闫凯亮
内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司 内蒙古鄂尔多斯市 017320
摘要：在全密度聚乙烯生产过程中，气相流化床法是最为关键的供应。文章在简单介绍聚乙烯以后，在国Univation 公司工艺技术的基础上，探讨了适应中国全密度聚乙烯生产的工艺。
关键词：聚乙烯；生产工艺；气相流化床法
引言：截至目前的发展来看，聚乙烯（PE）由于聚合方式、分子量高低以及链结构之间的差异，可以将其分成高密度聚乙烯（LDPE）、低密度聚乙烯（MDPE）、线性低密度聚乙烯（LDPE）。现如今，世界上的各个国家主要是根据聚乙烯的密度对其进行划分，在此其中，高密度聚乙烯（LDPE）其密度主要是0.941~0.97g/cm3；而线性低密度聚乙烯其密度为0.951~0.93g/cm
3，其分子是线型，并且拥有特定数量的没有规律分布的支链；低密度聚乙烯（MDPE）的密度为0.915~0.940g/cm3，并且分子具有长短支链；此外，超低密度聚乙烯其密度为0.86~0.914g/cm3。
近几年来，在产品开发中的主要热点为气相流化床聚乙烯工艺技术。这项技术是在1968年的时候诞生的，字问世以来，并利用自身灵活、安全、环保、简单、产品范围广等优点，显现出了极为卓越的经济技术优势，现如今在乙烯生产技术中变成了主导技术。气相法工艺的年增长率最高，并且在亚洲拥有最多的聚乙烯气相工艺技术，其次是北英、欧洲和拉丁美洲等地区。
美国UCC公司在1977年的时候，对原Unipol低压气相高密度聚乙烯HDPE装置的催化剂系统进行了改进，成功完成了线性低密度聚乙烯LLDPE的工业化生产。线性低密度聚乙烯的出现对传统的压法生产低密度聚乙烯LDPE以及低压法生产高密度聚乙烯HDPE的概念进行了突破。
1聚乙烯的概述
聚乙烯通常可以简称为（PE），它是一种由乙烯聚合而成的热塑性树脂。在开展工业活动时，好包含了较少的-烯烃共聚物与乙烯。聚乙烯无味，无毒，手感像蜡，拥有极为良好的耐低温效果（最低温度能够达到-100℃~-70℃之间），拥有良好的化学稳定性，可以经受大部分的酸碱侵蚀，但不能耐拥有氧化作用的酸。室温下不溶于普通溶剂，吸水量小，绝缘性能好。
从聚乙烯(PE)的发展和工业化来看，其起步较晚，1939年，英国内门化学有限公司率先开发了高压聚乙烯，然而在1951年达到了10000吨的工业生产规模。自20世纪90年代以来，各项工艺技术大规模发展，并对新技术不断引进，尤其是第5、6代催化剂和茂金属催化剂系列为代表的新型催化剂，有效促进了工艺的发展。直到2003年的时候，聚乙烯的全球生产能力已经超过了56100kt/a。因为聚乙烯树脂优良的特点以及较低成本，使其在合成树脂中占比最大，使用最广泛。聚乙烯分为低密度、线性低密度、中密度、高密度这几种类型。
随着人们生活水平的提升，LL/ HD聚乙烯在家电、电子、建材等各个行业的需求量将会不断增大。
2气相流化床法工艺技术
2.1工艺流程
在生产聚乙烯时，各专利商的流程是相似的，都包含了原料配置、聚合、脱气、造粒、运输和包装。由于催化剂对聚合级乙烯、聚合级1-丁烯、1-己烯产生作用，在流化床上的聚合反应形成了粉末树脂，通过产生高速气流的压缩机使聚合物维持在流化床状态。反应气体被外部冷却循环除去，催化剂以及反应气体被连续地添加到反应器中。聚合产物经过排放系统由反应器中排放，并运输到树脂脱气设备，以去除中间的溶解烃与夹带烃，排出的气体经过气体回收系统回到反应器，以此来提升共聚单体的产量。粉末树脂送至造粒系统，并由造粒机造粒，实现干燥以后通过送风系统运输到混合仓，混合后的产品空运到包装线。
2.2原材料和设备
各专利商原材料消耗差异不大，通常体现在公共工程的消耗上。Univation 公司技术所需的消耗最小，还有一些技术所需的公共工程总消耗最高。然而基本上所有技术使用的设备除开换热器与机械泵的材料是不锈钢与碳钢外，材料没有什么不同，都是碳钢。然而Univation公司工艺中没有催化剂活化设备，设备数量最少。
2.3各工艺的差异
一般情况下是由反应工艺、反应器结构、转化率和产品性能等方面对各种工艺的差别进行比较。从反应技术的角度来看，Univation公司使用了单台流化床反应器，因此系统流程最为便利。并且这一技术还使用了冷凝技术，对系统中的惰性组分进行冷凝，回收反应热，以此来提高生产能力。通过上述了解我们可知，较低的转化率可以降低反应温度，使产物的分子量分布均匀，但与此同时，回收系统中待处理的单体数量不断增多，加重了废气回收系统的负担，单体的增长也会加大反应系统中杂质积聚的可能性。
3分析工艺特点
美国Univation公司对气相流化床工艺、催化剂技术和低反应压力进行了改进，使得系统极为稳定与灵活。使用单一的反应器能够用来生产全系列的聚乙烯产品，而不改变生产能力。反应器可以在不影响产品质量的情况下，在5%的负载范围中运行，并且操作灵活，产品均匀，操作控制方便。Unipol工艺需求的原料属于无害原料，在适中的条件下运作，不需要反应性溶剂，以此来降低与溶剂回收系统以及易燃液体处理形成的风险。其主要设备为碳钢，数量最少，设备投资成本最低；公用项目的消耗小，能源消耗也最低；该产品性能广泛，可用于不同的用途。其主要缺点为对原料以及操作具有较高的要求，原料精炼体系具有十分完整的体系，配套的公共工程条件非常稳定。
结论：综上所述，通过深入具体的研究可知，美国Univation 的Unipol PE工艺在过去的十年间得到了快速的发展。在原材料要求、工艺设置、设备数量、技术指标、可变成本、改造难度等各个方面具有一定优势，更加适合我国现如今的国情。
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