王彦伟 李赞

（中石化石家庄炼化分公司）

摘要：聚丙烯生产工艺中，原料丙烯中的水、氧、烃类、一氧化碳、二氧化碳、硫、砷等杂质对丙烯聚合分别有不同的影响，同时对去除丙烯中杂质的方法和工艺做了初步探讨。

关键词：丙烯；聚丙烯；杂质；精制

丙烯中微量杂质的存在是影响聚合反应及产品性能的主要因素之一，原料丙烯中水、氧、硫、砷等杂质极易破坏催化剂的活性中心，使催化剂部分或全部失去作用^[1]，致使催化剂消耗量高,而烃类、一氧化碳、二氧化碳可参与聚合反应，终止分子链，影响聚合速度及产品质量。石炼化公司2017年初聚丙烯装置即出现了催化剂消耗量大幅增加但反应仍偏弱现象，其主要原因即丙烯中杂质多，尤其是COS含量超标严重。

1 丙烯杂质对催化剂效率的影响

丙烯中杂质对聚合反应的影响主要表现在对主催化剂的活性上。

1.1 水对催化剂的影响

丙烯中水与主催化剂、活化剂发生如下反应

Ti₃+3H₂O→Ti（OH）₃+3HCl

Al（OH）₃+3H₂O→Al（OH）₃+3C₂H₆

在其它杂质含量合格且不变的情况下，不同的Al/Ti（摩尔比）比，丙烯中水含量对聚合的影响情况也不相同，当Al/Ti比约为10，随着丙烯中水含量的增加，主催化剂消耗量也增加^[2]。

水的含量小于10ppm（体积分数），聚合反应基本正常；超过20ppm时，反应受到明显影响；水的含量高于100ppm时，基本不能发生聚合反应。

1.2 氧与含氧化合物对催化剂的影响

氧比水对聚合反应的影响更大，催化剂有效成分TiCl₃与氧反应，生成无聚合活性的TiO₂和TiCl₄。

4TiCl₃+O₂→2TiOCl₂+2TiCl₄

2TiOCl₂→TiCl₄+ TiO₂

CO和CO₂及醛酮等含氧化合物对聚合反应有影响。CO进入聚合链中，有瞬间阻聚作用，影响催化剂的定向能力。CO₂也能使聚合反应终止，降低催化剂的活性^[3]。

当CO的含量低于0.2ppm时，对催化剂活性的影响较小；当含量高于2ppm时，催化剂活性几乎全部消失^[4]。

1.3 烃类对催化剂的影响

丙烯中不饱和烃会参与聚合反应，不饱和烃类与主催化剂接触时，易被选择配位到活性中心上，致使催化剂暂时失活，解吸时，催化剂活性复原，不饱和烃类又很容易吸附到另一个活性中心上，影响催化剂的活性和定向能力^[5]。

丙烯中丙烷对催化剂活性影响不大，但其含量过高会占据反应器的反应空间，造成催化剂在反应器中停留时间变短，从而造成催化剂单耗大幅上升，高级烃类对反应也有影响，如机油、黄油过多会影响聚合，甚至发生不聚合现象。

1.4 硫对催化剂的影响

有机硫和无机硫均不利于聚合反应，COS、CS₂能使聚合反应终止或使催化剂瞬间失活，含硫量超标时催化剂活性会下降，消耗量增加，甚至会发生不聚合等现象^[4]。

1.5 砷对催化剂的影响

砷化物能导致催化剂活性中心中毒，使催化剂永久失活。

【责任编辑：小徐】

关键词：丙烯；聚丙烯；杂质；精制,原料,通用塑料,PP