淺析聚乙烯生產(chǎn)工藝

王 昊

（天津農(nóng)學(xué)院，天津 300191）

聚乙烯工藝通常由一定的氧化劑催化，在密封高壓下進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，有斧頭生產(chǎn)工藝和管式生產(chǎn)工藝兩種，對(duì)化工生產(chǎn)有很大的貢獻(xiàn)，但仍有很大的改進(jìn)空間。本文對(duì)正在投入使用的兩種聚乙烯工藝進(jìn)行了分析和探討，對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了觀察，并提出了完善的措施，以促進(jìn)聚乙烯工藝的不斷發(fā)展，提高化工產(chǎn)品的綜合質(zhì)量。

1 聚乙烯的應(yīng)用及工業(yè)現(xiàn)狀分析

1.1 聚乙烯的性能與應(yīng)用

聚乙烯是乙烯經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)后的復(fù)合產(chǎn)物。由于聚乙烯本身是一種樹脂制品，絕緣體在導(dǎo)電過(guò)程中的存在有利于保證生產(chǎn)作業(yè)的安全性，因此它經(jīng)常用于各種化工生產(chǎn)中。除了不導(dǎo)電外，聚乙烯也是一種熱塑性材料，可用作包裝材料。薄薄的一層可以用來(lái)包裝藥品，以阻斷客觀因素的影響。聚乙烯的最后一個(gè)性能是耐腐蝕性，因此它可以在化工管道和裝置的再生和生產(chǎn)過(guò)程中使用，從而防止腐蝕，保證化工裝置材料的完整性，減少客觀環(huán)境條件的影響。

1.2 聚乙烯材料的工業(yè)現(xiàn)狀

近年來(lái)，聚乙烯技術(shù)已直接納入國(guó)家創(chuàng)新計(jì)劃。不難看出，我國(guó)對(duì)聚乙烯材料的重視程度越來(lái)越高。目前聚乙烯生產(chǎn)工藝主要采用氣相法，但不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，如過(guò)渡材料較多，這是目前普遍存在的問(wèn)題。因此，要解決這一問(wèn)題，需要投入大量的人力物力，希望對(duì)氣相法進(jìn)行合理的改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)聚乙烯生產(chǎn)工藝的改進(jìn)。

目前，聚乙烯催化劑已發(fā)展到第三代，也是應(yīng)用最廣泛的一代。與前兩代催化劑相比，第三代催化劑可以催化極性單體與乙烯的聚合，從而直接生產(chǎn)出新一代聚烯烴材料。通過(guò)材料的不斷更新?lián)Q代，可以使新型聚烯烴材料的性能更加優(yōu)異。

2 聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)探討

2.1 高壓聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)

聚乙烯生產(chǎn)單元主要包括壓縮單元、聚合單元、引發(fā)劑制備、分離純化單元等，高壓聚合反應(yīng)后直接生產(chǎn)聚乙烯顆粒。

2.1.1 高壓釜法

高壓釜法生產(chǎn)聚乙烯時(shí)，采用高壓釜反應(yīng)器（帶攪拌器），使乙烯原料和催化劑充分?jǐn)嚢?，反?yīng)速度匹配，以滿足實(shí)際生產(chǎn)效率的提高。目前，高壓釜反應(yīng)器使用相對(duì)較少，可以優(yōu)化得到聚乙烯產(chǎn)品，但由于生產(chǎn)過(guò)程控制困難，也會(huì)對(duì)正常生產(chǎn)造成影響。高壓釜生產(chǎn)屬于絕熱法，如果反應(yīng)器中沒(méi)有直接排出熱能，再加上自身作為高放熱反應(yīng)，這可能導(dǎo)致爆炸問(wèn)題。同時(shí)，根據(jù)不同點(diǎn)的分析和考慮，可以將冷乙烯直接注入反應(yīng)器，減少反應(yīng)器的實(shí)際問(wèn)題，避免安全事故的發(fā)生，保證其穩(wěn)定生產(chǎn)。

2.1.2 管式反應(yīng)器

管式反應(yīng)器本身有多個(gè)加料點(diǎn)，可以滿足加料均勻性的要求。線圈結(jié)構(gòu)還可以提高聚乙烯的實(shí)際生產(chǎn)效率。比如巴塞爾管的選擇方法可以實(shí)現(xiàn)投料點(diǎn)的合理劃分，并根據(jù)聚乙烯的生產(chǎn)情況進(jìn)行選擇，從而滿足有效設(shè)計(jì)的生產(chǎn)條件，最終提高聚乙烯產(chǎn)品的質(zhì)量。

在高壓管式反應(yīng)器的生產(chǎn)過(guò)程中，采用非焦化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)可以降低各種能耗，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。通過(guò)攪拌釜的模擬，可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物料的均勻混合，最終達(dá)到反應(yīng)要求。同時(shí)，催化劑投料裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)也能滿足催化劑基本性能要求，最終提高催化效率，使乙烯聚合速度進(jìn)一步加快，使聚乙烯達(dá)到單位時(shí)間優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)。最終實(shí)現(xiàn)效率的全面提高。在實(shí)踐中，引發(fā)劑使用過(guò)氧化物，但對(duì)氧的實(shí)際需求沒(méi)有限制。在好氧和厭氧條件下都有反應(yīng)。在合理使用非焦化技術(shù)的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出的能源較低。在洗滌過(guò)程中，反應(yīng)器不需要選擇溶劑，可以滿足溶劑使用的節(jié)約。而且，洗滌溶劑的供需也可以不斷減少。

2.2 UNIPOL氣相法工藝技術(shù)

在實(shí)際探討中，以氣相流化床Unipol聚乙烯工藝來(lái)進(jìn)行闡述。該工藝源于60年來(lái)實(shí)際的氣相流化床聚乙烯工藝。以無(wú)載體催化劑和三乙基鋁為助催化劑，安全、簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、靈活。生產(chǎn)高、低密度產(chǎn)品只需一個(gè)主流化床反應(yīng)器，在調(diào)整操作條件下，可保證產(chǎn)品性能的一致性。

它的技術(shù)特點(diǎn)在于超冷凝操作，即所謂的超冷凝氣相流化床工藝，因?yàn)樗某淠僮骺梢杂行У厝コ磻?yīng)熱，從而可以在不增加體積的情況下實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的最大生產(chǎn)能力。例如，通過(guò)反應(yīng)器中液相的比例，可以將45%的液相放在一起，使生產(chǎn)能力提高200%。有利于節(jié)約投資。另外，實(shí)際的工藝途徑比較短，對(duì)材料沒(méi)有特殊要求。主反應(yīng)器及其它設(shè)備屬于普通碳鋼，65%的管道由普通碳鋼制成。這種工藝只需少量設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)拉絲、薄膜材料、管材等產(chǎn)品的生產(chǎn)，由于設(shè)備數(shù)量少，維修工作量小，裝置的可靠性高。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，本文通過(guò)對(duì)聚乙烯生產(chǎn)工藝的分析，希望能提高聚乙烯的生產(chǎn)效率，滿足石油化工生產(chǎn)的要求。