浅谈Unipol聚乙烯工艺技术的发展现状及最新进展

浅谈Unipol聚乙烯工艺技术的发展现状及最新进展
【摘要】改革开放以来，我国石油化工行业发展迅速，合成材料的技术也已日益成熟。

其中，Unipol聚乙烯作为包装材料，是应用最广泛的一种材料之一，发展前景巨大。

本文作者结合自己多年的工作经验和课本知识，并查阅相关资料，介绍了Unipol聚乙烯的发展现状和工艺发展历程；重点介绍了Unipol聚乙烯的工艺流程和技术发展的最新进展。

并给与了分析。

以供读者参考。

【关键词】Unipol聚乙烯；发展现状；工艺技术；最新进展
1 Unipol聚乙烯发展现状
20世纪70年代初，Unipol聚乙烯首次被成功开发，由于其优异的性能和低成本的制造，它在许多领域被广泛应用。

Unipol聚乙烯优点很多，它的最大的一个优势就是包装，很受广大消费者欢迎。

2011年，国内PE需求量达到18Mt以上，比2010年增长了7.8%，其中，Unipol聚乙烯的消费量约为6Mt，占PE 消费总量的30%。

由此可见，Unipol聚乙烯的消费增速是惊人的，消费市场是巨大的。

目前，生产Unipol聚乙烯有两种工艺法，通常用气相法和溶液法。

但由于气相法具有生产成本低、操作简单、工艺流程简短、副产品少等优点，它被国内外广泛运用。

其中，我国大部分厂家生产的Unipol聚乙烯多采用气相法，美国Univation公司的低压气相流化床工艺就是生产LLDPE最普遍的工业化工艺。

2 Unipol聚乙烯工艺
2.1 Unipol聚乙烯工艺发展历程
1968年美国联合碳化物公司建立了第一套Unipol工艺生产HDPE的装置，1970年又实现了Unipol工艺生产LLDPE的工业化，Unipol工艺经过不断地改进，在20世纪80年代后可在同一反应器中生产出高、中、低密度的各种牌号PE。

Unipol聚乙烯是在流化床反应器中，用乙烯和共聚单体在催化剂的作用下反应产生的。

它从1968年到现在几十年里，Unipol聚乙烯工艺流程越来越成熟，利用气相法技术，已经成为当前制造Unipol聚乙烯的最受广泛接受的技术。

2.2 Unipol聚乙烯工艺流程
Unipol聚乙烯工艺一般包括催化剂配制单元、原料精制单元、反应单元、造粒单元和风送单元。

生产时，在装置启动前，先在反应器中加入适当物料的物料，启动循环压缩机，使反应器内部物料处于流化状态。

在流化过程中，当反应器内部温度达到89℃时进行种子床脱水置换。

物料脱完水后，立即向反应器中加入助催化剂三乙基铝进行滴定和钝化，然后依次将乙烯、氢气、共聚单体等原料加入反应器中，混合均匀，使得产品最终得到各个组分的目标浓度。

当物料中的各
个组分达到理想的浓度时，关闭反应器，放出物料，进入产品罐中。

未反应的气体和氮气经保护过滤器排入乙烯回收系统，产品风送到粉料仓。

流化床的反应压力为2.1MPa，反应温度要低于树脂的黏结温度，生产HDPE 的反应温度为90～110，生产LLDPE的反应温度是88?，对于工业化大型反应器，乙烯的最终转化率超过95%，PE树脂在反应器中的平均停留时间为3～5h。

3 Unipol聚乙烯工艺的新进展
3.1 冷凝态技术
1985年，UCC公司尝试一种新型工艺，该工艺流程如下：降低循环气体的温度至露点以下，使冷凝液体夹带在循环气流中进入反应器。

此时冷凝液体进入反应器后迅速蒸发，对流化床的稳定性不产生影响。

这种新型工艺就是“冷凝态技术”，基本原理如下：通过两种途径（即，增大反应器进口处的循环气体与反应器之间的温差、冷凝液体的蒸发）提高反应器的撤热能力，从而大幅提升时空产率。

1986年，UCC公司发现以往使用的立管/锥帽式导流器存在如下缺点：容易在反应器底部产生积液，不适合冷凝态操作，于是将其改为圆环形导流器。

这种新型导流器将进入混合室的循环流体分为两股（两股气流的比例可以通过导流器的结构进行调整），一股气流通过圆环中心开孔直接上升，用来夹带液滴和固体颗粒在循环气流中悬浮上升；另一股气流沿着反应器底部内壁上升，目的是阻止冷凝液和固体颗粒积聚在反应器底部，使得反应器底部和内壁上的液滴重新雾化和固体颗粒再度悬浮。

这种新型导流器的重大突破在于能够实现冷凝态和非冷凝态操作的自由切换，既避免了干法操作时常见的固体颗粒聚集的问题，又消除了湿法操作时易产生的积液问题。

1994年，美国Exxon公司基于UCC公司的冷凝态操作，成功开发了“超冷凝技术”，打破了UCC公司对循环气中液体质量分数要低于10%的限制。

该技术循环气中冷凝液的质量分数高达15%～50%，生产能力提高到250%以上，主要采取的方法是：向循环气流中加入高浓度的惰性冷凝介质。

综上所述，Unipol工艺从1985年到现在，通过冷凝态技术、超冷凝态技术大幅提高了反应器撤热能力和时空产率。

与此同时，气相法操作的旧观念不断被打破，工艺条件不再那么苛刻，对冷凝液的操作方法也越来越多。

3.2 单釜双峰技术
美国Univation公司开发出一种新型催化剂，实现了在单个反应器里生产双峰HDPE（以前必须使用多个串联反应器进行生产），大大降低了生产成本（单个反应器可降低约40%的成本）。

降低生产成本的同时，生产瓶颈也得到突破：使用这种新型的催化剂，单条Unipol生产线每年可生产450 kt双峰HDPE。

这种新型Prodigy系列催化剂有BMC-100和BMC-200两种。

BMC-100用于生产高密度膜用树脂，这种催化剂共聚合性能较好，其产品具有优良的挤出性能、膜泡稳定性、冲击强度和耐环境应力，目前已有两个1-己烯共聚牌号：UHBF5165和UHBF5195。

BMC-200对应的PE产品是PE-100级管材树脂，密度为0.947～0.951g/cm3，已通过ISO100评定。

双峰技术所用催化剂的研究还处于起步阶段，很多技术还不成熟，产品种类也很有限，有待于进一步地研究与开发。

4 总结
随着越来越多的工业企业的建立，包装材料的市场需求量也大大增加。

因此，给了生产Unipol聚乙烯厂家带来机遇，同时也带来竞争。

因此，只有对Unipol 聚乙烯生产工艺的不断创新，稳中求质量，优化生产工艺，降低生产过程中的生产成本，才能给企业带来高利润。

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