راتنجات البولي بروبلين هي واحدة من أربع راتنجات لدن بالحرارة للأغراض العامة (البولي إيثيلين ، بولي فينيل كلوريد ، بولي بروبيلين ، بوليسترين). يتم إنتاجه عن طريق البلمرة باستخدام البروبيلين كمادة خام والإيثيلين كمكونومر.
تنقسم طرق العملية المستخدمة في إنتاج البولي بروبلين في العالم إلى الفئات التالية وفقًا للفئات: طريقة المذيب وطريقة المحلول وطريقة المرحلة السائلة (بما في ذلك المرحلة السائلة والمرحلة الغازية المركبة) وطريقة الطور الغازي. خصائص كل عملية هي كما يلي:
بلمرة المذيبات
طريقة المذيب (تُعرف أيضًا باسم طريقة الملاط أو طريقة الملاط ، طريقة الملاط) هي أقدم عملية لإنتاج البولي بروبيلين. ومع ذلك ، نظرًا لإجراءات الاسترداد والمذيبات ، فإن العملية طويلة ومعقدة ، وما إلى ذلك ، مع تقدم تكنولوجيا بحث المحفز ، منذ الثمانينيات ، تميل طريقة المذيبات إلى الركود وتم استبدالها تدريجيًا بالجزء السائل. طريقة.
خصائص العملية: (1) يتم إذابة مونومر البروبيلين في مذيب طور سائل خامل (مثل الهكسان) ، ويتم إجراء بلمرة المذيب تحت تأثير عامل حفاز. يتم تعليق البوليمر في المذيب في حالة الكريات الصلبة ، ويتم اعتماد مفاعل مقلوب من نوع الخزان ؛ (2) هناك إجراءات لاسترداد المذيبات وطويلة الأمد ، والعملية طويلة ، وأكثر تعقيدًا ، والاستثمار في المعدات كبير ، واستهلاك الطاقة مرتفع. ومع ذلك ، من السهل التحكم في الإنتاج ، وجودة المنتج جيدة ؛ (3) يتم فصل جزيئات البولي بروبلين عن طريق الترشيح بالطرد المركزي ثم تعريضها لتدفق الهواء بالتجفيف بالغليان وتحبيب البثق.
بلمرة المحلول
خصائص العملية: (1) استخدام الهيدروكربونات ذات السلسلة المستقيمة ذات نقطة الغليان العالية كمذيبات ، وتعمل عند درجة حرارة أعلى من نقطة انصهار البولي بروبلين ، ويتم إذابة البوليمرات التي تم الحصول عليها في المذيب بتوزيع متجانس ؛ (2) يتم الحصول على طريقة التبخر لإزالة المذيبات من مادة البولي بروبيلين المنصهرة ، ثم يتم بثقها وتحبيبها للحصول على حبيبات (3) الشركة المصنعة الوحيدة هي كوداك ، الولايات المتحدة الأمريكية. [10]
طريقة الطور السائل
إن عملية إنتاج مادة البولي بروبيلين التي تحتوي على الطور السائل والطور الغازي مجتمعة ، وطريقة المرحلة السائلة السائلة هي عملية جديدة تم تطويرها في المراحل المتوسطة والمتأخرة من إنتاج البولي بروبلين. خرجت عملية الإنتاج بعد سبع سنوات من الإنتاج الصناعي للبولي بروبلين في عام 1957.
تُستخدم طريقة الكتلة في الطور السائل لإنتاج البولي بروبلين. يتم تشتيت المحفز مباشرة في الطور السائل من البروبيلين دون إضافة أي مذيبات أخرى في نظام التفاعل لتنفيذ بلمرة الكتلة في الطور السائل للبروبيلين. يترسب البوليمر باستمرار من البروبيلين في الطور السائل ويتم تعليقه في الطور السائل بروبيلين كجسيمات دقيقة. مع زيادة وقت التفاعل ، يزداد تركيز جزيئات البوليمر في البروبيلين السائل. عندما يصل معدل تحويل البروبيلين إلى مستوى معين ، يتم استرداد مونومر البروبيلين غير المبلمر عن طريق التبخر الوامض للحصول على منتج مسحوق بولي بروبيلين. هذه طريقة إنتاج صناعي بسيطة ومتقدمة نسبيًا من مادة البولي بروبيلين. تمثل طريقة الطور السائل التكنولوجيا الجديدة ومستوى الإنتاج الدولي للبولي بروبيلين في الثمانينيات.
خصائص العملية: (1) لا يتم إضافة مذيب في النظام ، تتم بلمرة مونومر البروبيلين في الطور السائل في مفاعل الخزان في الطور السائل ، ويتم بلمرة الإيثيلين والبروبيلين في مفاعل الطبقة المميعة في الطور الغازي ؛ (2) العملية بسيطة ، معدات أقل ، استثمار أقل ، استهلاك منخفض للطاقة وتكلفة إنتاج ؛ (3) تعتمد البلمرة المتجانسة على مفاعل مقلوب من نوع الخزان (عملية Hypol) أو مفاعل حلقي (عملية Spheripol) ، ويكون كل من البلمرة المشتركة العشوائية وبلمرة الكتلة المشتركة في النوع المهيج في طبقة مميعة.
الممثل النموذجي لطريقة المرحلة السائلة السائلة هو طريقة Spherizone للطور السائل من BASELL. Spherizone هي تقنية دوران غاز تستخدم محفزات Ziegler-Natta لإنتاج بوليمرات تحافظ على المتانة وقابلية المعالجة مع وجود تبلور عالي وصلابة وتوحيد أكثر. يمكن أن تنتج راتنجات متعددة المونومر موحدة للغاية أو بوليمرات متجانسة ثنائية النسق في مفاعل واحد. يحتوي تفاعل دورة Spherizone على منطقتين مترابطتين ، وتلعب المناطق المختلفة دور مفاعلات حلقة الغاز والسائل في العمليات الأخرى. يمكن أن تنتج هاتان المنطقتان راتنجات ذات كتلة جزيئية نسبية مختلفة أو توزيع تركيب مونومر ، مما يوسع نطاق أداء البولي بروبلين.
المعدات الأساسية لهذه العملية هي نظام مفاعل R230 MZCR (نظام مفاعل الدوران متعدد المناطق). يتكون المفاعل من جزأين: الناهض و السفلي. يتم تفجير البوليمر الموجود في الناهض بواسطة غاز التفاعل لتكوين تميع ، ثم يتم إرساله إلى الجزء العلوي من الواصل السفلي بعد المرور عبر فاصل الإعصار ، ويتم تجميع المسحوق في وحدة الترسيب السفلي. يتم تدوير غاز التفاعل بواسطة ضاغط طرد مركزي عبر خط أنابيب خارجي ، وتتم إزالة حرارة التفاعل بواسطة مبرد دائري على خط أنابيب التدوير الخارجي. يتم تفريغ منتج المفاعل من خلال صمام مثبت في الجزء السفلي من وحدة الترسيب. بعد تفريغ المسحوق المفرغ من الغاز عند الضغط العالي والضغط المنخفض ، يتم تبخيره وتجفيفه مباشرة عند إنتاج البوليمرات المتجانسة والبوليمرات العشوائية للحصول على منتجات مسحوق. عند إنتاج منتجات مقاومة للتأثيرات ، يتم تفريغ المسحوق منزوع الغاز عالي الضغط في مفاعل الطبقة المميعة بالغاز. لا يزال المفاعل يستخدم نظام مفاعل الطور الغازي Spheripol II. مفاعل البلمرة المشتركة عبارة عن وعاء أسطواني رأسي ، برؤوس كروية في الأعلى والأسفل ، وطبقة مميعة في الأسفل. الجسم الرئيسي مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ والسطح الداخلي مصقول.
وصلت الطاقة الإنتاجية القصوى الحالية للخط الفردي لهذه العملية إلى 450.000 طن / سنة. يمكن أن يصل محتوى الإيثيلين في منتجات البوليمر المشترك ذات التأثير MZCR (مفاعل التدوير متعدد المناطق) إلى 22٪ (محتوى المطاط أكبر من 40٪) ، ويمكن أيضًا إنتاج منتجات البوليمر المشترك الثلاثية التي تحتوي على الإيثيلين و 1-بيوتين.
طريقة طور البخار
خصائص العملية: (1) لا يدخل النظام المذيب ، ويتم بلمرة مونومر البروبيلين في الطور الغازي في المفاعل في كتلة الطور الغازي ؛ (2) العملية قصيرة ، المعدات صغيرة ، الإنتاج آمن ، وتكلفة الإنتاج منخفضة ؛ (3) يحتوي مفاعل البلمرة على طبقة كيميائية متدفقة (عملية يونيون كاربون / شل UNIPoi) ، وطبقة مقلوبة رأسية (عملية BASF Novolen) وطبقة تحريك أفقية (عملية Amoco / El Paso). [10]
الممثل النموذجي لطريقة المرحلة الغازية السائبة هو عملية مرحلة الغاز Unipol لشركة DOW Chemical Company. إن عملية البولي بروبيلين أحادية الطور بالغاز في يونيبول عبارة عن عملية بولي بروبيلين بطبقة غازية مميعة طورتها شركة US United Carbon Corporation (UCCP) وشركة Shell في الثمانينيات. إنها عملية نقل عملية الطبقة المميعة المستخدمة في إنتاج البولي إيثيلين إلى البولي بروبلين قيد الإنتاج وقد نجحت. تستخدم العملية نظام محفز عالي الكفاءة ، والمحفز الرئيسي هو محفز ناقل عالي الكفاءة ، والمحفز المساعد هو ثلاثي إيثيل الألومنيوم ومانح إلكتروني.
تتميز عملية يونيبول بخصائص البساطة والمرونة والاقتصاد والسلامة ؛ يمكن أن تنتج العملية مجموعة كاملة من المنتجات بما في ذلك البوليمرات المتجانسة والبوليمرات العشوائية والبوليمرات المؤثرة مع القليل جدًا من المعدات. اضبط ظروف التشغيل ضمن نطاق التشغيل للحفاظ على أداء منتج موحد. نظرًا لصغر عدد المعدات المستخدمة ، يكون عبء عمل الصيانة صغيرًا ويتم تحسين موثوقية الجهاز. نظرًا لحد من حركية تفاعل الطبقة المميعة نفسها وضغط التشغيل المنخفض يقلل من تخزين المواد في النظام ، فإن العملية أكثر أمانًا من العمليات الأخرى ، ولا يوجد خطر من الضغط الزائد للمعدات عندما يكون الحادث خارج نطاق السيطرة.
لا تحتوي هذه العملية على تصريف للنفايات السائلة ويتم تصريف القليل من الهيدروكربونات في الغلاف الجوي ، وبالتالي فإن التأثير على البيئة ضئيل للغاية. بالمقارنة مع العمليات الأخرى ، فإن هذه العملية أسهل لتلبية مختلف المواصفات الصارمة لحماية البيئة والصحة والسلامة. ميزة أخرى ملحوظة لهذه العملية هي أنه يمكن تشغيلها في حالة فائقة التكثيف ، ما يسمى بعملية الطبقة المميعة ذات المرحلة الغازية فائقة التكثيف (SCM). يمكن لهذه التقنية زيادة الطاقة الإنتاجية الحالية بنسبة 200٪ عن طريق زيادة نسبة الطور السائل في المفاعل إلى 45٪. نظرًا لأن المحتوى السائل ليس هو العامل الأساسي لعدم استقرار الطبقة المميعة وتشكيل تكتل البوليمر ، فإن متغيرات التشغيل الرئيسية لهذه التقنية هي كثافة الطبقة الممتدة ونسبة الكثافة الظاهرية الموسعة إلى الكثافة الظاهرية للترسيب. نظرًا لأن عملية الحالة فائقة التكثيف يمكن أن تزيل حرارة التفاعل بشكل أكثر فاعلية ، فيمكنها زيادة الطاقة الإنتاجية للمفاعل بأكثر من مرتين دون زيادة الحجم ، كما أن توفير الاستثمار كبير جدًا. منتجات البوليمر المشترك ذات التأثير مع محتوى إيثيلين يصل إلى 17٪ (محتوى المطاط أكبر من 30٪).
المعدات الأساسية للعملية هي مفاعل الطبقة المميعة بالغاز ، وضاغط الغاز المتداول ، ومبرد الغاز المتداول ، ووحدة التكوير بالبثق. المفاعل ذو الطبقة المميعة عبارة عن وعاء مجوف به قسم موسع في الأعلى وناقص في الأسفل. يبلغ ضغط تشغيل المفاعل الأول 3.5 ميجا باسكال ودرجة الحرارة 67℃. يبلغ ضغط تشغيل المفاعل الثاني 2.1 ميجا باسكال ودرجة الحرارة 70℃. ؛ ضاغط الغاز الدوراني هو ضاغط طرد مركزي أحادي المرحلة ، ثابت السرعة.
