中国聚丙烯催化剂发展方向分析 mPP的高透明度和高光泽度使其拥有更广泛的应用领域

• 侯贺 2023年9月26日 来源：中研网 978 61
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含钛废液回收技术的研究主要是降低高沸物对精馏的影响，提高四氯化钛回收率。主要措施有在精馏前端对催化剂母液进行低温冷却析出，分离出高沸物；在精馏塔后端对蒸馏残液采用离心分离或者喷雾干燥，实现溶液与高沸物的分离；在精馏过程中加入共沸剂，避免高沸物结焦，提

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制备聚丙烯球形催化剂的方法有很多，但这些方法都会产生大量含有如下组分的废液：未反应的四氯化钛，相关副产物氯代烷氧基钛、给电子体、烃类有机溶剂。其中的四氯化钛和部分有机溶剂需回收循环使用，以降低催化剂生产成本。含四氯化钛的废液是危险的，因为四氯化钛与水接触时会产生非常具有腐蚀性的氯化氢气体，因此尽可能回收废液中的四氯化钛，减少需处理的废液量并降低危废物的总量，对环境保护具有重要意义。

 

溶剂回收的作用是将废液中的四氯化钛和溶剂通过精馏分离回收，供催化剂合成使用，因此回收液的纯度对催化剂的质量有重大影响。在溶剂回收过程中，含钛废液中的高沸物在蒸馏过程中易分解堵塞再沸器、管线等，使操作难度加大，甚至会发生溶剂回收系统堵塞，引起被迫停车处理的严重事故。此外溶剂回收系统间歇生产，将导致回收液质量不稳定，进而影响了催化剂质量。从环保和资源利用以及产品质量控制角度来看，废液的处理问题已成为制约球形催化剂生产的瓶颈。随着球形催化剂制备技术的发展，含钛废液回收技术也在发展，特别是近年来有很多技术创新。

 

在丙烯聚合过程中，聚合物颗粒具有复制催化剂颗粒形态的现象和特点，因此催化剂颗粒形态将直接决定聚合物的颗粒形态。球形催化剂可以制备球形聚丙烯，而其聚合所得的聚合物颗粒可直接用来进行加工生产，免去了造粒工艺这种生产的中间环节，极大地降低了生产成本。目前，工业上应用的聚丙烯催化剂基本上都是以氯化镁为载体的齐格勒-纳塔（Z-N）催化剂，Z-N催化剂的制备工艺虽然还在不断改进，但基本上都属于化学结晶法和球形载体法。化学结晶法是先把MgCl2制成一种复合物，再与TiCl4反应使MgCl2从溶剂中重新析出，与此同时，部分钛化合物负载于MgCl2表面上，用这种方法可制得高比表面积的活性载体，形成球形或类球形载体催化剂；球形载体法是将MgCl2醇合物制备成球形载体，再和TiCl4反应。

 

含钛废液回收技术的研究主要是降低高沸物对精馏的影响，提高四氯化钛回收率。主要措施有在精馏前端对催化剂母液进行低温冷却析出，分离出高沸物；在精馏塔后端对蒸馏残液采用离心分离或者喷雾干燥，实现溶液与高沸物的分离；在精馏过程中加入共沸剂，避免高沸物结焦，提高四氯化钛回收，或者加入卤化试剂，将高沸物转化成四氯化钛，提高四氯化钛回收率；采用特殊精馏设备刮膜蒸发器降低高沸物对精馏的影响，提高四氯化钛回收率。在这些回收技术中，低温结晶析出技术四氯化钛回收率可达98%，纯度可达98.5%，并且在较低的温度可以析出固体，该将在实际工业具有较大的优势。

 

目前，我国聚丙烯行业发展迅速，但与发达国家相比，还存在很多不足，且需要大量进口。所以，要加大聚丙烯生产工艺、催化剂和产品方面的科研创新力度，以适应聚丙烯行业的发展需求。

 

从20世纪50年代诞生至今，齐格勒—纳塔催化剂已更新演变至第五代。新型内给电子体已成为催化剂更新换代的标志，是该类催化剂研究的重要领域。中国石化北京化工研究院(北化院)开发完成的“基于新结构内给电子体的高熔体强度聚丙烯用催化剂”技术通过中石化集团公司科技部鉴定，整体技术达到国际领先水平。据了解，这是迄今全球为数不多的成功实现商业化的内给电子体技术。

 

聚丙烯是塑料中最轻的品种之一，具有无毒、无味、密度小、易加工、耐冲击、抗挠曲、耐腐蚀和绝缘性好等特点，加之原料价格低廉、来源丰富，所以在电器、汽车、包装和建材家具等行业中得到了广泛的应用。

 

齐格勒-纳塔催化剂经过60余年的发展，已经成为当今最成熟和最广泛使用的烯烃聚合催化剂，被应用于全球90%以上聚烯烃产品制备中。并且不断有性能更好的新产品出现。所生产的聚烯烃产品范围不断拓宽，由通用材料向功能性材料转变。齐格勒-纳塔催化剂性能的不断提高，也促进了聚烯烃生产技术的飞跃发展。20世纪90年代以来的一系列重大突破即负载型催化剂、聚合物形态控制以及为了改进产品性能的反应器合金技术，都证明传统的齐格勒-纳塔催化剂仍然存在超乎寻常的创新潜力，其使用和改进在今后相当长的时间内将继续占有主导地位，发展前景广阔。

 

茂金属聚丙烯性能优异，应用领域广泛。催化剂是聚丙烯技术发展的关键，经历了不断的更新换代。茂金属是第五代催化剂，生成聚合物具有分子量分布窄、聚合物结构可控、可对聚合物进行分子剪裁等特点。mPP就是利用茂金属催化剂合成的聚丙烯，相较于传统聚丙烯产品外观更加优异、透明性好，挥发物和析出物含量更低、更加洁净。mPP的高透明度和高光泽度使其拥有更广泛的应用领域，主要集中在无纺布、注塑及膜材料。mPP的加工工艺多为在原有聚丙烯的生产产线中优化，集中于本体法-气相法组合和气相法这两种，生产成本和生产难度都比聚丙烯更高。

 

中国聚丙烯行业生产企业区域格局较集中，主要是在西北、华东和华南等拥有大规模煤炭资源或者原油进口方便的地区，聚丙烯产能约占全国聚丙烯产能的70%。我国双向拉伸聚丙烯薄膜BOPP生产企业主要集中在华南和华东地区，浙江、江苏、广东三省生产能力占全国总生产能力的七成。销售方面，随着新建产能的投产，聚丙烯市场供应充分，聚丙烯下游行业淡旺季区分逐渐减弱，下游分类广泛，无明显需求地域季节性差异。

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