Proses Produksi Polipropilena

Resin polipropilen adalah salah satu dari empat resin termoplastik serba guna (polietilen, polivinil klorida, polipropilen, polistiren). Ini diproduksi melalui reaksi polimerisasi dengan propilena sebagai bahan baku dan etilen sebagai komonomer.
Metode proses yang digunakan untuk memproduksi polipropilen di dunia terutama terbagi dalam kategori berikut menurut kategori: metode pelarut, metode larutan, metode curah fase cair (termasuk tipe gabungan fase gas fase cair) dan metode curah fase gas. Karakteristik masing-masing proses diperkenalkan secara singkat sebagai berikut:
polimerisasi pelarut
Metode pelarut (juga dikenal sebagai metode bubur atau metode lumpur, metode bubur) adalah proses produksi polipropilena yang paling awal. Namun, karena proses penghilangan dan perolehan kembali pelarut, prosesnya menjadi lama dan rumit, dan dengan kemajuan teknologi penelitian katalis, Sejak tahun 1980-an, metode pelarut cenderung stagnan dan secara bertahap digantikan oleh metode curah fase cair.
Fitur proses: (1) Monomer propilena dilarutkan dalam pelarut cair inert (seperti heksana), dan polimerisasi pelarut dilakukan di bawah aksi katalis. Polimer disuspensikan dalam pelarut dalam bentuk partikel padat, dan reaktor pengaduk tipe ketel digunakan; (2) Ada proses penghancuran dan pemulihan pelarut. Prosesnya panjang dan rumit, dengan investasi peralatan yang besar dan konsumsi energi yang tinggi. Namun produksinya mudah dikendalikan dan kualitas produknya bagus; (3) Partikel polipropilen dipisahkan dengan filtrasi sentrifugal dan kemudian dikeringkan dengan perebusan aliran udara dan granulasi ekstrusi.
polimerisasi larutan
Karakteristik proses: (1) Gunakan hidrokarbon linier dengan titik didih tinggi sebagai pelarut dan beroperasi pada suhu yang lebih tinggi dari titik leleh polipropilen. Semua polimer yang dihasilkan dilarutkan dalam pelarut dan didistribusikan secara merata; (2) Metode pengupasan gas suhu tinggi menguap dan menghilangkan pelarut. Polipropilena cair diperoleh, kemudian diekstrusi dan digranulasi untuk mendapatkan produk pelet; (3) Satu-satunya produsen adalah American Kodak Company.
Metode curah fase cair
Tipe gabungan fase cair dan fase gas, metode curah fase cair, proses produksi polipropilen adalah proses baru yang dikembangkan pada tahap tengah dan akhir produksi polipropilen. Proses produksi ini dikembangkan tujuh tahun setelah polipropilen memulai produksi industri pada tahun 1957.
Metode curah fase cair digunakan untuk memproduksi polipropilen. Katalis didispersikan langsung dalam propilena fase cair tanpa menambahkan pelarut lain ke sistem reaksi untuk melakukan polimerisasi massal propilena fase cair. Polimer terus menerus mengendap dari propilena cair dan tersuspensi dalam propilena cair dalam bentuk partikel halus. Dengan bertambahnya waktu reaksi, konsentrasi partikel polimer dalam propilena cair meningkat. Ketika tingkat konversi propilena mencapai tingkat tertentu, monomer propilena yang tidak terpolimerisasi diperoleh kembali melalui penguapan cepat untuk mendapatkan produk bubuk polipropilena. Ini adalah metode produksi industri polipropilena yang relatif sederhana dan maju. Metode curah fase cair mewakili teknologi baru dan tingkat produksi polipropilena baru di dunia pada tahun 1980an.
Fitur proses: (1) Tidak ada pelarut yang ditambahkan ke sistem, monomer propilena mengalami polimerisasi massal fase cair dalam reaktor ketel dalam keadaan fase cair, dan etilen propilena mengalami kopolimerisasi fase gas dalam reaktor unggun terfluidisasi; (2) Prosesnya sederhana, Peralatan lebih sedikit, investasi lebih sedikit, konsumsi daya dan biaya produksi rendah; (3) Homopolimerisasi menggunakan reaktor berpengaduk ketel (proses Hypol) atau reaktor loop (proses Spheripol), kopolimerisasi acak dan kopolimerisasi blok, keduanya dalam jenis pengaduk yang dilakukan dalam unggun terfluidisasi.
Perwakilan khas dari metode curah fase cair adalah proses metode curah fase cair Spherizone dari BASELL. Spherizone adalah teknologi daur ulang fase gas menggunakan katalis Ziegler-Natta yang menghasilkan polimer yang mempertahankan ketangguhan dan kemampuan proses sekaligus memiliki kristalin tinggi, kaku, dan lebih seragam. Ini menghasilkan resin multimonomer yang sangat seragam atau homopolimer bimodal dalam satu reaktor. Reaksi siklus Spherizone memiliki dua area yang saling berhubungan. Area yang berbeda memainkan peran reaktor loop fase gas dan fase cair dari proses lainnya. Kedua wilayah ini dapat menghasilkan resin dengan berat molekul relatif atau distribusi komposisi monomer yang berbeda, sehingga memperluas jangkauan kinerja polipropilen.
Peralatan inti dari proses ini adalah sistem reaktor R230 MZCR (sistem reaktor sirkulasi multi-zona). Reaktor terdiri dari riser dan downcomer. Di dalam riser, polimer dihembuskan ke atas oleh gas reaksi untuk membentuk fluidisasi, dan dikirim ke bagian atas downcomer dan melewati pemisah siklon. Bubuk dikumpulkan di downcomer. Gas reaksi disirkulasikan oleh kompresor sentrifugal melalui pipa eksternal, dan panas reaksi dibuang melalui pendingin sirkulator pada pipa sirkulasi eksternal. Produk reaktor dibuang melalui katup yang dipasang di bagian bawah downcomer. Setelah bubuk yang dibuang dihilangkan gasnya pada tekanan tinggi dan tekanan rendah, bubuk tersebut langsung dikukus dan dikeringkan saat memproduksi homopolimer dan kopolimer acak untuk mendapatkan produk bubuk. Saat memproduksi produk anti-benturan, bubuk setelah degassing bertekanan tinggi dibuang ke reaktor fluidized bed fase gas. Reaktornya masih menggunakan sistem reaktor fasa gas Spheripol II. Reaktor kopolimerisasi adalah bejana silinder vertikal dengan kepala bulat di bagian atas dan bawah serta lapisan ebulasi di bagian bawah. Bahan utamanya adalah baja tahan karat dan permukaan bagian dalamnya dipoles.
Kapasitas produksi maksimum proses ini dalam satu lini saat ini telah mencapai 450,000 ton/tahun. Kandungan etilen dari produk kopolimer dampak MZCR (reaktor sirkulasi multi-zona) dapat mencapai 22% (kandungan karet lebih besar dari 40%), dan produk terpolimer yang mengandung etilen dan 1-butena juga dapat diproduksi.