El polipropilè (PP), com un dels materials de poliolefina amb més producció, només té propilè com a matèria primera de producció. En el funcionament diari de les unitats de polipropilè, moltes empreses presten més atenció als catalitzadors i als paràmetres del procés, però passen per alt fàcilment l'impacte a llarg termini de la qualitat dels monòmers de propilè. Les impureses del propilè no només redueixen la vida útil del catalitzador, sinó que també provoquen fluctuacions del rendiment del lot en els productes de polipropilè, donant lloc a diversos problemes de processament, com ara un alt contingut de cendres, propietats mecàniques inestables i diferències de color. Aquest article se centra en els escenaris d'aplicació del propilè a la producció de polipropilè, analitza els avantatges del procés i del producte que aporta propilè d'alta qualitat i proporciona referències de selecció de matèries primeres per a les empreses de producció de polipropilè.
I. Escenaris d'aplicació del propilè en diferents línies de producció de polipropilè
Com a monòmer de polimerització, el propilè es pot combinar amb diferents sistemes de procés per produir tres graus principals: polipropilè homopolímer, polipropilè copolímer de bloc i polipropilè copolímer aleatori. Només s'afegeix una petita quantitat d'etilè com a comonòmer auxiliar.
Els processos de polimerització de polipropilè es divideixen en procés a granel en fase líquida i procés de llit fluiditzat en fase gasosa. Independentment de la ruta, el propilè és el monòmer bàsic.
Polipropilè homopolímer (PPH)
L'homopolímer PP s'obté per polimerització catalítica del monòmer de propilè pur. Té una forta rigidesa i una resistència a la calor excepcional, i s'utilitza principalment per a peces modelades per injecció, bosses teixides de plàstic, teixits no teixits i matèries primeres per a canonades. Tot el sistema de reacció només s'alimenta amb propilè de grau de polimerització sense afegir altres comonòmers, de manera que l'estabilitat de la composició de propilè és especialment crítica.
Polipropilè de copolímer aleatori (PPR)
Principalment basat en propilè amb una petita quantitat d'etilè que participa en la copolimerització, es millora la transparència del material i la tenacitat a baixa temperatura. És la matèria primera principal per a envasos d'aliments transparents, canonades d'aigua calenta PPR i envasos mèdics. Amb el propilè com a matèria primera principal, les impureses excessives poden afectar fàcilment la transparència i la resistència a l'impacte.
Copolímer de blocs de polipropilè (PPB)
Primer es porta a terme l'homopolimerització de propilè, després s'introdueix una fase de cautxú copolímer d'etilè-propilè, equilibrant la rigidesa i la resistència a l'impacte a baixa temperatura. S'utilitza àmpliament en peces d'automòbil, carcassa d'electrodomèstics i caixes de facturació logística.
Moltes fàbriques de polipropilè canvien entre diferents graus per a una producció flexible. Les fluctuacions en la composició de propilè de la matèria primera allargaran el temps de transició de grau i augmentaran la producció de residus.
Com a proveïdor de fonts de propilè de grau de polimerització, ZL Energy es basa en unitats de rectificació contínua per produir de manera estable propilè de grau de polimerització, controlant estrictament les impureses nocives com el propi, les diolefines i el sofre total. Els rangs de fluctuació dels indicadors de lot de productes són petits, adaptant-se a les necessitats de canvi de producció flexible de les unitats de polipropilè contínues. Cada lot inclou un informe de prova complet, que facilita la inspecció d'entrada de matèries primeres per a les empreses petroquímiques.
II. Avantatges bàsics de rendiment del propilè de grau de polimerització d'alta qualitat en la producció de polipropilè
El propilè de grau de polimerització amb puresa compatible i impureses controlades pot protegir els catalitzadors de polimerització, reduir la generació de material de transició, estabilitzar els indicadors mecànics de polipropilè i aconseguir un funcionament estable de cicle llarg de la unitat.
La polimerització del propilè es basa en catalitzadors Ziegler-Natta i catalitzadors de metal·locè. Els sulfurs, els alquins, l'aigua i l'oxigen són verins catalitzadors. El propilè d'alta qualitat aporta múltiples beneficis:
Amplieu el cicle de funcionament del catalitzador, reduïu els costos de producció
Els sulfurs de traça i el propino enverineixen permanentment els catalitzadors, augmentant el consum d'unitats de catalitzador. El propilè estable de baixa impuresa pot reduir la freqüència de dosificació del catalitzador i millorar el temps de funcionament de la unitat.
Estabilitzar el cabal de fusió de polipropilè (MFR)
Les fluctuacions en la composició del propilè afecten directament la velocitat de reacció de polimerització, fent que l'índex de fusió fluctuï i que les plantes de processament de plàstic aigües avall experimentin la ruptura del filament durant l'estirament i un ompliment deficient del motlle durant l'emmotllament per injecció.
Redueix el contingut de cendres del producte, millora el grau de polipropilè
Les impureses que participen en les reaccions secundaries augmenten el contingut de cendres de resina, afectant la qualitat del producte acabat de graus transparents, teixits no teixits de gamma alta i PP de grau de contacte amb aliments.
Escurçar el període de transició de grau
Amb una composició de propilè contínuament estable, la producció de material de transició disminueix significativament quan la unitat canvia entre els graus d'homopolímer i de copolímer aleatori, millorant eficaçment la utilització de la matèria primera.
La taula següent compara l'impacte del propilè de grau de polimerització qualificat i el propilè inferior en la producció de polipropilè:
| Dimensió de l'indicador | Propilè de grau de polimerització compatible (dedicat a unitats de polimerització) | Propilè amb impureses excessives (no es pot utilitzar per a la producció de PP) | Conseqüències directes de la producció |
|---|---|---|---|
| Puresa de propilè | Superior o igual al 99,5% | Per sota de la norma, conté grans quantitats d'impureses insaturades | Disminució de la taxa de conversió de la reacció, producció reduïda |
| Propyne, Diolefines | Límits superiors estrictament controlats | Contingut relativament alt | Intoxicació per catalitzadors, decadència ràpida de l'activitat |
| Contingut total de sofre | Estrictament controlat a nivell de ppm | Contingut excessiu de sofre | Desactivació permanent del catalitzador |
| Estabilitat del producte | Petites fluctuacions en l'índex de fusió i propietats mecàniques | Grans diferències de rendiment del lot | Queixes de clients aigües avall, vendes rebaixades |
| Funcionament de la unitat | Possibilitat de producció contínua de cicle llarg | Ajustos freqüents dels paràmetres del procés | Augment del material de transició, augment del consum d'energia |
III. Requisits durs per als indicadors clau de matèries primeres de propilè en la producció de polipropilè
Les unitats de polipropilè no poden utilitzar propilè industrial normal. S'ha d'adquirir propilè estàndard de grau de polimerització, amb un seguiment clau de tres categories principals d'impureses nocives: alquins, sulfurs i humitat.
Indicadors de control del nucli de propilè de grau de polimerització general de la indústria: puresa del propilè superior o igual al 99,5%; Propí + propadiè Menys o igual a 5 ppm; Sofre total Menor o igual a 1 ppm; Contingut d'aigua estrictament controlat.
El propilè industrial normal només és adequat per a la síntesi química fina, amb indicadors d'impureses solts. Un cop introduït en un reactor de polimerització de polipropilè, provocarà una disminució significativa de l'activitat del catalitzador en poc temps, provocant fluctuacions de producció.
Les línies de producció de polipropilè de metal·locè tenen requisits encara més estrictes, amb estàndards de control encara millorats per a traces d'impureses polars en propilè.
ZL Energy distingeix entre dos conjunts de sistemes de producció i emmagatzematge-transport per a propilè de grau de polimerització i propilè industrial general, amb dipòsits d'emmagatzematge independents per evitar la barreja de materials. Per a les línies de producció de PP de metal·locè de gamma alta, els indicadors de control intern d'impureses es poden optimitzar encara més per complir els estàndards d'admissió de matèries primeres de les empreses de poliolefines de gamma alta.
IV. Resum pràctic de recomanacions per a l'adquisició i ús de propilè per les empreses de polipropilè
El nucli de la producció estable per a unitats de polipropilè rau en assegurar el subministrament de propilè de grau de polimerització. El preu unitari no hauria de ser l'única comparació; s'ha de centrar en l'estabilitat d'impureses i la capacitat de garantia de subministrament a llarg termini.
Per a les unitats de polipropilè de nova construcció i les línies de producció de PP de metal·locè, prioritzeu la verificació dels estàndards de control intern d'impureses de propilè del proveïdor i rebutgeu propilè barrejat d'origen desconegut;
Establir un mecanisme complet de mostreig i prova d'entrada, centrat en el seguiment dels indicadors d'alquin, sofre total i humitat per evitar els riscos d'enverinament del catalitzador de la font;
Per a les fàbriques que produeixen diversos graus de polipropilè a llarg termini, prioritzeu els fabricants d'origen amb una forta estabilitat de lots per reduir les pèrdues de transició de grau;
Planifiqueu els tancs d'emmagatzematge i les canonades de transport amb antelació, assegureu-vos l'assecat i la purificació adequats i eviteu la introducció secundària d'humitat i impureses durant el transport de propilè.
Si una empresa de producció de polipropilè està examinant proveïdors de propilè o realitzant proves de comparació de matèries primeres, ZL Energy pot proporcionar mostres per a la verificació pilot i proporcionar solucions de suport al subministrament de gas basades en les condicions del procés de la unitat.
