探究釜式淤漿法生產(chǎn)高密度聚乙烯工藝及催化劑的研究進(jìn)展

尹龍 王天睿 李宏武 范恒

摘要：淤漿法在高密度聚乙烯生產(chǎn)過(guò)程中，為了保證其生產(chǎn)效率和質(zhì)量可以得到有效提升，一般都會(huì)與催化劑進(jìn)行結(jié)合使用。因此，本文針對(duì)釜式淤漿法在高密度聚乙烯生產(chǎn)過(guò)程中的工藝手段進(jìn)行分析，并且提出催化劑在其中的應(yīng)用效果，為高密度聚乙烯的生產(chǎn)質(zhì)量提升提供有效保障。

關(guān)鍵詞：釜式淤漿法；高密度聚乙烯；催化劑

高密度聚乙烯是現(xiàn)階段通用合成樹脂當(dāng)中非常重要的一種類型。高密度聚乙烯在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其不僅具有非常高的機(jī)械強(qiáng)度，而且在剛性和加工性能方面也比較良好。在整個(gè)世界范圍之內(nèi)，高密度聚乙烯的生產(chǎn)量排在第三位，前兩位分別是聚氯乙烯和低密度聚乙烯。通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)在針對(duì)高密度聚乙烯進(jìn)行生產(chǎn)和利用的現(xiàn)狀進(jìn)行分，發(fā)現(xiàn)高密度聚乙烯主要被應(yīng)用在一些包裝、周轉(zhuǎn)等各個(gè)領(lǐng)域中。高密度聚乙烯在現(xiàn)階段的整體應(yīng)用率有所提升，所以需要積極采取有針對(duì)性的措施，提高高密度聚乙烯的生產(chǎn)量，這樣才能夠滿足實(shí)際要求。在針對(duì)高密度聚乙烯進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，一般會(huì)使用三種不同類型的工藝手段，其中包括淤漿法、氣相法和溶液法。在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步和快速發(fā)展的背景下，與其相對(duì)應(yīng)的催化劑技術(shù)也在不斷進(jìn)步，比如雙峰技術(shù)等。這些技術(shù)手段在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不僅比較容易操作和控制，而且其整體使用性能比較良好。

1釜式淤漿法生產(chǎn)高密度聚乙烯的工藝手段

1.1日本三井油化公司CX工藝手段

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料記載，發(fā)現(xiàn)早已經(jīng)在二十世紀(jì)五十年代的時(shí)候，日本的三井油化公司就已經(jīng)通過(guò)利用間歇法的方式，推出一系列的工業(yè)技術(shù)。在這一背景下，該公司開發(fā)出了具有超高性特征的活性催化劑，緊接著又提出了連續(xù)法工藝手段，也就是CX工藝。

在CX工藝手段的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其主要是被應(yīng)用在高密度聚乙烯的生產(chǎn)當(dāng)中，與實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合之后，CX工藝淤漿聚合技術(shù)可以通過(guò)超高活性催化劑、雙反應(yīng)器體系在其中合理的利用，保證雙峰高分子量得到有效提升。除此之外，在對(duì)高密度聚乙烯進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)候，還可以結(jié)合實(shí)際情況，與聚合物分子量在實(shí)際分布過(guò)程中的狀態(tài)進(jìn)行結(jié)合，這樣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)操作參數(shù)的有效調(diào)整，最大限度保證高密度聚乙烯的生產(chǎn)效率和質(zhì)量可以得到有效提升。對(duì)于高密度聚乙烯而言，在生產(chǎn)過(guò)程中，如果通過(guò)一個(gè)反應(yīng)器的利用，那么該反應(yīng)器在使用時(shí)會(huì)生成出的低分子量，會(huì)促使高密度聚乙烯的整個(gè)加工性比較良好[1]。另外一個(gè)反應(yīng)器實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)生成符合實(shí)際要求的高分子量，這樣有利于促使高密度聚乙烯自身的機(jī)械強(qiáng)度得到強(qiáng)化。無(wú)論是在任何一個(gè)反應(yīng)器的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，都可以通過(guò)實(shí)時(shí)有效調(diào)節(jié)和體征，將其插入到聚合物鏈上，這樣不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物成分的有效控制，而且還能夠滿足聚合物在分布時(shí)的具體要求。在具體操作過(guò)程中，要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)樹脂的機(jī)械強(qiáng)度提出更高要求，這樣在高密度聚乙烯生產(chǎn)過(guò)程中，才能夠意識(shí)到生產(chǎn)質(zhì)量的重要性。這種類型的工藝手段在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，其主要是將具有高純度特征的乙烯作為主要原料，同時(shí)將丙烯和1-丁烯看作是共聚單體。在這一基礎(chǔ)上，還要與己烷進(jìn)行有效結(jié)合，將其看作是溶劑的一部分。在這種背景下，可以結(jié)合實(shí)際情況，通過(guò)高效催化劑在其中科學(xué)合理的利用，對(duì)溫度進(jìn)行有效控制，將其控制在70至85攝氏度左右，這樣可以實(shí)現(xiàn)低壓聚合反應(yīng)[2]。在經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)之后，可以得到相對(duì)應(yīng)的淤漿，在經(jīng)過(guò)一系列的分離和感到處理之后，可以得出具有各種不同性能特征的高密度聚乙烯產(chǎn)品，這些產(chǎn)品自身的質(zhì)量比較良好。另外，在針對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行分析和研究之后，發(fā)現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，如果是利用具有單一性特征的催化劑特系，那么整個(gè)操作周期比較短，如果想要切換的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致大批量不合格的產(chǎn)品出現(xiàn)。

1.2德國(guó)Basell公司的Hostalen工藝

通過(guò)對(duì)當(dāng)前高密度聚乙烯生產(chǎn)工藝手段進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)釜式淤漿法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的整體效果比較良好。但是這種方法在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，也分為幾種不同類型的使用方法，不同類型的方法在應(yīng)用時(shí)，所能夠呈現(xiàn)出的效果具有明顯的差異性，特別是對(duì)高密度聚乙烯自身的性能特征而言更是如此。德國(guó)Basell公司的Hostalen釜式淤漿技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，是可以生產(chǎn)出具有雙峰特征的高密度聚乙烯，同時(shí)該技術(shù)在世界上都具有非常重要的地位。在該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于該技術(shù)自身具有明顯的特征，所以生產(chǎn)出的高密度聚乙烯大多數(shù)情況下，都可以滿足全球市場(chǎng)的個(gè)性化需求[3]。這種工藝手段在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，最明顯的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)之一就是該工藝?yán)镁哂歇?dú)特性特征的冷卻系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)在實(shí)踐中科學(xué)合理的利用，可以以一種快捷、精確的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品性能的有效重復(fù)。在這一基礎(chǔ)上，還可以保證聚合系統(tǒng)在構(gòu)建和具體應(yīng)用過(guò)程中的有效性。除此之外，該工藝在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，在聚合反應(yīng)其的基礎(chǔ)上，可以實(shí)現(xiàn)混合的高度均質(zhì)，這樣能夠最大限度保證滿足高密度聚乙烯在生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中對(duì)管材等一系列材料提出的要求。

2釜式淤漿法生產(chǎn)高密度聚乙烯工藝及催化劑

2.1國(guó)產(chǎn)BCH聚乙烯高效催化劑

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和文獻(xiàn)資料記載可以得出，早已經(jīng)在二十世紀(jì)九十年代中期的時(shí)候，為了從根本上促使釜式淤漿法可以在高密度聚乙烯生產(chǎn)中得到合理的利用，提高其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中的效率和質(zhì)量，北京化工研究院在與實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合之后，研發(fā)出了BCH催化劑。這種類型催化劑在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以有效替代進(jìn)口PZ催化劑，同時(shí)這種催化劑在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展之后，已經(jīng)相對(duì)比較成熟，所以也可以作為出口產(chǎn)品出口國(guó)外的很多國(guó)家。這種類型催化劑在具體制備過(guò)程中，主要是將TiCl4合理的應(yīng)用其中，在這一基礎(chǔ)上，與實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，必須要保證TiCl4自身具有非常強(qiáng)的絡(luò)合作用。與此同時(shí)，還要結(jié)合實(shí)際，將氯化鎂進(jìn)行溶解，為了保證溶解的效率，可以利用醇來(lái)實(shí)現(xiàn)溶解[4]。在具體操作過(guò)程中，可以通過(guò)利用熱解醇或者是化學(xué)解醇的方式，促使氯化鎂可以得到有效溶解和分析。在這一基礎(chǔ)上，要與實(shí)際情況進(jìn)行結(jié)合，將鈦組分直接放置在氯化鎂之上，在這一背景下，可以實(shí)現(xiàn)與助催化劑的共同作用，這樣最終可以實(shí)現(xiàn)乙烯的聚合反應(yīng)。BCH這種類型催化劑在應(yīng)用時(shí)，其整個(gè)活性特征比較高，而且共聚性也比較好。

2.2國(guó)產(chǎn)XYH聚乙烯高效催化劑

在針對(duì)XYH型釜式淤漿技術(shù)進(jìn)行分析的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)與其相對(duì)應(yīng)的催化劑需要按照規(guī)定的要求和方法來(lái)進(jìn)行制備，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)在高密度聚乙烯生產(chǎn)中合理的利用。在具體操作過(guò)程中，要結(jié)合實(shí)際情況，在溶劑當(dāng)中要保證氯化試劑和電子給予體相互之間可以產(chǎn)生反應(yīng)，最終可以生成具有可溶性特征的化合物。在這一基礎(chǔ)上，可以通過(guò)鎂化合物的反應(yīng)，最終生成相對(duì)應(yīng)的載體。

3結(jié)束語(yǔ)

釜式淤漿技術(shù)在高密度聚乙烯生產(chǎn)過(guò)程中，為了提高其生產(chǎn)效率和質(zhì)量，必須要與相對(duì)應(yīng)的催化劑進(jìn)行有效結(jié)合。這樣不僅能夠提高高密度聚乙烯的使用性能，而且還能夠?qū)⑵渥陨淼母咝Щ钚蕴卣鞒浞职l(fā)揮出來(lái)。

參考文獻(xiàn)

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[2]王倩，薛興楠，張鳳岐.國(guó)內(nèi)不同工藝聚乙烯蠟技術(shù)進(jìn)展及下游應(yīng)用情況[J].化工管理，2018（03）：186-187.

[3]劉晨.鉻系催化劑在淤漿法聚乙烯工藝中的應(yīng)用研究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2017（12）：170-171.

[4]姜平，路全能，劉濤.釜式法淤漿工藝生產(chǎn)的PE100級(jí)管材專用樹脂的性能[J].合成樹脂及塑料，2017，34（05）：77-79+97.

（作者單位：中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司）