第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前，聚乙烯的生產(chǎn)方法主要分為高壓法、低壓法、中壓法三種。主要應(yīng)用的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)共用11種，我國(guó)的PE生產(chǎn)工藝有8種，分別是：

（1）高壓管式和釜式反應(yīng)工藝

（2）三井化學(xué)低壓淤液法CX工藝

（3）BP氣相法Innovene生產(chǎn)工藝

（4）雪佛龍-菲利蒲斯公司雙環(huán)管反應(yīng)器LPE工藝

（5）北歐化工北星（Bastar）雙峰工藝

（6）低壓氣相法Unipol工藝

（7）巴賽爾聚烯烴公司Hostalen工藝

（8）Sclartech溶液法生產(chǎn)工藝

高壓法用來生產(chǎn)低密度聚乙烯，這種方法開發(fā)得早，用此法生產(chǎn)的聚乙烯至今約占聚乙烯總產(chǎn)量的2/3,但隨著生產(chǎn)技術(shù)和催化劑的發(fā)展，其增長(zhǎng)速度已大大落后于低壓法。低壓法就其實(shí)施方法來說，有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用于生產(chǎn)高密度聚乙烯，而溶液法和氣相法不僅可以生產(chǎn)高密度聚乙烯，還可通過加共聚單體，生產(chǎn)中、低密度聚乙烯，也稱為線型低密度聚乙烯。近年來，各種低壓法工藝發(fā)展很快。中壓法僅菲利浦公司至今仍在采用，生產(chǎn)的主要是高密度聚乙烯。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程

一、高壓法的工藝介紹

用氧或過氧化物等作引發(fā)劑，使乙烯聚合為低密度聚乙烯的方法。乙烯經(jīng)二級(jí)壓縮后進(jìn)入反應(yīng)器，在壓力100～300MPa、溫度200～300℃及引發(fā)劑作用下聚合為聚乙烯，反應(yīng)物經(jīng)減壓分離，使未反應(yīng)的乙烯回收后循環(huán)使用，熔融狀的聚乙烯在加入塑料助劑后擠出造粒。

所用聚合反應(yīng)器有管式反應(yīng)器和釜式反應(yīng)器兩種。管式法流程的單程轉(zhuǎn)化率20％～34％，單線年生產(chǎn)能力100kt。釜式法流程的單程轉(zhuǎn)化率20％～25％，單線年生產(chǎn)能力180kt。

二、低壓法的工藝介紹

低壓法分為淤漿法、溶液法和氣相法三種，除溶液法外，聚合壓力都在2MPa以下。一般步驟有催化劑的配制、乙烯聚合、聚合物的分離和造粒等。

1、淤漿法

生成的聚乙烯不溶于溶劑而呈淤漿狀。淤漿法聚合條件溫和，易于操作，常用烷基鋁作活化劑，氫氣作分子量調(diào)節(jié)劑，多采用釜式反應(yīng)器。由聚合釜出來的聚合物淤漿經(jīng)閃蒸釜、氣液分離器到粉料干燥機(jī)，然后去造粒。生產(chǎn)過程中還包括溶劑回收、溶劑精制等步驟。采用不同的聚合釜串聯(lián)或并聯(lián)的組合方式，可以得到不同分子量分布的產(chǎn)品。

2、溶液法

聚合在溶劑中進(jìn)行，但乙烯和聚乙烯均溶于溶劑中,反應(yīng)體系為均相溶液。反應(yīng)溫度(≥140℃)、壓力(4～5MPa)較高。特點(diǎn)是聚合時(shí)間短，生產(chǎn)強(qiáng)度大，可兼產(chǎn)高、中、低三種密度的聚乙烯，能較好地控制產(chǎn)品的性質(zhì)；但溶液法所得聚合物分子量較低，分子量分布窄，固體物含量較低。

3、氣相法

乙烯在氣態(tài)下聚合,一般采用流化床反應(yīng)器。催化劑有鉻系和鈦系兩種，由貯罐定量加入到床層內(nèi)，用高速乙烯循環(huán)以維持床層流態(tài)化，并排除聚合反應(yīng)熱。生成的聚乙烯從反應(yīng)器底部出料。反應(yīng)器的壓力約2MPa，溫度85～100℃。氣相法是生產(chǎn)線型低密度聚乙烯最主要的方法，氣相法省去了溶劑回收和聚合物干燥等工序，且比溶液法節(jié)省投資15％和操作成本10％。為傳統(tǒng)高壓法投資的30％,操作費(fèi)的1/6。因而得到了迅速發(fā)展。但氣相法在產(chǎn)品質(zhì)量及品種上有待進(jìn)一步改進(jìn)。

三、中壓法的工藝介紹

用負(fù)載于硅膠上的鉻系催化劑，在環(huán)管反應(yīng)器中，使乙烯在中壓下聚合，生產(chǎn)高密度聚乙烯。

第三節(jié) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢(shì) 分析

長(zhǎng)期以來，在聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域，一直是多種工藝并存，各展其長(zhǎng)。目前并存的液相法工藝有Nova公司的中壓法工藝、Dow化學(xué)公司的低壓冷卻法工藝和DSM公司的低壓絕熱工藝。應(yīng)用最為廣泛的漿液法工藝是科諾科菲利浦斯、索爾維公司的環(huán)管工藝和赫斯特、日產(chǎn)化學(xué)、三井化學(xué)的攪拌釜工藝。氣相法工藝主要有Univation公司的Unipol工藝、BP公司的Innovene工藝和Basell公司的Spherilene工藝。近年來，氣相法由于流程較短、投資較低等特點(diǎn)發(fā)展較快，目前的生產(chǎn)能力約占世界聚乙烯總生產(chǎn)能力的34%，新建的LLDPE裝置近70%采用氣相法技術(shù)。

近年來，在各工藝技術(shù)并存的同時(shí)，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。其中冷凝及超冷凝技術(shù)、不造粒技術(shù)、共聚技術(shù)、雙峰技術(shù)、超臨界烯烴聚合技術(shù)、反應(yīng)器新配置技術(shù)以及雙峰技術(shù)等新技術(shù)的開發(fā)，極大地促進(jìn)了世界聚乙烯工業(yè)的發(fā)展，正在成為聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。



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