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聚丙烯催化剂技术进展 2013.7.16 聚丙烯（polypropylene，缩写为PP）是以丙烯为单体聚合而成的聚合物，是通用塑料中的一个重要品种，其结构式如下： PP的热性能和机械性能的优异结合使其在很多领域如注塑、薄膜及纤维生产中得到广泛应用，它的通用性加上经济性使其应用在60年代和70年代初期得到了快速发展，很快成为最重要的热塑性产品之一。 主要工艺技术 SIRIUS - A Novel Catalyst Preparation Technology Developed by Borealis Traditional Catalyst Preparation Technology Sirius Catalyst Technology 4. 国内主要的聚丙烯催化剂 北化院Z-N聚丙烯催化剂研发历史 北化院Z-N聚丙烯催化剂研发历史 1978年 络合Ⅱ型催化剂的研究，82年建成生产装置 1984年 开发N催化剂，92年中试，95年建成生产装置 90年代初 开发DQ-1催化剂，96年中试，99年建成生产装置 1997年 新一代聚丙烯催化剂的研究， 2000年二醚催化剂中试 2003年二醇酯催化剂中试 2005年二醇酯催化剂工业化 负载型Z-N催化剂的主要优点 催化活性高，但对杂质不很敏感，对单体纯度要求不太高，稳定性相对较好； 催化剂成本低，知识产权障碍较小； 聚合物颗粒形貌良好，有利于实现长期稳定的连续化生产； 聚合物分子量分布较宽，因而加工性能较好。 负载型Z-N催化剂的主要缺点 分子量分布难调控（调窄很困难） （影响力学性能、加工性能等） 立构规整度的分布较难控制 （影响力学性能） 共聚物组成分布过宽 （窄组成分布一般较有利） 高温下活性衰减较快 （不利于进一步提高反应器效率） 聚烯烃催化剂研究开发的目标 目前研究的难点 活性中心仅占过渡金属的一小部分，催化剂表面金属物种的平均结构和特性不代表活性中心的结构和特性 多种活性中心共存。这些活性中心在价态、微观结构和表面化学环境方面均有明显差别，因而表现出不同的催化聚合特性，分别生成分子量或组成不同的聚合物 许多实验事实表明，一些活性中心之间存在快速可逆平衡 多数活性中心易失活，且失活机理尚不清楚 微观聚合机理的许多方面尚不明确 催化剂开发热点 活性－－－－－－－－经济性 定向性－－－－－－－性能 氢调敏感性－－－－－操作能力 聚合物分子量分布－－加工性 MgCl2?TiCl4?Di/AlEt3?De 关键：给电子体，特别是Di 谢 谢！ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * DQ-III DQC40 两种催化剂的显微镜照片 DQ-III DQC40 DQC40催化剂在环管工艺聚丙烯装置上获得成功试用，聚合物细粉明显减少，受到用户好评。 DQC-40催化剂在装置上具体表现为： 装置运行平稳、设备正常。 产品质量均到达优级标准。 聚合物粒径分布集中、均匀，细粉较少 催化剂活性较高， NDQ催化剂组成： 钛: 2.5-3.5wt% 镁: 15-20wt% 氯: 45-55wt% 酯：10-15wt% NDQ催化剂粒径大小：D50：30－45μm NDQ催化剂粒径分布：D50/(D90-D10):1 NDQ催化剂的性能 聚合活性：＞50kgPP/gcat(本体聚合，1hr,70℃，Al/Si(C-donor):25) 聚合物II：96.5－98.5%（可调） 聚合物分子量分布（Mw/Mn）：6.5-7.5 NDQ催化剂已完成小试、中试和生产扩大合成试验。 NDQ催化剂已完成了在单环管聚丙烯工业生产装置上试生产T30S和T38F的工业应用试验。试验结果表明，NDQ催化剂具有聚合活性高（与DQ催化剂相比活性提高40%）的特点，NDQ催化剂生产的T30S和T38F具有较宽的分子量分布（流变P.I值：＞4.5）和较高的刚性。 NDQ生产的T38F可用于烟膜的生产。 NDQ催化剂进展 聚合物链结构可控 （分子量，分子量分布，链形状， 立体规整度，共单体分布等） 聚合物性质可控 （力学性能，加工性能，应用领域） 聚合物宏观结构可控 （粒子尺寸、形状、孔隙度， 相形态与分布） 高活性（降低成本） 高选择性（满足特定品种的需要） 理想的催化剂 聚丙烯催化剂开发的难点 控制活性中心 组装催化剂 在可预见的将来，Z-N聚丙烯催化剂仍将是聚丙烯工业的主流 * 内给电子体研究进展 1,3－二