工業(yè)氣相聚乙烯質(zhì)量指標(biāo)在線估計(jì)控制及應(yīng)用

嚴(yán)敏

揚(yáng)子石化塑料廠 江蘇南京 210048

中聚乙烯作為乙烯單體聚合的產(chǎn)物，聚乙烯優(yōu)良的物理性能以及對(duì)應(yīng)的化學(xué)性能就使得其在諸多行業(yè)之中得到廣泛的應(yīng)用，但是考慮到聚乙烯本身結(jié)構(gòu)的基本原因，在部分的應(yīng)用還存在一定的限制。所以，本文主要是針對(duì)聚乙烯進(jìn)行分析，針對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行綜合的闡述，希望可以對(duì)后續(xù)的研究提供參考價(jià)值[1]。

1 聚乙烯材料的工業(yè)現(xiàn)狀

近年來(lái)，聚乙烯技術(shù)已直接納人國(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，需要投人大量的人力物力，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 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。這對(duì)化學(xué)聚乙烯工藝，其主要是針對(duì)原料凈化供給、聚合反應(yīng)等多個(gè)工作供需，針對(duì)本工藝，其來(lái)源于上實(shí)際60年的氣相流化床PE工藝，這一種工藝屬于高效規(guī)劃及體系，利用無(wú)載體催化劑的使用，再搭配三乙基鋁作為助催化劑，其本身?yè)碛邪踩?、?jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、靈活等特性，只需要一臺(tái)流化床主反應(yīng)器，就可以滿足高低密度產(chǎn)品的生產(chǎn)，并且也可以確保產(chǎn)品性能在調(diào)節(jié)操作下保持一致。其工藝特點(diǎn)在于，通過(guò)超冷凝態(tài)操作的配合，也就是所謂的超冷凝態(tài)氣相流化床工藝，因?yàn)槠涑淠僮髂軌蛴行б谱叻磻?yīng)熱，這樣就可以在不增加體積的前提下，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器最大的生產(chǎn)能力，如，通過(guò)反應(yīng)器液相的比例能夠抍45%，這樣就可以提升200%的生產(chǎn)能力，并且有利于投資的節(jié)約。另外，考慮到實(shí)際的公益路線較短，對(duì)于材質(zhì)也不會(huì)有特殊的要求，其主反應(yīng)器和之下的設(shè)備，都屬于普通的碳鋼，其管材之中也有65%是利用的普通碳鋼，再加上占地面積較少，擁有較大的裝置生產(chǎn)潛力，性能良好，所以，其競(jìng)爭(zhēng)性良好[2]。

2.2 釜式法生產(chǎn)工藝

在生產(chǎn)聚乙烯中，經(jīng)常會(huì)使用高壓釜式反應(yīng)器（帶攪拌器），這樣就可以充分的攪拌乙烯原料和催化劑，在配合上聚合反應(yīng)速度，就可以滿足實(shí)際生產(chǎn)效率的提高。目前，釜式反應(yīng)器使用相對(duì)較少，可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)聚乙烯產(chǎn)品的獲取，但是因?yàn)槠浯嬖谏a(chǎn)工藝控制的難度，所以，對(duì)于正常的生產(chǎn)也會(huì)帶來(lái)影響。釜式生產(chǎn)屬于絕熱法，如果沒(méi)有直接從反應(yīng)器之中移出熱能，再加上其本身作為高放熱的反應(yīng)，這樣就可能會(huì)導(dǎo)致爆炸問(wèn)題的出現(xiàn)。同時(shí)，還應(yīng)該基于不同點(diǎn)的分析與考慮，能夠?qū)⒗湟蚁┲苯幼⑷敫椒磻?yīng)器之中，從而降低反應(yīng)器的實(shí)際問(wèn)題，這樣就可以避免安全事故的出現(xiàn)，確保其能夠穩(wěn)定的生產(chǎn)。在實(shí)現(xiàn)釜式反應(yīng)器技術(shù)持續(xù)改造之中，還可以將反應(yīng)釜的基本作用提上去，從而降低其安全方面的風(fēng)險(xiǎn)，這樣也有利于生產(chǎn)安全性的維護(hù)?？紤]到釜式反應(yīng)器的生產(chǎn)效率問(wèn)題，其本身的轉(zhuǎn)化率偏低，再加上操作壓力，所以，就需要做好聚乙烯生產(chǎn)工藝的對(duì)比處理，并且基于實(shí)際的要求，合理的選擇生產(chǎn)工藝與技術(shù)，這樣才可以確保聚乙烯的實(shí)際產(chǎn)量，同時(shí)也可以在提升產(chǎn)品品質(zhì)的同時(shí)，達(dá)到市場(chǎng)化的需求。

3 質(zhì)量控制

3.1 熱壓溫度的確定

熱壓纖維法指的是在一定溫度和壓力下直接熱壓纖維，使纖維表面熔融而內(nèi)部不熔。表面熔融的部分冷卻重結(jié)晶形成基體相，內(nèi)部未熔的纖維成為復(fù)合材料的增強(qiáng)體。這一方法的關(guān)鍵是選擇合適的熱壓溫度，若熱壓溫度過(guò)低，表面纖維熔融不充分，熔融態(tài)高密度聚乙烯量過(guò)少，不足以填充纖維間的空隙，故而不能形成較為完整的基體相。若熱壓溫度過(guò)高，纖維熔化較多，纖維含量減少，最終導(dǎo)致力學(xué)性能增強(qiáng)效果不明顯。通常選定的熱壓溫度應(yīng)接近或略低于聚合物纖維的熔點(diǎn)。從Fig．2可知HDPE纖維的熔點(diǎn)為130．6℃，因此選擇130℃作為熱壓溫度[3]。

3.2 HDPESPC的微觀結(jié)構(gòu)

Fig．3(a)為熱壓纖維法得到的HDPESPC的光學(xué)顯微鏡照片。在樣品中有大量定向排列的纖維，且纖維結(jié)構(gòu)完整，排列緊湊。表面的纖維熔融后滲透到纖維的間隙中，填充了纖維間的空隙，在一定壓力下熱壓，可以使熔融態(tài)的HDPE填充得更加嚴(yán)實(shí)，然后經(jīng)過(guò)冷卻結(jié)晶形成基體相。Fig．3(b)是膜層堆疊法制備的HDPESPC的纖維照片。加熱后，熔融的HDPE薄膜與未熔的纖維較好地結(jié)合在一起。雖然部分纖維熔化，但未熔的纖維仍然具有明顯的取向。與熱壓纖維法制得的樣品相比，膜層堆疊法制備樣品的纖維取向較亂，可能是薄膜熔融擠壓造成的。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，希望通過(guò)本文對(duì)聚乙烯生產(chǎn)工藝技術(shù)的分析，能夠?qū)崿F(xiàn)聚乙烯生產(chǎn)效率的提高，能夠達(dá)到石油化工生產(chǎn)的要求。并且基于不同的特點(diǎn)，還需要考慮到對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)，這樣才能夠保證品質(zhì)，確保其滿足設(shè)計(jì)要求[4-5]。