폴리프로필렌(PP) 장치는 프로필렌 단일 중합 반응을 통해 폴리프로필렌 수지를 생산하는 데 사용되는 산업 플랜트 시스템으로 석유화학 분야 핵심 장치 중 하나다.반응 조건, 촉매 체계 및 공정 과정을 정확하게 통제하여 서로 다른 브랜드 (예를 들면 균일 폴리PP, 공중 폴리PP, 무규격 공중 폴리PP 등) 의 폴리프로필렌 제품을 생산하여 포장, 자동차, 가전, 건재 등 여러 분야의 수요를 만족시킨다.
폴리프로필렌 장치는 일반적으로원료 예비처리 단위、중합 반응 단위、분리 수거 장치、조립 단위및보조 시스템다섯가지 대부분 구성, 각 단위는 협동하여 프로필렌원료로부터 PP완제품에 이르는 전반 과정의 생산을 완성한다.
원료 예비처리 단위: 아크릴 원료의 정화를 책임지고, 물, 산소, 일산화탄소, 황화물 등 불순물 (이 불순물은 촉매를 독화시킨다) 을 제거하며, 보통 분자체 탈수, 수소 탈산 등 공정을 사용하여 아크릴 순도 ≥ 99.5% 를 확보한다.
중합 반응 단위: 핵심 단위, 촉매 작용을 통해 프로필렌 단체에 중합 반응을 일으켜 폴리프로필렌 분재를 생성하며, 반응기, 촉매 주입 시스템, 순환 시스템 등을 포함한다.
분리 수거 장치: 반응하지 않은 아크릴 단체, 용제(있을 경우) 및 촉매 잔여물을 분리하고, 회수한 아크릴 순환 반응 단위를 다시 이용하여 원료 소모를 줄인다.
조립 단위: 중합된 폴리프로필렌 분료와 첨가제 (예를 들면 항산소제, 상활제, 색모립 등) 를 혼합한 후 용융, 압출, 절단하여 과립상 완제품을 만들어 저장, 운송 및 가공에 편리하다.
보조 시스템: 증기, 순환수, 질소와 같은 공용 공정, 자체 제어 시스템 (DCS 집산 제어), 비상 주차 시스템 ESD와 같은 안전 시스템 등을 포함하여 장치의 안정적인 작동을 보장합니다.
폴리프로필렌의 중합 공정은 반응상태, 반응기 유형에 따라펄프법, 액상본체법, 기상법 및 복합공예서로 다른 공정의 핵심 차이는 반응 매체, 반응기 구조 및 제품 적응성에 있다.
| 공정 유형 |
핵심 특징 |
전형적인 공예 예 |
제품 적용 범위 |
| 펄프법 |
타성 용매 (예: 헥산) 를 매체로 하고, 아크릴은 용제에 중합되며, 반응이 온화하고 통제하기 쉬우며, 제품 분자량 분포가 넓다 |
Spheripol 공정(바젤), Hypol 공정 |
균일 폴리PP, 공중 폴리PP, 사출, 섬유에 적합 |
| 액상본체법 |
무용제, 아크릴 단량체 자체는 반응매체로서 설비가 간단하고 에너지소모가 낮으며 반응압력이 비교적 높다 |
중국 환관법 (예: 상하이 석유화학) |
필라멘트, 사출에 적합한 균일 폴리PP 위주 |
| 기상법 |
아크릴은 기상에서 중합되고 용매가 없으며 절차가 짧고 환경보호성이 좋아 여러 브랜드 제품을 유연하게 생산할 수 있다 |
Unipol 공예(타우), Innovene 공예 |
박막, 관재에 적합한 균일, 공중합, 무규격 공중합 PP |
| 복합 공정 |
두 가지 이상의 공정 우세 (예:"액상 + 기상") 를 결합하여 제품 성능을 정확하게 조절할 수 있다 |
Spherizone 공정(바젤), Novolen 공정 |
고성능 공용 PP(예: 고충격 PP) |
로기상법(Unipol 공정)예를 들어, 핵심 프로세스는 다음과 같습니다.
정화 된 아크릴과 촉매 (예: Ziegler-Natta 촉매 또는 메탈 촉매) 는 기상 유화 침대 반응기에 진입합니다.
60-80 ℃, 2.0-3.0MPa 조건에서 아크릴은 촉매의 작용하에 중합하여 PP분재를 생성하고 류화상내에서 순환가스를 통해 침대층의 류화상태를 유지한다.
분료는 반응기에서 배출된 후 탈기 단위를 거쳐 미반응 아크릴을 제거한다.
탈기 후의 분료는 첨가제와 혼합하여 조립기에 들어가 용융하여 알갱이를 썰어 완제품을 얻는다.
폴리프로필렌 장치의 핵심 장비는 반응 효율, 제품 품질 및 에너지 소비에 직접적인 영향을 미치며 주로 다음을 포함합니다.
반응기: 중합반응의 핵심장소는 공예에 따라 부식반응기(펄프법), 환관반응기(액상본체법), 유화상반응기(기상법) 등으로 나뉜다.예를 들어, 루프관 반응기는 고속 순환을 통해 재료를 균일하게 혼합하고, 반응열은 클램프 냉각수를 통해 제거하며, 온도 조절이 정확하다.
촉매 주입 시스템: 촉매 저장, 계량, 수송 설비 (예: 스크루 펌프, 질소 수송 파이프라인) 를 포함하며, 촉매 사용량 (일반적으로 아크릴 품질의 0.001% -0.01%) 을 정확하게 통제하여 중합 속도와 제품 분자량을 조절해야 한다.
순환압축기: 분리 회수된 아크릴 가스를 압축한 후 반응기로 돌려보내고, 반응 시스템의 압력을 안정적으로 유지하는 데 사용되며, 일반적으로 원심식 또는 왕복식 압축기를 사용한다.
제립기: 대부분 이중 나사 압출 제립기, 나사 절단을 통해 분료와 첨가제를 용융하여 혼합하고, 틀에서 압출한 후 제립기에서 직경 2-4mm의 입자를 자르며, 용융 온도 (200-230 ℃) 와 제립 속도를 제어하여 입자가 균일하도록 확보해야 한다