一个反应器里搞出两种反应条件?这操作反常识
做聚合的人都知道,一个反应器里只能有一种反应条件,要做双峰分子量分布就得用两个反应器串联。但Spherizone工艺偏要在一个反应器里搞出两个不同的反应区——上升段和下降段,聚合物粒子在两个区之间反复循环,一会儿在富氢环境里做低分子链,一会儿在贫氢环境里做高分子链。单反应器产双峰,这不是黑科技是什么?
多区循环反应器的阻隔区,才是灵魂
Spherizone是利安德巴赛尔在Spheripol基础上开发的最新一代PP技术,用单一多区循环反应器(MZCR)代替了环管反应器,属于气相聚合。反应器分上升段和下降段,聚合物粒子在两个反应区多次循环。上升段快速流化,粒子被气流带着往上跑;下降段顶部有旋风分离器做气固分离,粒子靠重力往下走。
最关键的设计是下降段顶部的阻隔区。这个区域用一股特殊气体(通常是丙烯或氮气)把上升段来的反应气体和聚合物粒子隔开,防止上升段的气体(含氢气)窜入下降段。这样一来,上升段和下降段就可以维持完全不同的反应条件——上升段氢气浓度高,生产低分子量部分;下降段氢气浓度低,生产高分子量部分。粒子在两个区之间循环几十次,每个粒子都同时含有高分子和低分子链段,最终产品就是双峰分布。
补一个行业知识点:双峰PP的加工优势在于"宽分子量分布"带来的加工-性能平衡。高分子量部分提供力学强度和韧性,低分子量部分改善流动性和加工性。普通单峰PP要提高强度就得提高分子量,但加工会变困难;要改善加工性就得降低分子量,但强度会下降。双峰PP同时满足了两个矛盾的需求,这就是为什么在大口径管材、高刚度注塑件等领域,双峰PP几乎是唯一选择。
结晶度高、刚性好,性能全面碾压
Spherizone的优点是全方位的。首先,树脂结晶度高、刚性好,因为气相聚合中单体浓度均匀,链增长更规律,等规度更高。其次,单反应器产双峰,分子量分布宽,在保持力学性能的同时加工性好。第三,无规共聚的单体含量高,光学、力学、热力学性能俱佳。第四,抗冲共聚物可以优化冲击与刚性的平衡,因为多区循环可以更精细地调控橡胶相的组成。
国内镇海炼化、中沙石化、大庆石化都有Spherizone装置,湛江中科的装置在高端料上表现突出。这些装置生产的高刚性均聚料和双峰管材料,在市场上属于第一梯队。
Spherizone和Spheripol,投资差多少?
很多人关心:Spherizone这么先进,投资是不是比Spheripol贵很多?实际情况是,Spherizone用一个多区循环反应器代替了Spheripol的两个环管反应器,设备数量反而减少了,占地面积也更小。虽然多区循环反应器本身的技术复杂度高、制造难度大,但整体投资跟Spheripol二代相比差距不大,而产品性能的提升是显著的。
对于新建装置来说,Spherizone的产品定位更高端,可以生产Spheripol做不了的双峰产品和高刚性产品,溢价能力更强,投资回报反而更好。这也是为什么近年来新建的大炼化项目越来越倾向于选择Spherizone。
宁波市科隆新材料有限公司跟踪发现,Spherizone的高刚性均聚料在家电外壳领域替代ABS的趋势明显,因为刚性够、耐热好、价格还比ABS便宜。很多改性厂找科隆新材咨询替代方案,Spherizone的料是首选推荐。
科隆新材提醒: 需要高刚性+良好加工性平衡的场景,Spherizone的双峰料是最优解。尤其是大口径管材和高刚度注塑件,双峰PP的优势是单峰料无法比拟的。科隆新材有Spherizone体系的高端料现货,原厂原包,需要牌号推荐随时联系。
最后一期:ST工艺,中国石化自主技术的逆袭之路。