EVA管式法及釜式法工艺对比及前景展望

梁雨雯

（江苏斯尔邦石化有限公司，江苏连云港 222000）

EVA是目前应用比较普遍的工业材料，在EVA生产技术不断发展过程中，可以利用高压管式法进行生产，也可以利用釜式法工艺进行生产。全面掌握两种生产工艺的具体情况，需要对比分析管式法和釜式法两种生产工艺的投资成本和产品性能，抓准EVA生产技术的发展趋势，提高EVA生产技术的创新水平。

1 EVA生产技术概述

EVA树脂包括乙烯、醋酸乙烯共聚物，是以高压聚乙烯为基础发展的新型材料。EVA产品是由不同链长和链结构聚合分子组成的混合物，在分子链上引入醋酸乙烯单体能够降低结晶度，提高其耐冲击性能、柔韧性以及填料混入性、热密封性。

EVA产品的应用范围比较广，环境适应能力相对较强，具有良好的光学性能，是目前应用比较普遍的工业材料。全球生产EVA的厂家相对较少，我国EVA加工技术仍然处于初步发展阶段，国内EVA主要依赖进口。近年来，EVA树脂产品的需求量不断增加，需要推动我国EVA生产工艺的创新发展。

EVA生产工艺需要利用高压法连续本体聚合进行生产，在高压法连续本体聚合工艺应用过程中，可以利用管式反应器或高压釜式反应器。目前，我国的EVA产品生产厂家相对较少，但产品种类越来越丰富，随着EVA生产技术的不断发展，我国厂家生产的EVA产量越来越高[1]。

2 EVA管式法与釜式法工艺对比

2.1 生产工艺对比

从生产工艺角度对比管式法和釜式法工艺，是了解两种工优缺点的重要基础。管式法和釜式法均属于高压法连续本体聚合生产工艺，在具体的生产过程中使用的反应器不同。我国的管式法和釜式法工艺比例为4∶1，其中高压管式法的主要工艺包括CTR工艺、ExxonMobil工艺等。高压釜式法工艺主要包括Enichem釜式法工艺、ExxonMobil釜式法工艺以及ICI高压釜式工艺等。

随着两种工艺不断发展，杜邦、陶氏化学等均对EVA生产工艺进行改进和优化。管式法工艺与釜式法工艺的生产流程相类似，主要包括乙烯压缩、引发制备与注入系统、聚合反应器、分离系统等不同阶段。

除了聚合反应器不同外，管式法和釜式法的工艺原理大致相同，其中高压釜式反应器配有搅拌器，管式反应器不配搅拌器。反应器不同导致两种工艺反应过程需要的温度、压力以及引发剂、调节剂等存在一定差异。

EVA釜式法生产过程中，需要利用乙烯高压法，高压法中的聚合反应本身是自由基型聚合反应，反应过程包括链引发、链增长、链终止和链转移各项环节。这一类高压聚合能够在釜式聚合反应器和管式聚合反应器中实现。除了反应器存在一定差异外，釜式法的工艺比较简单，在高压自由基聚合过程中，其产品特点是由产品分子结构的长支链和短支链组成，在聚合压力、温度、调整剂、反应温度、停留时间和转化率存在差异的情况下，能够生产不同的产品。

EVA釜式法工艺中的反应器长径比一般为2∶1～20∶1，存在较大反混。釜式法工艺存在返混现象，每一个分子的停留时间存在差异，在大分子上的长支链和短支链相对较多，会出现相对分子质量分布较宽、长支链相对较多的聚合物。在容器强度、韧性和加工流动性等方面，聚合物产品优于EVA管式法生产的产品。

管式反应器的单程转化率更高，为25%～35%，釜式反应器的单程转化率相对较低，为10%～20%。管式反应器可以划分为引发、共聚和冷却三个连续区，共聚区还可以被分成若干小区，每一个小区的温度由循环热水进行控制，每一个小区会有一个或多个引发剂注入点。利用夹套热水撤去聚合反应，可以放出大量热，使反应器结垢。应在管式反应器的出口设置脉冲阀，利用脉冲作用力对反应器内的聚合物流体进行冲击，脱除反应器壁上的物料。釜式反应器一般设置四个引发剂注入点，与绝热反应类似，利用冷进料与热出料的方式可以撤热，仅需要在开停车时向釜式法反应器夹套内通入高压蒸汽，可以达到运行要求[2]。

2.2 经济效益对比

对两种生产工艺进行对比分析时，还需要对两种工艺的生产效益进行分析。两种工艺的投资成本是影响其经济效益的重要基础，在具体的分析过程中，需要对同种规模釜式法的总投资和管式法的总投资进行对比。

在同等规模下，釜式法生产工艺的总投资比管式法生产工艺的总投资高约9%。釜式法的生产成本以及产品的价值均高于管式法生产工艺，主要因为釜式法生产工艺设备的投资相对较大，转化率更低。生产相同规模的EVA产品，在单位时间内进入釜式反应器的乙烯气更多。

釜式法生产工艺需要的压缩机规模、打气量比管式法更大，对压缩机选型和质量要求相对较高，需要的费用更高。

管道相同的情况下，釜式法生产工艺需要的换热器和冰机数量较多，釜式法生产的EVA产品中VA含量比较高，需要的料仓数和风机数量相对较多，会导致投资成本增加。釜式法生产工艺的反应器结构更复杂，在安装过程中对工作人员的技术要求较高，后期维护和保养工作难度相对较大，制造成本和后期运维成本较高。

2.3 产品性能对比

对管式法生产工艺和釜式法生产工艺的产品性能进行对比分析，釜式法反应器内的搅拌器可以确保反应器中的混合物高度混合，反应温度和压力相对均匀，可以形成更多的长支链聚合物，分子量分布相对较宽。釜式法生产工艺产品抗冲强度较高，容易加工，能够生产VA含量更高的EVA产品。

EVA产品常用在热熔胶、电缆等领域，物料在反应器内的停留时间较短，适合在小批量生产过程中应用，过渡料相对较少。

管式法生产工艺中，反应器的温度相对较高，压力随着反应管的延长不断降低，物料在反应器内停留的时间比较长。导致长支链相对较少，分子量分布比较狭窄，光学性能更优良，适合应用于薄膜加工。管式法生产产品的VA含量一般在20%以下，且熔指相对较低，在农膜和收缩包装膜方面具有更高的应用价值。

3 EVA管式法与釜式法的发展前景

在EVA生产技术不断发展的过程中，生产的EVA产品性能越来越优良，柔韧性、抗冲击性、材料相容性和热密封性能越来越突出，在发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶以及电线电缆等领域的应用也越来越普遍。

国内发泡料的市场主要集中在福建和广东两个区域，北方区域对发泡料的市场需求也在不断提升。为了促进EVA生产技术创新发展，需要根据EVA产品具体需求，改进EVA生产工艺。

对管式法生产工艺和釜式法生产工艺进行应用的过程中，应根据两种生产工艺的具体差别和投资成本以及产品性能等因素，对具体的生产工艺进行合理选择。应深入探讨提高生产工艺的生产质量和产能的方法，是未来我国EVA生产领域必须关注的重要内容[3]。釜式法EVA产品在未来的发展过程中应用前景比较广阔。

3.1 发泡制品

树脂是支化结构聚合物，其胶黏性能良好，加入适量的胶黏剂和发泡剂，能够制作成回弹性能比较良好、泡孔相对均匀、具有较强耐老化且耐龟裂的发泡制品。普遍应用在鞋垫、发泡片隔音板、汽车零部件、体操垫、游艇防护板以及泡棉等方面。釜式法的长支链比较多，可以较大限度提高发泡产品的加工性能。

3.2 热熔胶

热熔胶在常温下呈固态，加热熔融成液态，涂布润湿被黏物后经过压合、冷却，可以在几秒内完成黏结。热熔胶的基体树脂为EVA、SBC、聚酰胺等，EVA是主要材质。

利用EVA作为基体树脂制备热熔胶，可以在家具封边/印刷行业的无线装订、太阳能电池片封装、标签、汽车产品装配等方面进行应用。

EVA热熔胶的固化时间较短，生产效率相对较高，一般可以利用自动化生产线进行生产，不需要进行干燥，不会导致黏物膨胀变形，不容易产生中毒等问题。EVA热熔胶的贮存和运输手段比较简单，热熔胶对涂胶速度和粘贴时间有一定要求，一般情况下需要使用黏度相对较低的EVA树脂作为原料，这类产品更适合利用釜式法装置进行生产。

3.3 薄膜

利用EVA树脂生产的薄膜透光率高、保温效果好，具有良好的耐候性，在防冻食品袋、各种拉伸膜、温室膜以及高强耐破裂带等包装和农业薄膜中的应用较广泛。釜式法装置生产的EVA薄膜长链支化度相对较高，熔体强度较高，可以保证聚合物流动性、模口膨胀和收缩性的平衡度。

4 结语

对EVA管式法和釜式法生产工艺进行对比分析，发现釜式法工艺的投资成本较大，操作难度相对较高，但其产品利润也比较高。釜式法生产工艺生产的EVA产品VA含量比较高，但规模和产量相对较少，工艺运行过程中的能耗较大。管式法可以大规模生产VA含量相对较低的EVA产品。两者产品分子结构不同，其应用领域也存在一定差别。为了推动我国EVA生产行业不断发展，需要根据生产要求对EVA管施法和釜式法工艺进行科学选择。应根据项目地点与市场需求对管式法生产工艺与釜式法生产工艺进行创新研发，提高EVA产品的性能以及附加价值。