新型高效聚丙烯球形催化剂的放大研究

论文摘要

聚丙烯技术发展的关键在于丙烯聚合催化剂及相应的聚合工艺的发展,新型聚丙烯球形催化剂的研发对于开发具有高性能的聚丙烯产品起着核心作用。聚丙烯球形催化剂的制备较多地公开在各种专利中,对于各种制备条件对催化剂的性能的影响,特别是对催化剂制备过程中的载体制备部分的系统研究涉及较少。本论文针对球形载体和催化剂制备的工艺进行了放大研究,对球形载体以及催化剂制备的各种条件作了系统的探讨,确定了制备催化剂的最佳反应条件;将所制备的球形催化剂用于丙烯聚合,对其聚合行为进行了考察;进行了催化剂在间歇聚丙烯生产装置的工业应用,得到了许多有意义的结果。1.优化了5L体系球形载体的制备工艺,确定了最优的工艺参数:醇镁的摩尔比控制在3.0,氯化镁醇合物的反应温度125℃,醇合时间3h,表面活性剂加入量0.6%,搅拌速度2500～3000rpm,急冷固化冷却液的初始温度为-20℃左右,终止温度不高于-5℃。2.优化了3L体系球形催化剂的制备工艺,确定了最优的工艺参数:载体的醇含量控制在2.3～2.5,载钛初始温度-20℃;升温至0℃时间6～7h;内给电子体的加入温度80℃;载钛温度130℃;采用4次负载TiCl4工艺。3.优化了球形催化剂的聚合工艺条件,确定了最优的工艺参数:聚合温度70～75℃,聚合时间2h,铝钛摩尔为600～800,硅钛摩尔为30～40。评价结果表明:球形催化剂的活性达高,氢调敏感性好,聚合物的等规度97%以上,堆积密度0.46g/cm3以上,聚合物的细粉量（<150μm）小于3%。4.催化剂在12m3间歇聚丙烯装置的工业应用中,催化剂活性释放平稳,工艺控制稳定,生产运行良好,试验平行性好;结果表明:球形催化剂能够满足间歇聚丙烯生产装置的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 聚丙烯发展现状
• 1.2 聚丙烯生产工艺
• 1.2.1 本体法工艺
• 1.2.2 气相法工艺
• 1.3 聚丙烯催化剂
• 1.3.1 Ziegler-Natta 催化剂
• 1.3.2 茂金属聚丙烯催化剂
• 1.3.3 非茂和后过渡金属催化剂
• 1.4 催化剂各组分之间的作用
• 2的结构及作用'>1.4.1 载体MgCl₂的结构及作用
• 1.4.2 给电子体的作用
• 1.4.3 丙烯聚合用Ziegler-Natta 型催化剂的活性中心
• 1.5 聚丙烯球形催化剂
• 1.5.1 发展概况
• 1.5.2 球形载体
• 1.5.3 球形催化剂
• 1.6 本文研究的背景、意义及内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料
• 2.2 分析及表征方法
• 2.3 工艺流程
• 2.3.1 球形载体制备的工艺流程
• 2.3.2 球形催化剂制备的工艺流程
• 2.3.3 催化剂催化丙烯聚合
• 第三章 实验结果与讨论
• 3.1 球形载体的制备
• 3.1.1 醇合条件的影响
• 3.1.2 醇镁投料比的影响
• 3.1.3 搅拌速度的影响
• 3.1.4 表面活性剂的影响
• 3.1.5 急冷固化温度的影响
• 3.2 高效球形催化剂的制备
• 3.2.1 载体醇含量的影响
• 3.2.2 初始温度、升温速度的影响
• 4负载次数的影响'>3.2.3 TiCl₄负载次数的影响
• 3.2.4 内给电子体加入温度的影响
• 3.3 球形催化剂组成、结构及性能表征
• 3.3.1 球形催化剂的组成分析
• 3.3.2 球形催化剂的形态、结构
• 3.3.3 聚合物的形态
• 3.3.4 催化剂的聚合反应动力学
• 3.4 催化剂的聚合工艺研究
• 3.4.1 聚合时间的影响
• 3.4.2 聚合温度的影响
• 3.4.4 铝钛摩尔比的影响
• 3.4.5 硅钛摩尔比的影响
• 3.4.6 催化剂的氢调敏感性
• 3.5 重复性试验
• 3.6 小结
• 第四章 催化剂在间歇聚丙烯装置的工业应用
• 4.1 球形催化剂与工业用催化剂的对比
• 4.1.1 催化剂组成的对比
• 4.1.2 催化剂的粒径及分布对比
• 4.1.3 催化剂性能的实验室对比
• 4.1.4 聚合物性能对比
• 4.2 催化剂的工业应用
• 4.2.1 试验目的
• 4.2.2 装置简介
• 4.2.3 原料及工艺指标
• 4.2.4 生产工艺流程
• 4.2.5 工业应用试验数据
• 4.3 小结
• 第五章 聚合产品的加工应用
• 5.1 加工药瓶及瓶盖
• 5.2 加工豆浆机用中空滤杯
• 5.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要