[发明专利]一种高等规度聚丙烯的生产系统及方法

说明书

本发明提供了一种高等规度聚丙烯的生产系统，依次串联如下工艺单元：催化剂预聚合单元、催化剂洗涤单元、至少一个液相本体反应釜、活性聚合物粉末处理单元、至少一个气相流化床反应器、脱气仓单元、干燥仓单元。本发明通过在传统的Hypol聚丙烯工艺中增加对经预聚合的催化剂的洗涤预处理和聚合过程中活性粉料的中间处理，实现低等规组分和细粉成分的剔除，实现高等规度低灰分聚丙烯生产，并且工业化连续生产可以保证产品性能的稳定一致；采用该材料制备的膜产品，具有相对高的熔点和较好的膜穿刺强度，以及成膜后较少的表面晶点和凝胶。

技术领域

本发明涉及聚丙烯制备技术领域，尤其涉及一种具有高等规度特点的聚丙烯生产工艺技术。

背景技术

锂离子电池是目前储能产品的关键部件之一，其中作为分隔电池正负极，确保电池稳定运行的关键材料之一为隔膜，目前大规模生产的隔膜材料是湿法聚乙烯隔膜，利用溶剂生产隔膜，可以利用溶剂的溶解能力，并通过过滤或离心分离等机械力，分离产品中不需要的大颗粒和低分子组分，但溶剂的存在造成生产过程速度偏慢，溶剂回收处理代价较大，越来越不适应安全环保的要求；同时相对于聚丙烯制品，聚乙烯的熔点偏低，在做成电池后，出现放热现象后会造成隔膜快速熔穿，有起火的风险。相对而言，聚丙烯的熔点高于聚乙烯至少20℃，配合高效的温控警报系统，可以给使用者留足反应处理时间，从而从本质上提升安全等级。

目前国内新建聚丙烯装置越来越多，但大多选择环管工艺或流化床工艺，其特点是单釜产量大，流程短，占地节省，动设备少，而国内现有的Hypol工艺装置仅有兰州石化、大庆石化、扬子石化、燕山石化等早期引进装置，特别是在日本三井公司对该装置进行改进后，原有反应釜与流化床的组合工艺演变成环管与流化床工艺后，该类型装置已不再新建。该工艺流程长，反应单元和其他辅助单元为平行布置，占地较大，且罐塔较多，动设备也多，但其物料停留时间长，聚合较充分，且布置有催化剂预处理单元，有利于高刚性产品生产，配合新型外给电子体，更可以实现高等规度产品的生产。

发明内容

本发明旨在提供一种高等规度聚丙烯的生产方法及系统，以实现低灰分高刚性、粒径分布窄、相对分子质量高的高等规度聚丙烯产品的生产。

本发明是采用如下技术方案实现的：

本发明提供一种高等规度聚丙烯的生产系统，依次串联如下工艺单元：催化剂预聚合单元、催化剂洗涤单元、至少一个液相本体反应釜、活性聚合物粉末处理单元、至少一个气相流化床反应器、脱气仓单元、干燥仓单元。

所述催化剂预聚合单元用于丙烯与催化剂的预聚合反应。

所述催化剂洗涤单元，用于将预聚后形成的细粉、低等规部分及少量催化剂脱落载体清除，经洗涤后的催化体系增压注入所述第一液相本体反应釜。

所述液相本体反应釜用于实现丙烯的液相本体聚合反应，优选串联两台液相本体反应釜。

所述活性聚合物粉末处理单元，其目的是去除液相本体聚合反应产物中少量低等规度聚合物和丙烯液相本体。所述活性聚合物粉末处理单元由过滤机构和/或旋风分离机构组成。

所述气相流化床反应器主要用于进一步实现所需分子量的聚丙烯的合成，当然也可以实现丙烯和乙烯等的共聚反应，从而实现不同聚丙烯牌号的切换。乙烯的添加是可选的，其并非本发明目标产品的必须组分。优选串联两台气相流化床反应器。

所述脱气仓单元和干燥仓单元分别用于脱除未反应的单体以及对粉末进行干燥；所述粉料灭活储存单元，使用含有少量水蒸气的氮气进行处理，以充分去除未消耗完的助催化剂的活性。

发明人意外的发现，通过在传统的Hypol聚丙烯工艺中增加对经预聚合的催化剂的预处理单元和聚合过程中活性粉料的中间处理单元，实现低等规组分和细粉成分的剔除，配合具有较高活性催化体系，与原工艺相比，可以实现高等规度低灰分聚丙烯生产，并且工业化连续生产可以保证产品性能的稳定一致。发明人基于上述发现，完成本发明。