聚乙烯生产技术比较与选择

秦晓隆（大庆石化公司塑料厂,黑龙江 大庆 163714）

目前,我国聚乙烯的生产能力较低,难以自给自足,必须致力于提高生产聚乙烯的产量以及技术含量。由此可见对于聚乙烯生产技术的掌握,已经成为我国聚乙烯生产的关键所在,所以我国必须努力开发出属于我国自身所拥有的成套生产技术,并且拥有自己的知识产权。在本文中对国外主要的低压法聚乙烯生产工艺技术进行了比较,并且阐述了气相法聚乙烯工艺的优点。

1 主要的聚乙烯生产工艺技术介绍

目前,主要的生产聚乙烯的生产工艺技术包括了以下几种:

1.1 高压法

生产LDPE的工艺技术主要有两种,一种是管式法,其固定投资成本平均达到了65百万,产品价格是31.9分/镑;另一种是斧式法,其固定投资成本平均达到了72.3百万,产品价格是33.4分/镑。这两种方法的工艺步骤基本相同,只有聚合反应其存在区别。通常而言对于大规模的生产装置应当采用管式法比较好,对于生产专用拍好的装置应当采用斧式法最佳。

1.2 淤浆法生产工艺技术该种生产HDPE的工艺技术

所生产出来的产物属于一种聚合物粒子,其由乙烯聚合形成的,悬浮在类稀释剂中。其固定投资成本平均达到了29.9百万,产品价格是25.4分/镑。目前该种生产工艺技术的开发公司有三个:美国Phillips、美国Lyondell、日本Mitsui。

1.3 生产LLDPE/HDPE的工艺

1.3.1 气相法生产工艺技术

主要的生产设备是流化床反应器,乙烯在流化床反应器上进行聚合反应,生成固体聚乙烯。其固定投资成本平均达到了31.7百万,产品价格是26.3分/镑目前的气相法生产工艺技术主要包括了UCC的Unipol、BP的Innovene以及Montell的Spher⁃ilene。

1.3.2 溶液法生产工艺技术

所生产出来的聚合物可以溶解在溶剂中。其固定投资成本平均达到了33.7百万,产品价格是28.5分/镑目前该种生产工艺主要包括了中压溶液法、低压溶液法。

2 聚乙烯生产方法的选择

近年来,聚乙烯生产工艺技术正处于不断的发展中,在这个发展的过程中,高压法的应用正在逐渐减少,而低压法则得到越来越广泛的应用,尤其是气相流化床的生产工艺,现已经成为聚乙烯生产工艺技术发展的大体趋势。气相法在1990年到1995年之间其新增的生产能力是4.29MT/A,从1995年-2000年之间的新增生产能力是5.51MT/A。相比其他的生产工艺技术而言,气相法的新增能力更为理想。气相法具有更大的生产能力,生产流程简单,操作条件相对而言比较低,不需要进行其他低聚物的处理,也不需要对溶剂进行回收,具有更加低的投资成本以及费用,能源消耗低,排出的废弃物比较少,具有环保效应。

在我国,新建立的聚乙烯装置中,大部分都是适应环保要求以及具有比较地投资成本的LLDPE生产工艺技术。为了扩大聚乙烯产品的种类范围,提高聚乙烯产品的市场竞争力,应当选择全密度聚乙烯装置的气相法工艺技术。

3 气相法聚乙烯工艺技术的介绍

以下介绍了BP公司的Innovene气相流化床技术。

该公司的气相流化床技术所采用的生产设备是单台的流化床反应器,所使用的催化剂包括了肽金属系、铬金属系、茂金属系三种,其中,钛金属系主要用来生产狭窄分子质量分布的产品,铬金属系用来生产宽分子质量分部的产品,而茂金属系的催化剂仍然处于开发状态。对于铬金属系的催化剂的使用,需要对其进行活化处理,使用循环气体来把聚合热去除。所使用的单体共聚物包括了1-丁烯、4-甲基、1-己烯。所生产的产品具有的熔体流动率为0.05-100克每10分钟,密度在0.91-0.965之间,用来制造的薄膜级产品、注塑级产品以及吹塑级产品具有比较理想的性能。

该气相流化床工艺技术的主要特点体现在:乙烯和其他单体共聚物在气象流化床反应器的作用下直接发生反应,生成了聚合物。乙烯作为其中的单体原料具有良好的传热性能,作为传热介质;操作温度在70-110摄氏度之间,压力在2.2MPa;单线生产能力比较高而且流程比较短,不需要对原料进行搅拌,节省了大量的投资成本;所生产的产品属于分子质量范围宽的产品,可以交替生产高密度聚乙烯以及低密度聚乙烯;在生产的过程中不需要把低聚物以及溶剂去除。但是,该工艺技术存在着以下几个方面的缺点:如果出现毛状聚合物在热电偶皮上沉积,容易引起温度读数的误差,形成飞温现象,产生大的聚合物结块,堵塞;在切换牌号的时候,会有许多的过渡料产生;催化剂容易受到空气和水的影响,水和空气会导致催化剂的效率降低,增加产品灰分;需要添加种子树脂;不可以生产双峰产品。

4 结语

在众多聚乙烯生产工艺中，气相流化床工艺具有多方面的优点,包括:投资资金较低、单线生产能力大、不需脱除溶剂等特点,逐渐受到人们的重视,该种线性聚乙烯生产工艺慢慢成为了聚乙烯生产技术的主要发展方向。

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