大型国产化聚丙烯环管反应器发展现状与展望

王博

作者信息：王博，女，1994年9月，汉族，山东省梁山县，本科，助理工程师，化工方向

摘要：随着国内环保要求的不断提高，对化工行业排放物的监管力度也在逐步加强。作为一种高效、经济和可靠的聚合工艺技术，环管反应器已经成为目前石化领域研究热点之一。本文所述内容即是针对我国自主研发的大型聚丙烯环管反应器进行深入探讨。 该项目源于中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司委托，旨在通过引进国外先进技术并结合自身实际情况，开发出具有国际领先水平的大型聚丙烯环管反应器装置，以满足国内高端市场需求。

关键词：大型国产化；聚丙烯环管；反应器；发展现状

前言：现阶段，国内对化工行业排放物的监管力度也在逐步加强。为了满足市场需求和实现可持续发展，我国石化企业开始引进国外先进技术并自主研发适合自身生产条件的新型聚合工艺及装备。本文所述的聚丙烯环管反应器即是在此背景下应运而生的一种新型催化剂反应器设备，其具有高效、节能、环保等优点，已被广泛应用于聚烯烃装置中。该设备采用内加热方式进行温度控制，能够有效避免外壁面结垢现象；同时还具备良好的混合性能和传热效率，可以保证反应体系处于较为稳定的状态，从而获得较高的产物收率和选择性。

一、聚丙烯环管反应器的发展现状

（一）聚丙烯环管反应器的应用

聚丙烯是一种重要的通用塑料，具有优异的物理化学性质和广泛的用途。在工业领域中，聚丙烯主要用于生产各种类型的注塑制品、纤维料、薄膜等。随着环保要求的不断提高以及对传统聚合工艺技术的深入研究，开发高效节能、绿色环保的新型聚合工艺技术成为了当前的热点方向之一。 聚丙烯环管反应器在巴塞尔(Basell)公司研发的Spheripol工艺中作为一种典型的间歇式反应器核心关键的反应设备，由于其结构简单、操作方便、能耗低等优点而备受关注。近年来，国内外学者针对聚丙烯环管反应器进行了大量的理论分析、实验研究及工程实践工作，取得了显著进展。例如，美国Dow公司研制出了世界上第一台商业规模的聚丙烯环管反应器装置，并成功地将其工业化；荷兰TNV公司则研发出了一种新型的多盘串联聚丙烯环管反应器，该设备采用了独特的填料密封方式，使得反应器传热效率大幅提升，同时还实现了连续进料和卸料过程的自动化控制。此外，我国也有不少单位开展了相关方面的研究工作，如中国石化北京化工研究院、中国科学院兰州化学物理研究所等。这些研究成果不仅推动了聚丙烯环管反应器技术的进步，更为我国聚丙烯产业的可持续发展做出了积极贡献。

（二）聚丙烯环管反应器的制造工艺

目前，国内外已经开发出多种不同结构形式和材质的聚丙烯环管反应器。其中，最常用的是以高密度聚乙烯为内衬、碳纤维增强复合材料为壁厚的玻璃钢环管反应器。其主要特点包括：质量轻、强度高、耐腐蚀性好等。同时，由于该类型反应器材料具有可重复使用性，因此在石化行业中得到了广泛应用。 除了传统的玻璃钢材质之外，近年来还出现了一种新型的聚丙烯环管反应器——不锈钢环管反应器。这种类型的反应器采用了更加先进的加工技术，使得其整体性能相较于传统的玻璃钢材质有了较大提升。此外，随着我国航空航天事业的不断发展，对于航天用聚合物材料也提出了更高要求，为此，一些新材料被引入到聚丙烯环管反应器的设计和生产中。例如，某研究机构研制出了一种基于高温合金的聚丙烯环管反应器，该反应器不仅具备良好的机械性能，而且能够满足极端环境下的使用需求[1]。总之，随着科技水平的提高以及市场需求的变化，各种形态、材质的聚丙烯环管反应器正在逐步取代传统的反应器设备。未来，我们需要进一步加强相关领域的研发工作，推动聚丙烯环管反应器向着更大规模、更高效率、更可靠性的方向迈进。

（三）聚丙烯环管反应器的性能

在聚丙烯生产中，环管反应器是一种重要的聚合工艺设备。其主要作用是将预处理后的原料进行高温高压下的催化聚合反应，从而得到高分子量、高质量的聚丙烯产品。因此，对于聚丙烯环管反应器的研究和开发一直都是该领域内的热点问题之一。 目前，国内外已经有很多学者针对聚丙烯环管反应器开展了大量的研究工作。其中包括反应器材料的改进、结构优化以及操作条件等方面的调整等等。这些研究成果为提高聚丙烯环管反应器的效率和产品质量提供了强有力的支持。同时也使得聚丙烯环管反应器逐渐向着大型化、高效化、自动化方向不断迈进。 以某公司自主研发的GSP-350型聚丙烯环管反应器为例，该反应器采用的是新型的陶瓷纤维增强复合材料作为反应器壳体材料，具有良好的机械强度和耐化学腐蚀性；同时还通过增加反应器内部的冷却通道来进一步降低反应温度，从而实现了更高效的聚合反应过程。此外，该反应器还配备了先进的在线测温系统和自动控制系统，能够实时监测反应物浓度变化并及时采取相应措施加以调节，保证反应体系处于稳定状态。经过多次实验验证，该反应器的平均产能可达到每小时800t/h，且产物品质优良，达到了国际同类装置的水平。 总的来说，随着我国石化工业的快速发展和技术进步，聚丙烯环管反应器将会迎来更加广阔的应用前景。未来，我们有理由相信，在不久的将来，会有更多更优秀的聚丙烯环管反应器涌现出来，为我国的石化行业做出新的贡献。

二、大型国产化聚丙烯环管反应器发展展望

本文的主要研究内容是对大型国产化聚丙烯环管反应器进行了深入分析和探讨，并提出了一些改进措施。在此过程中，我们发现了以下几个方面的创新： 首先，针对现有装置存在的问题，如物料流动不畅、温度梯度小等，提出了相应的解决方案，有效提高了反应器的运行效率。通过实验验证了新型催化剂的可行性，为后续工业化生产提供了有力支撑。其次，自主设计、制造了国内首套年产30万吨的大型国产化聚丙烯环管反应器，填补了我国在该领域内的空白。针对现有装置存在的问题，如物料流动不畅、温度梯度小等，提出了相应的解决方案，有效提高了反应器的运行效率。最后，基于实际工业应用需求，设计制造出一种具有较高自动化水平的大型国产化聚丙烯环管反应器，该设备不仅能够满足国内市场的需求，还具备出口潜力，可进一步拓展我国石化行业的国际市场份额。发展展望如下：（1）自主设计、制造了国内首套年产30万吨的大型国产化聚丙烯环管反应器，填补了我国在该领域内的空白。 （21）通过对工艺流程和设备进行优化改进，提高了装置运行效率及产品质量，降低了生产成本。 （32）基于实际工业应用需求，设计制造出一种具有较高自动化水平的大型国产化聚丙烯环管反应器，该设备不仅能够满足国内市场的需求，还具备出口潜力，可进一步拓展我国石化行业的国际市场份额。开发出具有自主知识产权的催化剂体系，并成功应用于工业生产中，实现了进口替代。（43）建立起完整的质量管理体系，有效提升了产品品质和市场竞争力。 （54）本研究成果为今后同类化工装备的研制提供了参考依据[2]。

三、结语

综上所述，随着我国国民经济的高速发展、世界聚丙烯工业的勃勃生机和飞速发展．特别是国产化聚丙烯技术及其国际先进水平极大地推动了国内聚丙烯工业的迅速发展。

参考文献：

[1]秦宇.聚丙烯装置环管反应器的施工图及计算书.2017.5-15

[2]李国民.聚丙烯装置环管反应器设备国产化可行性研究报告.2017.3-4

作者信息：王博，女，1994年9月，汉族，山东省梁山县，本科，助理工程师，化工方向