Polypropylén (PP), ako jeden z polyolefínových materiálov s najväčšou produkciou, má ako výrobnú surovinu iba propylén. Pri každodennej prevádzke polypropylénových jednotiek mnohé podniky venujú väčšiu pozornosť katalyzátorom a procesným parametrom, ale ľahko prehliadajú dlhodobý vplyv, ktorý prináša kvalita propylénového monoméru. Stopové nečistoty v propyléne nielen skracujú životnosť katalyzátora, ale spôsobujú aj kolísanie výkonu šarží v polypropylénových produktoch, čo vedie k rôznym problémom pri spracovaní, ako je vysoký obsah popola, nestabilné mechanické vlastnosti a farebné rozdiely. Tento článok sa zameriava na aplikačné scenáre propylénu pri výrobe polypropylénu, analyzuje výhody procesu a produktu, ktoré prináša vysokokvalitný propylén, a poskytuje referencie na výber surovín pre podniky na výrobu polypropylénu.
I. Aplikačné scenáre propylénu v rôznych výrobných linkách polypropylénu
Ako polymerizačný monomér môže byť propylén kombinovaný s rôznymi procesnými systémami na výrobu troch hlavných typov: homopolymérny polypropylén, blokový kopolymér polypropylén a náhodný kopolymér polypropylén. Malé množstvo etylénu sa pridáva len ako pomocný komonomér.
Procesy polymerizácie polypropylénu sa delia na hromadný proces v kvapalnej fáze a proces vo fluidnej vrstve v plynnej fáze. Bez ohľadu na cestu je propylén základným monomérom.
homopolymér polypropylén (PPH)
Homopolymér PP sa získava katalytickou polymerizáciou čistého propylénového monoméru. Má silnú tuhosť a vynikajúcu tepelnú odolnosť a väčšinou sa používa na vstrekované diely, plastové tkané vrecká, netkané textílie a suroviny na potrubia. Celý reakčný systém je napájaný iba propylénom polymerizačného stupňa bez pridania ďalších komonomérov, takže stabilita propylénovej kompozície je obzvlášť kritická.
Náhodný kopolymér polypropylén (PPR)
Hlavne na báze propylénu s malým množstvom etylénu podieľajúceho sa na kopolymerizácii, zlepšuje sa transparentnosť materiálu a zvyšuje sa húževnatosť pri nízkych teplotách. Je to hlavná surovina pre priehľadné nádoby na potraviny, teplovodné potrubia PPR a lekárske obaly. S propylénom ako hlavnou surovinou môžu nadmerné nečistoty ľahko ovplyvniť priehľadnosť a odolnosť proti nárazu.
Blokový kopolymér polypropylén (PPB)
Najprv sa uskutoční homopolymerizácia propylénu, potom sa zavedie fáza etylén-propylénového kopolyméru kaučuku, čím sa vyrovná tuhosť a odolnosť proti nárazu pri nízkych teplotách. Je široko používaný v automobilových dieloch, obaloch domácich spotrebičov a logistických obratových boxoch.
Mnoho polypropylénových tovární pre flexibilnú výrobu prepína medzi rôznymi druhmi. Kolísanie v zložení suroviny propylénu predĺži prechodný čas a zvýši produkciu odpadu.
Ako dodávateľ zdrojov propylénu v polymerizačnej kvalite sa ZL Energy spolieha na kontinuálne rektifikačné jednotky na stabilnú výrobu propylénu polymerizačnej kvality, pričom prísne kontroluje škodlivé nečistoty, ako je propín, diolefíny a celková síra. Rozsahy kolísania indikátora šarže produktu sú malé a prispôsobujú sa flexibilným potrebám prepínania výroby kontinuálnych polypropylénových jednotiek. Každá šarža sa dodáva s kompletnou správou o skúške, ktorá uľahčuje vstupnú kontrolu surovín pre petrochemické podniky.
II. Hlavné výkonnostné výhody vysokokvalitného propylénu na polymerizáciu pri výrobe polypropylénu
Polymerizačný propylén s vyhovujúcou čistotou a kontrolovanými nečistotami môže chrániť polymerizačné katalyzátory, znížiť tvorbu prechodného materiálu, stabilizovať polypropylénové mechanické indikátory a dosiahnuť stabilnú prevádzku jednotky počas dlhého cyklu.
Polymerizácia propylénu sa opiera o katalyzátory Ziegler-Natta a metalocénové katalyzátory. Sulfidy, alkíny, voda a kyslík sú katalytické jedy. Vysoko kvalitný propylén prináša viacero výhod:
Predĺžte prevádzkový cyklus katalyzátora, znížte výrobné náklady
Stopové sulfidy a propín permanentne otravujú katalyzátory, čím sa zvyšuje spotreba jednotky katalyzátora. Stabilný propylén s nízkym obsahom nečistôt môže znížiť frekvenciu dávkovania katalyzátora a zlepšiť prevádzkový čas jednotky.
Stabilizácia rýchlosti toku taveniny polypropylénu (MFR)
Kolísanie v zložení propylénu priamo ovplyvňuje rýchlosť polymerizačnej reakcie, čo spôsobuje kolísanie indexu toku taveniny a následné zariadenia na spracovanie plastov poškodzujú vlákna počas ťahania a zlé plnenie formy počas vstrekovania.
Znížte obsah popola v produkte, zlepšite kvalitu polypropylénu
Nečistoty, ktoré sa zúčastňujú vedľajších reakcií, zvyšujú obsah živicového popola, čo ovplyvňuje kvalitu hotového produktu priehľadných druhov, netkaných textílií vyššej kategórie a PP v kontakte s potravinami.
Skráťte prechodné obdobie ročníka
Pri kontinuálne stabilnom zložení propylénu sa výstup prechodového materiálu výrazne znižuje, keď sa jednotka prepína medzi triedami homopolyméru a náhodného kopolyméru, čím sa efektívne zlepšuje využitie suroviny.
Nasledujúca tabuľka porovnáva vplyv kvalifikovaného propylénu polymerizačného stupňa a menej kvalitného propylénu na výrobu polypropylénu:
| Rozmer indikátora | Vyhovujúci propylén triedy polymerizácie (vyhradený pre polymerizačné jednotky) | Propylén s nadmernými nečistotami (nepoužiteľný na výrobu PP) | Priame výrobné dôsledky |
|---|---|---|---|
| Čistota propylénu | Väčšie alebo rovné 99,5 % | Pod štandardom, obsahuje veľké množstvo nenasýtených nečistôt | Znížená rýchlosť konverzie reakcie, znížený výkon |
| Propín, Diolefíny | Prísne kontrolované horné limity | Relatívne vysoký obsah | Otrava katalyzátorom, rýchly pokles aktivity |
| Celkový obsah síry | Prísne kontrolované na úrovni ppm | Nadmerný obsah síry | Trvalá deaktivácia katalyzátora |
| Stabilita produktu | Malé kolísanie indexu toku taveniny a mechanických vlastností | Veľké rozdiely vo výkone šarže | Sťažnosti nadväzujúcich zákazníkov, znížený predaj |
| Prevádzka jednotky | Možnosť nepretržitej výroby s dlhým cyklom | Časté úpravy parametrov procesu | Zvýšený prechodový materiál, rastúca spotreba energie |
III. Tvrdé požiadavky na kľúčové ukazovatele propylénovej suroviny pri výrobe polypropylénu
Polypropylénové jednotky nemôžu používať bežný priemyselný propylén. Musí sa zakúpiť štandardný propylén polymerizačnej triedy s kľúčovým monitorovaním troch hlavných kategórií škodlivých nečistôt: alkínov, sulfidov a vlhkosti.
Všeobecné kontrolné indikátory propylénového jadra polymerizačného stupňa: Čistota propylénu Väčšia alebo rovná 99,5 %; propín + propadién menej alebo rovný 5 ppm; Celková síra rovná alebo menšia ako 1 ppm; Prísne kontrolovaný obsah vody.
Bežný priemyselný propylén je vhodný len na jemnú chemickú syntézu s voľnými indikátormi nečistôt. Po privedení do polypropylénového polymerizačného reaktora spôsobí v krátkom čase významný pokles aktivity katalyzátora, čo spôsobí kolísanie výroby.
Výrobné linky na výrobu metalocénového polypropylénu majú ešte prísnejšie požiadavky s ďalšími zlepšenými štandardmi kontroly stopových polárnych nečistôt v propyléne.
ZL Energy rozlišuje medzi dvoma súbormi systémov výroby a skladovania a dopravy pre propylén polymerizačnej kvality a všeobecný priemyselný propylén, s nezávislými skladovacími nádržami, aby sa zabránilo miešaniu materiálov. V prípade špičkových výrobných liniek metalocénového PP je možné ďalej optimalizovať ukazovatele vnútornej kontroly nečistôt, aby spĺňali štandardy prijímania surovín v podnikoch na výrobu polyolefínov vyššej kategórie.
IV. Praktické zhrnutie odporúčaní pre obstarávanie a používanie propylénu v polypropylénových podnikoch
Jadro stabilnej výroby polypropylénových jednotiek spočíva v zabezpečení dodávok propylénu v kvalite polymerizácie. Jednotková cena by nemala byť jediným porovnaním; dôraz by sa mal klásť na stabilitu nečistôt a schopnosť dlhodobej záruky dodávok.
Pri novovybudovaných polypropylénových jednotkách a výrobných linkách metalocénového PP uprednostnite overenie štandardov vnútornej kontroly dodávateľa na nečistoty propylénu a odmietnite zmiešaný propylén neznámeho pôvodu;
Zaviesť kompletný vstupný vzorkovací a testovací mechanizmus so zameraním na monitorovanie alkínu, celkovej síry a indikátorov vlhkosti, aby sa predišlo riziku otravy katalyzátorom zo zdroja;
Pre továrne, ktoré dlhodobo vyrábajú viacero druhov polypropylénu, uprednostňujte výrobcov zdrojov so silnou stabilitou šarže, aby ste znížili straty pri prechode z tried;
Vopred naplánujte skladovacie nádrže a prepravné potrubia, zabezpečte správne sušenie a čistenie a zabráňte sekundárnemu zavádzaniu vlhkosti a nečistôt počas prepravy propylénu.
Ak podnik na výrobu polypropylénu preveruje dodávateľov propylénu alebo vykonáva porovnávacie testy surovín, ZL Energy môže poskytnúť vzorky na pilotné overenie a poskytnúť podporné riešenia dodávky plynu založené na podmienkach jednotkového procesu.
