张日明
大庆石化公司塑料厂，黑龙江 大庆 163000
摘要：在聚乙烯生产过程中，气相流化床技术的应用有着简单可靠、安全环保的应用优势，成为了当前聚乙烯生产应用最为普遍的方法。在聚乙烯装置中，流化床技术方法生产聚乙烯中所采用的工艺不同，也存在不同的技术特征。这就要求化工企业在进行聚乙烯生产流化床技术应用过程中，结合具体的生产工艺技术，进行相应的操作控制，确保得到满足要求的聚乙烯产品。基于此，文章对聚乙烯装置中气象流化床技术常见三种工艺及其应用进行了详细分析，希望能够为提高聚乙烯装置生产效益提供有益参考。
关键词：气相流化床法；聚乙烯；工艺技术
前言
聚乙烯是工业生产过程中较为常见的生产材料，不但使用成本与使用性能方面都有着较大的应用优势。气相流化床技术是聚乙烯生产过程中最为常用的技术，并且随着聚乙烯生产规模的不断扩大，气相流化床技术的应用水平也在不断提升。组织分子密度不同，聚乙烯也分为低密度、高密度、线性低密度、超低密度等聚乙烯类型。气相流化床技术主要用于对高密度、线性低密度聚乙烯的生产。
一、?Unipol?工艺技术及应用分析
这一技术的应用核心在于借助流化床反应器，对乙烯、共聚单体等物质进行精制，需要应用高活性催化剂营造反应环境。近年来，聚乙烯相关生产工艺的不断进步完善，已经催化剂效益得到大幅提升，使得所在同一反应器中也能生产出多种不同密度、牌号的聚乙烯产品。
?Unipol?工艺流程主要包括以下几个环节，在聚乙烯装置运行之后，向反应器中投放合适量的聚乙烯粉料，运行循环气压机对种子床进行流化，在装置中温度达到89℃左右之后对种子床进行脱水反应，然后将适量的三乙基铝、氢气、乙烯等原料缓缓加入反应装置中，其过程需要结合产品要求来对组分比例进行准确确定。最后将催化剂加入装置之中开始反应。
?Unipol?工艺技术的发展主要经历了以下几个阶段
首先是冷凝态技术阶段。其主要操作是将冷凝液加入聚乙烯装置中，利用冷凝液快速蒸发来使得反应器散热能力提升，但不会对流化床的稳定性造成较大影响，也同时提升了时空产率。对圆环形导流器进行了改良，有效解决了反应器底部积液的问题，并且进行改造之后，无论是导流器还是分布板都更好地满足了冷凝态的操作需求。在混合室内的循环流体主要分为两股，一股是沿着中心开孔悬浮上升，另一股则是沿着底部内壁缓缓上升，进而有效防止了反应器底部发生积液。借助导流器结构作用，可以实现对这两股气比例调节，实现在冷凝态与非冷凝态之间的自如切换，预防干湿操作时产生颗粒聚集和积液。
其次是UnipolII技术阶段，这是由UCC公司开发形成的Unipol技术的第二代。气相流化床反应器采用串联的方式来用于对高、低质量聚合物的生产，并且在此过程中通过合理调节控制氢气、α-烯烃的比重，能够较大幅度地提升聚乙烯产能。借助Ziegler-Natta超高活性的催化剂，能够生产得到双峰结构的聚乙烯产品，但是需要在技术与设备上投入大量资金成本。
单釜双峰技术生产聚乙烯，对于催化剂有着较高要求，但是在降低其他技术硬件成本以及突破技术瓶颈方面有着较为重要的作用。例如，在对BMC-?100的Prodigy系列催化剂应用过程中，不但提高了双峰高密度聚乙烯生产效率，而且催化剂使用产生的共聚合优势，大大提高了产品的抗冲击强度以及耐环境应力，并且具备进一步发展的较大控制。
最后是茂金属催化剂的应用，有效结合了Unipol技术优势得到了力学性能较为优越的茂金属线性低密度聚乙烯产品，其光学性能与热封性都较好，但是产品的可加工性能仍存在较大缺陷，因此研究开发二代茂金属催化剂，提高产品可加工性成为这一技术应用的发展方向之一。
二、In--novene工艺应用分析
相对于Unipol工艺较为复杂的反应流程，?借助In-novene工艺生产聚乙烯只需要配置一台流化床反应器即可，主要用于对注塑和薄膜产品的生产。在装置中加入氮气经过循环系统作用送到反应器中，最后从反应器侧面排出。借助旋风分离器对循环系统中的夹带粒子进行有效分离。冷凝技术是这一工艺中的重要操作，需将冷凝率控制在15%，反应温度控制在72～95℃，反应压力控制在2.3MPa左右。将循环气冷却器安装在压缩机前，实现对循环气体的冷却降温。In-novene技术的应用的反应条件较为温和，有着教案的的产品覆盖面，并且不会对周边环境造成较大影响，但是也存在资金投入大。设备成本高的不足，对这一技术的应用推广造成较大影响。工艺该技术具有生产反应条件温和、产品覆盖面大、不会影响周围环境等优势特征，但不能忽视其资金投入大、设备成本高等问题，这也成为了该技术推广应用的重要阻碍。
三、?Spherilence?工艺应用分析
借助这一技术能够在Avant Z钛系催化剂作用下，得到球形全密度聚乙烯树脂，以及在Avant C铬系催化剂环境下生成高密度聚乙烯树脂产品。结合生产实际需要对反应器进行灵活调整、配置，如配置单一或者是配置两个串联反应器，来对单双峰全密度聚乙烯进行高效生产。?Spherilence?工艺的应用通常表现出以下三个技术特征：①反应器中聚合单体反应时间短，如串联反应器聚合单体反应时间仅为2.5h左右，而传统的聚合反应时间多为4h左右。省去了冷凝态操作环节，提高了生产效率。②以轻烃为主要反应传热介质，提高了传热能力和热稳定性，能够有效预防物料结块，具备更加稳定的工艺操作。③号牌切换不需消耗大量的过渡料，且同种材料切换时间较短。④以串联反应器形式可以得到双峰聚乙烯树脂，采用并联的形式能够提高装置产能。
在催化剂的应用方面，主要是以Avant C铬系、Avant Z钛系为主。这些催化剂在制备过程中都有着较为严格的控制流程，需要严格按照制备流程对各个制备环节进行有效控制，方可确保催化剂的较好活性。就实际应用情况而言，Avant Z钛系催化剂主要适用于单反应器聚合，和串联双反应器聚合环境下的全密聚乙烯生产，如树脂牌号18401、20405、25425、LH7200(双峰)等，主要涉及对衬垫、容器、瓶盖，以及高韧性膜等领域的产品生产。Avant C?铬系催化剂入主要适用于在单反应器聚合环境下的高密度聚乙烯生产，如树脂牌号5021、5121、5421等，适用于多类容器和吹塑薄膜等的生产。
四、结语
经过多年来的发展，工业生产中的聚乙烯生产技术已形成了较为城市的技术体系，但是气相流化床技术在聚乙烯生产中的应用仍然有着十分广阔的发展空间与市场潜力。因此加强聚乙烯装置中流化床技术与应用分析研究，有着较为重大的现实。
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