Polipropilena (PP), ca unul dintre materialele poliolefine cu cea mai mare producție, are doar propilena ca materie primă de producție. În funcționarea zilnică a unităților din polipropilenă, multe întreprinderi acordă mai multă atenție catalizatorilor și parametrilor procesului, dar trec cu ușurință cu vederea impactul pe termen lung adus de calitatea monomerului de propilenă. Urmele de impurități din propilenă nu numai că scurtează durata de viață a catalizatorului, dar provoacă și fluctuații de performanță a lotului la produsele din polipropilenă, ceea ce duce la diverse probleme de procesare, cum ar fi conținut ridicat de cenușă, proprietăți mecanice instabile și diferențe de culoare. Acest articol se concentrează pe scenariile de aplicare a propilenei în producția de polipropilenă, analizează avantajele procesului și al produsului aduse de propilena de înaltă calitate și oferă referințe de selecție de achiziții de materii prime pentru întreprinderile de producție de polipropilenă.
I. Scenarii de aplicare a propilenei în diferite linii de producție de polipropilenă
Ca monomer de polimerizare, propilena poate fi combinată cu diferite sisteme de proces pentru a produce trei clase principale: polipropilenă homopolimer, polipropilenă bloc copolimer și polipropilenă copolimer aleatoriu. O cantitate mică de etilenă este adăugată doar ca comonomer auxiliar.
Procesele de polimerizare a polipropilenei sunt împărțite în proces în vrac în fază lichidă și proces în pat fluidizat în fază gazoasă. Indiferent de cale, propilena este monomerul de bază.
Polipropilenă homopolimer (PPH)
Homopolimerul PP este obținut prin polimerizarea catalitică a monomerului pur de propilenă. Are o rigiditate puternică și o rezistență remarcabilă la căldură și este folosit mai ales pentru piese turnate prin injecție, pungi țesute din plastic, țesături nețesute și materii prime pentru țevi. Întregul sistem de reacție este alimentat numai cu propilenă de gradul de polimerizare fără adăugarea de alți comonomeri, astfel încât stabilitatea compoziției de propilenă este deosebit de critică.
Polipropilenă cu copolimer aleatoriu (PPR)
În principal pe bază de propilenă cu o cantitate mică de etilenă care participă la copolimerizare, transparența materialului este îmbunătățită și duritatea la temperatură scăzută este îmbunătățită. Este materia primă principală pentru recipientele transparente pentru alimente, conductele de apă caldă PPR și ambalajele medicale. Având propilena ca materie primă principală, impuritățile excesive pot afecta cu ușurință transparența și rezistența la impact.
Polipropilenă cu copolimer în bloc (PPB)
Se efectuează mai întâi homopolimerizarea propilenei, apoi se introduce o fază de cauciuc copolimer etilenă-propilenă, echilibrând rigiditatea și rezistența la impact la temperatură scăzută. Este utilizat pe scară largă în piese de automobile, carcase de electrocasnice și cutii de afaceri logistice.
Multe fabrici de polipropilenă comută între diferite grade pentru producție flexibilă. Fluctuațiile în compoziția materiilor prime propilenei vor prelungi timpul de tranziție a gradului și vor crește producția de deșeuri.
În calitate de furnizor de surse de propilenă cu grad de polimerizare, ZL Energy se bazează pe unități de rectificare continuă pentru a produce în mod stabil propilenă cu grad de polimerizare, controlând strict impuritățile dăunătoare, cum ar fi propina, diolefinele și sulful total. Intervalele de fluctuație ale indicatorului de lot de produse sunt mici, adaptându-se la nevoile flexibile de schimbare a producției ale unităților continue din polipropilenă. Fiecare lot vine cu un raport de testare complet, facilitând inspecția de intrare a materiilor prime pentru întreprinderile petrochimice.
II. Avantajele de performanță de bază ale propilenei de înaltă calitate pentru polimerizare în producția de polipropilenă
Propilena cu grad de polimerizare cu puritate conformă și impurități controlate poate proteja catalizatorii de polimerizare, poate reduce generarea de material de tranziție, stabilizează indicatorii mecanici din polipropilenă și poate obține o funcționare stabilă pe ciclu lung a unității.
Polimerizarea propilenei se bazează pe catalizatori Ziegler-Natta și catalizatori metalocen. Sulfurile, alchinele, apa și oxigenul sunt toate otrăvuri catalizatoare. Propilena de înaltă calitate aduce multiple beneficii:
Extindeți ciclul de funcționare a catalizatorului, reduceți costurile de producție
Urmele de sulfuri și propina otrăvește permanent catalizatorii, crescând consumul de unități de catalizator. Propilena stabilă cu impurități scăzute poate reduce frecvența de dozare a catalizatorului și poate îmbunătăți timpul de funcționare al unității.
Stabilizați debitul de topire a polipropilenei (MFR)
Fluctuațiile în compoziția propilenei afectează în mod direct viteza de reacție de polimerizare, determinând fluctuația indicelui de topire, iar instalațiile de prelucrare a plasticului din aval experimentează ruperea filamentului în timpul tragerii și umplerea slabă a matriței în timpul turnării prin injecție.
Reduceți conținutul de cenușă al produsului, îmbunătățiți gradul de polipropilenă
Impuritățile care participă la reacțiile secundare cresc conținutul de cenușă de rășină, afectând calitatea produsului finit al claselor transparente, al țesăturilor nețesute de ultimă generație și al PP din gradul de contact alimentar.
Scurtați perioada de tranziție a claselor
Cu o compoziție de propilenă stabilă în mod continuu, producția de material de tranziție scade semnificativ atunci când unitatea comută între tipurile de homopolimer și copolimer aleatoriu, îmbunătățind eficient utilizarea materiilor prime.
Următorul tabel compară impactul propilenei cu grad de polimerizare calificat și al propilenei inferioare asupra producției de polipropilenă:
| Dimensiunea indicatorului | Propilenă conformă pentru polimerizare (dedicată pentru unități de polimerizare) | Propilenă cu impurități excesive (nu se poate utiliza pentru producția de PP) | Consecințele directe ale producției |
|---|---|---|---|
| Puritatea propilenei | Mai mare sau egal cu 99,5% | Sub standard, conține cantități mari de impurități nesaturate | Scăderea ratei de conversie a reacției, puterea redusă |
| Propină, Diolefine | Limite superioare strict controlate | Conținut relativ ridicat | Otrăvirea cu catalizator, scăderea rapidă a activității |
| Conținut total de sulf | Controlat strict la nivel ppm | Conținut excesiv de sulf | Dezactivare permanentă a catalizatorului |
| Stabilitatea produsului | Mici fluctuații ale indicelui de topire și ale proprietăților mecanice | Diferențe mari de performanță a lotului | Reclamații ale clienților din aval, vânzări reduse |
| Funcționarea unității | Producție continuă cu ciclu lung posibil | Ajustări frecvente ale parametrilor procesului | Creșterea materialului de tranziție, creșterea consumului de energie |
III. Cerințe stricte pentru indicatorii cheie de materie primă de propilenă în producția de polipropilenă
Unitățile din polipropilenă nu pot folosi propilenă industrială obișnuită. Trebuie achiziționată propilenă standard de grad de polimerizare, cu monitorizarea cheie a trei categorii majore de impurități dăunătoare: alchine, sulfuri și umiditate.
Indicatori de control al miezului de propilenă de grad general de polimerizare: Puritatea propilenei Mai mare sau egală cu 99,5%; Propină + propadienă Mai puțin sau egal cu 5 ppm; Sulf total Mai mic sau egal cu 1 ppm; Conținutul de apă strict controlat.
Propilena industrială obișnuită este potrivită numai pentru sinteza chimică fină, cu indicatori de impurități libere. Odată introdus într-un reactor de polimerizare din polipropilenă, va provoca o scădere semnificativă a activității catalizatorului într-un timp scurt, declanșând fluctuații de producție.
Liniile de producție de polipropilenă metalocen au cerințe și mai stricte, cu standarde de control îmbunătățite în continuare pentru urmele de impurități polare din propilenă.
ZL Energy distinge între două seturi de sisteme de producție și depozitare-transport pentru propilena cu grad de polimerizare și propilena industrială generală, cu rezervoare de stocare independente pentru a evita amestecarea materialelor. Pentru liniile de producție PP metalocen de ultimă generație, indicatorii de control intern al impurităților pot fi optimizați în continuare pentru a îndeplini standardele de admitere a materiilor prime ale întreprinderilor de poliolefine de ultimă generație.
IV. Rezumat practic al recomandărilor pentru achiziționarea și utilizarea propilenei de către întreprinderile de polipropilenă
Miezul producției stabile pentru unitățile din polipropilenă constă în asigurarea aprovizionării cu propilenă de gradul de polimerizare. Prețul unitar nu ar trebui să fie singura comparație; accentul ar trebui să se pună pe stabilitatea impurităților și pe capacitatea de garantare a aprovizionării pe termen lung.
Pentru unitățile de polipropilenă nou construite și liniile de producție PP metalocen, acordați prioritate verificării standardelor de control intern pentru impuritățile de propilenă ale furnizorului și respingeți propilena amestecată de origine necunoscută;
Stabiliți un mecanism complet de prelevare de probe și testare, concentrându-se pe monitorizarea indicatorilor de alchină, sulf total și umiditate pentru a evita riscurile de otrăvire a catalizatorului de la sursă;
Pentru fabricile care produc mai multe tipuri de polipropilenă pe termen lung, acordați prioritate producătorilor sursă cu o stabilitate puternică a lotului pentru a reduce pierderile de tranziție a gradului;
Planificați rezervoarele de stocare și conductele de transport în avans, asigurați uscarea și purificarea corespunzătoare și preveniți introducerea secundară de umiditate și impurități în timpul transportului propilenei.
Dacă o întreprindere de producție de polipropilenă verifică furnizorii de propilenă sau efectuează teste de comparare a materiilor prime, ZL Energy poate furniza mostre pentru verificarea pilot și poate oferi soluții de susținere a aprovizionării cu gaz bazate pe condițiile unității de proces.
