张永强 蒋迪 薛强
中国石油天然气股份有限公司吉林石化分公司乙烯厂 吉林省吉林市 132001
摘要：文章主要是分析了聚乙烯树脂的分类情况，在此基础上讲解了溶液法聚乙烯技术，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：聚乙烯树脂；催化剂体系；供需现状；预测；市场特点分析
1、前言
聚乙烯是乙烯中主要的产品，当前已被广泛应用。当前说使用到的聚乙烯可以分成几类，其的分类法主要是依据其的结构性能所进行区分，其中主要的有线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯以及低压高密度聚乙烯。
2、聚乙烯树脂分类
2.1、线性低密度聚乙烯树脂
线性低密度聚乙烯（LLDPE）是一种通过引入共聚单体来降低聚合物密度的聚乙烯。通过引入共聚机理，聚合物的密度在0.915g/cm3～0.940g/cm3之间。由于线性低密度聚乙烯的分子侧链结构、分子结构、结晶度和熔体强度均介于线性高密度聚乙烯和长支链高压聚乙烯之间，LLDPE的最大特点是性能好。许多LLDPE树脂主要在气相聚乙烯装置生产，这是Ineos公司innovene工艺、univation公司Unipol工艺和Basell公司sphrinee工艺的代表性生产工艺。在中国，LLDPE的主要应用领域是农业薄膜，包装薄膜，电线和电缆，管道，涂层产品等。LLDPE具有更高的拉伸强度，更好的穿刺抗性和抗撕裂性。在具有相同强度的产品的制造中，线性低密度聚乙烯（LLDPE）产品可以稀释，因此它们主要用于薄膜的制造，最有利的领域是薄膜，包装等。线性低密度聚乙烯（LLDPE）已经渗透到大多数传统的聚乙烯市场，包括薄膜、模具、管道以及电缆中。一些LLDPE电影市场使用这种树脂后，增加了它的强度和稳定性韧性。随着LLDPE性能的不断提高和应用领域的不断拓展，未来LLDPE的市场需求将比LDPE和HDPE增长更快。由于原料和工艺的原因，国内气相LLDPE生产主要采用丁烯-1作为共聚单体，而国外以己烯-1和辛烯-1为单体的LLDPE生产技术已经非常成熟。LLDPE与乙烯和己烯-1或辛烯-1共聚，具有优异的抗刺性、密封性、光学性能和良好的熔体稳定性，可用于制备各种先进薄膜。从中国进口的高档LLDPE大多是这类产品。预计未来以己烯-1为单体的LLDPE需求量将迅速增加，
2.2、高密度聚乙烯树脂
高密度聚乙烯（HDPE）是一种坚硬的材料。它的分子量为200000～500000，密度为0.940g/cm3～0.970g/cm3，HDPE树脂呈自然着色、圆柱形或扁平状粒子。粒子粒度应该是2-5mm。粉末是白色的粉末。分子链是一种线性结构，但只有少量的分子链具有较高的结晶度，具有良好的刚性、机械强度、熔体流动性和化学稳定性，在我国，高密度聚乙烯主要用于建筑管道。在目前，我国只有几家树脂厂可以作为管道专用材料。上海金菲公司是中国最大的HDPE管材生产企业，其次是燕山石化公司、大庆石化公司、扬子石化公司，领先品牌为燕山石化公司，而中国燃气管道仅采用齐鲁石化公司生产的dgdb2480h和dg-db2480hbk两个品牌。HDPE因其独特的性能和广泛的应用范围，适合于特种材料的生产。2016年，国内HDPE消费量为90.67亿吨，增长17.77％，而2015年为7.69万吨。从2011年到2016年，六年复合增长率为11.19％。从上面的两套数据可以看出，2011-2016年HDPE复合生产的增长率仅为复合消费需求的一半，另一半基本取决于进口。国内HDPE行业面临着发展的重要历史机遇。目前，我国中使用的大多数HDPE原料是一般性树脂，有25%树脂是进口的，尤其是特殊材料。其中大多数由于是进口材料，具有较强的全面性。一方面，我们应该抓住具有大应用和高附加值的产品，进行新的努力，并尝试每一种降低成本的手段。另一方面，我们应该尝试各种手段来提高产品的附加值，并一方面开发适合市场需求的特殊材料，我们应该开发超高分子量HDPE产品，分子量为50000甚至超过1百万和mi值接近零，更换进口产品，并尽快占据国内市场。
2.3、茂金属催化剂mLLDPE树脂
茂金属催化剂是由茂金属和助催化剂组成的烯烃聚合催化剂。主要助催化剂为甲基铝，其活性是Ziegler-Natta催化剂的10倍。单一活性中心的金属原子一般处于有限的环境条件下。当单体进入催化活性点时，只需少量的氧气即可形成相对均匀、可重复的聚合物结构。由于分子量分布和组成分布较窄，可以制备非常均匀的均聚物和共聚物。烯烃聚合物是一种新型聚合物树脂，制备以茂金属配合物为催化剂进行烯烃聚合催化剂。比较相对于传统的Ziegler-Natta工艺，高性能茂金属聚乙烯MLLDPE产品具有更高的柔性和可控性，优良的韧性，热封起始温度低，密封性能优异，并减小了封孔厚度。近30年来，茂金属聚烯烃工业发展迅速，成为最具潜力和吸引力的产业之一。聚烯烃生产装置的新建、改建项目已达数十个。欧美国家对金属催化技术的研究和开发早于国外，茂金属聚烯烃行业产能逐步集中，供应能力不断增强很快。在目前，美国聚烯烃在欧洲和美国的主要供应商是亚洲国家比如埃克森美孚，中国石化除日本外，整个金属聚烯烃产业起步较晚，产能主要集中在日本和韩国，美国是主要的供应商。中国也已经成为主要的供应商，聚烯烃工业在国内发展的也很迅速。它是亚洲最具实力的工业之一，也是世界上最大的工业之一市场。更多中国市场份额吸引了更多的供应商竞争，这个未来几年的竞争将更加激烈。当前的茂金属聚烯烃的供需主要集中在食品包装，拉伸伤口薄膜，重型包装袋，固体包装材料等。欧洲和美国下游行业相对成熟，对产品的要求较高，所以它们也是市场上的热点，需求最大。在过去的五年中，美国市场的消费需求增长仍处于高水平，平均增长率约为17％。亚洲市场的消费迅速发展，接近甚至超过了欧洲茂金属聚烯烃材料的需求。
3、溶液法聚乙烯技术
3.1、溶液法聚乙烯生产技术的特点
环己烷用作溶剂，乙烯和α-烯烃（主要是1-丁烯和1-辛烯），以聚合，稳定，易于控制。所有聚乙烯产物可以通过使用催化剂体系制备。反应产物以熔化状态熔化，气相聚合中没有爆炸聚合，例如爆炸性聚合。高聚合速率，乙烯中乙烯的转化率可以控制在约95％左右，聚合具有短暂停留时间，易于操作，易于控制，而且过渡较少。各种各样的产品，它们的性能具有广泛的环境应力开裂，拉伸强度，抗低温刷新等。在中压蒸汽和高沸腾塔的同时产生很多热量。在冷凝气态己烷时产生顶部冷凝器和低压蒸汽，并且在装置中产生的废烃直接用于气化器。
3.2、溶液法生产聚乙烯装置国内现状
抚顺石化厂聚乙烯装置年产量11.5万吨聚乙烯。它是中加两国唯一引进的杜邦解决方案工艺专利技术。它可生产129品牌。比较与其他工艺相比，具有催化剂制备简单，产品品牌切换，聚合速度快，无爆炸性聚合，单体转化率高，灰分低。现在已经生产了两个品牌的特殊材料2911和2911FS，产品质量稳定，深受市场欢迎。
4、结束语
由上可知，聚乙烯生产企业不仅应当提供高适销对路的专用料，同时也应当重点开发生产出某些制品，才能够在当前竞争激烈的市场中占据重要的地位，提升产品的竞争力。
参考文献
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