聚乙烯生产技术比较与选择

2022-09-11

目前, 我国聚乙烯的生产能力较低, 难以自给自足, 必须致力于提高生产聚乙烯的产量以及技术含量。由此可见对于聚乙烯生产技术的掌握, 已经成为我国聚乙烯生产的关键所在, 所以我国必须努力开发出属于我国自身所拥有的成套生产技术, , 并且拥有自己的知识产权。在本文中对国外主要的低压法聚乙烯生产工艺技术进行了比较, 并且阐述了气相法聚乙烯工艺的优点。

1 主要的聚乙烯生产工艺技术介绍

目前, 主要的生产聚乙烯的生产工艺技术包括了以下几种:

1.1 高压法

生产LDPE的工艺技术主要有两种, 一种是管式法, 其固定投资成本平均达到了65百万, 产品价格是31.9分/镑;另一种是斧式法, 其固定投资成本平均达到了72.3百万, 产品价格是33.4分/镑。这两种方法的工艺步骤基本相同, 只有聚合反应其存在区别。通常而言对于大规模的生产装置应当采用管式法比较好, 对于生产专用拍好的装置应当采用斧式法最佳。

1.2 淤浆法生产工艺技术

该种生产HDPE的工艺技术所生产出来的产物属于一种聚合物粒子, 其由乙烯聚合形成的, 悬浮在类稀释剂中。其固定投资成本平均达到了29.9百万, 产品价格是25.4分/镑。目前该种生产工艺技术的开发公司有三个:美国Phillips、美国Lyondell、日本Mitsui。

1.3 生产LLDPE/HDPE的工艺

1.3.1 气相法生产工艺技术

主要的生产设备是流化床反应器, 乙烯在流化床反应器上进行聚合反应, 生成固体聚乙烯。其固定投资成本平均达到了31.7百万, 产品价格是26.3分/镑目前的气相法生产工艺技术主要包括了UCC的Unipol、BP的Innovene以及Montell的Spherilene。

1.3.2 溶液法生产工艺技术

所生产出来的聚合物可以溶解在溶剂中。其固定投资成本平均达到了33.7百万, 产品价格是28.5分/镑目前该种生产工艺主要包括了中压溶液法、低压溶液法。

2 聚乙烯生产方法的选择

近年来, 聚乙烯生产工艺技术正处于不断的发展中, 在这个发展的过程中, 高压法的应用正在逐渐减少, 而低压法则得到越来越广泛的应用, 尤其是气相流化床的生产工艺, 现已经成为聚乙烯生产工艺技术发展的大体趋势。气相法在1990年到1995年之间其新增的生产能力是4.29MT/A, 从1995年-2000年之间的新增生产能力是5.51MT/A。相比其他的生产工艺技术而言, 气相法的新增能力更为理想。气相法具有更大的生产能力, 生产流程简单, 操作条件相对而言比较低, 不需要进行其他低聚物的处理, 也不需要对溶剂进行回收, 具有更加低的投资成本以及费用, 能源消耗低, 排出的废弃物比较少, 具有环保效应。

在我国, 新建立的聚乙烯装置中, 大部分都是适应环保要求以及具有比较地投资成本的LLDPE生产工艺技术。为了扩大聚乙烯产品的种类范围, 提高聚乙烯产品的市场竞争力, 应当选择全密度聚乙烯装置的气相法工艺技术。

3 气相法聚乙烯工艺技术的介绍

以下介绍了BP公司的Innovene气相流化床技术。

该公司的气相流化床技术所采用的生产设备是单台的流化床反应器, 所使用的催化剂包括了肽金属系、铬金属系、茂金属系三种, 其中, 钛金属系主要用来生产狭窄分子质量分布的产品, 铬金属系用来生产宽分子质量分部的产品, 而茂金属系的催化剂仍然处于开发状态。对于铬金属系的催化剂的使用, 需要对其进行活化处理, 使用循环气体来把聚合热去除。所使用的单体共聚物包括了1-丁烯、4-甲基、1-己烯。所生产的产品具有的熔体流动率为0.05-100克每10分钟, 密度在0.91-0.965之间, 用来制造的薄膜级产品、注塑级产品以及吹塑级产品具有比较理想的性能。

该气相流化床工艺技术的主要特点体现在:乙烯和其他单体共聚物在气象流化床反应器的作用下直接发生反应, 生成了聚合物。乙烯作为其中的单体原料具有良好的传热性能, 作为传热介质;操作温度在70-110摄氏度之间, 压力在2.2MPa;单线生产能力比较高而且流程比较短, 不需要对原料进行搅拌, 节省了大量的投资成本;所生产的产品属于分子质量范围宽的产品, 可以交替生产高密度聚乙烯以及低密度聚乙烯;在生产的过程中不需要把低聚物以及溶剂去除。但是, 该工艺技术存在着以下几个方面的缺点:如果出现毛状聚合物在热电偶皮上沉积, 容易引起温度读数的误差, 形成飞温现象, 产生大的聚合物结块, 堵塞;在切换牌号的时候, 会有许多的过渡料产生;催化剂容易受到空气和水的影响, 水和空气会导致催化剂的效率降低, 增加产品灰分;需要添加种子树脂;不可以生产双峰产品。