Polipropilēns (PP), kā viens no poliolefīna materiāliem ar lielāko izlaidi, ir tikai propilēns kā ražošanas izejviela. Polipropilēna vienību ikdienas darbībā daudzi uzņēmumi pievērš lielāku uzmanību katalizatoriem un procesa parametriem, taču viegli aizmirst propilēna monomēra kvalitātes radīto ilgtermiņa ietekmi. Nelieli piemaisījumi propilēnā ne tikai saīsina katalizatora kalpošanas laiku, bet arī izraisa partijas veiktspējas svārstības polipropilēna izstrādājumos, kā rezultātā rodas dažādas apstrādes problēmas, piemēram, augsts pelnu saturs, nestabilas mehāniskās īpašības un krāsu atšķirības. Šajā rakstā uzmanība tiek pievērsta propilēna pielietojuma scenārijiem polipropilēna ražošanā, analizētas augstas kvalitātes propilēna radītās procesa un produktu priekšrocības, kā arī sniegtas izejvielu iepirkumu atlases atsauces polipropilēna ražošanas uzņēmumiem.
I. Propilēna pielietošanas scenāriji dažādās polipropilēna ražošanas līnijās
Kā polimerizācijas monomēru propilēnu var kombinēt ar dažādām procesa sistēmām, lai iegūtu trīs galvenās kategorijas: homopolimēra polipropilēnu, blokkopolimēra polipropilēnu un nejauša kopolimēra polipropilēnu. Nelielu daudzumu etilēna pievieno tikai kā palīgkomonomēru.
Polipropilēna polimerizācijas procesus iedala šķidrās fāzes lielapjoma procesos un gāzes fāzes verdošā slāņa procesā. Neatkarīgi no maršruta propilēns ir pamata monomērs.
Homopolimērs polipropilēns (PPH)
Homopolimēru PP iegūst tīra propilēna monomēra katalītiskā polimerizācijā. Tam ir spēcīga stingrība un izcila karstumizturība, un to galvenokārt izmanto iesmidzināšanas veidnēm, plastmasas maisiņiem, neaustiem audumiem un cauruļu izejvielām. Visa reakcijas sistēma tiek barota tikai ar polimerizācijas pakāpes propilēnu, nepievienojot citus komonomērus, tāpēc propilēna sastāva stabilitāte ir īpaši svarīga.
Izlases kopolimēra polipropilēns (PPR)
Pamatā galvenokārt ir propilēns ar nelielu etilēna daudzumu, kas piedalās kopolimerizācijā, tiek uzlabota materiāla caurspīdīgums un uzlabota zemas temperatūras izturība. Tā ir galvenā izejviela caurspīdīgiem pārtikas traukiem, PPR karstā ūdens caurulēm un medicīniskajam iepakojumam. Izmantojot propilēnu kā galveno izejvielu, pārmērīgi piemaisījumi var viegli ietekmēt caurspīdīgumu un triecienizturību.
Bloku kopolimēra polipropilēns (PPB)
Vispirms tiek veikta propilēna homopolimerizācija, pēc tam tiek ieviesta etilēna-propilēna kopolimēra gumijas fāze, līdzsvarojot stingrību un zemas temperatūras triecienizturību. To plaši izmanto automobiļu detaļās, sadzīves tehnikas korpusos un loģistikas apgrozījuma kastēs.
Daudzas polipropilēna rūpnīcas pārslēdzas starp dažādām pakāpēm elastīgai ražošanai. Izejvielu propilēna sastāva svārstības pagarinās šķiras pārejas laiku un palielinās atkritumu izlaidi.
Kā polimerizācijas pakāpes propilēna avotu piegādātājs ZL Energy paļaujas uz nepārtrauktas rektifikācijas iekārtām, lai stabili ražotu polimerizācijas kvalitātes propilēnu, stingri kontrolējot kaitīgos piemaisījumus, piemēram, propilēnu, diolefīnus un kopējo sēru. Produktu partijas indikatoru svārstību diapazoni ir nelieli, pielāgojoties nepārtrauktu polipropilēna vienību elastīgajām ražošanas pārslēgšanas vajadzībām. Katrai partijai ir pilns testa ziņojums, kas atvieglo izejvielu ienākošo pārbaudi naftas ķīmijas uzņēmumiem.
II. Augstas kvalitātes polimerizācijas kvalitātes propilēna galvenās veiktspējas priekšrocības polipropilēna ražošanā
Polimerizācijas pakāpes propilēns ar atbilstošu tīrību un kontrolētiem piemaisījumiem var aizsargāt polimerizācijas katalizatorus, samazināt pārejas materiāla veidošanos, stabilizēt polipropilēna mehāniskos indikatorus un nodrošināt iekārtas stabilu darbību ilgā ciklā.
Propilēna polimerizācija balstās uz Ziegler-Natta katalizatoriem un metallocēna katalizatoriem. Sulfīdi, alkīni, ūdens un skābeklis ir katalizatora indes. Augstas kvalitātes propilēns sniedz vairākas priekšrocības:
Pagariniet katalizatora darbības ciklu, samaziniet ražošanas izmaksas
Sulfīdu un propīna pēdas pastāvīgi saindē katalizatorus, palielinot katalizatora vienības patēriņu. Stabils propilēns ar zemu piemaisījumu saturu var samazināt katalizatora dozēšanas biežumu un uzlabot vienības darbības laiku.
Polipropilēna kausējuma plūsmas ātruma (MFR) stabilizēšana
Propilēna sastāva svārstības tieši ietekmē polimerizācijas reakcijas ātrumu, izraisot kušanas indeksa svārstības, un pakārtotās plastmasas apstrādes rūpnīcās rodas kvēldiega plīsums vilkšanas laikā un slikta veidņu piepildīšana iesmidzināšanas formēšanas laikā.
Samaziniet produktu pelnu saturu, uzlabojiet polipropilēna kvalitāti
Piemaisījumi, kas piedalās blakusreakcijās, palielina sveķu pelnu saturu, ietekmējot gatavā produkta kvalitāti caurspīdīgiem materiāliem, augstākās klases neaustiem audumiem un PP, kas saskaras ar pārtiku.
Saīsiniet pakāpes pārejas periodu
Ar nepārtraukti stabilu propilēna sastāvu pārejas materiāla izlaide ievērojami samazinās, kad iekārta pārslēdzas starp homopolimēru un nejaušu kopolimēru, tādējādi efektīvi uzlabojot izejvielu izmantošanu.
Šajā tabulā ir salīdzināta kvalificēta polimerizācijas pakāpes propilēna un zemākas kvalitātes propilēna ietekme uz polipropilēna ražošanu:
| Indikatora izmērs | Atbilstošs polimerizācijas pakāpes propilēns (paredzēts polimerizācijas vienībām) | Propilēns ar pārmērīgiem piemaisījumiem (nav izmantojams PP ražošanai) | Tiešās ražošanas sekas |
|---|---|---|---|
| Propilēna tīrība | Lielāks vai vienāds ar 99,5% | Zem standarta, satur lielu daudzumu nepiesātinātu piemaisījumu | Samazināts reakcijas konversijas ātrums, samazināta jauda |
| Propīns, diolefīni | Stingri kontrolētas augšējās robežas | Salīdzinoši augsts saturs | Katalizatora saindēšanās, strauja aktivitātes samazināšanās |
| Kopējais sēra saturs | Stingri kontrolēts ppm līmenī | Pārmērīgs sēra saturs | Pastāvīga katalizatora deaktivizēšana |
| Produkta stabilitāte | Nelielas kušanas indeksa un mehānisko īpašību svārstības | Lielas partijas veiktspējas atšķirības | Pakārtotās klientu sūdzības, pazemināti pārdošanas apjomi |
| Vienības darbība | Iespējama ilgstoša nepārtraukta ražošana | Bieža procesa parametru pielāgošana | Palielināts pārejas materiāls, pieaugošs enerģijas patēriņš |
III. Stingras prasības galvenajiem propilēna izejvielu indikatoriem polipropilēna ražošanā
Polipropilēna iekārtās nevar izmantot parasto rūpniecisko propilēnu. Jāiegādājas polimerizācijas klases standarta propilēns, uzraugot trīs galvenās kaitīgo piemaisījumu kategorijas: alkīnus, sulfīdus un mitrumu.
Nozares vispārīgie polimerizācijas pakāpes propilēna serdes kontroles indikatori: propilēna tīrība ir lielāka par vai vienāda ar 99,5%; Propīns + propadiēns Mazāks vai vienāds ar 5 ppm; Kopējais sērs ir mazāks vai vienāds ar 1 ppm; Ūdens saturs ir stingri kontrolēts.
Parastais rūpnieciskais propilēns ir piemērots tikai smalkai ķīmiskai sintēzei ar vaļīgiem piemaisījumu indikatoriem. Pēc ievadīšanas polipropilēna polimerizācijas reaktorā tas izraisīs ievērojamu katalizatora aktivitātes samazināšanos īsā laikā, izraisot ražošanas svārstības.
Metallocēna polipropilēna ražošanas līnijām ir vēl stingrākas prasības, ar vēl vairāk uzlabotiem kontroles standartiem propilēna polāro piemaisījumu pēdām.
ZL Energy izšķir divus ražošanas un uzglabāšanas-transportēšanas sistēmu komplektus polimerizācijas pakāpes propilēnam un vispārējam rūpnieciskajam propilēnam ar neatkarīgām uzglabāšanas tvertnēm, lai izvairītos no materiālu sajaukšanās. Augstākās klases metallocēna PP ražošanas līnijām piemaisījumu iekšējās kontroles indikatorus var vēl vairāk optimizēt, lai tie atbilstu augstākās klases poliolefīna uzņēmumu izejvielu uzņemšanas standartiem.
IV. Praktisks ieteikumu kopsavilkums polipropilēna uzņēmumu propilēna iegādei un lietošanai
Polipropilēna vienību stabilas ražošanas pamatā ir polimerizācijas pakāpes propilēna piegādes nodrošināšana. Vienības cena nedrīkst būt vienīgais salīdzinājums; galvenā uzmanība jāpievērš piemaisījumu stabilitātei un ilgtermiņa piegādes garantijas iespējām.
Jaunbūvētajām polipropilēna vienībām un metallocēna PP ražošanas līnijām prioritāri pārbaudiet piegādātāja propilēna piemaisījumu iekšējās kontroles standartus un noraidiet nezināmas izcelsmes sajaukto propilēnu;
Izveidojiet pilnīgu ienākošo paraugu ņemšanas un testēšanas mehānismu, koncentrējoties uz alkīna, kopējā sēra un mitruma indikatoru uzraudzību, lai izvairītos no katalizatora saindēšanās riska no avota;
Rūpnīcām, kas ražo vairākas polipropilēna kategorijas ilgtermiņā, prioritāri piešķiriet avotu ražotājiem ar spēcīgu partijas stabilitāti, lai samazinātu pakāpes pārejas zudumus;
Iepriekš plānojiet uzglabāšanas tvertnes un transportēšanas cauruļvadus, nodrošiniet pareizu žāvēšanu un attīrīšanu, kā arī nepieļaujiet mitruma un piemaisījumu sekundāro iekļūšanu propilēna transportēšanas laikā.
Ja polipropilēna ražošanas uzņēmums pārbauda propilēna piegādātājus vai veic izejvielu salīdzināšanas testus, ZL Energy var nodrošināt paraugus izmēģinājuma verifikācijai un nodrošināt gāzes piegādes atbalsta risinājumus, pamatojoties uz vienības procesa apstākļiem.
