(2)第一聚合反應(yīng)單元

　　臥式攪拌床反應(yīng)器在一定的溫度和壓力下，以丙烯為主要原料，以氫氣為相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，在催化劑體系的作用下，經(jīng)氣相反應(yīng)聚合生成聚丙烯粉料。

　　(3)反應(yīng)器粉料輸送單元

　　兩套氣鎖系統(tǒng)把第一反應(yīng)器產(chǎn)生的粉料輸送到第二反應(yīng)器，并將夾帶的氣體分離后返回第一聚合反應(yīng)單元，同時還能隔離兩個反應(yīng)器系統(tǒng)之間的循環(huán)氣物流。

　　(4)第二聚合反應(yīng)單元

　　 其設(shè)置及控制方法基本與第一聚合反應(yīng)單元相同，目的是提高催化劑的利用效率，同時利用第二聚合反應(yīng)單元與第一聚合反應(yīng)單元的串聯(lián)特點，加入乙烯，生產(chǎn)抗沖共聚物。

　　(5)粉料脫活和干燥單元

　　粉料中的氣體與粉料分離，將粉料中的殘余催化劑水解脫除活性，同時帶走揮發(fā)組分。并將脫活及干燥后的聚丙烯粉料輸送到造粒單元。

　　 (6)丙烯回收系統(tǒng)單元

　　尾氣中的氮氣與丙烯氣等的混合氣通過選擇性高分子膜進行分離，氮氣可以回收再度用于粉料的脫活與干燥，丙烯氣體則回收到裂解裝置再利用。

　　(7)擠壓造粒單元

　　干燥后的聚丙烯粉料中加入穩(wěn)定劑等各種添加劑，以改善產(chǎn)品的物化性能，并由混煉機加工成合格形狀粒料。

　　(8)粒料摻合和儲存單元

　　將粒料送至摻合料倉，進行粒料的摻合，改善每批產(chǎn)品物性的均勻程度，并將摻合合格的粒料輸送到包裝車間料倉。

　　(9)原料精制單元

　　原料丙烯進行脫硫、脫砷、脫氧和脫水處理后輸送至各個用戶，同時，提供聚合反應(yīng)抑制劑和原料丙烯。

　　(10)公用工程單元

　　蒸汽、氮氣、儀表風(fēng)、工廠風(fēng)、鹽水、循環(huán)水、工藝水的引入，蒸汽冷凝液進行回收處理，進行火炬氣的收集與排放。

　　2．工藝流程

　　本裝置包括兩個臥式攪拌床氣相反應(yīng)器，三種催化劑加入第一反應(yīng)器，經(jīng)過精制的丙烯加入兩個反應(yīng)器，乙烯和氫氣根據(jù)牌號不同加入第一反應(yīng)器和第二反應(yīng)器。氣鎖系統(tǒng)用于在兩反應(yīng)器之間傳送粉料和隔離反應(yīng)器以避免循環(huán)氣的相互串流。聚合反應(yīng)之后，粉料在袋濾器中與氣體分離，在脫氣倉中脫活和干燥，然后進入混煉機／齒輪泵系統(tǒng)，加入穩(wěn)定劑，進行混煉和造粒。成型的粒料被送去摻合，進行均化處理，然后送至儲罐，準備包裝。

(二)化字反應(yīng)過程

　　1．結(jié)構(gòu)與性能

　　由于聚丙烯主鏈上含有不對稱碳原子，造成其叔碳上的甲基在空間有不同的排列方式，因而存在三種不同立體結(jié)構(gòu)的PP，即等規(guī)、間規(guī)和無規(guī)結(jié)構(gòu)，如圖5—5所示。

　　主鏈上的甲基全部排列在分子鏈一側(cè)的為等規(guī)PP(1PP)(如圖5—5a)；如甲基在主鏈兩側(cè)交替排列，則為間規(guī)PP(SPP)(如圖5—5b)；如甲基不規(guī)則地排列于鏈的兩側(cè)，則稱為無規(guī)PP(APP)(如圖5—5c)。等規(guī)聚丙烯和間規(guī)聚丙烯是能夠結(jié)晶的，而無規(guī)聚丙烯為非晶材料。目前工業(yè)生產(chǎn)的PP大多為等規(guī)聚丙烯，以等規(guī)結(jié)構(gòu)為主，同時也含有立構(gòu)嵌段物(有規(guī)和無規(guī)鏈段)及少量的無規(guī)物和間規(guī)物。具體的組成結(jié)構(gòu)與所使用的催化劑和聚合反應(yīng)條件有關(guān)。

　　2．聚合反應(yīng)機理

　　使用第四代AmocoCD催化劑體系進行的丙烯聚合反應(yīng)，可以用下面四個基本反應(yīng)步驟來敘述：

　　(1)活化反應(yīng)：助催化劑與TICl₄作為載體催化劑的表面上反應(yīng)，將鈦的化合價從十4還原到+3，形成以Ti為活性中心的TEAL—TiCl₄絡(luò)合物；

　　(2)鏈引發(fā)：一個丙烯分子在活性中心自行插入，形成聚丙烯鏈；

　　(3)鏈增長：丙烯分子在活性中心依次插人，聚合鏈從催化劑顆粒表面向外增長；

　　(4)鏈終止：一個氫分子在中心自行插入，在鏈的末端形成一個甲基，使鏈終止。

　　3．反應(yīng)動力學(xué)

　　使用AmocoCD催化劑和DIBDMS外部改性劑的丙烯均聚反應(yīng)動力學(xué)模型如下所述，模型建立基礎(chǔ)如下：

　　(1)所有催化劑顆粒在反應(yīng)器中的停留時間相同；

　　(2)反應(yīng)器與增加的聚合物顆粒等溫；

　　(3)不存在傳質(zhì)阻力。

　　在這些條件下(只能在實驗室中達到)實現(xiàn)聚合反應(yīng)后，首先發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率與丙烯單體摩爾濃度的一次方成正比，即
　　(四)催化劑組分

　　氣相法聚丙烯工藝采用的AmocoCD高效催化劑(HAC)體系由下述組分組成：

　　1．主催化劑：AmocoCD催化劑

　　2．助催化劑：三乙基鋁(TEAL)

　　3．改性劑：二異丁基二甲氧基硅烷(DIBDMS)或二異丙基二甲氧基硅烷(DIPDMS)

　　AmocoCD催化劑包括TiCl₄和載于MgCl₂，之上的二正丁基酞酸酯(DNBP)，DNBP作為一種內(nèi)部立體定向控制改性劑加入催化劑。

　　三乙基鋁(TEAL)作為助催化劑使用，在沒有TEAL的情況下聚合反應(yīng)將不能發(fā)生。除了作為助催化劑，TEAL還起到凈化劑的作用，對于單體、礦物油和所有其他原料，TEAL還用于脫除其中痕量的催化劑抑制劑。

　　DIBDMS和DIPDMS是作為外部改性劑使用，其能夠為催化劑顆粒中的內(nèi)部改性劑提供附加的立體定向控制，在沒有DIBDMS或DIPDMS的情況下，聚合反應(yīng)將生成過量的無規(guī)組分，硅烷的另一個有利作用是抑制催化劑的衰減，使反應(yīng)可以持續(xù)更長的時間。

　　在生產(chǎn)均聚物(Hp)和無規(guī)共聚物(RCP)時使用的外部改性劑是DIBDMS，生產(chǎn)抗沖共聚物(1CP)時使用的外部改性劑是DIPDMS，DIPDMS能生成具有較高韌性的抗沖共聚材料，而且是在最終產(chǎn)品中實現(xiàn)所要求的韌性和抗沖擊性能平衡所必要的。