高熔融指数聚丙烯生产过程中降解剂的用量控制.pdf

第42卷第11期
化工技术与开发
Vol 42 No11
2013年11月
Technology Development of Chemical Industry
Nov.2013
高熔融指数聚丙烯生产过程中降解剂的用量控制
郑晓曦
(中国石油广西石化公司,广西钦州535008
摘要;在可控流变法生产高熔融指数聚丙烯的过程中,降解剂(有机过氧化物)的选择及用量不当极易使产
品带有气味,影响产品质量。本文引入裂解率的概念,对过氧化物降解程度进行量化,并在广西石化20万ta' Unipol
气相工艺聚丙烯装置生产纤维料ILHF40P过程中进行应用,有效解决了产品的气味问题。
关键词:高熔融指数;聚丙烯;可控流变法;过氧化物;聚丙烯;裂解率
中图分类号:1TQ325.1'4
文獻标识码:B
文章编号:1671-990562013)1109-02
聚丙烯(PP)生产工艺的不断改进及催化剂体的各类参数,使得过氧化物在熔融过程中完全充分地
系的不断更新,使得开发高熔体强度、高透明、高结发挥降解效果。在调整过程中进行样品实时分析,
晶度、高流动性的新牌号PP成为可能。从市场角方面可以观察熔融指数变化情况,另一方面,需要对
度看,自20世纪90年代以来,在众多牌号的聚丙烯产品气味进行识别。而感受气味大小因人而异,只能
产品中,高熔融指数PP占十分重要的地位。它被定性判断,对参数调整很难有指导意义。如何量化产
做成短纤、长丝、无纺布(纺粘和熔喷)烟用丝束、膨品气味,成为了至关重要的问题。
体连续长丝(BCF)等,应用于包装、香烟滤材、土工
在研究中我们发现:(1)过氧化物分解产物可以
建材、服装、地毯、医疗卫生制品、注塑等众多领域,通过增加产品在料仓的脱气时间,控制料仓温度来实
发展潜力巨大。
现;(2)除分解产物外,产品气味与过氧化物的残留量
高熔融指数PP的制备方法主要包括2种:氢直接相关,残留量少,则产品气味相对较小甚至无明
调法和可控流变法。其中,可控流变法主要通过过显气味;而残留量大,产品会发出较浓重的气味。故
氧化物热降解形成自由基、聚合物形成大自由基、大可以通过过氧化物残留量来间接定量衡量气味问题。
自由基发生β-断裂反应来实现聚合物的降解,从
而提高产品的熔融指数(MF)。该方法相比于氢调2过氧化物裂解率
法生产更加安全,工艺过程更有利于进行牌号的切2.1定义
换,聚合物中的高分子量拖尾减少,分子量降低,且
裂解率( Cracking Efficienc,CE),是指过氧化
分子量分布变窄,有利于产品的二次加工。
物在造粒过程中的裂解完全程度,其计算公式为
但在实际生产中,由于造粒过程中的温度、停留
时间等参数与所加入的过氧化物本身的性质不匹裂解率隊、し残留过氧化物影响时测得的P粒料的M
100%
PP粒料的MF
配,造成过氧化物没有在熔融过程中充分分解,于
当CE越大时,说明过氧化物的残留越少,气味
PP粒料中有残留。戏留的过氧化物不但使得粒料
相对越小;如果CE越小,则说明过氧化物的残留较
带有刺激性的气味(过氧化物本身的气味),还会在
多,气味相对较大。通过CE的测定能够间接量化气
下游用户二次熔融加工的过程中,使得P产品再
味问题,用以指导我们及时调整造粒机的各项参数
次裂解,造成MF提高,影响PP粒料的性能。
2.2测定方法
1研究思路
针对P颗粒产品MF的测定已有成熟的测定方
在牌号切换的过程中,我们必须调整造粒过程中法。而为了测定在无残留过氧化物影响时的
PP颗
收稿日期:2013-09-16
化工技术与开发
第42卷
粒产品的MF,我们需通过加入大过量的抗氧剂来实表1广西石化LHF40P牌号切换过程样品我解率测试數据表
现。抗氧剂本身具有强还原性,能够优先与各类氧化样品编号MFg?(onio裂解率CI%
剂(如过氧化物等)反应,从而保护P颗粒产品本身
MFR
37.61
PP-0
76.00
MFRI
28.59
不被氧化(抗氧剂本身对颗粒产品MF影响很小,在本
8.98
88.40
实验中可忽略不计)。在待测的产品颗粒中,预先混入
MPRI
79
11.70
大过量的抗氧剂(随使用过氧化物种类不同,加入量
PP-2
MPR
90.30
10.57
在0.5%~3%内变化)。熔融过程中,抗氧剂优先与过
MFR
PP-3
83.10
氧化物反应,将可能残留的过氧化物完全淬灭。
MIFRI
PP-4
MIFR
95.10
MIFRI
3过氧化物裂解率在实际生产过程中
MFR
35.66
89.00
的应用
MFRI
PP
广西石化20万t?a聚丙烯装置采用 Unipol
36.60
2.02
气相流化床工艺,主要包括精制系统、反应系统、回
注:测试条件:230℃,2.16kg
收系统及造粒系统。其中造粒系统采用CWP产
与此同时,我们也将这些样品相互对照,CE高
ZSK320型同向啮合双螺杆挤压机,配置熔融泵、切的几乎无明显气味,而CE相对较低的样品气味很
粒机、导热油系统。机组过氧化物液体添加剂注入大。在产品出厂后,我们跟踪下游客户使用情况,均
系统由 COMPASS提供,由添加剂卸桶泵、添加剂对本次生产的IHF40P产品质量表示认可,无气味
罐、计量泵及其他控制设备组成,注入口设在挤压机
问题反馈。这充分说明,利用CE作为控制参数,能
料斗,过氧化物于喷嘴处雾化,在料斗处与聚丙烯粉很好地解决高熔融指数聚丙烯生产中过氧化物的
末和固体添加剂均匀混合后进入挤压机。
定量控制问题,使产品质量有了保证。
在一次通用料 2E89MFR:25-45-(my1者文就
至纤维料LHIF4 OPMFE:30-42g?(10min)-]牌号切換[ Zweifel,H.etal.塑料添加剂手册(第5版M北京:化
学工业出版社,2005
过程中,我们对部分样品(表1,P21至PP-6)取样1唐岩,李岩亮,李丽,可控流变P的制备合成树
分析,通过计算得出各个样品的裂解率(CE)普遍在
脂及塑料
26(5):24-26.
90%左右。对前一阶段生产的一批客户反馈有气味[3]郑晓曦,李新昌.高熔融指数聚丙烯的生产探索化
的样品PP0进行了CE的测定时,CE仅为76%。
工技术与开发,2013,42(4):38-39
Controlling of Degradation Agent in Production of High Melt Index Polypropylene
ZHENG Xiao-x
(Guangxi Petrochemical Company, CNPC, Qinzhou 535008, China