷基铝成功地将丙烯聚合成为具有高度立体规整性的聚丙烯。

　　1957年Montecatini公司利用Natta的成果在意大利Ferrara建成了6000t／a的生产装置，这是世界上第一套PP生产装置，使PP实现了工业化生产。同年Hercules公司在美国Parlin也建成了9000t／a的生产装置，这是北美第一套PP生产装置。到1962年德国、日本、法国等国家也纷纷建厂，相继实现了PP的工业化生产。

　　2．装置的主要类型

　　50多年来已有二十几种生产聚丙烯的工艺技术路线，各种工艺技术按生产工艺的发展和年代划分，可分为第一代工艺，生产过程包括脱灰和脱无规物，工艺过程复杂，主要是70年代以前的生产工艺，采用第一代催化剂；70年代开发的第二代催化剂使生产工艺中取消了脱灰过程，称为第二代工艺；80年代以后，随着高活性、高等规度(HY／HS)载体催化剂的开发成功和应用，生产工艺中取消了脱灰和脱无规物，称为第三代工艺；按照聚合类型可分为溶液法、浆液法(也称溶剂法)、本体法、本体和气相组合法、气相法生产工艺。

　　3．气相法工艺技术特点

　　近几年来，我国相继引进的聚丙烯生产装置均为Himont的Spenpol工艺及三井油化的Hypol工艺，以采用高效载体催化剂、液—气本体聚合方式为主要特征，反应器形式分为环管和立式釜式两种。随着聚丙烯生产方式的不断发展，越来越多的公司开始涉足气相法聚丙烯生产路线，实践证明了气相法生产方式占地少、投资省、工艺流程简单。

　　AMOCO气相法的聚丙烯生产工艺是目前世界上最先进的工艺之一，该工艺具有流程短设备少、排污少、产品类型覆盖广等方面特点，该工艺有如下特点：

　　(1)催化剂活性高

　　气相法生产工艺中采用的AMOCO专利催化剂CD—CAT，为第四代Z—N催化剂，是一种具有高活性、高选择性的聚丙烯用催化剂，允许共聚物中共聚单体的准确接人，采用它生产的聚丙烯具有优良的品质，能生产出高刚性及高抗冲的聚丙烯品种。该催化剂具有可控制性，能控制生成无规物量，保持较高的等规聚丙烯生成。这种高性能的催化剂无需进行预聚合，使工艺和操作简化，废物和副产物少，无需脱除，使得整套装置的投资费用、操作费用及维修费用降低。

　　(2)反应器设计独特

　　AMOCO气相法工艺的关键设备聚合反应器设计独特，采用DCS控制、卧式搅拌床式反应器。反应器的设计提供了一种近似于活塞流式的运行方式，使反应器内的催化剂与丙烯接触机会更加频繁，在反应器内停留时间趋于相同，所获得的粉料粒度分布窄，一个活塞流式反应器相当于三个以上全反混式反应器，从而大大地缩短了流程。在生产Hp、RCP产品时完全可以仅用一台反应器，在生产ICP时，两台反应器串联操作，则能生产出具有高性能的抗冲产品。

　　(3)产品类型覆盖广

　　该种工艺能够生产出应用范围很广的产品，其中包括注塑、薄膜、涂覆、吹塑、挤出板材、纤维等各种品种，涉及汽车、家电、食品包装、医疗、建筑、水利、交通等各个行业。

　　由于该工艺的设计的科学性，使其产品在许多方面具有优越性。与采取一般催化剂及工艺生产的产品相比，该产品中各种金属残留物的含量极低，稳定剂用量少，产品颗粒均匀，光洁透明，无气味。

　　采取高效的CD催化剂及独特的反应器与工艺流程，使生产出的抗冲共聚物，在较宽的温度范围内，显示出了较好的硬度与抗冲性能的平衡。纤维级产品如短丝、长丝、无纺布和撕裂膜等具有高韧性、高强度，固色稳定，白度好，并可进行热黏合。薄膜级产品质量均一、光泽度高、加工稳定性好。

　　(4)牌号切换迅速、过渡料少

　　这种活塞流式反应器形式有助于提高产品性能，减少过渡时间。与传统的搅拌釜、环管反应器或流化床反应釜相比，牌号切换快速、简便、产生最少的等外品。

　　(5)操作安全

　　由于液态烃存在量相对较少，比起其他的工艺，Amoco气相法工艺流程有其内在的安全性，由于无任何液态物质向环境中排放，所以该工艺对环境无污染，而各种气相物质均排放至火炬。

　　(6)产品质量稳定

　　由于采用先进的DCS控制系统及产品质量的优化控制系统，整个工艺过程控制稳定，许多影响产品质量的指标可以通过在线分析直接反馈出来，从开车到现在可以看出，该装置各项工艺指标控制稳定，产品性能均一，各项指标波动小。

　　(二)装置单元组成与工艺流程

　　1．组成单元

　　气相法聚丙烯装置由催化剂进料单元、第一聚合反应单元、反应器粉料输送单元、第二聚合反应单元、粉料脱活及干燥单元、丙烯回收单元、挤压造粒单元、粒料掺合及储存单元、原料精制单元、公用工程单元等10个单元构成。各单元作用分别介绍如下：

　　(1)催化剂进料单元

　　主催化剂、三乙基铝和改性剂以一定的比例加入到第一聚合单元，进行聚合反应，同时进行改性剂的稀释，矿物油的进料以及废催化剂的中和。