聚丙烯
SPG工艺聚丙烯装置工艺特点
1、SPG聚丙烯工艺达到连续化生产：
SPG工艺建设的聚丙烯装置在中国石油辽河石化分公司建成后经过近6年的生产，解决了诸多的工程上的实际问题，工艺技术日臻成熟，实践证明SPG工艺流程设计合理，目前可以达到连续化平稳生产要求。填补了国内聚丙烯连续聚合工艺的空白，对聚丙烯技术的国产化具有重要意义。
2、装置投资比较：
目前，国内引进连续化生产工艺的聚丙烯装置规模大致可以分为四个等级，其中最小为4万吨/年，其次是7万吨/年，14万吨/年，最大为20万吨/年。现将这四种规模装置的投资情况与SPG聚丙烯装置总投资列于表1。通过比较可以看出，SPG聚丙烯生产装置每吨产品的投资额均小于上述三种规模的引进装置。与4万吨/年、7万吨/年规模的引进装置相比较，单位产品投资分别为后者的39%、52%， 与20万吨/年相当，可见SPG工艺生产聚丙烯从投资比较数据上来看具有较强的市场竞争能力。
| 规模投资 |
4万吨/年
生产装置 |
7万吨/年
生产装置 |
14万吨/年
生产装置 |
20万吨/年
生产装置 |
6万吨/年
SPG 工艺 |
3万吨/年
SPG 工艺 |
| 总投资(亿元) |
4.6 |
6 |
7 |
9 |
0.50 |
0.40 |
| 吨单价(万元) |
1.15 |
0.86 |
0.5 |
0.45 |
0.08 |
0.13 |
| 小本体改造费(亿元) |
|
|
|
|
0.35 |
0.25 |
3、SPG聚合工艺的特点:
3.1 独特的Ti催化剂加料方式，利用丙烯作为稀释剂，实现了精确计量。
3.2采用低温连续釜式预聚合，提高了粉料的堆密度和催化剂的活性，粉料粒度均匀，预聚合效果好于间歇预聚合的效果。国产间歇式本体聚合工艺由于一个过程均包括加热与取热过程，同时存在着放热高峰，这造成了生产过程中操作条件的不恒定性，导致了其产品质量较差，并且很难得到较好的控制。因此，其产品档次较低，无法与SPG连续化生产工艺相竞争。
3.3 卧釜与Amoco卧釜不同，进入卧釜的是已经过聚合长大上万倍的聚合物，完全克服了Amoco工艺催化剂聚集、抱团，易产生热点、塑化块的缺点。
3.4 操作稳定，卧釜抗冲击能力强。原因在于卧釜停留时间分布均匀，可得到刚性与抗冲很好平衡的产品
3.5 产品熔融指数精确可调，当生产高熔融指数，卧式釜仍能适用，产品质量有所保证。
3.6 SPG工艺与其它工艺的技术对比：
SPG工艺与其它工艺的技术对比表2
| 工艺 |
HIMONT工艺 |
HYPOL工艺 |
AMOCO工艺 |
SPG工艺 |
| 工艺流程 |
淤浆聚合+
流化床气相聚合 |
淤浆聚合+
流化床气相聚合 |
卧式釜气相聚合 |
淤浆聚合+
卧式釜气相聚合 |
淤浆聚合釜
换热方式 |
环管夹套 |
釜气相外循环 |
---- |
釜气相外循环
+内部传热面 |
气相聚合釜
换热方式 |
密相流化床气体显热，循环量/反应量=50 |
稀相流化床气体显热，
循环量/反应量=50 |
卧式釜
液体气相潜热
---- |
卧式釜液体气相潜热，循环量/反应量<5 |
对催化剂的
适应性 |
流化床不能同时适应粗细颗粒两种工况 |
流化床不能同时适应
粗细颗粒两种工况 |
能适应 |
能适应 |
| 物流形态 |
全混型 |
全混型 |
活塞流 |
全混+活塞流 |
| 催化剂停留分布 |
宽 |
宽 |
窄 |
窄 |
| 催化剂单耗 |
1 |
l |
0.8 |
O.7 |
| 设备生产效率 |
1 |
1 |
7 |
4 |
| 生产高MI产品 |
产品发粘，难度增大 |
产品发粘，难度增大 |
没有问题 |
没有问题 |
产品刚性与
抗冲的平衡 |
一般 |
一般 |
更好 |
更好 |
4、设备生产效率高、单线生产能力大，实践证明在开一立一卧的情况下，即可满足年产量3～30万吨的要求。
5、采用SPG工艺新建聚丙烯装置，节省劳动力,与引进装置,间歇式本体装置相比较, 工人劳动强度不同，装置定员不一样(见聚丙烯装置主要参数对比表3定员数字)。
聚丙烯装置主要参数对比表3
| 序号 |
类 别 |
国外工艺路线
4万吨/年 |
SPG工艺路线
2万吨/年 |
SPG工艺路线
3～6万吨/年 |
本体聚合
3万吨/年 |
| 1 |
装置投资 |
4．6亿元 |
9000万元 |
4000－5000万元 |
3100万元 |
| 2 |
装置消耗 |
见表4 |
见表4 |
见表4 |
见表4 |
| 3 |
装置定员 |
60人 |
30人 |
25人 |
50人 |
| 4 |
产品价格 |
1.1500万元 |
1.1500万元 |
1.1000万元 |
1.0400万元 |
| 5 |
产品规格 |
见表5 |
见表5 |
见表5 |
单一 |
6、SPG产品质量好，产品价格高，接近引进装置水平，SPG每吨价格11400－12100元。而间歇式本体每吨价格10400元，每吨价差至少1000元，仅此项年增加效益3000万元(产品价格要根据市场开发情况而定)。
7、丙烯单耗低，可以达到1.015吨丙烯/吨P。 丙烯单耗与引进装置相当，从主要消耗及技术经济指标表4看出,仅丙烯单耗一项,比间歇式本体工艺年增加效益737万元。
主要消耗及技术经济指标表4
| 序号 |
项目 |
单位 |
指标 |
| Amoco工艺 |
Hypol |
Spheripol
工艺 |
SPG工艺
|
小本体 |
| 1 |
原辅材料 |
|
|
|
|
|
|
| 1.1 |
丙烯 |
t/t |
1.003 |
1.020 |
1．015 |
1.015 |
1．04 |
| 1.2 |
Ti催化 |
Kg/t |
0.025 |
0.05 |
0.04 |
0.046 |
0.08 |
| 1.3 |
助催化剂 |
Kg/t |
0.089 |
0.14 |
0.20 |
0.442 |
0.08 |
| 1.4 |
给电子体 |
Kg/t |
0.018 |
0.06 |
0.045 |
0.05 |
0.05 |
| 1.5 |
溶剂 |
L/t |
|
7.0 |
|
|
2.1(kg/t) |
| 2 |
公用工程 |
|
|
|
|
|
|
| 2.1 |
循环水 |
t/t |
80 |
160 |
120 |
168 |
225 |
| 2.2 |
新鲜水 |
t/t |
|
|
|
|
2 |
| 2.3 |
脱盐水 |
t/t |
0.01 |
0.3 |
|
|
|
| 2.4 |
蒸汽 |
1.0MPa |
t/t |
0.175 |
|
0.38 |
0.179 |
1.1 |
| 3.5MPa |
t/t |
|
0.3 |
0.03 |
|
|
| 2.5 |
氮气 |
Nm3/t |
45 |
85 |
40 |
78.2 |
120 |
| 2.6 |
仪表空气 |
Nm3/t |
25 |
85 |
50 |
43.3 |
26.7 |
| 2.7 |
电 |
Kwh/t |
320 |
435 |
435 |
130.7 |
134 |
| 2.8 |
综合能耗 |
Kg标油/t tttttttTt t t |
124.12 |
180.19 |
180.19 |
80.07 |
163.80 |
8、通过以上聚丙烯生产工艺消耗及技术经济指标角度比较，SPG聚丙烯装置与引进装置相比较占有较大优势。（见主要消耗及技术经济指标表4）
9、产品质量与品种方面考察，有些指标优于引进装置的水平。强于国产间歇式本体装置。能保持产品成本低和产品质量好。（见产品规格表5）从工艺上来看，当生产共聚后，竞争能力更强。
10、催化剂单耗低利用效率高，主催化剂活性达到2.17万倍，卧釜停留时间分布均匀，可得到刚性与抗冲性很好的产品。
11、产品内在质量较好，灰份在160 mg/kg，氯含量和挥发分仅为1 mg/kg和0.02%，拉伸屈服强度更是达到38Mpa。
12、 产品MFI精确可调，当生产MFI或聚合物有些发粘时，SPG工艺的卧式釜适应性强，而HYPOL、HIMONT工艺的流化床难以适应。
13、设备的生产效率高，SPG工艺卧釜的生产效率比HYPOL、HIMIONT的流化床的生产效率要高很多。
14、对催化剂的适应性强，既可以适应于生产细粉的催化剂，又可适应于生产颗粒较大的产品的催化剂。
15、运转设备少，粉料的输送设备少，瘀浆的输送无泵，无大型的工艺循环风机，可操作性好。
16、通过国产DCS和各种调节手段，SPG聚丙烯装置操作过程全部实现自动化。
17、SPG工艺装置的建设可以实现100%的设备国产化率，节省投资和外汇，并可以通过石油化工的建设推进机电行业的发展。
18、SPG工艺可以适用于新的聚丙烯装置的建设，也可以适用于众多间歇法聚丙烯装置的改造。可充分利用原有设施，投资少，又将促进国内生产水平和产品质量跃上一个新台阶。国内现有的间歇法聚丙烯装置的生产量超过了百万吨/年，若用SPG工艺进行改造，由于丙烯单耗的降低以及产品质量的提高，因此价格增加，每年将创造数亿元的经济效益。
19、产品规格
本项目选定的部分有代表性的产品的质量指标详见下表
| 性能 |
实验方法 |
单位 |
LJ300 |
LJ400 |
LS400 |
LS700 |
LS800 |
| 熔融指数 |
ASTMD1238-79 |
g/10分 |
1.5 |
3.0 |
2.5 |
13 |
14 |
| 密度 |
ASTMD |
g/c.c |
0.91 |
0.91 |
0.91 |
0.91 |
0.91 |
| 等规度 |
|
% |
98 |
98 |
98 |
97 |
96 |
| 抗张屈服强度 |
ASTMD638-77 |
Mpa |
35 |
35 |
35 |
35 |
30 |
| 断裂伸长 |
ASTMD638-77 |
% |
500 |
350 |
350 |
500 |
500 |
| 绕曲模量 |
ASTMD790-71 |
Kg/cm2 |
17000 |
17000 |
17000 |
17000 |
12000 |
| 硬度（洛式） |
ASTMD785-65 |
R |
100 |
100 |
100 |
105 |
95 |
| 软化点（维卡） |
ASTMD1525-76 |
度 |
160 |
160 |
160 |
160 |
150 |
| 变形温度 |
ASTMD648-72 |
度 |
110 |
110 |
110 |
110 |
100 |
用高效催化剂生产的聚丙烯树脂产品规格（Q/DFHG C001-2000）表
| 类别 |
挤 （板 管） 类 |
通用类（注塑或挤出扁丝） |
| 牌号 |
PPH-ED-012 |
PPH-XD-045 |
PPH-XD-075 |
PPH-XD-140 |
| 级别 |
优级 一级 合格 |
优级 一级 合格 |
优级 一级 合格 |
优级 一级 合格 |
| 指标 |
|
|
|
|
| 1、外观 |
白色、无结块 |
白色、无结块 |
白色、无结块 |
白色、无结块 |
| 2、熔体流动速率（g/10min） |
0.50～2.2 |
2.0～6.0 |
5.5～11 |
10～19 |
| 3、等规指数（%） |
96.0 96.094.0 |
96.0 96.094.0 |
96.0 96.094.0 |
96.0 96.094.0 |
| 4、灰分（mg/kg） |
150250350 |
150250350 |
150250350 |
150250350 |
| 5、氯含量 （mg/kg） |
100 |
100 |
100 |
100 |
| 6、挥发份（%） |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
| 7、表观密度（g/cm3） |
0.43 0.41 0.38 |
0.43 0.41 0.38 |
0.43 0.41 0.38 |
0.43 0.41 0.38 |
| 8、抻伸屈服强度（MPa） |
31.5 |
31.5 |
31.5 |
31.5 |
用高效催化剂生产的聚丙烯树脂产品规格（Q/DFHG C001-2000）表5-3
| 类别 |
涂覆类 |
纺丝类 |
| 牌号 |
PPH-HD-225 |
PPH-HD-300 |
PPH-YH-225 |
PPH-YD-300 |
PPH-YD-425 |
| 级别 |
优级品 一级品 合格品 |
优级品 一级品 合格品 |
优级品 一级品 合格品 |
优级品 一级品 合格品 |
优级品 一级品 合格品 |
| 指标 |
|
|
|
|
|
| 1、外观 |
白色、无结块 |
白色、无结块 |
白色、无结块 |
白色、无结块 |
白色、无结块 |
2、熔体流动速率
（g/10min） |
17～27 |
25～37 |
17～27 |
25～37 |
35～50 |
3、等规指数
（%） |
96.0 96.094.0 |
96.0 96.094.0 |
96.0 96.094.0 |
96.0 96.094.0 |
96.0 96.094.0 |
4、灰分
（mg/kg） |
150250350 |
150250350 |
150250350 |
150250350 |
150250350 |
5、氯含量
（mg/kg） |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
6、挥发份
（%） |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
0.20 |
7、表观密度
（g/cm3） |
0.43 0.410.38 |
0.43 0.410.38 |
0.43 0.410.38 |
0.43 0.410.38 |
0.43 0.410.38 |
8、抻伸屈服强度
（Mpa） |
|
|
31.5 |
31.5 |
31.5 |
最终经济效益结论:
1、SPG聚丙烯生产工艺消耗及技术经济指标角度与小本体工艺消耗比较
见主要消耗及技术经济指标5页表4综合能耗Kg标油/t差价300元。
2、SPG聚丙烯生产工艺丙烯单耗1.015与小本体工艺丙烯单耗按最低1.04比较相差0.025丙烯价格按最低9000元/T差价225元，（小本体工艺丙烯单耗根据各厂情况而定，一般在1.05～1.09，效益差别更大）。
3、产品价格高，接近引进装置水平，SPG每吨价格11500元左右。而间歇式本体每吨价格10400元左右，每吨价差约1100元(产品价格要根据市场开发情况而定)，仅此3项增加经济效益，每吨差价1625元。
4、3万吨/年聚丙烯装置与小本体工艺比较宏观直接增加经济效益4875
万元。
5、SPG产品规格, 为共聚产品用途广， 与引进装置相比较占有较大优势。
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