高压聚乙烯生产技术及其进展

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日本高压交联聚乙烯电力电缆的技术进步

日本高压交联聚乙烯电力电缆的技术进步

日本高压交联聚乙烯电力电缆的技术进步照雄福田,Furukumu电气有限公司从1953年美国通用电气公司开始交联聚乙烯的应用,至今已超过35年了。

1959年,日本首先有了6kv的交联聚乙烯电缆,1987年,500kv的电缆被生产出来。

本文回顾了交联聚乙烯电缆设计和生产中的技术进步且讨论了利用这一技术优势的产品的现状。

历史背景交联聚乙烯电缆通常用交联聚乙烯作为绝缘层,聚氯乙烯作为护套。

在日本,交联聚乙烯电缆于1959年投入使用,并从1967年开始代替油浸纸电缆而销量大增。

现在,交联聚乙烯电缆占日本所有电力输送电缆生产量的90%以上,并且也是日本电网的支柱。

交联聚乙烯电缆最初取代油浸纸电缆是在低压电缆领域,而今天所有66kv以下的电缆都用交联聚乙烯作为绝缘层。

(图1)交联聚乙烯电缆技术的快速发展导致了电压的稳定上升和在500kv 的短距离线路应用(无接头)——可能是现在的最高电压电缆——这使人们考虑将其应用于长距离线路(用直通接头),反复考虑了更高的可靠性和电缆本身,终端,接头等的更加稳定的性能。

然而,在超高压电缆中(154kv以上)油浸纸电缆比交联聚乙烯电缆更常用,由于其能够达到更高水平可靠性的要求和较好的稳定性能以及更长的使用寿命的声望。

在日本,66kv和154kv的长距离电缆已投入输电网使用。

当前,275kv的长距离输电电缆的应用也在研究,这种电缆有望在1989年投入使用。

(图2)为了跟上额定电压的上升,交联聚乙烯电缆也被研究用于更高的工作场强。

图3表明了额定电压和工作场强的关系,而图4和图5表现了交联聚乙烯电缆绝缘层厚度与交流电和室温下的雷电冲击击穿强度的关系。

虽然数据表明越高的额定电压,交联聚乙烯电缆被用于越高的工作场强,而在实际应用中,电缆有较厚的绝缘层(即较高的额定电压)倾向于较低的绝缘击穿强度值。

这种情况需要做进一步的研究以完善表1中所列的任务,因此交联聚乙烯电缆将有可能应用于超高压领域。

关于聚乙烯的生产工艺及进展

关于聚乙烯的生产工艺及进展

关于聚乙烯的生产工艺及进展发布时间:2022-08-17T03:28:37.816Z 来源:《科学与技术》2022年第4月第7期作者:许栋芝[导读] 本文主要介绍了聚乙烯的生产工艺现状及其进展许栋芝山东腾远建材科技股份有限公司 276000摘要:本文主要介绍了聚乙烯的生产工艺现状及其进展,着重分析了溶液法、气相法和浆液法三种传统生产工艺,以及不造粒技术工艺、冷凝态技术工艺和双峰PE技术工艺三种新型生产工艺,希望能为我国聚乙烯行业的发展提供帮助。

关键词:聚乙烯;生产工艺;进展聚乙烯的使用范围较广,对于薄膜、空心产品、纤维以及管板的加工制造具有关键作用。

目前,各个生产制造大国均已加入聚乙烯的生产制造中,而我国也极为注重聚乙烯生产工艺的研究,在此领域投入了较多精力,鼓励支持聚乙烯生产领域的创新发展,为提升国内聚乙烯市场供应量和减轻进口压力做出较大贡献。

1.聚乙烯生产工艺的现状上世纪30年代左右,国外开始相继研究聚乙烯的生产制造工艺,其后我国也加入了研究队伍中。

众所周知,聚乙烯属于合成树脂材料的一类,并且在市场上前景良好,具有性能高价格的等多项优势备受人们欢迎,而且采取不同生产方式制造的聚乙烯的用途也会不同。

因此应用范围广泛,例如输水、排水管道、电子机械配件,搭建大棚时用到塑料薄膜和日常生活常用的塑料袋等,这些物件全部都是使用聚乙烯作为原料加工生产获得的。

也正是因为聚乙烯用途广泛,而且使用范围跨度较大,所以在生产制造聚乙烯时也需要采取多元化的工艺技术,从而促使聚乙烯行业得到更好的发展。

上世纪90年代是聚乙烯行业发展最为迅猛的阶段,而其生产效率以及消耗使用量在此阶段也呈现出急剧的提升。

随着新式生产工艺的陆续研发应用,在日常生产生活中使用聚乙烯量的提升也促使其生产制造水平加速发展。

但是,国内目前使用的聚乙烯生产工艺普遍仍然较为传统,尽管也有部分生产流程使用的是新工艺,但是在聚乙烯的生产方面,国内仍有较大的前进发展空间。

高压聚乙烯生产技术及其新进展

高压聚乙烯生产技术及其新进展
L D P E 具 有 极 好 的 透 明 性 和 加 工 性 ,而且 L D P E 产品无引发剂残留,十 分 纯 净 ,这使得其在 合成树脂领域长期占据重要地位。L D P E 产品外 观 为 一 种 具 有 蜡 质 感 的 白 色 树 脂 ,其 分 子 结 构 特 点是具有大量长支链的非线形结构。与中密度、 高 密 度 聚 乙 烯 相 比 ,它 具 有 较 低 的 结 晶 度 和 软 化 点以及较好的柔软性、伸 长 率 、电绝缘性、透明性。 另 外 ,L D P E 还具有较高的耐冲击强度。
R — C H 3—C H 2 * + C H 2 = C H 2 ! R —C H = C : + C : —C : # (歧化终止)
在 L D P E 工业生产过程中,由于反应温度和压 力 的 影 响 ,使 得 反 应 过 程 容 易 发 生 链 转 移 反 应 [2], 因 此 ,聚 合 物 呈 现 具 有 较 多 枝 链 的 线 性 结 构 。 1.2 L D P E 生 产 工 艺 技 术
1 .1 .1 链 引 发 反 应
链 引 发 是 乙 烯 单 体 转 变 成 游 离 基 的 过 程 。反 应引发所必要的游离基是由引发剂的遇热分解引 起 的 ,目前工业生产多采用的引发剂为氧、有机过 氧化物及偶氮化合物等。
I!2R# (引发剂分解$ R # + C H 2 = C H 2! R —C H 2— C H 2# (R #为生 成的游离基) 1.1.2链增长反应 链增长过程就是上述被引发剂引发后的活性 乙烯分子与单体乙烯分子进行连锁反应成为链状 大分子的过程。 R — C H 2— C H 2 * + nCH2 = C H 2! R —C H 2— C H 2* 1.1.3链终止反应 链增长过程会因为游离基之间的偶合或者歧 化而使链增长反应终止。偶 合 终 止 由 2 个活性增 长 链 游 离 基 反 应 而 导 致 链 终 止 ,而 歧 化 终 止 是 2 个活性增长链之间因氢原子的转移而产生1 个饱 和 分 子 ,同 时 生 成 了 含 有 不 饱 和 端 基 的 另 一 分 子 而使反应终止。 2 R —C H 2— C H 2* ! R — C H 2—C H 2— C H 2— C H —R (偶合终止) 2 R —C H 2— C H 2* ! R — C H 2 = C H 2 + R — C H — c h (歧化终止) 1.1.4链转移反应 在 聚 合 反 应 过 程 中 ,除 了 正 常 的 链 增 长 反 应

聚乙烯生产工艺及技术发展

聚乙烯生产工艺及技术发展

自用参考 二、生产工艺
㈠ 世界聚乙烯工艺技术应用
聚乙烯生产工艺技术领域,一直是多种工艺并存,各展所长。 ⒈ 低密度聚乙烯(LDPE)
主要采用高压管式法和高压釜式法生产。 ⑴ 高压管式法
Lyondell-Basell的Lupotech TM/TS工艺、Exxon Mobil的高压管式法、 三菱油化的高压管式法、DSM的清洁管式反应器(CTR)工艺、Imhausen的高 压管式法、Quantum的高压管式法、埃尼化学的高压管式法。 ⑵ 高压釜式法
自用参考 二、生产工艺
㈢ 中国石油聚乙烯工艺技术应用
中国石油有聚乙烯生产装置20套,生产能力万吨/ 年。其中Univation Unipol气相法8套、 LyondellBasell Hostalen低压於浆法2套、INEOS(前 BP)Innovene气相法2套、三井油化CX淤浆法(包括国产 化)2套、LyondellBasell Lupotech T高压管式法2套、 Ineos(前BP)Innovene S低压於浆法1套、Imhausen管式 法1套、Hoescht淤浆法1套、Du Pont Sclairtech中压 溶液法1套。
Univation的Unipol工艺、INEOS(前BP)的Innovene G工艺和 Lyondell-Basell的Spherilene工艺。
自用参考 二、生产工艺
㈡ 国内聚乙烯工艺技术应用
⒈ 低密度聚乙烯(LDPE) 三菱油化的高压管式法、住友化学的高压釜式法工艺、Imhausen的高压
管式法、Quantum的高压管式法、DSM的清洁管式反应器(CTR)工艺、Exxon Mobil的高压管式法、 Lyondell-Basell的Lupotech TM/TS工艺。 ⒉ 线性低密度聚乙烯(LLDPE)

聚乙烯生产工艺及技术发展

聚乙烯生产工艺及技术发展

三、工艺流程和技术特点
㈡ Innovene气相工艺
Innovene G工艺流程示意图
三、工艺流程和技术特点
㈡ Innovene气相工艺
★ 工艺单元 300单元:催化剂进料。 310单元:铬系催化剂预活化。 400单元:聚合反应。 430/440单元:粉料脱挥发份和失活。 470单元:排放气回收。 800单元:添加剂计量和挤压造粒。 880单元:粒料掺混及储存、输送。 900单元:原料供应及精制、乙烯精制。 500单元:公用工程系统。
去包装储存
三、工艺流程和技术特点
㈠ Unipol气相工艺
★ 工艺单元 1000单元:原料供应和精制。 2000单元:乙烯精制。 4000单元:聚合反应。 5000单元:树脂脱气和排放气回收。 6000单元:粉料下料和添加剂处理。 7000单元:挤压造粒。 8000单元:产品均化和贮存、种子床系统。 9000单元:公用工程系统。
聚乙烯生产工艺及技术发展
2013年7月
中国石油四川石化有限责任公司
聚乙烯生产工艺及技术发展
目录
一、前言 二、生产工艺 三、工艺流程和技术特点 四、催化剂和引发剂研发 五、产品范围及用途 六、建议
一、前言
聚乙烯是通用合成树脂中产量最大的品种,主要 包 括 低 密 度 聚 乙 烯 (LDPE) 、 线 性 低 密 度 聚 乙 烯 (LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)以及一些具有特殊性 能的产品,其特点是价格便宜,性能较好,广泛应用 于工业、农业、包装、医疗卫生以及能源、交通等领 域。
有高压法、溶液法、淤浆法和气相法4种。 ⑴ 高压法
Exxon Mobil的高压管式法工艺、三菱油化的高压管式法。 ⑵ 溶液法
Du Pont的Sclairtech中压法工艺、DSM的低压绝热工艺、Dow化学的低压冷 却法工艺。 ⑶ 淤浆法 日产化学的搅拌釜工艺、三井油化的CX工艺、 Lyondell-Basell的Hostalen 工艺,科诺科菲利浦石油公司的环管工艺、INEOS(前BP)Innovene S (Solvay)低压淤浆工艺、Borealis公司的Borstar环管-气相工艺。 ⑷ 气相法

聚乙烯生产工艺

聚乙烯生产工艺

聚乙烯生产工艺聚乙烯是一种在我们日常生活中无处不在的材料,从塑料袋到塑料瓶,从管道到电线绝缘层,都有它的身影。

那你有没有好奇过,这聚乙烯到底是怎么生产出来的呢?今天咱们就来好好聊聊聚乙烯的生产工艺。

我记得有一次,我去一个化工厂参观,正好赶上他们在生产聚乙烯。

那场面,真是让我大开眼界。

聚乙烯的生产工艺主要有高压法、中压法和低压法。

咱们先来说说高压法。

高压法就像是一场激烈的化学反应大派对!在高温高压的条件下,乙烯分子们欢快地碰撞、结合。

这个过程中,压力能达到 200到 300MPa ,温度更是高达 150 到 300℃。

这就好像把乙烯分子们丢进了一个超级热的大熔炉,让它们不得不紧紧抱在一起,形成聚乙烯。

中压法呢,则相对温和一些。

反应温度一般在 130 到 270℃之间,压力也在 18 到 8MPa 左右。

这个过程就像是在组织一场有序的舞蹈,乙烯分子们按照一定的节奏和步骤,排列组合,形成聚乙烯。

再来说说低压法,这可是个精细活儿。

反应温度通常在 60 到100℃,压力也比较低,大概在 01 到 2MPa 。

这就好比是在精心雕琢一件艺术品,乙烯分子们慢慢地、小心翼翼地聚合在一起,生成高质量的聚乙烯。

在实际生产中,选择哪种工艺,那可得好好琢磨琢磨。

比如说,如果要生产低密度聚乙烯,高压法可能更合适;要是追求高质量、高强度的聚乙烯,低压法可能就是首选。

而且啊,聚乙烯的生产可不仅仅是把乙烯分子聚在一起那么简单。

还得考虑催化剂的选择,这就像是炒菜时的调味料,用对了能让聚乙烯的品质更上一层楼。

还有反应设备的设计和维护,这就好比是厨房的炉灶和锅具,得好使才能做出好菜。

另外,生产过程中的安全问题也不容忽视。

毕竟是高温高压的环境,稍有不慎,那可就麻烦大了。

所以工人们都得时刻保持警惕,严格遵守操作规程。

总之,聚乙烯的生产工艺是一个复杂而又有趣的过程。

它需要科学的设计、精细的操作,还有对每一个环节的严格把控。

就像我那次在化工厂看到的,每一个工人都全神贯注,每一台设备都稳定运行,最终才能生产出优质的聚乙烯,为我们的生活带来便利。

【doc】管式法高压聚乙烯生产技术

【doc】管式法高压聚乙烯生产技术

管式法高压聚乙烯生产技术青繇,象世年,珐,广东化-r"l9年第三期7{.【一管式法高压聚乙烯生产技术一,技术进展竺.壁壁一丁2(上海石油化工股份有限公司塑料厂,200540)1933年(英)ICI公司超高压反应研究组在高温高压下制得白色蜡扶聚乙烯,井将其应用作为高频绝缘材料,在1939年建成lOOt/a中试装置,实现了高压法工业生产聚乙烯.1942年出现了高压釜式法生产聚乙烯,1943乍(美)DuPont公司和UCC公司开发了管式反应器法.至今为止,工业上仍然是采躅三羔两种方法来生产高压象乙烯(即低密度聚乙烯LDPE),生产能力也几乎相等.它们的工艺与设备都有了很大的改进,甚至还出现了两者联合应用的情况-两种方法的技术经济指标也相差无几.因此需要根据实际的条件,现有的技术及产品的用途等情况来选择相适宜的生产方法.图为管式法高压象乙烯生产工艺示意.乙烯与低压循环气在前段涡轮压缩机压缩至25—3OMPa,再经后段往复超高压压缩机压缩至反应压力(250--320MPA),并预热引发剂(催化剂).聚合反应产生的热量可使最高温度达到330.C,经反应器冷却段冷却后再添加引发剂聚合.在反复放热一冷却后,抽出反应产物在高压分离器中分离出聚合物和未反应的乙烯.聚合物经后处理即成产品.目前,乙烯单程转化率已从初期的8—15提高到24—3O.当采用25.4ram反虚管径时,生产能力可以选到1O一2Okt/a.聚合反应中,转化率的提高,链转移引起的支链化以及二聚物的增加等都会;l起聚合物质量的变化.聚合物的分子量可以通过分子量调节剂(烃类,醇类,酮类等)的用圈i至150--200.C后送入管式反应器.在此状巷下,乙烯的密度约O.50g/cm..后段压缩机曲生产能力已为35t/h,目前已太塑化达到70t/h.管式反应器长径此为10000--100000.乙烯在管中流速为8—3Om/s,停留时间为0.5,至数分钟.以空气,氧气或有机过氧化物为(怯)Atoebem公司营武法LDPE聚台工艺示意圉量来调节.至今为止.各种管式法工艺的基本流程大体上与上述工艺相同.然而,由于采用了不同的聚合反应器的进料点,分子量调节剂,引发剂及其不同的注入部位,及由于助剂注八方法,产品的处理,返回乙烯的量和送出部位的不同,也就形成了各种不同特t994年第三期广东化工点的工艺近年来巳成功地开发了茂金属(metal—locene)催化剂用于聚烯烃的台成中.利用它可在同一装置内制造HDPE.,LDPE, LLDPE领域密度范围的聚乙烯,还可制得更低密度范围的聚乙烯(VLDPE ULDPE).尤其是美国Exxon公司巳将茂金属催化~UExxpol的健化技术与日本三菱油化公司的高压法组台起来.在操作控制上,多采用DCS控制系统,自控程度高.特别是将开车,牌号切换及停车等复杂韵工艺过程设计成自控程序,. I~DCS操作控制系统通过其内部程序自动执行,以避免人为误操作.二,国外生产技术比较本文仅对日本三菱油化,德国ImhaB—sen,荷兰DSM公司的管式法高压聚乙烯生产按术进行分析比较..1.日本三菱油化技拳采用空气和有氧化物为引发剂.空气在前段压缩机吸入口注入,有机过氧化物分兰点注入反应器.调节剂为丙烯,丙醛,丙烯在前段压缩机吸入口注入.丙醛在超高压压缩机吸入B注入.反直器分主侧流二点进料三段反应,既可避免降低质量,又可在原来二级管式反应器的基础上使转化率提高1O以上.乙烯聚台最高反应压力280MPa,最高反应温度340C,乙烯单程转化率22—27.返回乙烯从辅助压缩机排出.助剂采用母料注入法.操作采用DCS控制.该工艺自动化控制水平高,但辅助设备较多.2.德国Imhausen~~术以纯氧为引发莉,分三点从超高压压缩机吸八管线注入.反应器分一股热流二股冷流三点进料,兰级夏应.乙烯聚台最高反应压力B00MPa,最高反豇湿度B~0.c,乙烯单程转化率23—3O,最高可迭36%.除个别牌号外,无返回乙烯.助剂采用高含量助剂母料注^诖.该技术的工艺流程较简单,辅助设备少,高压缩环气体经过二次分离三次冷却后进入超高压压缩机产品成本低;无需有机过氧化物作引发剂..8.荷兰DSM技术引发剂有机过氧化物用超高压计量注入泵分四点注入反应器.反应器一点进料四段反应.乙烯聚台最高反应压力275MPa,最高反应温度310.C.调节剂为丙烯丙烷,从辅助压缩机吸入口直接注入.乙烯单程转化率为22—31.助剂采用熔融和母料混台注入法.操作采用DCS控制.该技术的工艺流程较复杂.高压循环气体经过六次分离四次冷却一次过滤进入超高压压缩机.4.技术经济比较表1列出亘外部分公司管式法高压聚乙烯生产技术经济情况.三,国内生产技术的进步国内管式法高压聚乙烯装置共有兰套,均为引进装置.大庆石油化工总厂塑料厂是采用Imha—asen公司的专利技术,于I986年7月投产,设计生产能力为85kt/a.它为多点进料三段反应工艺,以纯氧为引发剂.该工艺反应系统有四个安垒程序.聚合反应由一个特殊开发的电子装置工作压力控制器自动控制,一分别进行数据的巡逻检测和处理,反j立系统联锁控制和料仓物科掺混控制.上海石油化工股份有限公司(原上海石油化工总厂)塑料厂拥有二套生产装置.第一套装置采用日本三菱油化一西德BASF超高压管式法LDPE专利技术,于1976年9月投产,单线设计生产~30kt/a,该广东化工~.994年第三期表1管式法高壶聚乙烯技东经济比较专利技术(H)三菱油化(德)Imhausen(意)ENI(荷)DSM(德)BASP(美)EXXOn 工艺特点=点进料三点进料=点进料一点进料四点进料三点进料三段反虚三段反直二段厦应三段反应四段反晚三段反应●反应进气点数2321d3目1发荆进料点数332343反最高压力应CMPa)280300280275300300条最高温度件(.C)34O3403103l0310340转化牢[]22—2723—3O3022—313018--'-30蠢性能光学性机槭性能光学性光学性,机槭性机械性能光学性熔融指数箍C~/IOmin]O.i5—24O.25—2i0.14—200.莹一i5O.2—250.2—20C密g/cm度a)O.9l8O—O.650.9180一O.92650.919--0.93010.92O—O.9260.9i7—0.9290.922一O.932B发剂种类空气纯氧有机过氧化物纯氧有机过氧化物有机过氧化物纯氧有机过氧化物分子量调节剂丙烯丙烯丙烯,种类丙烷丙烷丙烯丙烯生产龅力Ckt/a]80100801001O0130运转时间(h/a]7∞O700O8000800083008000乙烯单耗(t/tPE)1.O3o1.0201.0001.011L0l81.015电耗[kWtPE]12301O∞1o0099.880085O氮耗ENma/tPE]116168203.2纯水单耗(t/tPE]1.4i.1O.80.80.6蒸单耗(ke/tPE~2002301.50205i00500装置为二点进料二段反应工艺,以空气为引发剂,以丙烯,丙醛为分子量调节剂.整个工艺除设置各种安全设施外,采用兰个安全程序,150个联锁点Rso吏高灵敏度热电偶直接测量各点温度,保证装置运行的安全可靠.但是该工艺盼乙烯单程转化率较低(约22—25),能耗较高.针对这种情况进行了一系列的按术改造,结果提高了转亿率,产量和质量(表2),保证了稳定生产并使生产能力达到78kt/a.同时,依靠技术进步,优化工艺操作,有效地降低了能耗(参见表3).目前综合能耗已达到了国外先进水平,第二套装置采用日本三菱油化新专利技术,即如前述的二点进料三段反应工艺.该装置已于1992年4月投入试运转,并通过1993 年实际运转完全达到了原设计要求.除了生产台同提供的13个牌号品种外,新韵用作轻膜,电缆,蘸浸,涂层等品种已在研制开发中.国内管式法高压聚乙烯的生产通过消化引进技术及装置的技术改造而有了长足的进步,积累了不少成功的经验.今后应充分进行技术交流,推广先进经验,促进技术进步,提高经济效益.与此同时还应该充分消』t吸收国外先进技术,重视茂金属催化剂的:l9年第三期广东化工丧2LDPE装置技孜情况表3LDPE装置优化工艺降幅能耗情况酸乙烯共聚物)』效果1年回收乙70t『年产EVAZ000t将第2皮应器的冷却器使高,低压分离器温度.i移至脉冲出阀詹詈一.离器次数而相应地提一j磊五睫高己错压缩机5j采用Ex系列集子计算机控制操I措施效果采用开车前三次氯气清洗,全年减少乙烯损l三次乙烯置换谣失枷t在前段压绪机起动后注^调提前开车lh,全年2节剂丙烯节电28.8万度,节缸中压蒸汽480t3少逗!乙烯循环置减能耗综合利用反应热一副产减少低压蒸7气消蒸l汽,将0.2MPa副产蒸耗lokt/a量而增汽提高采用有机过氧化物,空提高单程转亿率,增气混合引发剂j加生产能力s帅0t/a参考文献利用,进行行业间的协作开发反应器管材.利用我国自已的力量建设超高压实验装置,【2] 开发出我国自己的管式法高压聚乙烯生产技:: 术.(5]94广东省石化科技工作会议在穗召开本刊讯;'94广东省石油化工科技工作会议1994年8月l5一8日在广州市珠岛宾馆隆重召开.共有来自全省各市石化主管部门,主要厂矿企业与科研院所的7O多名领导与代表出席了大会会议总结了我省石化系统两年卷科技进步工作倚况,研究在新形势下如何进一步做好科技兴化"工作,探索化工科技体制改革新思路,交流科技进步经验与体会,以及讨论修改我省"九-五化工科技发展规划.本次会议得到省政府的高度重视卢钟鹤副省长亲临大会并作重要指示,省经委钟展尧副主任以及省科委,省计委的领导也到'会指导并讲话.省石化厅在穗厅领导陈厅长等均到会.卢副省长指出,当前全省工业由于,受百年罕见洪涝大灾害以及资金紧张,原材料涨价等不种因素影响,面临着严峻的考验.要求全省石化行业各级领导干部与广大科技人员振奋精神,克服困难,大胆探索开拓,真正树立靠科技进步要效益的思想.强啊要重视人才队伍建设,切实为科技人员排忧解难. 从而,把我省石化科技工作推向新的阶段.6n"6加";ⅡD啪㈨"l,l,,,,蛐日坤二1日置工日置装化装学油料学化石塑化。

聚乙烯技术综述

聚乙烯技术综述

聚乙烯技术综述摘要:按产品类型来分,聚乙烯可分为高压低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯。

本文对其催化剂技术和生产工艺分别进行简要介绍。

关键词:聚乙烯技术低密度高密度线性目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多,拥有LDPE技术的有7家,LLDPE和全密度技术的企业有10家,HDPE技术的企业有12家。

从技术发展情况看,高压法生产LDPE是PE 树脂生产中技术最成熟的方法,釜式法和管式法工艺技术均已成熟,目前这两种生产工艺技术并存。

发达国家普遍采用管式法生产工艺。

此外,国外各公司普遍采用低温高活性催化剂引发聚合体系,可降低反应温度和压力。

高压法生产LDPE将向大型化、管式化方向发展。

低压法生产HDPE和LLDPE,主要采用钛系和络系催化剂,欧洲和日本多采用齐格勒型钛系催化剂,而美国多采用络系催化剂。

现将世界上主要应用的聚乙烯生产技术简单介绍如下:一、低密度聚乙烯低密度聚乙烯(LDPE)于20世纪30年代末首次投入生产,包括几种化学和物理性质不同的乙烯均聚物、共聚物和三聚物,其密度处于0.915~0.935克/立方厘米的范围。

有支链分子结构的均聚物常称为高压低密度聚乙烯(HP-LDPE),系用高压釜或管式法进行生产,操作压力约为1050―3500公斤/平方厘米。

用高压釜生产的聚乙烯,其特点是聚乙烯分子有很多长支链,易于加工,产品适用于挤出、涂层和高强度重负荷薄膜生产;用管式法生产的聚乙烯,其分子具有的长支链不如前者多,适于生产透明包装膜。

在HP-LDPE的生产中,乙烯的聚合为强放热的自由基聚合反应。

高压釜反应器的乙烯单程停留时间约为20~40秒,单程转化率约为15%~20%;在管式反应器中,乙烯典型的停留时间约为35―50秒,转化率则为20%~30%。

采用的自由基引发剂包括十二酰过氧化物、过氧特戊酸叔丁酯、过辛酸叔丁酯、过苯甲酸叔丁酯和过氧醋酸叔丁酯等。

在高压釜式法中,通常一台釜只使用一种引发剂,但若多台釜串联,则不同的釜可采用不同的引发剂。

高压聚乙烯生产技术及其发展

高压聚乙烯生产技术及其发展

技术与信息高压聚乙烯生产技术及其发展谢云良(台塑工业(宁波)有限公司,浙江宁波315800)摘要:聚乙烯是通用合成树脂中产量最大的品种。

近20年来,聚乙烯生产发展迅速,现在聚乙烯占总的热塑性通用塑料消费量的44%,已建成生产能力约4500万吨,产量约3700万吨,聚乙烯的主要品种包括LDPE,HDPE及LLDPE。

文章主要阐述了高压聚乙烯技术的现状,和我国LDPE装置问题及技术特点关键词:高压聚乙烯;生产技术;发展方向高压低密度聚乙烯是用高压工艺生产的,聚合时间一般为15s-2min,乙烯聚合反应热量通过循环过量的冷单体实现撤热。

LDPE高压反应主要采用带搅拌器的高压釜式反应器与管式反应器。

釜式法与管式法两种工艺生产流程大体相同,工业化的LDPE装置通常由乙烯压缩,引发剂制备及注入,聚合器反应,分离系统,挤出造粒等部分组成。

除聚合反应器外,釜式法与管式法的工艺步骤相似。

1管式法技术简述管式法工艺主要专利商有巴塞尔,埃克森美孚,DSM等。

管式法主要特点是,反应压力及温度均较釜式法高,停留时间较长,物料在管内呈柱塞状流动,没有返混现象;反应温度随反应管长度而变化,所以其分子量分布较宽。

从生产装置的角度看,管式法工艺具有聚合反应器结构简单、便于制造维修,且装置建设投资明显低于釜式法的特点,采用此工艺生产的产品具有较好的光学性能,多适于生产薄膜。

1.1巴塞尔管式法技术巴塞尔管式法技术包括Lupotech TM与TS两种,Lupotech⁃TM反应器有多个乙烯单体进料点,其构造适合于生产EVA。

高压管式法设计区别在于引发剂的差别,巴塞尔的Lupotech工艺以过氧化物作为引发剂,Lupotech TM没有侧流的简单模式是LupotechTS型。

反应器末端的压力控制阀为脉冲式。

单程转化率范围在24-35%。

Lupotech工艺反应器可生产很宽范围的牌号,可以生产丙烯酸酯含量高达20%的共聚物。

1.2埃克森美孚公司高压管式法工艺目前位于美国路易斯安娜州巴吞鲁日的装置是使用此技术的最大装置,埃克森美孚管式法技术的主要特点同巴塞尔一样用排放阀作脉冲阀,使用有机过氧化物作引发剂。

高密度聚乙烯生产技术的研究进展

高密度聚乙烯生产技术的研究进展

高密度聚乙烯生产技术的研究进展【摘要】1953年高压合成HDPE,与LDPE、LLDPE比较,HDPE 支链化程度最小,分子能紧密地堆砌,密度最大(0.941~0.965 gPcm3),结晶度高。

HDPE目前是世界生产能力和需求量位居第三大类的聚烯烃品种,其主要用于薄膜、吹塑、管材等。

【关键词】高密度聚乙烯;聚乙烯;生产技术;探讨研究前言高密度聚乙烯的生产工艺技术主要有:浆液聚合、气相聚合和溶液聚合。

1.浆液聚合法此法是生产HDPE主要方法,工艺成熟,生产技术主要有Hostalen、Phillips、Innovene S、Equistar、Borieas、CX、Equistar 等。

1.1 搅拌釜式浆液聚合(Z-N催化剂己烷溶剂,双釜聚合工艺)双釜聚合技术主要分为:basell:hostalen技术和CX技术,这两种技术具有很相似的工艺。

浆液法连续工艺:操作温度压力低;采用并联及串联不同形式生产单、双峰产品;原料要求不高。

1.2 环管反应器工艺(Cr系催化剂异丁烷反应介质)环管反应器工艺主要分为Phillips:Phillips工艺(单环管)和NNOS:Innovene S工艺(双环管)。

环管反应器工艺特点:设备较少,投资成本低;细粉少和颗粒形态好。

原料要求高。

2.世界聚乙烯技术的最新进展气相法工艺:Univation公司的Unipol工艺、BP公司的Innovene工艺和Basell 公司的Spherilene工艺。

气相法工艺由于流程较短、投资较低、生产灵活等特点发展较快,目前的生产能力约占世界聚乙烯总生产能力的34%,新建的LLDPE 装置近70%采用气相法技术。

BP低压气相工艺:与Unipol非常相似。

均采用冷凝态技术。

只是冷凝液送入流化床的方式稍有不同。

BP的方法是先将冷凝液与循环物流分离,然后用置于流化床内的喷嘴雾化,将其送入流态化床层。

Unipol则不进行分离,冷凝液随循环物流一起进入流化床反应器。

高压法低密度聚乙烯工艺技术现状及进展分析

高压法低密度聚乙烯工艺技术现状及进展分析

高压法低密度聚乙烯工艺技术现状及进展分析摘要:氯化聚乙烯(CPE)是一种聚乙烯(PE)和氯气替代反应,由聚乙烯(PE)和氯气制成。

随着氯含量的增加,玻璃转化温度升高,工业级CPE的氯含量为20%~70%。

一般来说,轻塑料的氯含量为15%,弹性塑料的氯含量为16%至20%,橡胶弹性体的氯含量为25%至50%,半弹性类皮革聚合物的氯含量为51%至60%,玻璃杯的氯含量为61%至73%。

关键词:乙烯;生产工艺;技术路线选择引言乙烯既是烃类裂解产品,又是重要的石油化工的基础原料,乙烯装置是石化产业的龙头。

乙烯衍生物产品种类众多,在合成材料、有机合成等方面有广泛应用,规模占全球石化产品总量的75%以上,广泛应用于包装、农业、建筑、纺织、电子电器、汽车等领域,业内更是将乙烯产能作为衡量一个国家石化产业发展水平的重要标志。

在能源转型、“净零”碳排放大趋势下,全球乙烯产业的供应、消费、原料和贸易等都发生了显著变化。

在资源和市场驱动下,全球主要乙烯生产地区产能份额快速转变,供应向消费地和资源地转移,中国和美国两大石化生产消费大国引领全球乙烯产能快速增长,中国在2022年超越美国成为全球最大乙烯生产国,影响力和地位显著提升,全球乙烯消费重心加快东移。

未来全球油品需求增速将放缓,而化工产品需求将稳定增长,成为拉动石油需求增长的主要动力,全球乙烯产业的投资将保持稳步增长,乙烯原料更加多元化、轻质化,装置更加大型化,生产工艺技术更加多元和低碳,区域间乙烯产业发展差距拉大,竞争加剧。

1聚乙烯产品的分类和特性聚乙烯制品可按聚合方法、分子量和链结构分为高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)。

聚乙烯产品密度高,机械强度高,加工性能好,渗透性好,在生产和生活中广泛应用;低密度聚乙烯制品的应用范围也相当广泛,主要分为塑料制品、铸造制品等。

与低密度聚乙烯产品相比,低密度线性聚乙烯在环境应力和电绝缘条件下具有优异的抗裂性、高耐热性、高抗冲击性和良好的渗透性。

高压低密度聚乙烯生产技术现状及产业发展探索

高压低密度聚乙烯生产技术现状及产业发展探索

高压低密度聚乙烯生产技术现状及产业发展探索文摘:高压低密度聚乙烯因其优异的耐低温性能,化学稳定性,电绝缘性能和加工性能而备受关注。

文章阐述了高压管式法和高压釜式法两种生产工艺,并重点对反应器结构、反应条件、产品特性和技术特征进行了详细的剖析和论述。

在此基础上,还与我国的低密度聚乙烯行业相联系,并提出一些自己的想法,并指出要加速开发高端牌号产品、提高进口替代率,这对于提高我国的产品生产与开发,有着非常重要的作用。

关键词:低密度聚乙烯;生产工艺;技术特征;工业发展1.工艺简介低密度聚乙烯(LDPE)是以聚合级乙烯为聚合单体,过氧化物作引发剂,用高分子量的乙二醇作聚酯,用游离基聚合法合成的热塑性树脂(LDPE),它是目前最轻质的聚烯烃聚合物。

具有良好的柔软性,延展性,电绝缘性,透明性,易于加工,并有较高的透气性能。

它的化学稳定性能好,耐碱性,耐一般有机溶剂,适用范围更广,可用于挤出覆盖,吹塑薄膜,电线电缆涂布,注塑和吹塑成型。

因为引发剂中所形成的自由基团具有很短的生命周期,所以可以在很大程度上将乙烯进行高气压的挤压,从而使其密度增大到接近无法被挤压的液态,从而减小了乙烯的分子间距,从而增大了自由基团或者是活性生长链与乙烯的撞击概率,从而实现了一种叫做低压的聚乙烯的自由基聚合。

LDPE的生产包括乙烯二次压缩、注入引发剂及调节剂,聚合反应,高低压分离回收系统,挤出造粒及后处理系统等。

按其类型,可将其划分为两类:一是高压管式工艺,二是高压釜式工艺。

两种方法都有各自的优点,其中,管式反应炉具有较大的耐高压性,工艺简单易于维修,具有较大的优势。

釜式反应器因其构造复杂,安装和维护难度大,且因其有限的反应退热而导致其容积一般都很小。

通常,大型工厂多使用管道工艺,而生产高增值的如特级品牌 EVA,多使用釜式工艺。

根据各工序的特性,釜式工艺产物具有更多的支链分布,更好的抗冲性能,适合用于涂料的挤压成型。

而管式工艺的产品产具有较宽的分子量分布,较少的支链,良好的光学性能,适合制成薄膜。

PE的生产工艺及发展现状

PE的生产工艺及发展现状

PE的生产工艺及发展现状聚乙烯(Polyethylene,简称PE)是目前世界上生产量最大的塑料之一,其生产工艺及发展现状可以从以下几个方面进行描述。

1.生产工艺聚乙烯的生产过程主要包括聚合、聚合物的加工和制品的加工三个步骤。

(1)聚合:聚乙烯的生产是通过聚合乙烯单体实现的。

聚合过程中,常采用三种聚合方法,即高压聚合、低压聚合和催化聚合。

其中,高压聚合和低压聚合是通过以高压或低压为驱动力将乙烯单体聚合为聚乙烯,而催化聚合则需要催化剂的存在。

(2)聚合物加工:聚乙烯的聚合物通常以颗粒形式出现,进一步需要进行加工,以便转化为所需的各种制品。

常用的聚合物加工方法包括挤出、压力成型、注塑成型、吹塑和旋转成型等。

(3)制品加工:聚乙烯制品加工过程包括模塑成型、压延成型、吸塑成型、热封包装等。

根据不同的需要,可以将聚乙烯制品进行后续的剪裁、打孔、印刷、上色等处理。

2.发展现状随着科技的发展和人们对环境保护的重视,聚乙烯的生产工艺也在不断发展和改进。

(1)技术进步:目前,聚乙烯的生产工艺已经实现了高效、自动化和节能环保化。

采用先进的催化剂技术、计算机控制系统和能源回收技术,提高了生产效率和产品质量,减少了资源的消耗和废物的排放。

(2)新型材料:在聚乙烯的生产中,为了提高材料的性能和功能,人们不断研发出新型的改性聚乙烯材料。

如线性低密度聚乙烯(LLDPE)具有较高的拉伸强度和冲击韧性,适用于制作高强度的薄膜和管材;超高分子量聚乙烯(UHMWPE)具有出色的耐磨性和耐寒性,在工程塑料领域有广泛的应用等。

(3)可降解材料:在追求可持续发展的背景下,人们对可降解的聚乙烯材料也进行了研究。

通过改变聚合工艺和材料配方,使聚乙烯在自然环境下能够分解,减少对环境的污染。

总结起来,聚乙烯的生产工艺正朝着高效、自动化、节能环保和功能多样化的方向发展。

随着新材料的研发和可降解材料的出现,聚乙烯的应用领域将更加丰富,并且对环境的影响也会得到进一步的减少。

探析高压法低密度聚乙烯的工艺技术现状及进展

探析高压法低密度聚乙烯的工艺技术现状及进展

探析高压法低密度聚乙烯的工艺技术现状及进展摘要:高压法低密度聚乙烯的优势明显,属于通用的塑料,多用在挤出涂抹和注塑。

根据实际生产工艺情况,需要明确反应条件和产品特点。

在本次研究中对高压法低密度聚乙烯的工艺技术分析,对具体应用要求分析。

关键词:高压法低密度聚乙烯;工艺技术;应用进展高压法低密度聚乙烯的优势明显,由聚合级乙烯作为单体,压力在300MPa左右,温度在150-330℃之间,根据韧性以及弹性指标等,提前进行应用,结合密度值和实际测定要求等,需要了解应用优势,在当前基础上实施。

低密度聚乙烯一般情况下采用的是高压工艺生产,结合实际反应情况和要求等,进行生产流程分析。

1. 高压法低密度聚乙烯生产工艺1.1管式法高压聚乙烯生产工艺结合实际工艺形式和具体要求等,在生产工艺应用的过程中根据实际类型进行,反应段数以及出料方式等存在差异,根据实际工艺要求和类型等,在当前基础上需要确定实际反应情况,对技术形式有严格的要求,根据实际工艺的类型,在当前基础上进行创新,尽量满足工艺要求。

工艺形式本身特殊,一般情况下,反应压力位250MPa,初期温度位160℃,最高温度达到290℃,结合转化情况和速率内容等,了解技术实际特点,合理实施,一般情况下采用的是非脉冲反应器技术,反应器操作过程中对压力值的设定有明确的要求,在速率变化的阶段,提前进行评估[1]。

1.2工艺类型结合反应温度值以及概况等,在速率分析的过程中,提前对工艺现状分析,在压缩性分析的阶段,对反应器的类型进行掌握,此外反应器结构比较简单,价格低廉,在反应管设计过程中进行审核,由于流程简单,在装置设计的阶段根据要求确定产品的范围,如果存在无法应用的现象,提前进行指数评估。

埃克森—美孚化学公司的管式法工艺形式符合要求,根据管径的脉冲反应器和实际要求等,需要做好物料分析工作,根据反应器的聚合物要求以及模式等,提前进行调整。

乙烯三点进料,一股从前端进入反应器预热至反应引发温度,另外两股分别进入侧线冷却器,冷却至 15 ℃后进入反应器进行聚合反应,各段反应区使用急冷水冷却。

高压聚乙烯生产技术及其进展

高压聚乙烯生产技术及其进展

高压聚乙烯生产技术及其进展高压低密度聚乙烯(LDPE)是用高压工艺生产的,压力为110~350MPa,温度为130~350℃,聚合时间非常短,一般为15秒到2分钟。

乙烯聚合反应放出大量的热,热量主要通过循环过量的冷单体实现撤热,系统基本上在绝热条件下操作。

LDPE高压反应主要采用两种聚合反应器:一种是带搅拌器的高压釜式反应器,该工艺最早是20世纪30年代由ICI公司开发的;另一种是管式反应器,最早是由巴斯夫公司开发的。

后来,杜邦、陶氏化学、USI、住友和CdF化学(现在的埃尼化学)都对工艺作了若干改进。

两种工艺生产的聚合物略有差别,主要因为反应器的温度分布不同。

釜式法和管式法两种工艺的生产流程大体相同,一个工业化的LDPE装置通常由以下几部分组成:乙烯压缩、引发剂制备和注入系统、聚合反应器、分离系统、挤出造粒。

除聚合反应器外,釜式法和管式法的工艺步骤相似。

现已建成的管式法最大单线反应器能力为32万吨/年,是Basell公司建在法国的装置;釜式法最大单线反应器能力为18万吨/年,是QGPC公司用Orchem(CdF)技术建在卡塔尔的装置。

LDPE市场价格较HDPE高,一般专利费也较少,因此LDPE投资开发又开始活跃。

LDPE开发主要集中于管式法工艺中,釜式法的开发进展较少。

LDPE 生产技术主要进展体现在以下几个方面。

1 管式法技术及进展管式法工艺的主要专利商有巴塞尔、DSM、等星和埃克森美孚等。

1.1 巴塞尔管式法技术巴塞尔管式法技术包括LupotechTM和LupotechTS两种。

LupotechTM技术的特点是有多个单体进料点,反应器的这种构造适合于生产EVA;只有一个进料点的巴塞尔技术称为LupotechTS。

不同高压管式法设计的区别主要在于引发剂和反应器压力控制阀的差别。

巴塞尔的Lupotech工艺以过氧化物作引发剂,Lupotech TM型工艺用压力控制阀控制乙烯的侧流,没有侧流的简单模式是Lupotech TS型。

高压聚乙烯生产技术及其新进展

高压聚乙烯生产技术及其新进展

高压聚乙烯生产技术及其新进展发布时间:2022-09-13T05:32:08.405Z 来源:《科学与技术》2022年第9期30卷作者:翟金庆唐少臣刘钢[导读] 目前,伴随我国社会经济高速发展,各行各业对高压聚乙烯的需求量不断增加,高压聚乙烯在分子层面具备结构多、支链长的特征翟金庆唐少臣刘钢大庆石化公司塑料厂高压联合车间摘要:目前,伴随我国社会经济高速发展,各行各业对高压聚乙烯的需求量不断增加,高压聚乙烯在分子层面具备结构多、支链长的特征,适合应用在多种热塑性的成型加工制造环节,且产量极大,在热塑性通用塑料的生产环节占比量接近1/2,伴随高压聚乙烯应用范围不断扩增,生产环节的技术也得到了有关人员的高度重视。

本文主要针对高压聚乙烯在生产环节的技术进行论述,然后基于此,分析了一系列新进展,以供参考。

关键词:高压聚乙烯;生产技术;进展前言:近年来,高压聚乙烯凭借自身耐寒性好、吸水性弱、耐化学性能强、电绝缘性高等特征得到了大范围的推广以及应用,在铝塑复合板、电线电缆、发泡制品、薄膜等生产制造领域应用相对较为普遍,但生产环节的技术复杂程度相对较高,对生产质量造成影响的因素也相对较多。

所以,针对高压聚乙烯在生产环节的技术以及新进展展开研究以及分析,不仅可以进一步扩大高压聚乙烯的应用范围,同时也能推动其实现深层次的发展。

1 高压聚乙烯在生产环节的技术分析1.1 管式法技术分析将具体技术方式与要求相互之间实现有机融合,在对生产工艺进行应用时,反应级数、物料在提取层面的方式,会存在不同程度的差异。

具体应用环节的工艺要求以及种类,需要以现有内容为基础,明确实际反应环节应用的条件,由此更好地满足工艺在应用层面的各种要求。

此工艺在应用层面的方式具备特殊性,通常状况下,反应环节的压力会达到250兆帕,温度在初始时的数值为160℃,最高能够达到290℃,在应用环节有关人员需要合理掌控此项技术的具体特征,同时按照转化环节的具体条件要求、反应速度内容,对其予以合理应用,一般状况下会选择应用无脉冲反应器的技术。

最新-高压聚乙烯生产工艺研究 精品

最新-高压聚乙烯生产工艺研究 精品

高压聚乙烯生产工艺研究摘要高压聚乙烯的生产,是化工生产的重要的生产工艺。

通过对高压聚乙烯生产工艺的优化,获得最佳的聚乙烯收率,使其满足石油化工生产的技术要求。

应用高压生产低密度的聚乙烯,向着大型化、管式化的方向发展,促进聚乙烯生产的规模化。

关键词高压;聚乙烯;生产工艺;技术措施高压聚乙烯生产工艺一般采用管式或者釜式工艺技术措施,得到合格的聚乙烯产品,使其满足化工市场的需求。

高压聚乙烯的生产工艺,是应用氧或者氧化剂作为引发剂,在高温高压的条件下,生产聚乙烯的工艺技术措施。

对比分析管式反应器和釜式反应器的应用,优选最佳的生产工艺技术措施,不断提高聚乙烯产品的质量。

1聚乙烯的性能聚乙烯属于一种热塑性的树脂,是高分子的材料,一般通过乙烯的聚合反应而得到聚合体,满足聚乙烯的生产条件,得到合格的聚乙烯产品,被应用于各个领域。

聚乙烯的应用比较多,聚乙烯主要应用于电绝缘材料,被广泛应用于电工产品的绝缘方面。

也可以用做包装材料,适应于各种包装工业,如聚乙烯薄膜包装药品等,达到市场上的应用价值。

可以将聚乙烯用于化工结构材料,制成管件的衬里,达到最佳的防腐效果。

2高压聚乙烯生产工艺探讨对高压聚乙烯生产工艺进行优化,使其达到最佳的生产条件,生产出更多的合格的聚乙烯产品,才能满足化工市场的要求。

生产聚乙烯的装置通常由几大部分组成,分别为乙烯的压缩单元、引发剂的制备及注入单元、聚合反应器、分离净化单元及造粒系统。

经过高压聚合反应,生产出聚乙烯颗粒,按照用户的需要,制造出规则的颗粒,达到用户对产品质量的要求,完成聚乙烯生产任务。

21釜式法生产工艺技术措施。

利用带有搅拌器的高压釜式反应器,进行聚乙烯的生产,将乙烯原料和催化剂进行充分洗搅拌,加快聚合反应发生的速度,促进聚乙烯生产效率的提高。

釜式反应器在现场的应用比较少,可以优化设计釜式反应器,才能得到需要的聚乙烯产品,生产工艺控制的难度系数大,给聚乙烯生产带来了难度。

釜式法生产工艺技术属于绝热法,没有热能从反应器中移出,而乙烯的聚合反应是高放热反应,为了防止高温发生爆炸事故,必须从不同的点,向釜式反应器内注入冷的乙烯,降低反应器的问题,防止发生安全事故,从而保证反应的顺利实现。

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高压聚乙烯生产技术及其进展
高压低密度聚乙烯(LDPE)是用高压工艺生产的,压力为110~350MPa,温度为130~350℃,聚合时间非常短,一般为15秒到2分钟。

乙烯聚合反应放出大量的热,热量主要通过循环过量的冷单体实现撤热,系统基本上在绝热条件下操作。

LDPE高压反应主要采用两种聚合反应器:一种是带搅拌器的高压釜式反应器,该工艺最早是20世纪30年代由ICI公司开发的;另一种是管式反应器,最早是由巴斯夫公司开发的。

后来,杜邦、陶氏化学、USI、住友和CdF化学(现在的埃尼化学)都对工艺作了若干改进。

两种工艺生产的聚合物略有差别,主要因为反应器的温度分布不同。

釜式法和管式法两种工艺的生产流程大体相同,一个工业化的LDPE装置通常由以下几部分组成:乙烯压缩、引发剂制备和注入系统、聚合反应器、分离系统、挤出造粒。

除聚合反应器外,釜式法和管式法的工艺步骤相似。

现已建成的管式法最大单线反应器能力为32万吨/年,是Basell公司建在法国的装置;釜式法最大单线反应器能力为18万吨/年,是QGPC公司用Orchem(CdF)技术建在卡塔尔的装置。

LDPE市场价格较HDPE高,一般专利费也较少,因此LDPE投资开发又开始活跃。

LDPE开发主要集中于管式法工艺中,釜式法的开发进展较少。

LDPE 生产技术主要进展体现在以下几个方面。

1 管式法技术及进展
管式法工艺的主要专利商有巴塞尔、DSM、等星和埃克森美孚等。

1.1 巴塞尔管式法技术
巴塞尔管式法技术包括LupotechTM和LupotechTS两种。

LupotechTM技术的特点是有多个单体进料点,反应器的这种构造适合于生产EVA;只有一个进料点的巴塞尔技术称为LupotechTS。

不同高压管式法设计的区别主要在于引发剂和反应器压力控制阀的差别。

巴塞尔的Lupotech工艺以过氧化物作引发剂,Lupotech TM型工艺用压力控制阀控制乙烯的侧流,没有侧流的简单模式是Lupotech TS型。

为提高热传导,使用高
气体流速;取决于所需要的聚合物牌号,反应器末端的压力控制阀或为脉冲式、或为非阀冲式。

LupotechTM型特别适合于生产重装袋牌号、共聚物和电线电缆牌号(即熔体指数小于1的产品),两种构型的单程转化率范围均为24~35,转化率的差别主要取决于所要生产的牌号。

Lupotech工艺可在较高转化率的情况下直接从反应器生产很宽范围的牌号。

可以工业化生产VA含量高到30%的共聚物,也可以生产丙烯酸酯含量高到20%的共聚物。

1.2 DSM公司高压管式法技术(CTR)
DSM公司清洁管式反应器(CTR)工艺的主要特点是:一级压缩机出口压力高达25MPa;聚合压力仅为200~250MPa,且无脉冲,保持恒压;反应热用于预热原料;反应管直径保持恒定,有4个过氧化物注入点;转化率大约为32%~40%;使用混合的过氧化物引发剂,这种引发剂与管式法常用的氧引发相比,可得到较高的单程转化率,反应管不易结焦,产品具有更好的光学性质,对分解的敏感性小。

另一个优点是生成的低聚物较少,这样就可简化循环气的回收流程。

CTR 技术中反应器保持恒压以及热传导效率高的主要优点是:容易控制反应器的排料控制阀;无低循环疲劳现象,可降低投资和维护费用;产品质量稳定;薄膜拉伸性能好,可降低厚度;以及耗能低等。

该工艺产品的熔体指数(MFl)范围0.3~65g/10min,密度范围0.918~
0.930g/cm3,适于生产VA含量为10%的EVA,最大单线设计可达40万吨/年。

1.3 等星公司的高压管式法技术
等星高压工艺的改进主要集中在降低能耗、不结焦的管式反应器设计、先进的工艺控制、模拟搅拌器设计和催化剂进料装置的改进。

利用等星管式法工艺可以生产VA含量高达28%的EVA,如果VA含量9%以下,生产EVA不需要增加设备。

LDPE产品的密度范围0.917~0.932g/cm3,MFI 0.18~35 g/10min。

反应用有机过氧化物作引发剂,可以用空气,也可以不用空气。

转化率高达30%,利用其不结焦技术,装置的能耗可减至最小。

与其它工艺不同,反应器不要求溶剂洗涤。

由于采用先进的控制仪表,最终产品的均匀性很好。

1.4 埃克森美孚公司的高压管式法工艺
埃克森美孚开发了普通的LDPE管式法技术,燕山石化公司购买该公司技术建设的20万吨/年装置已于2001年投产。

目前位于美国路易斯安那州巴吞鲁日的装置是使用该技术最大的装置,脱瓶颈后能力达到22万吨/年。

埃克森美孚管式法技术的主要特点是:象巴塞尔技术一样,用排放阀作脉冲阀,但正常操作时不使用;使用有机过氧化物作引发剂;设有加热反应管的脱焦系统;采用实时监控熔体性质的技术,优质牌号比例高;反应器设计有很高灵活性,一个月内可生产全部牌号,一年可转变牌号600次,即使这样频繁切换,仍能保持较高的生产效率;单程转化率可达34%~36%;装置可靠性高,虽然额定运转8 000小时,但实际可运转8400小时。

该工艺产品的密度范围为0.918~0.935g/cm3,熔体指数范围是0.3~46 g/10min。

一套36万吨/年管式法装置可生产VA含量达15%的EVA,正在开发生产VA含量达28%的EVA技术,用较小的装置可生产VA含量达40%的EVA。

埃克森美孚设计了36万吨/年的反应器,投资成本据说比22.5万吨/年反应器高25%~35%。

2 釜式法技术及进展
釜式法工艺的反应是绝热过程,工艺中没有明显的热量从反应器移出。

乙烯聚合是高度放热的,如果温度超过350℃,就会发生爆炸性的分解,因而要通过仔细地在反应器几个点注入新鲜的冷乙烯来控制反应。

高压釜式反应器几乎全部用有机过氧化物作聚合反应的引发剂。

阿克苏诺贝尔、Peroxid化学(Laporte)和埃尔夫阿托化学都可以提供很多类型的引发剂。

埃克森美孚公司已经在高压釜式反应器中使用茂金属催化剂,在巴吞鲁日的一个釜式法反应器中,几乎全部使用茂金属催化剂。

现代釜式反应器的单程转化率为19.5%~21%,不同牌号有所不同。

釜式法工艺技术的主要专利持有者是埃尼化学、等星、埃克森美孚和ICI(SimonCarves)。

2.1 埃尼化学的高压釜式法工艺
埃尼化学通过20世纪80年代末收购法国阿托化学(原CdF化学),成为欧洲最大的LDPE和LLDPE生产公司。

埃尼化学对釜式法技术的主要改进体现为装置的大型化(理论上最大反应器可达3m3)和将产品范围扩大到LLDPE/VLDPE和EVA的能力。

埃尼化学认为用该工艺生产LLDPE时反应器可放大到5m3。

与ICI/Simon~Carves技术的不同之处在于,埃尼化学技术的单线生产能力达20万吨/年,可明显降低投资费用,但操作灵活性略低。

该工艺采用齐格勒~纳塔催化剂可以转换生产LLDPE/VLDPE。

继续开发釜式法工艺技术的目的在于降低能耗,提高单线产量,提高安全性和减少环境问题。

然而PolimeriEuropa很可能将更多的投资用于Unipol工艺的实施,用于釜式法工艺开发的投资明显少于以前。

2.2 埃克森美孚的高压釜式法工艺
尽管埃克森美孚主要致力于管式法工艺,但其釜式法技术还是有一些不同于ICI/SimonCarves和埃尼化学技术的特点。

其主要特征为:反应器是埃克森美孚自行设计的1.5m3釜式反应器,并用它替代了用氧作引发剂的管式法反应器;反应器具有较高的长径比,有利于生产质量类似管式法工艺的薄膜产品;压力范围很宽,可生产低MFI的均聚物和高VA含量的共聚物。

2.3 等星公司的高压釜式法工艺
埃克森美孚技术的前身就是等星的高压法技术。

该技术最初由USI开发,然后转让给匡图姆化学,1997年8月千年石化(以前的匡图姆)和莱昂戴尔宣布成立有限合资公司即等星公司。

等星的技术开发集中在工艺控制、建立模型、高压釜搅拌器设计和催化剂进料设备。

以达到适应挤出涂层市场要求的长链支化和分子量分布的平衡;而管式法产品则被优化适应吹塑和流延薄膜及成型应用的要求。

反应的引发剂可以是空气,也可以是有机过氧化物,不包括添加剂,该工艺生产的LDPE/EVA的密度范围是0.912~0.951g/cm3,MFI是0.2~34。

2.4 ICI/SimonCarves的高压釜式法工艺
ICI/SimonCarves技术是高压聚乙烯工艺的先驱,其独特之处是能较好地控制决定聚合物链性质的主要参数,即分子量、分子量分布和长链及短链支化度。

这种技术适宜生产高度差别化的牌号,例如电线涂层和薄膜牌号要求较低的熔体弹性,要求长支链数较少;反之挤出涂层牌号要求较高的熔体弹性,需要有更多长支链的产品。

管式LDPE工艺和LLDPE工艺不易生产这些产品。

釜式法工艺的操作压力和产品转化率均低于管式法,但投资成本和能耗很接近。

用ICI工艺更容易生产那些LLDPE构成较少竞争威胁的产品。

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