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气相流化床法生产聚乙烯工艺技术分析

发表时间：2021/5/10 来源：《建筑科技》2021年3月上作者：葛东伟

[导读] 随着我国工业的发展，使用最频繁的材料就是聚乙烯。聚乙烯是最近几十年才发展起来的一种材料，最初在英国产生并逐渐流传到世界各地。二十世纪九十年代有许多新的产品工艺出现，其中包括不同类型的催化剂迅速发展，极大的促进了聚乙烯材料的生产效率的提高。

黑龙江省大庆市石化公司塑料厂全密度联合车间葛东伟 163000

摘要：随着我国工业的发展，使用最频繁的材料就是聚乙烯。聚乙烯是最近几十年才发展起来的一种材料，最初在英国产生并逐渐流传到世界各地。二十世纪九十年代有许多新的产品工艺出现，其中包括不同类型的催化剂迅速发展，极大的促进了聚乙烯材料的生产效率的提高。聚乙烯材料有许多其他种类材料难以达到的优点，同时价格较低，所以如今大部分工业制造商都选择聚乙烯作为生产工艺所需的材料。聚乙烯是一类热塑性树脂，在现代工业生产中被广泛应用，当前较为常用的生产聚乙烯的方法就是气相流化床法。
关键词：气相流化床；聚乙烯；生产；工艺；技术
         乙烯经过聚合产生聚乙烯，聚乙烯是一种热塑性树脂，是一种较常用的现代化工业生产材料。目前生产聚乙烯比较常见的方法应该是气相流化床法，早在1968年时这项技术就已经出现，由于该技术不仅简单可靠，而且安全环保，因此一直到现在气相流化床这种方法仍然广泛应用在生产聚乙烯中。对当今世界的通用标准密度进行划分，可以将聚乙烯主要分为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯，而我国主要生产聚乙烯的主要方法就是气相流化床法。In-novene气相、uniPolPE气相流化床工艺技术和SPherilene气相流化床工艺技术都属于目前应用较为广泛的气相流化床法聚乙烯工艺技术，三者之间都有各自的优点和缺点。总体来说三种工艺技术应用都比较可靠成熟，值得以后进行推广应用。聚乙烯凭借其特性良好、价格低廉等特点成为了当前应用最为广泛的一类合成树脂，在实际生产过程中，较为常用的为气相流化床法，对气相流化床法进行分析与探讨对提高聚乙烯生产质量有着极为重要的现实意义。
        1气相流化床法生产聚乙烯工艺技术简介
        近几年来，在聚乙烯生产过程中，越来越多的应用到了气相流化床法，特别是亚洲地区，具有最强的气相流化床法聚乙烯工艺技术能力。最早是在1968年研发出气相流化床法聚乙烯工艺技术，其具有安全、可靠、简单以及环保等优点，不仅在技术上占有优势，而且在经济上更具优势，所以获得了有效普及。当前，主要是于塑料组织分子结构的基础上，根据密度来分类聚乙烯：高密度聚乙烯的密度在0.941～0.970g/cm3；低密度聚乙烯的密度在0.915～0.940g/cm3，且具有长短支链的分子；线型低密度聚乙烯的密度在0.915～0.930g/cm3，不规则分布支链且呈线型的分子；超低密度聚乙烯的密度在0.860～0.914g/cm3。就现阶段来说，在市面上使用率较高的聚乙烯产品主要有LLDPE、LDPE以及HDPE三种，其中在生产LLDPE与HDPE两种聚乙烯时，我国主要采用的是气相流化床发进行生产。
        2气相流化床法生产聚乙烯工艺技术分析
        2.1Spherilene气相流化床工艺技术
        Spherilene气相流化床工艺技术主要是使用两台流化床反应器来作为聚合单元反应器，并在实际操作中采用惰性气体丙烷，而不需要采取冷凝技术，反应压力在2.4MPa左右，反应温度在72～85℃。

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该种技术主要选择的是Z-N催化剂，通过串联操作两台流化床反应器便能够将双峰产品生产出来。在具体操作过程中，不需要种子床，气体通过流化床层上部进到反应器中，并由反应器底部出料。将循环冷却器设置于循环气压缩机后。两台反应器上部都是半球形封头，下部都是圆通，且相较于第二反应器来说，第一反应器增加了个中部锥筒。Spherilene气相流化床工艺技术的优点在于产品强度高、透明性好，且树脂凝胶较少，其缺点在于需要使用较多设备，且能量消耗大。
        2.2Innovene气相流化床工艺技术
        Innovene气相流化床工艺技术主要是使用一台流化床反应器来作为聚合单元反应器，在实际操作时采用的是惰性气体氮气，并采取的是冷凝技术，一般情况下冷凝率在15%左右，反应压力为2.3MPa左右，反应温度在72～95℃。该项技术的循环气系统采取的是旋风分离器分离夹带粒子，气体先是由循环气系统进到反应器，且在反应器的侧面出料。将循环气冷却器设置于循环气压缩机前面，并将高产率设备设置于循环气冷却器以及循环气压缩机间，利用高产率技术进行生产。Innovene气相流化床工艺技术的优点在于产品覆盖面较大，且反应条件比较温和，在生产薄膜、注塑等产品中具有较为明显的优势，其缺点在于需要投入大量资金，且需要较多设备。
        2.3Unipol PE气相流化床工艺技术
        Unipol PE气相流化床工艺技术主要是使用一台流化床反应器来作为聚合单元反应器，在实际操作时采用的是惰性气体氮气，相较于前两种技术来说，该技术流程是最简单的一个。在实际操作中需要采用冷凝技术，通常冷凝率可以达到12%～14%，反应压力为2.413MPa左右，反应温度在100℃左右。气体先是由循环气系统进到反应器，并在反应器侧面出料。其净化循环气主要是利用膨胀机排火炬来完成，将循环气冷却器设置于循环气压缩机后方，并设置有两套出料系统、一套独立的淤浆催化剂加料器、两套粉料催化剂加料器。通常情况下，流化床式反应器主要包含了上球封、下球封、锥段以及直筒段等内容，其中将气体分布板设置于直筒段下部。就我国总生产能力而言，UnipoI PE气相流化床工艺技术所占比例高达64%，其优点在于具有良好的韧性、强度高、熔融指数范围大，但是其缺点在于要求操作技术具有较高水平。
        3结束语
        聚乙烯凭借其特性良好、价格低廉等特点成为了当前应用最为广泛的一类合成树脂，在实际生产过程中，较为常用的为气相流化床法，对气相流化床法进行分析与探讨对提高聚乙烯生产质量有着极为重要的现实意义。就现阶段来说，我国较为常用的气相流化床法聚乙烯工艺技术主要是Spherilene气相流化床工艺技术、Innovene气相流化床工艺技术以及Unipol PE气相流化床工艺技术，这几种技术均各有优点与缺点，不过大体上来说，这三项技术均较为可靠、成熟，所以值得在化工生产中推广使用。
参考文献
[1]刘金冰.不同气相流化床法聚乙烯生产工艺的特点分析[J].中国科技博览，2019（30）：35.
[2]梁兴伟.气相流化床法生产聚乙烯工艺简介[J].现代工业经济和信息化，2019，4（12）：37-38.