高压聚乙烯生产技术及其新进展
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
综述
石油化工设计 Petrochemical Design
2017,34(3) 62 -66
高压聚乙烯生产技术及其新进展
王卉群
[ 中 石 化 炼 化 工 程 （集 团 ）股 份 有 限 公 司 ，北 京 100101]
摘 要 ：高 压 聚 乙 烯 又 称 低 密 度 聚 乙 烯 （LDPE) , 因 其 分 子 具 有 多 长 支 链 的 特 点 而 适 合 各 种 热 塑 性 成 型 加 工 ，是 一 种 产 量 大 、用 途 广 的 通 用 塑 料 。 首 先 介 绍 了 高 压 聚 乙 烯 工 艺 技 术 并 分 析 技 术 关 键 点 ，在 此 基 础 上 ，从 聚 合 过 程 研 究 、安 全 技 术 发 展 及 装 置 节 能 3 方 面 ，分 析 研 究 近 1 0 年 高 压 聚 乙 烯 工 程 技 术 的 新 进 展 ， 并给出该技术在我国发展的建议。
关 键 词 ：高 压 聚 乙 烯 工 艺 低 密 度 聚 乙 烯 乙 烯 聚 合 技 术 进 展 doi ：10. 3969/j .issn.1005 - 8168.2017.03.017
高压聚乙烯（LDPE $是在特定反应条件下采 用 聚 合 级 乙 烯 为 聚 合 单 体 ，一 般 采 用 过 氧 化 物 为 引 发 剂 ，经 自 由 基 聚 合 而 获 得 的 热 塑 性 塑 料 ，其分 子量一般在1〇〇 〇〇〇- 500 000,而 相 对 密 度 为 0.910 ~0.925%
R — C H 3—C H 2 * + C H 2 = C H 2 ! R —C H = C : + C : —C : # (歧化终止）
在 L D P E 工业生产过程中，由于反应温度和压 力 的 影 响 ，使 得 反 应 过 程 容 易 发 生 链 转 移 反 应 [2]， 因 此 ，聚 合 物 呈 现 具 有 较 多 枝 链 的 线 性 结 构 。 1.2 L D P E 生 产 工 艺 技 术
L D P E 的工业生产技术根据所采用聚合反应
器 的 不 同 ，可 分 为 管 式 法 和 釜 式 法 :管 式 法 产 品 具 有 较 好 的 光 学 性 能 ，多 适 于 薄 膜 生 产 ;而 釜 式 法 产 品 比 管 式 法 产 品 分 子 具 有 更 多 的 长 支 链 ，具 有 良 好的挤出涂覆性，多用于涂层树脂类生产原料。
1 .1 .1 链 引 发 反 应
链 引 发 是 乙 烯 单 体 转 变 成 游 离 基 的 过 程 。反 应引发所必要的游离基是由引发剂的遇热分解引 起 的 ，目前工业生产多采用的引发剂为氧、有机过 氧化物及偶氮化合物等。
Biblioteka Baidu
I!2R# (引发剂分解$ 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
收 稿 日 期 ！2017 - 0 3 - 2 7 。 作 者 简 介 ：王 卉 群 ，女 ，1 9 9 5 年 毕 业 于 天 津 大 学 技 术 经 济 专 业 ，工 学 硕 士 ，高 级 工 程 师 ，长 期 从 事 石 油 化 工 新 技 术 开 发 与 管 理 工 作 ，现 从 事 相 关 知 识 产 权 及 法 律 管 理 工 作 。 联 系 电 话 &010 - 04998127; E - m a i l : hqwang @ sinopec.com
2017年 第 3 期 （第 3 4 卷)
王卉群.高压聚乙烯生产技术及其新进展
•63 •
外 ，增长中的聚合物活性中心，可 以 与 另 一 单 体 、 溶剂 、调聚剂或其他大分子中的氢原子作用而生 成 新 的 游 离 基 ，同 时 自 身 停 止 增 长 ，也 就是发生了 链转移反应。在 这 一 过 程 中 ，总游离基的数量没 有发生变化，因 此 不 影 响聚合反应速度。向单体 的链转移反应是：
L D P E 最广泛的用途就是制作各种薄膜制品， 如包装膜、农 膜 和 建 筑 用 膜 等 ，也可 以 用 作 内 衬 膜 、收缩包装膜、弹性包装膜、重包装膜等。
1 LDPE生产技术及关键点分析 1.1 L D P E 的 聚 合 机 理
L D P E 的反应机理为引发剂引发的自由基聚 合反应，其过程 包 括 链 引 发 、链 增 长 、链终止和链 转移等基元反应过程[1]。
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。
石油化工设计 Petrochemical Design
2017,34(3) 62 -66
高压聚乙烯生产技术及其新进展
王卉群
[ 中 石 化 炼 化 工 程 （集 团 ）股 份 有 限 公 司 ，北 京 100101]
摘 要 ：高 压 聚 乙 烯 又 称 低 密 度 聚 乙 烯 （LDPE) , 因 其 分 子 具 有 多 长 支 链 的 特 点 而 适 合 各 种 热 塑 性 成 型 加 工 ，是 一 种 产 量 大 、用 途 广 的 通 用 塑 料 。 首 先 介 绍 了 高 压 聚 乙 烯 工 艺 技 术 并 分 析 技 术 关 键 点 ，在 此 基 础 上 ，从 聚 合 过 程 研 究 、安 全 技 术 发 展 及 装 置 节 能 3 方 面 ，分 析 研 究 近 1 0 年 高 压 聚 乙 烯 工 程 技 术 的 新 进 展 ， 并给出该技术在我国发展的建议。
关 键 词 ：高 压 聚 乙 烯 工 艺 低 密 度 聚 乙 烯 乙 烯 聚 合 技 术 进 展 doi ：10. 3969/j .issn.1005 - 8168.2017.03.017
高压聚乙烯（LDPE $是在特定反应条件下采 用 聚 合 级 乙 烯 为 聚 合 单 体 ，一 般 采 用 过 氧 化 物 为 引 发 剂 ，经 自 由 基 聚 合 而 获 得 的 热 塑 性 塑 料 ，其分 子量一般在1〇〇 〇〇〇- 500 000,而 相 对 密 度 为 0.910 ~0.925%
R — C H 3—C H 2 * + C H 2 = C H 2 ! R —C H = C : + C : —C : # (歧化终止）
在 L D P E 工业生产过程中，由于反应温度和压 力 的 影 响 ，使 得 反 应 过 程 容 易 发 生 链 转 移 反 应 [2]， 因 此 ，聚 合 物 呈 现 具 有 较 多 枝 链 的 线 性 结 构 。 1.2 L D P E 生 产 工 艺 技 术
L D P E 的工业生产技术根据所采用聚合反应
器 的 不 同 ，可 分 为 管 式 法 和 釜 式 法 :管 式 法 产 品 具 有 较 好 的 光 学 性 能 ，多 适 于 薄 膜 生 产 ;而 釜 式 法 产 品 比 管 式 法 产 品 分 子 具 有 更 多 的 长 支 链 ，具 有 良 好的挤出涂覆性，多用于涂层树脂类生产原料。
1 .1 .1 链 引 发 反 应
链 引 发 是 乙 烯 单 体 转 变 成 游 离 基 的 过 程 。反 应引发所必要的游离基是由引发剂的遇热分解引 起 的 ，目前工业生产多采用的引发剂为氧、有机过 氧化物及偶氮化合物等。
Biblioteka Baidu
I!2R# (引发剂分解$ 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
收 稿 日 期 ！2017 - 0 3 - 2 7 。 作 者 简 介 ：王 卉 群 ，女 ，1 9 9 5 年 毕 业 于 天 津 大 学 技 术 经 济 专 业 ，工 学 硕 士 ，高 级 工 程 师 ，长 期 从 事 石 油 化 工 新 技 术 开 发 与 管 理 工 作 ，现 从 事 相 关 知 识 产 权 及 法 律 管 理 工 作 。 联 系 电 话 &010 - 04998127; E - m a i l : hqwang @ sinopec.com
2017年 第 3 期 （第 3 4 卷)
王卉群.高压聚乙烯生产技术及其新进展
•63 •
外 ，增长中的聚合物活性中心，可 以 与 另 一 单 体 、 溶剂 、调聚剂或其他大分子中的氢原子作用而生 成 新 的 游 离 基 ，同 时 自 身 停 止 增 长 ，也 就是发生了 链转移反应。在 这 一 过 程 中 ，总游离基的数量没 有发生变化，因 此 不 影 响聚合反应速度。向单体 的链转移反应是：
L D P E 最广泛的用途就是制作各种薄膜制品， 如包装膜、农 膜 和 建 筑 用 膜 等 ，也可 以 用 作 内 衬 膜 、收缩包装膜、弹性包装膜、重包装膜等。
1 LDPE生产技术及关键点分析 1.1 L D P E 的 聚 合 机 理
L D P E 的反应机理为引发剂引发的自由基聚 合反应，其过程 包 括 链 引 发 、链 增 长 、链终止和链 转移等基元反应过程[1]。
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。