CS-Ⅱ及DQ-Ⅳ型催化劑在聚丙烯生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用研究

曹亞祥，張 景

(陜西延長油田公司延安煉油廠聚丙烯車間，陜西 洛川 727406)

CS-Ⅱ及DQ-Ⅳ型催化劑在聚丙烯生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用研究

曹亞祥，張 景

(陜西延長油田公司延安煉油廠聚丙烯車間，陜西 洛川 727406)

針對不同體系催化劑在聚丙烯生產(chǎn)裝置中的效果展開現(xiàn)場試驗(yàn)，分別對CS-Ⅱ及DQ-Ⅳ型催化劑的活性、活性穩(wěn)定性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，考察了催化劑對聚合物表觀密度、等規(guī)度等工藝指標(biāo)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，CS-Ⅱ型催化劑的活性約為30.00～40.00kg·g-1，聚合物表觀密度、等規(guī)度分別為0.44g·cm-3、95%，效果較佳；CS-Ⅱ型催化劑在現(xiàn)場試驗(yàn)6個月內(nèi)催化劑活性穩(wěn)定在33.5～34.2 kg·g-1之間，活性較穩(wěn)定，綜合經(jīng)濟(jì)效益較好。

催化劑；催化劑活性；表觀密度

聚丙烯綜合性能優(yōu)良[1]，在國民生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，聚丙烯(PP)工業(yè)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是丙烯聚合用催化劑及其相應(yīng)的聚合工藝，其中催化劑的研發(fā)是PP技術(shù)發(fā)展的核心[2]。催化劑的使用可使裝置生產(chǎn)平穩(wěn)，同時(shí)還可降低生產(chǎn)成本，在工業(yè)生產(chǎn)中有著安全、節(jié)能的雙重效應(yīng)，因此選擇適宜的催化劑體系對于聚丙烯生產(chǎn)工藝有著重要的指導(dǎo)意義。

1 試驗(yàn)部分

對 CS-Ⅱ型催化劑及 DQ-Ⅳ型催化劑在預(yù)聚合、聚合、干燥、回收、擠壓造粒等工序進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，并分別對聚丙烯產(chǎn)品質(zhì)量及催化劑性能進(jìn)行在線測試，對催化劑體系改進(jìn)進(jìn)行初步研究，為新型催化劑體系推廣提供技術(shù)儲備。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 不同催化劑體系的性能研究

在壓力為 0.5MPa時(shí)，對 CS-Ⅱ型催化劑與DQ-Ⅳ型催化劑開展現(xiàn)場試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

從表1中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，DQ-Ⅳ型催化劑活性大于 27.00 kg·g-1，CS-Ⅱ型催化劑活性約為30.00～40.00 kg·g-1，表明 CS-Ⅱ型催化劑活性要優(yōu)于DQ-Ⅳ。使用不同體系催化劑時(shí)聚合物的表觀密度也存在著差異，當(dāng)使用 DQ-Ⅳ、CS-Ⅱ時(shí)聚合物表觀密度分別為 0.35 g·cm-3及 0.44 g·cm-3，試驗(yàn)結(jié)果表明使用CS-Ⅱ型催化劑有利于聚合物表觀密度的提高。

表1 不同體系催化劑性能測定試驗(yàn)結(jié)果

2.2 催化劑活性的穩(wěn)定性試驗(yàn)

在不同的時(shí)間對不同體系催化劑活性進(jìn)行追蹤檢測試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

從表2中試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，DQ-Ⅳ型催化劑活性隨時(shí)間的增加趨于穩(wěn)定，這可能是由于催化劑在使用初期受生產(chǎn)工藝影響較大，對設(shè)備的適應(yīng)性較差，因此隨著使用時(shí)間的增加，試驗(yàn)結(jié)果趨于穩(wěn)定。CS-Ⅱ型催化劑活性較穩(wěn)定，且活性均高于 DQ-Ⅳ型催化劑，因此CS-Ⅱ型催化劑催化效果較好。

綜合表1、表2試驗(yàn)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場其他操作單元工藝參數(shù)可得：使用DQ-Ⅳ型催化劑時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量較定，能夠達(dá)到生產(chǎn)技術(shù)要求，但是產(chǎn)品熔指波動大，系統(tǒng)中細(xì)粉含量較高，會使入口過濾網(wǎng)及級間冷卻器發(fā)生堵塞，并引起系統(tǒng)停車發(fā)生，致使裝置平穩(wěn)率降低，加工損失增加。使用CS-Ⅱ型催化劑時(shí)產(chǎn)品熔指穩(wěn)定，催化活性高、抗雜質(zhì)能力強(qiáng)、定向能力強(qiáng)，生產(chǎn)出的聚丙烯粉料灰分低[3]，因此具有良好的安全性及經(jīng)濟(jì)效益。

表2 催化劑活性的穩(wěn)定性

2.3 經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)

對兩種催化劑劑進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評價(jià)，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 不同體系催化劑經(jīng)濟(jì)效益分析

從表 3中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)聚丙烯生產(chǎn)量為100000t/a時(shí)，使用CS-Ⅱ催化劑時(shí)年費(fèi)用約為535萬元，使用DQ-Ⅳ催化劑時(shí)年費(fèi)用約為470萬元，因此CS-Ⅱ型催化劑單耗較大。但使用DQ-Ⅳ催化劑時(shí)會引起裝置停工、生產(chǎn)波動、能耗增加等問題，使得產(chǎn)品加工費(fèi)用增加，使用CS-Ⅱ型催化劑時(shí)生產(chǎn)穩(wěn)定，能耗較低，因此綜合而言CS-Ⅱ型催化劑綜合經(jīng)濟(jì)效益較好。

3 結(jié)論

(1)CS-Ⅱ型催化劑較高，活性約為30.00～40.00 kg·g-1，聚合物表觀密度、等規(guī)度分別為 0.44 g·cm-3、95%，試驗(yàn)效果較好。

(2)DQ-Ⅳ型催化劑活性隨運(yùn)行時(shí)間的增加有一定波動，CS-Ⅱ型催化劑活性隨運(yùn)行時(shí)間增加變化較小，活性較高且較穩(wěn)定。

(3)使用CS-Ⅱ型催化劑時(shí)，產(chǎn)品熔指穩(wěn)定，細(xì)粉含量較低，催化劑抗機(jī)雜能力較強(qiáng)，定向能力強(qiáng)，綜合經(jīng)濟(jì)效益較佳。

[1] 張進(jìn)華，張黎鵬，洪國忠，等.DQ-2球形高效聚丙烯催化劑的工業(yè)化應(yīng)用試驗(yàn)[J].河南石油，1999，13(1)：47-49.

[2] 徐人威，朱博超，賈軍紀(jì)，等.類球形聚丙烯催化劑PC-1 工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)[J].工業(yè)技術(shù)，2009，27(5)：445-447.

[3] 于海江，常波.N-Ⅲ型高效聚丙烯催化劑在間歇聚丙烯裝置上的應(yīng)用[J].石油化工與催化，2005，13(10)：25-27.

Applications of CS-Ⅱand DQ-ⅣCatalyst in Polypropylene Units

CAO Ya-xiang, ZHANG Jing
(Yanchang Oil-field Company Yan’an Oil Refinery，Luochuan 727406, China)

Field test of different was carried out and the characters of the catalysts such as activity, stability of activity was valued.Beside this, the relation of catalysts with density of polymer and isotacticity was studied.The results of tests showed that the activity of CS-Ⅱwas 30.00～40.00kg/g, the apparent density and isotacticity of polymer was 0.44 g/cm3and 95% respectively, the activity of CS-Ⅱwas 33.5～34.2kg/g in half a year, the activity of catalysts was stable, and economic benefit was well.

catalyst; catalyst activity; apparent density

TQ 325.14

A

1671-9905(2010)09-0016-02

曹亞祥，延安煉油廠聚丙烯車間技術(shù)員，從事聚丙烯生產(chǎn)多年，陜西洛川交口河延安煉油廠聚丙烯車間，郵編：727406

2010-06-21