Nhà máy polypropylene (PP) là một hệ thống thiết bị hoàn chỉnh công nghiệp được sử dụng để sản xuất nhựa polypropylene thông qua phản ứng trùng hợp monomer propylene, một trong những nhà máy cốt lõi trong lĩnh vực hóa dầu. Thông qua việc kiểm soát chính xác các điều kiện phản ứng, hệ thống chất xúc tác và quy trình công nghệ, sản xuất các sản phẩm polypropylene có nhãn hiệu khác nhau (chẳng hạn như homopolyPP, copolymer PP, copolymer PP vô quy tắc, v.v.) để đáp ứng nhu cầu của nhiều lĩnh vực bao bì, ô tô, thiết bị gia dụng, vật liệu xây dựng, v.v.
Các thiết bị polypropylene thường được làm từĐơn vị tiền xử lý nguyên liệu、Đơn vị phản ứng tổng hợp、Tách đơn vị tái chế、Đơn vị PelletizingvàHệ thống phụ trợNăm thành phần chính, các đơn vị hợp tác để hoàn thành toàn bộ quá trình sản xuất từ nguyên liệu propylene đến thành phẩm PP.
Đơn vị tiền xử lý nguyên liệu: Chịu trách nhiệm làm sạch nguyên liệu propylene, loại bỏ nước, oxy, carbon monoxide, sunfua và các tạp chất khác (những tạp chất này sẽ đầu độc chất xúc tác), thường sử dụng quá trình khử nước sàng phân tử, hydrodeoxide và các quá trình khác để đảm bảo độ tinh khiết propylene ≥99,5%.
Đơn vị phản ứng tổng hợp: Đơn vị cốt lõi, làm cho monome propylene xảy ra phản ứng trùng hợp thông qua hành động xúc tác để tạo ra bột polypropylene, chứa lò phản ứng, hệ thống tiêm chất xúc tác, hệ thống tuần hoàn, v.v.
Tách đơn vị tái chế: Tách monome propylene không phản ứng, dung môi (nếu có) và dư lượng chất xúc tác, tái chế propylene tuần hoàn trở lại đơn vị phản ứng để tái sử dụng, giảm tiêu thụ nguyên liệu.
Đơn vị Pelletizing: Sau khi trộn bột polypropylene kết quả trùng hợp với các chất phụ gia (chẳng hạn như chất chống oxy hóa, chất làm trơn, masterbatch màu, v.v.) tan chảy, đùn, cắt hạt để tạo thành các sản phẩm dạng hạt, dễ dàng lưu trữ, vận chuyển và chế biến.
Hệ thống phụ trợ: Bao gồm các công trình tiện ích (ví dụ: hơi nước, nước tuần hoàn, nitơ), hệ thống tự điều khiển (điều khiển phân tán DCS), hệ thống an toàn (ví dụ: hệ thống đỗ xe khẩn cấp ESD), v.v., đảm bảo hoạt động ổn định của thiết bị.
Quá trình trùng hợp polypropylene theo trạng thái pha phản ứng, loại lò phản ứng có thể được chia thànhPhương pháp phù sa, phương pháp cơ thể lỏng, phương pháp pha khí và quá trình hợp chấtSự khác biệt cốt lõi giữa các quy trình khác nhau là môi trường phản ứng, cấu trúc lò phản ứng và khả năng thích ứng sản phẩm.
| Loại quy trình |
Tính năng cốt lõi |
Ví dụ về quy trình điển hình |
Phạm vi áp dụng sản phẩm |
| Phương pháp phù sa |
Với dung môi trơ như hexane làm môi trường, propylene được trùng hợp trong dung môi, phản ứng nhẹ nhàng và dễ kiểm soát, phân phối trọng lượng phân tử rộng của sản phẩm |
Quy trình Spheripol (Basel), Quy trình Hypol |
Homopoly PP, copolymer PP, thích hợp cho ép phun, sợi |
| Phương pháp pha lỏng |
Không có dung môi, monome propylene là môi trường phản ứng, thiết bị đơn giản, tiêu thụ năng lượng thấp, áp suất phản ứng cao hơn |
Phương pháp quản lý vòng Trung Quốc (ví dụ: Shanghai Petrochemical) |
Homopoly PP chính, thích hợp cho vẽ dây, ép phun |
| Phương pháp pha khí |
Propylene được trùng hợp trong pha khí, không có dung môi, quy trình ngắn và bảo vệ môi trường tốt, có thể linh hoạt sản xuất các sản phẩm đa lớp |
Quy trình Unipol (Dow), Quy trình Innovene |
Homopolymer, copolymer, copolymer vô quy tắc PP cho phim, ống |
| Quy trình Composite |
Kết hợp nhiều hơn hai lợi thế công nghệ (chẳng hạn như "pha lỏng+pha khí"), có thể điều chỉnh chính xác hiệu suất sản phẩm |
Quy trình Spherizone (Basel), quy trình Novolen |
PP đồng trùng hợp hiệu suất cao (ví dụ: PP chống va đập cao) |
đểPhương pháp pha khí (Unipol Process)Ví dụ, quy trình cốt lõi của nó là:
Propylene tinh khiết đi vào lò phản ứng tầng sôi pha khí với các chất xúc tác như Ziegler-Natta Catalyst hoặc Magnolic Catalyst;
Trong điều kiện 60-80 ℃, 2.0-3.0MPa, propylene trùng hợp dưới tác động của chất xúc tác để tạo ra bột PP, duy trì trạng thái tầng lỏng của giường bằng khí tuần hoàn trong giường lỏng;
Propylene không phản ứng được loại bỏ bởi đơn vị khử khí sau khi bột được thải ra khỏi lò phản ứng;
Bột sau khi khử khí được trộn với các chất phụ gia và đi vào máy tạo hạt để làm tan chảy và cắt hạt để có được thành phẩm.
Thiết bị cốt lõi của nhà máy polypropylene ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả phản ứng, chất lượng sản phẩm và tiêu thụ năng lượng, chủ yếu bao gồm:
Lò phản ứng: Nơi cốt lõi của phản ứng trùng hợp, do quá trình khác nhau được chia thành lò phản ứng nồi hấp (phương pháp phù sa), lò phản ứng ống vòng (phương pháp cơ thể lỏng), lò phản ứng tầng sôi (phương pháp pha khí), v.v. Ví dụ, lò phản ứng ống vòng làm cho vật liệu trộn đều thông qua chu kỳ tốc độ cao, nhiệt phản ứng được loại bỏ bằng nước làm mát áo khoác, kiểm soát nhiệt độ chính xác.
Hệ thống phun chất xúc tác: Bao gồm lưu trữ chất xúc tác, đo lường, thiết bị vận chuyển (chẳng hạn như bơm vít, dây chuyền vận chuyển nitơ), cần kiểm soát chính xác lượng chất xúc tác (thường là 0,001% -0,01% khối lượng propylene), để điều chỉnh tỷ lệ trùng hợp và trọng lượng phân tử của sản phẩm.
Máy nén tuần hoàn: Được sử dụng để nén khí propylene thu hồi tách trở lại lò phản ứng sau khi nén, duy trì áp suất ổn định của hệ thống phản ứng, thường sử dụng máy nén ly tâm hoặc qua lại.
Máy tạo hạt: Đa số là máy ép đùn trục vít đôi, trộn bột với phụ gia bằng cách cắt vít. Sau khi đùn qua đầu chết, máy cắt hạt được cắt thành các hạt có đường kính 2-4mm, cần kiểm soát nhiệt độ nóng chảy (200-230 ℃) và tốc độ cắt hạt để đảm bảo các hạt đều