獨(dú)山子ineos工藝聚丙烯裝置流變研究_0626

1、1獨(dú)山子INEOS工藝聚丙烯裝置234線(xiàn)過(guò)渡料的流變性能探析馬進(jìn)吳春霜（中油股份獨(dú)山子石化分公司橡塑應(yīng)用研究所新疆獨(dú)山子833600）摘要：簡(jiǎn)介獨(dú)山子石化公司INEOS的234線(xiàn)氣相聚丙烯技術(shù)，對(duì)裝置234線(xiàn)轉(zhuǎn)產(chǎn)出現(xiàn)的過(guò)渡料開(kāi)展進(jìn)行流變測(cè)試，評(píng)價(jià)加工性能，對(duì)K9928和K8003互轉(zhuǎn)產(chǎn)生的過(guò)渡料進(jìn)行對(duì)比分析和探討。關(guān)鍵詞：過(guò)渡料；流變?cè)u(píng)測(cè)；分子量分布；1前言隨著國(guó)內(nèi)外塑料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，國(guó)內(nèi)外各大型石化公司必須不斷開(kāi)發(fā)樹(shù)脂新產(chǎn)品、新

2、牌號(hào)以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，而不同牌號(hào)專(zhuān)用料生產(chǎn)切換也導(dǎo)致了過(guò)渡料數(shù)量的增加。對(duì)樹(shù)脂過(guò)渡料進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，可有效提高過(guò)渡料的價(jià)值。本文通過(guò)對(duì)獨(dú)山子石化公司120萬(wàn)噸年乙烯工程聚丙烯裝置234線(xiàn)生產(chǎn)K9928和K8003產(chǎn)生的過(guò)渡料做流變分析，比較其和正品料的異同，推測(cè)加工工藝的差別，以期指導(dǎo)下游加工用戶(hù)。2實(shí)驗(yàn)2.1主要原料K9928、K8003過(guò)渡料獨(dú)山子55萬(wàn)噸PP裝置234線(xiàn)產(chǎn)K9928、K8003獨(dú)山子55萬(wàn)噸PP裝置234線(xiàn)產(chǎn)2.

3、2主要儀器與設(shè)備毛細(xì)管流變儀：RheoTester2000，德國(guó)GTTFERT公司毛細(xì)管流變儀口模LD：401壓力傳感器：140MPa熔體強(qiáng)度儀：71.97型，德國(guó)GTTFERT公司2.3測(cè)試方法和條件毛細(xì)管流變儀口模LD：401測(cè)試溫度：三段溫度均一樣。壓力傳感器：140MPa預(yù)熱時(shí)間：360s；熔體強(qiáng)度儀：測(cè)試條件：毛細(xì)管口模：202、毛細(xì)管到測(cè)試輪中間距離：102mm、柱塞速度:0.2mms、輪距調(diào)節(jié)盤(pán)刻度：5、拉伸加速度a=24

4、mms2、實(shí)驗(yàn)室溫度：22～25℃3INEOS的氣相聚丙烯裝置的234線(xiàn)工藝簡(jiǎn)介及生產(chǎn)現(xiàn)狀中油股份獨(dú)山子石化公司120萬(wàn)噸年乙烯工程的聚丙烯裝置采用INEOS公司的Innovene氣相聚丙烯技術(shù)，規(guī)模為55萬(wàn)噸年。獨(dú)山子聚丙烯裝置的234線(xiàn)應(yīng)用催化劑為CD催化劑該催化劑是由INEOS公司所發(fā)明的高活性載體催化劑，形態(tài)控制和選擇性好，不需預(yù)聚合；催化劑停留時(shí)間分布較窄，共聚物膠相分布均勻。234線(xiàn)使用兩個(gè)活塞流水平攪拌床反應(yīng)器串聯(lián)操作生產(chǎn)

5、高抗沖擊共聚物，此反應(yīng)器氣液進(jìn)料點(diǎn)多，攪拌均衡，物料停留時(shí)間分布效果好，反應(yīng)過(guò)程的催化劑收率更高停留時(shí)間較長(zhǎng)轉(zhuǎn)產(chǎn)切換更為簡(jiǎn)單快速（反應(yīng)器與主流程示意圖見(jiàn)圖1）。裝置涉及催化劑進(jìn)料100單元火炬和排放罐700單元共十個(gè)單元（234線(xiàn)流程框圖圖見(jiàn)圖2）。3圖3190℃時(shí)4種PP的流變曲線(xiàn)圖圖4210℃時(shí)4種PP的流變曲線(xiàn)圖注：—表示表觀(guān)剪切粘度；—表示表觀(guān)剪切應(yīng)力；—表示表觀(guān)剪切速率。a?a?a?從圖3～4可看到，在同一溫度下，在一定剪切速

6、率范圍內(nèi)，4種PP的表觀(guān)剪切粘度均隨著剪切速率的增大而降低，呈典型的假塑性流體特性。高聚物的剪切粘度隨著剪切速率的增大而降低，這是因?yàn)楦叻肿渔湼叨鹊膸缀尾粚?duì)稱(chēng)性所致。在形成的超分子結(jié)構(gòu)中，分子間相互交織形成許多纏結(jié)點(diǎn)，在流動(dòng)時(shí)，由于纏結(jié)點(diǎn)存在，流動(dòng)單元以分子群聚體的形式出現(xiàn)，有相當(dāng)大的流動(dòng)半徑和拖拽作用，流動(dòng)的內(nèi)摩擦力很大。隨著剪切速率的增加，纏結(jié)點(diǎn)逐漸解纏，流動(dòng)半徑隨之減小，分子群聚體拖拽作用也減弱，表現(xiàn)出熔體粘度隨剪切速率增加而降低

7、[1]。190℃時(shí)，k8003與k8003過(guò)的流變曲線(xiàn)相交，k8003的流變曲線(xiàn)先高后低。分子量相同，當(dāng)剪切速率小時(shí)[2]，分子量分布寬的試樣的粘度比分子量分布窄的高，但在剪切速率高時(shí)，情況就會(huì)改變，分子量分布寬的，反而比分子量分布窄的小。因?yàn)榉肿恿糠植急容^寬的高聚物中，有一些分子特另長(zhǎng)，另一些又比較短，長(zhǎng)的那部分分子在剪切速率增大時(shí)，形變較大，所以粘度下降貢獻(xiàn)較多。比較均一的分子，粘度的變化就比較小。更確切地說(shuō)，分子量分布寬的物料，對(duì)

8、剪切速率變化比較敏感，在較高剪切速率下粘度降低得多，加工就比較容易。由于k8003、k8003過(guò)的分子鏈結(jié)構(gòu)相似，因此可判斷，k8003的分子量分布較k8003過(guò)略寬。k8003、k8003過(guò)的表觀(guān)剪切粘度均略大于k9928過(guò)。4種PP中，k9928的表觀(guān)剪切粘度最小。根據(jù)公式：lgη0=lgA3.4lgMw（式中：η0——剪切速率很低時(shí)的表觀(guān)粘度；A—經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；Mw—重均分子量。）[3]，可判斷高聚物重均分子量的大小。由此可推斷，k8