甲基環(huán)己基二甲氧基硅烷在小本體聚丙烯工業(yè)裝置中的應用

李 麗，李在興

(哈爾濱化工研究所，黑龍江哈爾濱150020)

甲基環(huán)己基二甲氧基硅烷(簡稱CHMMS)是聚丙烯合成的外給電子體(助催化劑)，它可以提高聚丙烯產品的等規(guī)度，提高催化劑活性、立體定向性、延長活性時間，是聚丙烯生產中不可缺少的新型添加劑［1］。目前，國內小本體間歇式聚丙烯生產裝置中仍沿用二苯基二甲氧基硅烷(DDS)。由于DDS含有苯基，有一定的毒性，限制了聚丙烯產品在醫(yī)藥、食品、衛(wèi)生等行業(yè)的應用和發(fā)展［2］。

CHMMS是DDS的升級換代產品，具有活性高，用量少，不含苯基，綠色環(huán)保等優(yōu)點。CHMMS在小本體聚丙烯裝置上的工業(yè)化應用，是高效催化劑助劑進一步發(fā)展的大趨勢，可提高裝置生產能力，降低生產成本，擴大聚丙烯產品的應用范圍，增強小本體聚丙烯的競爭力。［3］

筆者進行了CHMMS在小本體間歇式聚丙烯裝置中的應用研究，研究結果表明:外給電子體CHMMS完全可以替代DDS，CHMMS的加入可以明顯提高高效催化劑定向能力和產品等規(guī)度，可提高產品質量。

1 實驗過程

1.1 丙烯原料

選擇丙烯裝置生產平穩(wěn)期間產出的精制丙烯，試驗前進行全面質量分析，分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 原料丙烯質量分析結果Table 1 Quality analysis results of raw material propylene

1.2 聚丙烯裝置

聚丙烯裝置選擇生產狀況良好的R－301/6聚合釜進行外給電子體應用實驗。實驗前對裝置進行徹底清理:用氮氣噴凈聚合釜底料、清盡閃蒸存料、更新外給電子體CHMMS分裝器具(分裝瓶、量筒等)。

聚合過程各系統(tǒng)保持良好狀態(tài)，實驗過程中應保持活化劑、高效催化劑為同一批號。

1.3 輔助材料

N－3催化劑:土黃色，鈦質量分數(shù)22%，北京奧達新技術開發(fā)中心;AlEt3:無色透明，鋁質量分數(shù)97.4%，密度0.837，遼陽捷陽烷基鋁有限公司;CHMMS(HY):無色透明液體，折光 1.44，密度0.943，哈爾濱化工研究所;CHMMS(GW):無色透明液體，折光1.44，密度0.943，國外進口樣品;DDS:無色透明液體，折光1.540，密度1.075，南京長江第一化工廠;氫氣:體積分數(shù)99%，大慶順達公司。

1.4 實驗方法

考察小本體間歇式聚丙烯裝置應用CHMMS在丙烯聚合過程等規(guī)度調節(jié)方面的效果，CHMMS與DDS對比，考察其對產品質量及反應控制情況的影響，CHMMS與進口樣品的同等量對比實驗，考察其使用性能。［4］

2 結果與討論

實驗采用 CHMMS(HY)、CHMMS(GW)、DDS在同等反應條件進行對比的方式，每組實驗進行3次，實驗數(shù)據(jù)取平均值。數(shù)據(jù)見表2。

2.1 活性比較

實驗中CHMMS(HY)的用量為80～140 mL，從產品質量考核，CHMMS用量80 mL與140 mL在等規(guī)指數(shù)、拉伸強度兩個重要指標上表現(xiàn)出的效果相當，在相同反應條件下CHMMS(HY)的用量80 mL可達到并超過DDS用量140 mL的反應效果，說明其活性較DDS要高。與進口CHMMS比較，使用國產CHMMS的聚丙烯產品質量穩(wěn)定，CHMMS的性能達到了進口產品水平。

2.2 等規(guī)度調節(jié)性

從表2數(shù)據(jù)可見，應用CHMMS催化劑體系，產品的等規(guī)度調節(jié)性較好，CHMMS用量在100～140 mL時，等規(guī)度在98.4% ～99%之間，等規(guī)度控制平穩(wěn)。隨著CHMMS用量減少，Al/Si比的增加，產品等規(guī)度呈下降趨勢。

2.3 經濟性分析

應用 CHMMS的得到的產品質量較好，CHMMS與DDS對比，其價格相當，而CHMMS反應活性高，用量少，產品收率、生產能力相差無幾，因而有較好的經濟效益。

從實驗過程分析，用外給電子體CHMMS作聚丙烯合成的助催化劑，聚合放熱較平緩，容易控制，反應曲線平滑，無明顯放熱高峰，反應波動小。在原有設備不改動，工藝參數(shù)不變情況下，可完全替代DDS.

3 結論

在小本體聚丙烯工業(yè)裝置中使用CHMMS，聚合易控制。在原有設備不改動、工藝參數(shù)不變化、使用高效催化劑的情況下，外給電子體CHMMS能滿足正常生產需要，完全可以直接替代DDS實現(xiàn)更新?lián)Q代。CHMMS與DDS比較，具有活性高、用量少、單程轉化率高、產品質量好的優(yōu)點，更加經濟。［5］

［1］幸松民.有機硅合成工藝及應用［M］.北京:化學工業(yè)出版社，1998.

［2］陸殿斌.小本體法聚丙烯聚合釜的改進［J］.江蘇化工，2002(6):53－55.

［3］紀紅進.小本體聚丙烯專用料生產工藝的優(yōu)化［J］.河南化工，2002(9):31－33.

［4］彭振宇.小本體聚丙烯工藝條件對丙烯轉化率的影響［J］.天然氣與石油，2001(9):22－24.

［5］張榮泉.甲基環(huán)己基－EO氧基硅烷合成［J］.應用化學，1998(3):18－19.