پلی پروپیلن (PP) به عنوان یکی از مواد پلی الفین با بیشترین خروجی، فقط پروپیلن را به عنوان ماده اولیه تولید خود دارد. در عملیات روزانه واحدهای پلی پروپیلن، بسیاری از شرکت ها توجه بیشتری به کاتالیزورها و پارامترهای فرآیند می کنند، اما به راحتی از تأثیر طولانی مدت کیفیت مونومر پروپیلن چشم پوشی می کنند. ناخالصی های ردیابی در پروپیلن نه تنها عمر مفید کاتالیزور را کوتاه می کند، بلکه باعث نوسانات عملکرد دسته ای در محصولات پلی پروپیلن می شود که در نتیجه مشکلات پردازش مختلفی مانند محتوای خاکستر بالا، خواص مکانیکی ناپایدار و تفاوت رنگ ایجاد می کند. این مقاله بر روی سناریوهای کاربرد پروپیلن در تولید پلی پروپیلن تمرکز دارد، فرآیند و مزایای محصول را که توسط پروپیلن با کیفیت بالا به ارمغان می‌آورد را تجزیه و تحلیل می‌کند و مراجع انتخاب تهیه مواد خام را برای شرکت‌های تولید پلی‌پروپیلن ارائه می‌دهد.
I. سناریوهای کاربرد پروپیلن در خطوط مختلف تولید پلی پروپیلن
به عنوان یک مونومر پلیمریزاسیون، پروپیلن را می توان با سیستم های فرآیندی مختلف برای تولید سه گرید اصلی ترکیب کرد: پلی پروپیلن هموپلیمر، پلی پروپیلن کوپلیمر بلوکی و پلی پروپیلن کوپلیمر تصادفی. مقدار کمی اتیلن فقط به عنوان یک کومونومر کمکی اضافه می شود.
فرآیندهای پلیمریزاسیون پلی پروپیلن به فرآیند توده فاز مایع و فرآیند بستر سیال فاز گاز تقسیم می شوند. صرف نظر از مسیر، پروپیلن مونومر اصلی است.
هموپلیمر پلی پروپیلن (PPH)
هموپلیمر PP از پلیمریزاسیون کاتالیزوری مونومر پروپیلن خالص به دست می آید. استحکام قوی و مقاومت در برابر حرارت فوق العاده دارد و بیشتر برای قطعات قالب گیری تزریقی، کیسه های بافته شده پلاستیکی، پارچه های غیر بافته شده و مواد خام لوله استفاده می شود. کل سیستم واکنش فقط با پروپیلن درجه پلیمریزاسیون بدون افزودن سایر کومونومرها تغذیه می شود، بنابراین پایداری ترکیب پروپیلن بسیار مهم است.
پلی پروپیلن کوپلیمر تصادفی (PPR)
عمدتا بر اساس پروپیلن با مقدار کمی اتیلن شرکت کننده در کوپلیمریزاسیون، شفافیت مواد بهبود یافته و چقرمگی در دمای پایین افزایش می یابد. این ماده خام اصلی برای ظروف مواد غذایی شفاف، لوله های آب گرم PPR و بسته بندی های پزشکی است. با پروپیلن به عنوان ماده اولیه اصلی، ناخالصی های بیش از حد می تواند به راحتی بر شفافیت و مقاومت در برابر ضربه تأثیر بگذارد.
پلی پروپیلن کوپلیمر بلوکی (PPB)
ابتدا هموپلیمریزاسیون پروپیلن انجام می شود، سپس یک فاز لاستیکی کوپلیمر اتیلن-پروپیلن معرفی می شود که سفتی و مقاومت در برابر ضربه در دمای پایین را متعادل می کند. این به طور گسترده در قطعات خودرو، روکش لوازم خانگی و جعبه های گردش لجستیک استفاده می شود.
بسیاری از کارخانه های پلی پروپیلن برای تولید انعطاف پذیر بین گریدهای مختلف جابجا می شوند. نوسانات در ترکیب پروپیلن مواد خام زمان انتقال درجه را طولانی تر می کند و خروجی زباله را افزایش می دهد.
به عنوان یک تامین کننده منبع پروپیلن درجه پلیمریزاسیون، ZL Energy به واحدهای یکسوسازی پیوسته برای تولید پایدار پروپیلن با درجه پلیمریزاسیون متکی است و ناخالصی های مضر مانند پروپین، دیولفین ها و گوگرد کل را به شدت کنترل می کند. محدوده نوسان نشانگر دسته ای محصول کوچک است و با نیازهای تعویض تولید انعطاف پذیر واحدهای پلی پروپیلن پیوسته سازگار است. هر دسته همراه با یک گزارش آزمایش کامل است که بازرسی ورودی مواد خام را برای شرکت های پتروشیمی تسهیل می کند.
II. مزایای عملکرد اصلی پروپیلن با درجه پلیمریزاسیون با کیفیت بالا در تولید پلی پروپیلن
پروپیلن درجه پلیمریزاسیون با خلوص سازگار و ناخالصی های کنترل شده می تواند از کاتالیزورهای پلیمریزاسیون محافظت کند، تولید مواد انتقالی را کاهش دهد، شاخص های مکانیکی پلی پروپیلن را تثبیت کند و به عملکرد پایدار دستگاه در چرخه طولانی دست یابد.
پلیمریزاسیون پروپیلن به کاتالیزورهای Ziegler-Natta و کاتالیزورهای متالوسن متکی است. سولفیدها، آلکین ها، آب و اکسیژن همگی سم کاتالیزور هستند. پروپیلن با کیفیت بالا مزایای متعددی را به همراه دارد:
گسترش چرخه عملیاتی کاتالیزور، کاهش هزینه های تولید
ردیابی سولفیدها و پروپین به طور دائم کاتالیزورها را مسموم می کند و مصرف واحد کاتالیزور را افزایش می دهد. پروپیلن پایدار کم ناخالصی می تواند فرکانس دوز کاتالیزور را کاهش دهد و زمان عملیات واحد را بهبود بخشد.
تثبیت نرخ جریان مذاب پلی پروپیلن (MFR)
نوسانات در ترکیب پروپیلن مستقیماً بر سرعت واکنش پلیمریزاسیون تأثیر می‌گذارد و باعث می‌شود شاخص مذاب نوسان کند و کارخانه‌های پردازش پلاستیک پایین‌دست شکستگی رشته را در طول کشیدن و پر شدن ضعیف قالب در طول قالب‌گیری تزریقی تجربه کنند.
کاهش محتوای خاکستر محصول، بهبود درجه پلی پروپیلن
ناخالصی‌های شرکت‌کننده در واکنش‌های جانبی، محتوای خاکستر رزین را افزایش می‌دهند و بر کیفیت محصول نهایی درجات شفاف، پارچه‌های نبافته سطح بالا و درجه PP در تماس با غذا تأثیر می‌گذارند.
دوره انتقال نمره را کوتاه کنید
با ترکیب پروپیلن به طور مداوم پایدار، خروجی مواد انتقالی به طور قابل توجهی کاهش می یابد زمانی که واحد بین گریدهای هموپلیمر و کوپلیمر تصادفی سوئیچ می کند و به طور موثر استفاده از مواد خام را بهبود می بخشد.
جدول زیر تاثیر پروپیلن درجه پلیمریزاسیون واجد شرایط و پروپیلن پایین را بر تولید پلی پروپیلن مقایسه می کند:
| ابعاد نشانگر | پروپیلن سازگار با درجه پلیمریزاسیون (مخصوص واحدهای پلیمریزاسیون) | پروپیلن با ناخالصی بیش از حد (غیرقابل استفاده برای تولید PP) | پیامدهای مستقیم تولید |
|---|---|---|---|
| خلوص پروپیلن | بزرگتر یا مساوی 99.5% | زیر استاندارد، حاوی مقادیر زیادی ناخالصی غیراشباع است | کاهش نرخ تبدیل واکنش، کاهش خروجی |
| پروپین، دیولفین ها | محدودیت های بالایی به شدت کنترل شده است | محتوای نسبتاً بالا | مسمومیت کاتالیست، پوسیدگی سریع فعالیت |
| کل محتوای گوگرد | به شدت در سطح ppm کنترل می شود | محتوای گوگرد بیش از حد | غیرفعال سازی دائمی کاتالیزور |
| پایداری محصول | نوسانات کوچک در شاخص مذاب و خواص مکانیکی | تفاوت عملکرد دسته ای بزرگ | شکایات مشتریان پایین دستی، کاهش رتبه فروش |
| عملیات واحد | امکان تولید مداوم چرخه طولانی | تنظیمات مکرر پارامترهای فرآیند | افزایش مواد انتقالی، افزایش مصرف انرژی |
III. الزامات سخت برای شاخص های کلیدی مواد خام پروپیلن در تولید پلی پروپیلن
واحدهای پلی پروپیلن نمی توانند از پروپیلن صنعتی معمولی استفاده کنند. پروپیلن استاندارد درجه پلیمریزاسیون باید با نظارت کلیدی بر سه دسته اصلی ناخالصی های مضر خریداری شود: آلکین ها، سولفیدها و رطوبت.
نشانگرهای کنترل هسته پروپیلن با درجه پلیمریزاسیون صنعتی: خلوص پروپیلن بیشتر یا مساوی 99.5٪. پروپین + پروپادین کمتر یا مساوی 5 پی پی ام. گوگرد کل کمتر یا مساوی 1 ppm; محتوای آب به شدت کنترل می شود.
پروپیلن صنعتی معمولی فقط برای سنتز مواد شیمیایی خوب با نشانگرهای ناخالصی شل مناسب است. هنگامی که به یک راکتور پلیمریزاسیون پلی پروپیلن وارد می شود، باعث کاهش قابل توجهی در فعالیت کاتالیزور در مدت زمان کوتاهی می شود و باعث نوسانات تولید می شود.
خطوط تولید پلی پروپیلن متالوسن دارای الزامات سخت گیرانه تری هستند، با استانداردهای کنترلی بهبود یافته برای ناخالصی های قطبی در پروپیلن.
ZL Energy بین دو مجموعه از سیستم های تولید و ذخیره سازی-حمل و نقل برای پروپیلن با درجه پلیمریزاسیون و پروپیلن صنعتی عمومی، با مخازن ذخیره مستقل برای جلوگیری از اختلاط مواد تمایز قائل می شود. برای خطوط تولید PP متالوسن با کیفیت بالا، نشانگرهای کنترل داخلی ناخالصی را می توان بیشتر بهینه کرد تا استانداردهای پذیرش مواد خام شرکت های پلی اولفین پیشرفته را برآورده کند.
IV. خلاصه عملی توصیه ها برای تهیه و استفاده از پروپیلن توسط شرکت های پلی پروپیلن
هسته تولید پایدار برای واحدهای پلی پروپیلن در تامین تامین پروپیلن درجه پلیمریزاسیون نهفته است. قیمت واحد نباید تنها مقایسه باشد. تمرکز باید بر روی ثبات ناخالصی و قابلیت تضمین عرضه طولانی مدت باشد.
برای واحدهای پلی پروپیلن جدید و خطوط تولید PP متالوسن، تأیید استانداردهای کنترل داخلی ناخالصی پروپیلن تامین کننده را در اولویت قرار دهید و پروپیلن مخلوط با منشاء ناشناخته را رد کنید.
ایجاد یک مکانیسم کامل نمونه برداری و آزمایش ورودی، با تمرکز بر نظارت بر شاخص های آلکین، گوگرد کل، و رطوبت برای جلوگیری از خطرات مسمومیت کاتالیست از منبع؛
برای کارخانه‌هایی که چندین گرید پلی‌پروپیلن را در درازمدت تولید می‌کنند، تولیدکنندگان منبع با ثبات دسته‌ای قوی را در اولویت قرار دهید تا تلفات انتقال درجه کاهش یابد.
مخازن ذخیره سازی و خطوط لوله حمل و نقل را از قبل برنامه ریزی کنید، از خشک شدن و تصفیه مناسب اطمینان حاصل کنید و از ورود ثانویه رطوبت و ناخالصی ها در طول حمل و نقل پروپیلن جلوگیری کنید.
اگر یک شرکت تولید پلی پروپیلن در حال غربالگری تامین‌کنندگان پروپیلن یا انجام آزمایش‌های مقایسه مواد خام باشد، ZL Energy می‌تواند نمونه‌هایی را برای تأیید آزمایشی ارائه کند و راه‌حل‌های پشتیبانی از عرضه گاز را بر اساس شرایط فرآیند واحد ارائه دهد.
