聚丙烯生产工艺及技术发展-培训20130718演示课件.ppt

四、催化剂研发 ㈠ 催化剂发展阶段 聚丙烯催化剂研发进展 序号 发展阶段 时间 代表性结构 活性(kg-PP/g-Cat) 等规度(%) 工艺技术特点 1 第一代 ～1957年 TiCl3/Et2AlCl 0.8～1.2 90～94 脱灰，脱无规物 2 第二代 ～1970年 TiCl3/Et2AlCl/Lewis碱 3～5 94～97 脱灰 3 第三代 ～1975年 TiCl4/给电子体/MgCl2/Et3Al 5～10 90～95 脱无规物,不脱灰 4 第四代 ～1980年 超高活性TiCl4/给电子体/MgCl2/Et3Al 10～60 95～99 不脱灰，不脱无规物 5 第五代 ～1988年 茂金属催化剂 ＞30 90～99 不脱灰，不脱无规物 四、催化剂研发 ㈠ 催化剂发展阶段 ⒈ 第一、二代催化剂研发，逐步提高了催化剂活性，改善了聚丙烯等规度。 ⒉ 第三代催化剂研发，通过催化剂载体的确定和适合的给电子体选择，提高了催化剂活性和立构选择性，聚合物分子量分布和颗粒形态可控。简化了聚丙烯生产工艺流程。 ⒊ 第四代催化剂研发，在催化剂高活性和定向选择性基础上，更加注重聚丙烯产品性能，控制聚合物分子结构，生产高附加值专用料。 ⒋ 第五代茂金属催化剂研发，更专注于生产出新的性价比更高的聚丙烯产品。 ㈡ 催化剂研发进展和趋势 四、催化剂研发 ★ 方向： ⒈ Z-N催化剂将在高活性、高定向选择性基础上系列化发展，不断开发性能更好的聚丙烯产品。 ⒉ 茂金属和非茂单活性中心催化剂实现大规模聚丙烯工业化生产。 ⒊ 传统的Z-N催化剂和茂金属催化剂组成的混合型催化剂，在1台反应器或相互串联并联的不同反应器中，生产双峰或多峰分布的聚丙烯产品。 四、催化剂研发 ㈢ Z-N催化剂研发进展 ⒈ 1980年代，Himont的双环管工艺主要采用GF2A(均聚和无规共聚)和FT4S(多相共聚)催化剂。催化剂活性一般为15～20kg-PP/g-Cat，均聚产品等规度为95～97%，聚合物粉料粒度分布窄。 ⒉ 20世纪90年代后期，Basell的Spheripol工艺开始采用MCM1(即ZM M1)系列催化剂。催化剂活性可达30～35kg-PP/g-Cat，均聚产品等规度为95～98%(可控性好)，聚合物粉料粒度分布窄，对氢调比较敏感。同时，外给电子体也增加了品种(C-Donor、D-Donor)。 ⒊ 2005年以来，Lyondell-Basell的Spheripol(包括Spheripol-Ⅱ)工艺进一步致力于开发功能性更强、性价比高的ZN系列催化剂，内给电子体由邻苯二甲酸酯逐步更替为1,3-二醚、琥珀酸酯类化合物。催化剂活性更高(＞40kg-PP/g-Cat)，均聚产品等规度为95～99%(可控性更好)，聚合物粉料粒径均匀(平均～2300μm) 、粒度分布窄，对氢调敏感性高，聚合物分子量分布逐步增宽，聚丙烯产品性能更好。 ■ Spheripol(包括Spheripol-Ⅱ)工艺的ZN系列催化剂 四、催化剂研发 ㈢ Z-N催化剂研发进展 ■ Unipol气相工艺的SHAC系列催化剂 ⒈ 1981年，Shell公司开发成功SHAC103催化剂。1982年至1983年，Shell公司和UCC公司合作开发在气相法Unipol技术中采用超高活性催化剂的工业化技术，并宣布Unipol聚丙烯技术可以专利转让。SHAC103催化剂活性为15～20kg-PP/g-Cat，均聚产品等规度为94～97%，聚丙烯粉料外观大小不均、形状不规则。 ⒉ 20世纪90年代，UCC/Shell公司陆续开发了SHAC320(均聚和抗冲共聚)、SHAC201(均聚)、SHAC205(无规共聚)、SHAC330(抗冲共聚)催化剂。催化剂活性可达25～35kg-PP/g-Cat，均聚产品等规度为94～98%，聚丙烯粉料外观形状逐渐规则、粉料粒度分布也逐渐变窄。同时，外给电子体使用D-Donor。 ⒊ 2000年以来，DOW化学的Unipol气相工艺致力于拓展与SHAC系列催化剂配套的ADT外给电子体(ADT3000N/4000N/5000N系列)系统。 ⒋ 近几年，DOW化学公司基于SHAC系列催化剂，内给电子体进行了非邻苯二甲酸盐的替代，同时对配套的外给电子体也做了改变，推出了CONSISTATMC601/C501催化剂和CONSISTATMD7000/8000/9000系列外给电子体。 四、催化剂研发 ㈢ Z-N催化剂研发进展 ■ Innovene气相工艺的CD催化剂 ⒈ Amoco公司最早于1959年开始聚丙烯研究开发工作。20世纪70年代中期，Amoco公司开发成功气相法聚丙烯工艺技术。高效和高选择性INcat CD/CDi催化剂活性为25～35kg-PP/g-Cat，均