聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)比較與選擇

秦曉?。ù髴c石化公司塑料廠,黑龍江 大慶 163714）

目前,我國聚乙烯的生產(chǎn)能力較低,難以自給自足,必須致力于提高生產(chǎn)聚乙烯的產(chǎn)量以及技術(shù)含量。由此可見對于聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)的掌握,已經(jīng)成為我國聚乙烯生產(chǎn)的關(guān)鍵所在,所以我國必須努力開發(fā)出屬于我國自身所擁有的成套生產(chǎn)技術(shù),并且擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)。在本文中對國外主要的低壓法聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)進行了比較,并且闡述了氣相法聚乙烯工藝的優(yōu)點。

1 主要的聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)介紹

目前,主要的生產(chǎn)聚乙烯的生產(chǎn)工藝技術(shù)包括了以下幾種:

1.1 高壓法

生產(chǎn)LDPE的工藝技術(shù)主要有兩種,一種是管式法,其固定投資成本平均達到了65百萬,產(chǎn)品價格是31.9分/鎊;另一種是斧式法,其固定投資成本平均達到了72.3百萬,產(chǎn)品價格是33.4分/鎊。這兩種方法的工藝步驟基本相同,只有聚合反應(yīng)其存在區(qū)別。通常而言對于大規(guī)模的生產(chǎn)裝置應(yīng)當(dāng)采用管式法比較好,對于生產(chǎn)專用拍好的裝置應(yīng)當(dāng)采用斧式法最佳。

1.2 淤漿法生產(chǎn)工藝技術(shù)該種生產(chǎn)HDPE的工藝技術(shù)

所生產(chǎn)出來的產(chǎn)物屬于一種聚合物粒子,其由乙烯聚合形成的,懸浮在類稀釋劑中。其固定投資成本平均達到了29.9百萬,產(chǎn)品價格是25.4分/鎊。目前該種生產(chǎn)工藝技術(shù)的開發(fā)公司有三個:美國Phillips、美國Lyondell、日本Mitsui。

1.3 生產(chǎn)LLDPE/HDPE的工藝

1.3.1 氣相法生產(chǎn)工藝技術(shù)

主要的生產(chǎn)設(shè)備是流化床反應(yīng)器,乙烯在流化床反應(yīng)器上進行聚合反應(yīng),生成固體聚乙烯。其固定投資成本平均達到了31.7百萬,產(chǎn)品價格是26.3分/鎊目前的氣相法生產(chǎn)工藝技術(shù)主要包括了UCC的Unipol、BP的Innovene以及Montell的Spher?ilene。

1.3.2 溶液法生產(chǎn)工藝技術(shù)

所生產(chǎn)出來的聚合物可以溶解在溶劑中。其固定投資成本平均達到了33.7百萬,產(chǎn)品價格是28.5分/鎊目前該種生產(chǎn)工藝主要包括了中壓溶液法、低壓溶液法。

2 聚乙烯生產(chǎn)方法的選擇

近年來,聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)正處于不斷的發(fā)展中,在這個發(fā)展的過程中,高壓法的應(yīng)用正在逐漸減少,而低壓法則得到越來越廣泛的應(yīng)用,尤其是氣相流化床的生產(chǎn)工藝,現(xiàn)已經(jīng)成為聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)發(fā)展的大體趨勢。氣相法在1990年到1995年之間其新增的生產(chǎn)能力是4.29MT/A,從1995年-2000年之間的新增生產(chǎn)能力是5.51MT/A。相比其他的生產(chǎn)工藝技術(shù)而言,氣相法的新增能力更為理想。氣相法具有更大的生產(chǎn)能力,生產(chǎn)流程簡單,操作條件相對而言比較低,不需要進行其他低聚物的處理,也不需要對溶劑進行回收,具有更加低的投資成本以及費用,能源消耗低,排出的廢棄物比較少,具有環(huán)保效應(yīng)。

在我國,新建立的聚乙烯裝置中,大部分都是適應(yīng)環(huán)保要求以及具有比較地投資成本的LLDPE生產(chǎn)工藝技術(shù)。為了擴大聚乙烯產(chǎn)品的種類范圍,提高聚乙烯產(chǎn)品的市場競爭力,應(yīng)當(dāng)選擇全密度聚乙烯裝置的氣相法工藝技術(shù)。

3 氣相法聚乙烯工藝技術(shù)的介紹

以下介紹了BP公司的Innovene氣相流化床技術(shù)。

該公司的氣相流化床技術(shù)所采用的生產(chǎn)設(shè)備是單臺的流化床反應(yīng)器,所使用的催化劑包括了肽金屬系、鉻金屬系、茂金屬系三種,其中,鈦金屬系主要用來生產(chǎn)狹窄分子質(zhì)量分布的產(chǎn)品,鉻金屬系用來生產(chǎn)寬分子質(zhì)量分部的產(chǎn)品,而茂金屬系的催化劑仍然處于開發(fā)狀態(tài)。對于鉻金屬系的催化劑的使用,需要對其進行活化處理,使用循環(huán)氣體來把聚合熱去除。所使用的單體共聚物包括了1-丁烯、4-甲基、1-己烯。所生產(chǎn)的產(chǎn)品具有的熔體流動率為0.05-100克每10分鐘,密度在0.91-0.965之間,用來制造的薄膜級產(chǎn)品、注塑級產(chǎn)品以及吹塑級產(chǎn)品具有比較理想的性能。

該氣相流化床工藝技術(shù)的主要特點體現(xiàn)在:乙烯和其他單體共聚物在氣象流化床反應(yīng)器的作用下直接發(fā)生反應(yīng),生成了聚合物。乙烯作為其中的單體原料具有良好的傳熱性能,作為傳熱介質(zhì);操作溫度在70-110攝氏度之間,壓力在2.2MPa;單線生產(chǎn)能力比較高而且流程比較短,不需要對原料進行攪拌,節(jié)省了大量的投資成本;所生產(chǎn)的產(chǎn)品屬于分子質(zhì)量范圍寬的產(chǎn)品,可以交替生產(chǎn)高密度聚乙烯以及低密度聚乙烯;在生產(chǎn)的過程中不需要把低聚物以及溶劑去除。但是,該工藝技術(shù)存在著以下幾個方面的缺點:如果出現(xiàn)毛狀聚合物在熱電偶皮上沉積,容易引起溫度讀數(shù)的誤差,形成飛溫現(xiàn)象,產(chǎn)生大的聚合物結(jié)塊,堵塞;在切換牌號的時候,會有許多的過渡料產(chǎn)生;催化劑容易受到空氣和水的影響,水和空氣會導(dǎo)致催化劑的效率降低,增加產(chǎn)品灰分;需要添加種子樹脂;不可以生產(chǎn)雙峰產(chǎn)品。

4 結(jié)語

在眾多聚乙烯生產(chǎn)工藝中，氣相流化床工藝具有多方面的優(yōu)點,包括:投資資金較低、單線生產(chǎn)能力大、不需脫除溶劑等特點,逐漸受到人們的重視,該種線性聚乙烯生產(chǎn)工藝慢慢成為了聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)的主要發(fā)展方向。

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