有关聚乙烯生产工艺的介绍
来源：罗春燕的日志
4.2.1.1.1 气相法工艺
目前世界上比较先进成熟的气相法工艺主要包括Univation公司的Uniopl工艺、BP Amoco公司的Innovene工艺和Basell公司的Spherilene 工艺及Lupotech G工艺。
●Univation公司Unipol工艺
Univation技术公司是Dow Chemical 和埃克森美孚公司50/50的合资企业，该公司基于原埃克森和联碳（Unipol）有关的EXXPOL茂金属和超冷凝态技术相结合的工艺技术。Unipol技术己在美国大量应用，2004年又转让给俄罗斯Kazanorgsintez公司，用于使两台Unipol 聚乙烯反应器能力翻3番，达到22万吨/年，从而使该聚乙烯装置总能力达到51万吨/年。Unipol聚乙烯装置的单线能力不断增加，现有9条产能为40万吨/年的生产线运行，还有3条在设计和建设中。目前，最大的单线产能为53万吨/年，也可达60万吨/年。
Unipol气相法聚合技术，以乙烯为原料，丁烯-1或已烯-1为共聚单体，氢气为链转移剂，采用美国UCC的专利催化剂，在气相流化床反应器中聚合，生产高、中、低密度的聚乙烯树脂。
UCC公司是气相流化床聚乙烯生产技术的开发者。该工艺采用超冷凝技术，使用单台反应器生产LLDPE和HDPE。该工艺无需预聚合，没有溶剂，完全返混，使用高效催化剂。同时，由于反应系统转动设备少，反应循环气无需旋风分离，设备结构简单，产品牌号多，应用广泛。特别是薄膜和吹膜产品性能良好，工艺流程短、成本低、安全、灵活。Unipol工艺装置主要由单体净化、催化剂制备、聚合反应、树脂脱气和挤出造粒等工段组成。反应器操作温度90～100℃，压力2.07MPa，由于反应热靠循环气体移出，单程转化率2％左右，乙烯停留时间约3小时。早期的Unipol装置在整个工艺过程中始终保持反应物在气体状态，随着催化剂的改进及冷凝式操作进展，改进后的Unipol工艺装置以液化的共聚单体（丁烯-1/己烯-1）喷入粉料气体流化床，以其潜热帮助移出反应热，使反应器单位生产能力大幅提高。
Unipol气相法聚乙烯工艺，由于工艺流程简单、建设投资少和能耗低，可以在较宽范围内调节产品品种，因而在全世界范围内得到了迅速发展，其工艺技术的不断进步带动了整个产业的不断进步。目前Unipol 技术已有80多条生产线在运行，装置平均开工率都在120%以上。Unipol 工艺对于典型的全范围产品设计最大生产能力可达38万吨/年，对于生
产有限产品、专用产品或戊金属基LLDPE装置，生产能力可达45～60万吨/年。其催化剂有三类：一是齐格勒-纳塔催化剂，生产窄分子量分布的产品如薄膜和吹塑品；二是铬系催化剂，生产宽分子量分布的产品如管材；三为茂金属催化剂，生产双峰分布的产品。产品的熔融指数为0.01～150g/10min，密度0.915～0.970 g/cm3，其薄膜和吹塑产品性能良好，主要共聚单体有丁烯-1和己烯-1。该工艺流程短、生产成本低、操作灵活安全。
Unipol工艺及Univation公司有关的EXXPOL茂金属和超冷凝（SCM-T）技术在过去几年中主要技术进展是：出让许可证数量进一步增加，包括中国扬子石化；提供扩大生产能力的技术，包括SCM-T及其它工艺优化方案；EXXPOL基聚乙烯开发及工业发继续集中在Univation公司发展；通过工艺及催化剂优化，减少了Unipol工艺的投资及运转成本；在齐格勒-纳塔催化剂的基础上，UCC开发成功一种窄分子量分布的新催化剂体系，这种催化剂以淤浆形式应用，每克催化剂可生产20000克聚乙烯，目前UCC所有装置都采用这种催化剂；超冷凝技术进一步完善。Univation公司开发的Prodigy双峰催化剂，用于单一Unipol聚乙烯气相法反应器中，通过专有的催化剂工程系统，可生产双峰HMW-HDPE。它生产的双峰HDPE薄膜具有极好的抗撕裂性能，用Prodigy催化剂生产的PE-100管材巳通过ISO 100评定。Univation公司还在开发用于生产超双峰高密度聚乙烯的催化剂，现已工业化推出XCAT EZP 茂金属催化剂。
●BP Amoco公司Innovene 气相流化床工艺技术
BP Amoco公司的Innovene技术采用气相法生产工艺，其工艺流程和Unipol工艺相似，由反应器、循环气压缩机、循环气冷却器组成。在反应器的出口处有旋风分离器，避免了聚合物在压缩机，冷却回路的挂堵问题，催化剂切换时系统不用清洗。聚合工艺温度75～95℃，压力1.86～2.16MPa，流化速度0.50～0.55m/s，脱气系统采用2个脱气塔减少了大气中烃类的排放量，并改冷空气脱气为氮气脱气确保安全。
目前采用该工艺的最大生产装置能力为35万吨/年，它与其它气相法工艺最大的不同是BP Amoco专用催化剂、采用环路旋风分离器、以及专利的HPT和EHP设计。其催化剂对温度不敏感，在运转过程中，床中热点及由此造成的结块很少发生。Innovene技术自称为清洁的聚合工艺，其生产装置可在高开工率和很少切换料的情况下操作，装置平均开工率达到96%，切换料仅为1%。其专利的EHP技术只需要很少的附加投资，即可使反应器能力翻番。其特有的齐格勒-纳塔催化剂体系，能
生产MWD产品，1987年以来也使用铬基催化剂生产MWD，适于生产吹塑、管材及HDPE膜料，其HDPE吹塑树脂的性能特别是耐环境开裂（ESCR）性能，超过现有淤浆法和气相法工艺生产的产品。Innovene 技术生产的产品，MFI范围为0.2～75，密度为0.917～
0.962g/cm3，VLDPE牌号正在开发之中。同时BP Amoco也采用了Dow Chemical 的INSITE技术开发了单中心聚乙烯。目前BP Amoco下致力于增加产品牌号，特别是吹膜塑料及类似LDPE产品。Innovene工艺生产丁烯-1、己烯-1、4-甲基戊烯-1共聚物。也开发了基于丁烯-1、4-甲基-1-戊烯的三元共聚物。
●Borealis公司Borstar双峰工艺
北欧化工公司（Borealis）的Borstar工艺是一种能够生产全密度聚乙烯（LLDPE、MDPE和HDPE）的浆液-气相组合工艺，生产的树脂有良好的加工性能和机械性能。伴随着双峰技术的开发，进一步强化了丙烷超临界状态的应用。实现了一种工艺中能够生产全密度的聚乙烯树脂（LLDPE、MDPE及HDPE）和双峰聚乙烯。目前，Borstar聚乙烯工艺的单线最大产能已达35万吨/年。
Borealis 公司的Borstar 双峰聚乙烯工艺由独特的淤浆环管反应器和特制气相反应器串联而成，整个工艺过程高度灵活，易于控制聚乙烯的分子质量和分子质量分布，得到的树脂具有良好的加工性能和机械性能（如刚性和耐撕裂强度）。
Borstar工艺以超临界丙烷为稀释剂，采用二个串联的反应器、钛系专利催化剂BC-200生产双峰产品，工艺中的第一反应器是环管浆液反应器，第二反应器是气相流化床反应器。目前世界上采用该技术的生产能力约100万吨/年，单线生产能力22.5万吨/年。目前最大装置生产能力可达44万吨/年。其特有的齐格勒-纳塔催化剂能适于生产全密度产品（0.920～0.960g/cm3），双峰产品的MFI范围为5～11，特别是受压管材料竞争力较强。所有的Borstar树脂都采用丁烯-1作共聚单体，因此具有成本优势。下一代的Borstar产品可能包括“MAO”和“HAO”产品。此外，北欧化工公司研发了一种专有的先进工艺控制系统(BorAPC)，为普通的控制系统和使用非线性预知模型的控制变量提供界面。其优点是：可改进反应器的稳定性，确保产品的一致性；改进反应器控制使操作更接近装置的极限，增加产量约3%；缩短牌号切换时间，减少过渡料的数量。
●Basell公司Spherilene和Lupotech G工艺
Spherilene聚乙烯工艺1994年初工业化，是Montell公司利用生产聚丙
烯树脂Spheripol技术开发的用于生产聚乙烯的技术，现Montell公司属Basell公司所有。我国没有采用Spherilene技术的聚乙烯装置。Spherilene由预聚合反应器和两个串连的气相流化床反应器构成，可以生产双峰分布的聚乙烯树脂及双峰共聚单体的聚乙烯产品，也可生产三元共聚物及四元共聚物。催化剂组分由载于氯化镁载体的钛化合物；烷基铝(如三乙基铝)和给电子体(如环己基－甲基－二甲氧基硅烷)组成。催化剂的效率大约是15000克聚乙烯/克附载型催化剂，或50万克聚乙烯/克钛。反应条件随产品性能要求的不同而不同。一般条件是：聚合温度70～100℃；压力1.5～3.0MPa。产品中乙烯含量为73～85%，丙烯0～15%，其它共聚单体0～15%。
Spherilene工艺的主要优点是：不用冷凝模式操作就可达到与其它采用冷凝模式操作的气相法工艺相当的时空产率，因而反应器停留时间短；具有较高的传热效率和物料流动速度，因而Spherilene流化床反应器的体积只相当于普通非冷凝态操作的气相流化床反应器的1/3。牌号切换时产生的等外品过渡料也只是普通气相法工艺的一半。
Lupotech G气相法流化床工艺原是Elenac公司在80年代中期开发的，2001年Elenac和Montell组成Basell公司，该工艺成为Basell公司的专利，其技术核心是Elenac公司的聚乙烯催化剂及工艺专利技术与Montell公司的Spherilene工艺技术相结合的流化床工艺技术。Lupotech G气相法流化床工艺原是Elenac公司在80年代中期开发的，2001年Elenac和Montell组成Basell公司，该工艺成为Basell公司的专利，其技术核心是Elenac公司的聚乙烯催化剂及工艺专利技术与Montell公司的Spherilene工艺技术相结合的流化床工艺技术。Lupotech G工艺流程基本与Unipol和Innovene相似，聚合反应在流化床反应器中进行，反应温度95～115℃，反应压力2.1MPa。聚合物的分离与其它工艺也有差别，聚合物一步直接排到排放箱，产生良好的脱气效应。排出的气体循环回循环鼓风机和冷却器的入口。由于催化剂性能优越，反应器条件控制得好，树脂产品的形态很好，细粉含量少，堆密度高，不结块。
其主要特点是采用Basell公司设计的流化床活化器活化铬催化剂。所用的铬催化剂是在硅胶或硅铝胶上担载1%的铬，并用六氟硅酸铵改性。除了用活化的铬催化剂外，齐格勒-纳塔催化剂和其专有的茂金属催化剂也可直接注入反应器中。三烷基铝化合物用作助催化剂。
由于该工艺结合了高性能催化剂和适宜的反应条件，因此产品的形态得到很好控制，细粉含量低，产品堆积密度大。该工艺的特点是可生产分
子量分布从窄到宽的全范围产品，共聚单体可用丁烯-1、己烯-1、4-甲基-1-戊烯和辛烯-1，产品的加工性和强度比一般的LLDPE好，聚合停留时间较短，产品中残留单体少。
●三井化学公司Evolue工艺
日本三井化学公司开发的LLDPE气相法工艺，其关键技术是采用两个串联的气相反应器，可以得到双峰分布或单峰分布的聚乙烯树脂，密度可以降到0.90g/cm3。
三井化学公司开发的Evolue工艺的目的是生产具有良好加工性能、优良机械性能和光学性能的LLDPE。该工艺采用两个气相流化床反应器串联，两个反应器的操作压力相似，每一个反应器的产量取决于聚合物特定的掺混要求。因为第一个反应器仅生产一部分聚合物，因此第一反应器的尺寸一般小于第二反应器。但为了增加灵活性，两个反应器的尺寸也可以近似。Evolue工艺采用茂金属催化剂，该工艺也可采用齐格勒-纳塔催化剂生产非茂基牌号的产品。
目前三井化学公司不出售其Evolue工艺技术，其产品开发集中在自己的聚乙烯装置中。
4.2.1.1.2 溶液法工艺
溶液法工艺需要使用溶剂，反应温度和压力较高，原料和聚合物溶解于溶剂中，溶液的粘度随聚合物分子量的增大而升高。由于受溶液粘度的制约，聚合物的分子量不可能太高。聚合用的反应器体积较小，反应时间较短，切换产品牌号时过渡料少，生产灵活性大。产品性能好，价格性能比有竞争力。但由于使用溶剂需要回收，因而工艺流程较长，设备较多，投资较大，操作和维修费用较大。
目前溶液法工艺主要包括Dow Chemical 公司的Dowlex工艺(低压冷却型工艺)、DSM的Compact工艺(采用低压绝热反应器)和加拿大NOVA 化学公司的Sclairtech工艺(采用中压反应器)。
●Dow 化学Dowlex工艺
Dow 化学的Dowlex工艺采用两个串联的搅拌槽反应器，反应压力
4.8MPa，反应器出口温度为170℃，第二反应器的聚合物含量为10%。反应停留时间短，单程转化率可超过90%。
Dowlex工艺是采用重质溶剂Isopare（一种饱和的正构烷烃），因此Dowlex工艺在溶液法工艺中操作压力最低。Dowlex工艺采用辛烯-1作共聚单体，正在开发VLDPE产品，这种产品的很多性能与EVA相当。该技术也能生产均聚物，密度高至0.965g/cm3，产品MFI为0.2～125。采用该工艺生产的树脂性能通过催化剂、共聚单体类型、用量及氢气的
加入量来调节。通过加入不同种类的α-烯烃控制最终产品的强度，α-烯烃的加入量越大，树脂密度越低，聚合时利用加氢气量的多少控制聚合物的分子量。
Dow Chemical 已推出双峰Dowlex树脂产品，产品强度和性能均有较大提高，另外Dow Chemical 还采用INSITE技术生产茂金属基树脂，已建有工业化生产装置。采用单中心的INSITE改造原有的Dowlex工业装置，可使反应器在较低的温度下操作（170℃），同时也能生产双峰树脂。
●DSM公司Compact工艺
DSM公司的Compact溶液法工艺1972年开始工业法生产，Compact技术最初是为HDPE生产开发的，目前已适于生产LLDPE。最近开发了齐格勒-纳塔催化剂体系，用相同的催化剂可生产所有LLDPE和HDPE所有牌号，且所有产品均以窄分子量分布为特征，产品机械性能良好，特别适于薄膜生产。
该工艺生产的树脂，密度为0.900～0.965g/cm3，产品熔体指数为0.5～100；能生产VLDPE树脂（指密度低于0.915g/cm3，适于生产高韧性薄膜产品）。Compact技术采用的共聚单体是丁烯-1和辛烯-1，或者是二者都有的三元共聚物。
与Dow Chemical 和NOVA公司的溶液法工艺相比，Compact工艺操作温度低，因此操作活性大，转化率高，但要求对原料冷冻。对乙烯原料不需要净化及压缩，聚合反应是在一个完全充满液体、带搅拌器的反应器中，在绝热条件下进行。反应热被预冷的反应器进料吸收，反应温度为150～250℃，反应压力为3～10MPa，物料停留时间小于10分钟，所以牌号切换容易，基本无过渡料。乙烯单程转化率达到95%以上。
●NOVA化学公司Sclairtech工艺
加拿大NOVA化学公司的Sclairtech工业化工艺运转已达30多年之久。20世纪90年代末，NOVA化学公司进一步开发了先进的Sclairtech(AST)工艺。Sclairtech工艺以环己烷为溶剂，共聚单体可用丁烯-1或辛烯-1，反应温度达300℃，由于反应温度高，可最大限度地利用反应热，因而具有以下优点：进入反应器的物料不需要冷冻，反应停留时间短，设备生产强度高，切换牌号快（一般用15～30min），过渡料少，且容易精确切换牌号，反应器中聚合物浓度高，乙烯单程转化率在95％以上，产品纯净。
该工艺可以生产LLDPE到HDPE（0.905～0.965 g/cm3）全密度范围的产品。熔体流动指数在0.2～150之间。双峰控制可以得到MWD从窄到
宽的聚合物。均相的溶液介质也使共聚单体的双峰分布，双峰聚合物也有共聚单体的双峰分布，该工艺也能生产丁烯和丁烯/辛烯三聚物。
该工艺还具有以下优点：反应器进料体系不要求设置冷冻设备；可生产全范围的产品；反应器的停留时间很短(小于2分钟)，反应器的牌号切换非常快；反应器中固体含量高；乙烯单程转化率达95%以上；使用简单催化剂成分，不需要催化剂制备工序；该工艺的另一个优点是树脂不易形成凝胶，这一点对于薄膜的生产是很重要的。工艺的主要缺点是在高温下齐格勒-纳塔催化剂的活性较低。
NOVA化学公司进一步开发的先进的Sclairtech(AST)工艺使用NOVA化学公司专有的高活性齐格勒-纳塔催化剂，使用强力搅拌、短停留时间(因为催化剂活性高)和双反应器，生产具有不同性能的聚乙烯均聚物和共聚物，并能按用户的要求定制产品。AST工艺可生产全密度范围的聚乙烯，密度0.905～0.965 g/cm3，熔体指数的范围0.2～150g/10min。在新的AST工艺中诺瓦使用了一种专有的高活性齐格勒-纳塔催化剂，并在较低的温度下操作(很可能低于200℃)，操作压力约8.3MPa，使用更轻、更易挥发的溶剂。
NOVA化学公司也开发了自己的非茂单中心催化剂(SSC)，可用于AST 工艺。生产的树脂相对于齐格勒-纳塔AST树脂有更优越的性质(即有更高的纵向撕裂强度和抗慢穿刺性)。
4.2.1.1.3 浆液法工艺
●Phillips淤浆法生产工艺
Phillips淤浆法工艺代表世界级的MDPE/HDPE生产工艺，现在产品范围已扩大到LLDPE树脂。利用该工艺可生产密度范围为0.918～
0.970g/cm3，熔体指数0.15～100的乙烯均聚物和共聚物。我国上海石化与Phillips公司合资的10万吨/年浆液环管法HDPE装置采用的是该公司技术。
该工艺装置大体上是8条腿的环管反应器，容积约151.4m3。Phillips通过持续革新其环管工艺，使投资及操作成本不断下降。以茂金属催化剂为核心的制造体系使LLDPE的密度降低到0.916 g/cm3，树脂能在Phillips传统淤浆环管工艺中生产，有极好的加工性能。
该工艺以异丁烷为溶剂，由于使用环管反应器，管内物料可高速循环使管内部全部为湍流区，传热系数高达3.34～5.02MJ/（m2?℃），不易形成凝胶。环管外的水冷夹套单位体积传热面积高达6.5～7.0 m2/m3，因而反应器生产强度高，反应停留时间短，容易切换牌号，过渡料少。异丁烷稀释剂容易闪蒸脱除，装置能耗较低。
Phillips淤浆法采用环管工艺，装置能力也在不断扩大，目前Phillips可提供50万吨/年的装置设计，反应器容积可达到152 m3。目前Phillips 可工业化生产5种产品，这5种均可在其淤浆法环管反应器中生产：HDPE/MDPE 铬基催化剂
HDPE/MDPE 齐格勒-纳塔催化剂
LLDPE 齐格勒-纳塔催化剂，密度可低至0.91 LLDPE 茂金属基催化剂，密度可低至0.916 LDLPE 铬基催化剂，易加工级
Phillips进一步改进原位技术，在反应器内通过乙烯三聚生产己烯共聚单体：仅以乙烯为原料生产乙烯-己烯共聚物，密度为0.920～0.955
g/cm3。并且正在开发在单反应器中用双中心催化剂生产双峰聚乙烯产品的技术。目前世界采用Phillips技术的聚乙烯装置总能力在600万吨以上
聚乙烯生产工艺
聚乙烯结构:CH2=CH2+CH2=CH2+……-CH2-CH2-CH2-CH2…. 简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯是结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的?CH2?单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯(CH2=CH2)的加成聚合而成的。 聚乙烯（PE）是通用合成树脂中产量最大的品种，主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）及一些具有特殊性能的产品。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。也适用于各种浆点、粉点、撒粉、涂布机及喷胶机产品；广泛用于服装、服装面料复合、制鞋、包装、书籍、无线装订、儿童玩具、家电等行业。合剂的首选材料。 聚合实施方法：淤浆法、溶液法、气相法 产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度 产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量 生产方法：高压法、低压法、中压法 高压法用来生产低密度聚乙烯，这种方法开发得早，用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3,但随着生产技术和催化剂的发展，其增长速度已大大落后于低压法。低压法就其实施方法来说，有淤浆法、溶液法和气相法。 淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯。近年来，各种低压法工艺发展很快。本设计中采用高压淤浆法合成低密度聚乙烯。
聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。 聚乙烯的生产工艺 1主要原料 乙烯是最简单的烯烃，常压下是略带芳香气味的无色可燃性气体。 乙烯几乎不溶于水，化学性质活泼。与空气混合能产生爆炸性混合物。是石油化工的基本原料。 乙烯来源于液化天然气、液化石油气、轻柴油、重油或原油等经裂解产生的裂解气中分出；也可由焦炉煤气分出；还可由乙醇脱水制得。 2高压聚合生产工艺 乙烯高压聚合是以微量氧或有机过氧化物为引发剂，将乙烯压缩至 147.1~245.2MPa高压下，在150~290℃的条件下，乙烯经自由基聚合反应转变成为聚乙烯的聚合方法。也是工业上采用自由基型气相本体聚合的最典型方法，海事工业上生产聚乙烯的第一种方法，至今仍然是生产低密度聚乙烯的主要生产方法 3聚合原理 乙烯在高压下按自由基聚合反应机理进行聚合。由于反应温度高，容易发生向大分子链转移反应，产物为带有较多长支链和短支链的线型大分子。经测试，大分子链中平均1000个碳原子的支链上带有20~30个支里链。同时由于支
聚乙烯生产工艺文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
聚乙烯结构:CH2=CH2+CH2=CH2+……-CH2-CH2-CH2-CH2…. 简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯是结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的CH2单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯(CH2=CH2)的加成聚合而成的。 聚乙烯（PE）是通用合成树脂中产量最大的品种，主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）及一些具有特殊性能的产品。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。也适用于各种浆点、粉点、撒粉、涂布机及喷胶机产品；广泛用于服装、服装面料复合、制鞋、包装、书籍、无线装订、儿童玩具、家电等行业。合剂的首选材料。 聚合实施方法：淤浆法、溶液法、气相法 产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度 产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量 生产方法：高压法、低压法、中压法 高压法用来生产低密度聚乙烯，这种方法开发得早，用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3,但随着生产技术和催化剂的发展，其增长速度已大大落后于低压法。低压法就其实施方法来说，有淤浆法、溶液法和气相法。 淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯。近年来，各种低压法工艺发展很快。本设计中采用高压淤浆法合成低密度聚乙烯。 聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光
前言 塑料工业是一门新兴的工业。从十九世纪中叶以后，以樟脑和硝酸纤维素混合制得的可塑性物质为塑料工业的诞生开辟了道路。二十世纪以来，人们用化学合成的方法，制成了一系列具有天然树脂性能的合成树脂。从此，塑料工业便开始迅速发展起来，塑料成为国民经济各个领域中不可缺少的材料。当前，塑料工业已是世界上发展最迅速的工业领域之一。1950 年全世界塑料产量为150万吨，1960年发展到690万吨，1970年达到3000万吨，1979年达到6344万吨。据国外预测，到1985年，全世界塑料的总产量可达1亿吨，到2000年世界塑料产量将超过3.5亿吨。在可以预见的未来，全世界可生产的塑料不仅在体积上将超过钢铁，而且在重量上也将于钢铁相当。未来的世界将是一个“塑料的世界”。聚乙烯具有优良的耐低温性，耐化学药品的侵蚀性，突出的电源绝缘性，同时并能耐高压、耐辐射性。由于聚乙烯仅由碳、氢二种元素所组成，没有极性元素的存在，所以它还有着良好的抗水性。聚乙烯按其生产方法的不同，有高压法聚乙烯、中压法聚乙烯和低压法聚乙烯三种之分。三种方法各有优缺点，在工业上是并存的。聚乙烯的性能随制造方法的不同，于分子结构有关；可分为低密度与高密度。通常，由高压法制得的聚乙烯叫做“低密度密度”，而由中压法或低压法制得的聚乙烯叫做“高密度聚乙烯”。除此之外，还有低分子量聚乙烯，超高分子量聚乙烯，交联聚乙烯，氯化聚乙烯，氯磺化聚乙烯，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等多种聚乙烯及其共聚物。随着各种改性技术和复合技术的发展，聚乙烯正在向一些新的应用领域渗透。 第一章 聚乙烯性能 1.1聚乙烯物理性质 聚乙烯在薄膜状态下可以被认为是透明的，但是在块状存在的时候由于其内部存在大量的晶体，会发生强烈的光散射而不透明。聚乙烯结晶的程度受到其枝链的个数 的影响，枝链越多，越难以结晶。聚乙烯的晶体融化温度也受到枝链个数的影响，分布于从90摄氏度到130摄氏度的范围，枝链越多融化温度越低。聚乙烯单晶通常可以通过把高密度聚乙烯在130摄氏度以上的环境中溶于二甲苯中制备。聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC，低密度聚乙烯熔点较低（112oC）且范围宽。常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。1.2聚乙烯化学性质聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的 7 第三章 聚乙烯加工与应用 3.1加工与应用 可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工，广泛应用于制造薄膜、中空制品、纤维和日用 杂品等。在实际生产中，为了提高聚乙烯对紫外线和氧化作用的稳定性，改善加工及使用性
聚乙烯吹膜生产工艺 一、概述 塑料薄膜是常见的一种塑料制品，它可以由压延法、挤出法、吹塑等工艺方法生产，吹塑薄膜是将塑料原料通过挤出机把原料熔融挤成薄管，然后趁热用压缩空气将它吹胀，经冷却定型后即得薄膜制品。 用吹塑工艺成型方法生产薄膜与其它工艺方法具有以下优点： 1、设备简单、投资少、收效快； 2、设备结构紧凑，占地面积小，厂房造价低； 3、薄膜经拉伸、吹胀，力学强度较高； 4、产品无边料、废料少、成本低； 5、辐度宽、焊缝少、易于制袋； 与其它成型工艺比其缺点如下： 1、薄膜厚度均匀度差； 2、生产线速度低，产量较低(对压延而言)； 3、厚度一般在0.01∽0.25mm，折径100-5000mm； 吹塑薄膜其主要用原料：LDPE、HDPE、LLDPE、EVA、PVC、PP、PS、PA等。 二、聚乙烯吹塑薄膜成型工艺 吹塑薄膜工艺流程，物料塑化挤出，形成管坏吹胀成型；冷却、牵引、卷取。在吹塑薄膜成型过程中，根据挤出和牵引方向的不同，可分为平吹、上吹、下吹三种，这是主要成型工艺也有特殊的吹塑法，如上挤上吹法。 1、平挤上吹法 该法是使用直角机头，即机头出料方向与挤出机垂直，挤出管坏向上，牵引至一定距离后，由人字板夹拢，所挤管状由底部引入的压缩空气将它吹胀成泡管，并以压缩空气气量多少来控制它的横向尺寸，以牵引速度控制纵向尺寸，泡管经冷却定型就可以得到吹塑薄膜。如图所示。适用于上吹法的主要塑料品种有PVC、PE、PS、HDPE。 2、平挤下吹法
该法使用直角机头，泡管从机头下方引出的流程称平挤下吹法，该法特别适宜于粘度小的原料及要求透明度高的塑料薄膜。如PP、PA、PVDC(偏二氯乙烯)。如下图所示。 3、平挤平吹法 该法使用与挤出机螺杆同心的平直机头，泡管与机头中心线在同一水平面上的流程称平挤平吹法，该法只适用于吹制小口径薄膜的产品，如LDPE、PVC、PS 膜，平吹法也适用于吹制热收缩薄膜的生产。 以上三种工艺流程各有优缺点，现比较于表工艺流程优点缺点平挤上吹泡管挂在冷却管上，牵引稳定占地面积小，操作方便易生产折径大，厚度较厚的薄膜要求厂房高、造价高不适宜加工流动性大的塑料不利于薄膜冷却，生产效率低平挤下吹有利于薄膜冷却、生产效率较高能加工流动性较大的塑料挤出机离地面较高，操作不方便不宜生产较薄的薄膜平挤平吹机头为中心式、结构简单、薄膜厚度较均匀操作方便、引膜容易吹胀比可以较大不适宜加工相对密度大、折径大的薄膜占地面积大泡管冷却较慢，不适宜加工流动性较大的塑料 三、吹塑薄膜成型设备及结构特点 吹塑设备一般采用单螺杆挤出机，从工艺可知，吹塑薄膜成型的主要设备有挤出机、机头、冷却风环、牵引和卷取。 1、挤出机： 一般使用单螺杆挤出机、螺杆直径Ф45-120mm，Ф的大小由薄膜厚度和折径大小决定。产量受冷却和牵引两速度影响，薄膜窄的用小型挤出机，薄膜厚而宽的用大型挤出机。 挤出机的基本结构包括：传动装置、加料装置、机筒、螺杆、机头和口模等部分。挤出机的好坏，关键在于螺杆结构和螺杆的长径比。 螺杆结构有渐变螺杆，突变螺杆、带混炼图的螺杆。对于PE这三种螺杆均适用，带有混炼图的螺杆效果为佳。螺杆的长径比，过去由于受机械加工的限制，螺杆的长径比较短，它对于塑料的塑化受到影响，一是产量不高，二是质量不好，现在长径比发展到30：1以上，长径比长，对于产品生产，产量高，质量好，长径比宜在25以上为佳。螺杆热处理的好使用寿命长，最好是38CrMnAI，经氮
高密度聚乙烯生产工艺开发进展 概述世界聚乙烯工业生产和消费现状，了解高密度聚乙烯（HDPE）生产工艺的最新进展，提出本地该行业发展建议。 标签：聚乙烯；生产工艺；现状 高密度聚乙烯（HDPE）是一种不透明白色腊状材料，密度比水小，柔软而且有韧性，被广泛应用于制备诸如片材挤塑、薄膜挤出、管材或型材挤塑，吹塑、注塑和滚塑等。 在聚乙烯生产工艺技术领域，一直是多种工艺并存，各展其长。目前并存的液相法工艺有Nova公司的中压法工艺、Dow化学公司的低压冷却法工艺和DSM 公司的低压绝热工艺。应用最为广泛的浆液法工艺是科诺科菲利浦斯、索尔维公司的环管工艺和赫斯特、日产化学、三井化学的搅拌釜工艺。气相法工艺主要有Univation公司的Unipol工艺、BP公司的Innovene工艺和Basell公司的Spherilene 工艺。近年来，气相法由于流程较短、投资较低等特点发展较快，目前的生产能力约占世界聚乙烯总生产能力的34%，新建的LLDPE装置近70%采用气相法技术。近年来，在各工艺技术并存的同时，新技术不断涌现。其中冷凝及超冷凝技术、不造粒技术、共聚技术、双峰技术、超临界烯烃聚合技术以及反应器新配置等新技术的开发，极大地促进了世界聚乙烯工业的发展。 1 冷凝及超冷凝技术 冷凝及超冷凝技术是UCC、Exxon化学和BP公司开发的，是指在一般的气相法PE流化床反应器工艺的基础上，使反应的聚合热由循环气体的温升和冷凝液体的蒸发潜热共同带出反应器，从而提高反应器的时空产率和循环气撤热的一种技术。冷凝操作可以根据生产需要随时在线进行切换，使装置可以在投资不需要增加太大的情况下大幅度提高装置的生产能力，装置操作的弹性大，使得该技术具有无可比拟的优越性。通过采用该技术不仅将单线最大生产能力从22.5wt/y 提高到45wt/y年以上，而且进一步降低了单位产品的投资和操作费用，操作稳定性也得到了进一步提高。国外已有大量采用冷凝和超冷凝技术对气相法PE装置扩能的实绩，最高扩能达到原有能力的2.5倍以上。我国扬子石化公司、天津石化公司、广州石化公司以及吉林石化公司、中原石化有限责任公司、新疆独山子石化公司等的聚乙烯装置采用该技术也取得扩能成功。 2 不造粒技术 随着催化剂技术的进步，现在已出现了直接由聚合釜中制得无需进一步造粒的球形PE树脂的技术。直接生产不需造粒树脂，不但能省去大量耗能的挤出造粒等步骤，而且从反应器中得到的低结晶产品不发生形态变化，这样有利于缩短加工周期、节省加工能量。Montell公司的Spherilene工艺采用负载于MgCl2上的钛系催化剂，由反应器直接生产出密度为0.890-0.970g/cm3的PE球形颗粒，
聚乙烯的特点及其生 产工艺
聚乙烯的特点及其生产工艺 (2009-06-21 07:06:57) 标签：hdpe燕山石化公司线型聚乙烯分子量分布美国杂谈分类：塑料研究 英文名称:Polyethylene 比重:0.94-0.96克/立方厘米成型收缩率:1.5-3.6% 成型温度：140-220℃ 干燥条件： 物料性能耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,辐照改性,可用玻璃纤维增强.低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨. 低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件. 成型性能 1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形. 2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统. 3.加热时间不宜过长,否则会发生分解,灼伤. 4.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模. 5.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂. B.聚乙烯是乙烯最重要的下游产品 聚乙烯(PE)占世界聚烯烃消费量的70%，占总的热塑性通用塑料消费量的44%，消费了世界乙烯产量的52%。聚乙烯基本分为三大类，即高压低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线型低密度聚乙烯（LLDPE）。
2013 届毕业设计说明书 年产20万吨聚乙烯的生产工艺设计
目录 摘要 (1) 1 绪论 (2) 1.1 PE的概述 (2) 1.1.1 产品性质与特点 (2) 1.1.2 聚乙烯的主要用途 (3) 1.2 设计规模及原料规格 (3) 1.2.1 设计规模 (3) 1.2.2 主要原料规格 (3) 1.3 国内外的现状及发展前景 (4) 1.3.1 国外的现状 (4) 1.3.2 国内的现状 (4) 1.3.3 发展前景 (5) 1.4 课题的目的及意义 (5) 1.4.1 目的 (5) 1.4.2 意义 (6) 2 PE的生产工艺 (6) 2.1 PE生产工艺的概述 (6) 2.2 工艺选择 (7) 2.3 乙烯精制系统 (8) 2.3.1 乙烯精制 (8) 2.3.2 深冷法分离 (8) 2.4 催化剂选择 (9) 2.4.1 催化剂种类 (9) 2.4.2 催化剂制备 (10) 2.4.3 催化剂性能分析 (10) 3 物料衡算 (10) 3.1 基础数据 (10) 3.1.1 乙烯规格 (10) 3.1.2 催化剂进料对产品MFR的影响 (10) 3.1.3 各种牌号的聚乙烯H2浓度 (10) 3.2 物料衡算 (11)
3.2.2 反应釜物料衡算 (12) 3.2.2.1 聚合釜进料衡算 (12) 3.2.2.2 聚合釜出料衡算 (14) 3.2.3 闪蒸罐物料衡算 (15) 3.2.3.1 闪蒸罐进料衡算 (15) 3.2.3.2 闪蒸罐出料衡算 (15) 4 能量衡算 (16) 4.1 能量衡算总述 (16) 4.2 基础数据 (17) 4.3 各设备能量衡算 (18) 4.3.1 加料段热量衡算 (18) 4.3.2 进行反应段能量衡算 (19) 5 设备选型 (19) 5.1 选型原则 (19) 5.1.1 满足工艺要求 (19) 5.1.2 设备成熟可靠 (20) 5.2 反应器选型 (20) 5.2.1 反应器容积和生产能力的确定 (20) 5.2.2 主要尺寸的计算 (20) 5.2.4 反应釜技术特性表 (20) 5.3 进出口管径 (21) 5.3.1 聚合釜进料口管径 (21) 5.3.2 聚合釜出料口管径 (21) 5.4 闪蒸罐的计算 (22) 5.5 其他设备的选型 (22) 6 车间设备布置设计 (22) 6.1 车间设备布置的原则 (23) 6.2 车间设备布置 (24) 6.2.1 设备布置的安全距离 (24) 6.2.2 车间内辅助室和生活室布置 (25) 6.3 厂房布置 (25) 6.3.1 厂房布置原则 (25) 6.3.2 厂址选择的依据及原则： (25) 6.4 综合安全防护 (26) 6.4.1 防火防爆 (26) 6.4.2 防毒 (27)
聚乙烯结构:CH2=CH2+CH2=CH2+……-CH2-CH2-CH2-CH2…. 简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯是结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的?CH2?单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯(CH2=CH2)的加成聚合而成的。 聚乙烯（PE）是通用合成树脂中产量最大的品种，主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）及一些具有特殊性能的产品。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。也适用于各种浆点、粉点、撒粉、涂布机及喷胶机产品；广泛用于服装、服装面料复合、制鞋、包装、书籍、无线装订、儿童玩具、家电等行业。合剂的首选材料。 聚合实施方法：淤浆法、溶液法、气相法 产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度 产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量 生产方法：高压法、低压法、中压法 高压法用来生产低密度聚乙烯，这种方法开发得早，用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3,但随着生产技术和催化剂的发展，其增长速度已大大落后于低压法。低压法就其实施方法来说，有淤浆法、溶液法和气相法。 淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯。近年来，各种低压法工艺发展很快。本设计中采用高压淤浆法合成低密度聚乙烯。 聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。 聚乙烯的生产工艺 1主要原料 乙烯是最简单的烯烃，常压下是略带芳香气味的无色可燃性气体。 乙烯几乎不溶于水，化学性质活泼。与空气混合能产生爆炸性混合物。是石油化工的基本原料。 乙烯来源于液化天然气、液化石油气、轻柴油、重油或原油等经裂解产生的裂解气中分出；也可由焦炉煤气分出；还可由乙醇脱水制得。 2高压聚合生产工艺 乙烯高压聚合是以微量氧或有机过氧化物为引发剂，将乙烯压缩至147.1~245.2MPa高压下，在150~290℃的条件下，乙烯经自由基聚合反应转变成为聚乙烯的聚合方法。也是工业上采用自由基型气相本体聚合的最典型方法，海事工业上生产聚乙烯的第一种方法，至今仍然是生产低密度聚乙烯的主要生产方法 3聚合原理 乙烯在高压下按自由基聚合反应机理进行聚合。由于反应温度高，容易发生向大分子链转移反应，产物为带有较多长支链和短支链的线型大分子。经测试，大分子链中平均1000个碳原子的支链上带有20~30个支里链。同时由于支链较多，造成高压聚乙烯的产物结晶度低，密度小，故高压依稀称为低密度聚乙烯。 条件与过程描述：纯度99%以上的乙烯在催化剂四氯化钛和一氯二乙基铝存在下，在压力0.1-0.5MPa和温度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤浆。经醇解破坏残余的催化剂、中和、水洗，并回收汽油和未聚合的乙烯，经干燥、造粒得到产品。 4主要工艺条件
聚氯乙烯生产工艺简介 PVC树脂是氯乙烯单体经聚合制得的一类热塑性高分子聚合物，分子式为: [ CH2—CHCl ]n，其中n表示聚合度，一般n=590～1500。 一、氯乙烯单体的制备 工业上制备氯乙烯的方法主要有：乙炔法、联合法、乙烯氧氯化法、乙烯平衡氧氯化法等。 1、乙炔法：乙炔与氯化氢反应生成氯乙烯是最早实现工业化的方法，乙炔可由电石（碳化钙）与水作用制得。此法能耗大，目前用此法生产氯乙烯制造PVC树脂主要集中在我国，占我国PVC树脂总量的一半以上。 2、联合法：由石油裂解制得的乙烯经氯化后生成二氯乙烷，然后在加压条件下将其加热裂解，脱去氯化氢后得到氯乙烯，副产品氯化氢再与乙炔反应又制得氯乙烯。 3、乙烯氧氯化法：使用乙烯、氯化氢和氧气反应得到二氯乙烷和水，二氯乙烷再经裂解，生成氯乙烯。副产的氯化氢在回收到氧氯化工段，继续反应。 4、乙烯平衡氧氯化法：是将直接氯化和氧氯化工艺相结合。乙烯与氯反应生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢与乙烯和氧气反应又生成二氯乙烷，二氯乙烷裂解再产生氯乙烯和氯化氢。氯化氢回收后，继续参与氧氯化反应。 进入90年代以后，国外先后开发了一些生产氯乙烯单体的新工艺。例如开发出不产生水的直接氯化/氯化氢氧化工艺；使用最便宜的乙烷作原料，直接氧氯化生产氯乙烯单体的技术；二氯乙烷/纯碱工艺生产氯乙烯单体的新技术路线等。 二、氯乙烯的聚合 在工业化生产氯乙烯均聚物时，根据树脂应用领域，一般采用5种方法生产，即本体聚合、悬浮聚合、乳液聚合、微悬浮聚合和溶液聚合。 1、本体聚合：一般采用“两段本体聚合法”，第一段称为预聚合，采用高效引发剂，在62～75℃温度下，强烈搅拌，使氯乙烯聚合的转化率为8%时，输送到另一台聚合釜中，再加入含有低效引发剂的等量新单体，在约60℃温度下，慢速搅拌，继续聚合至转化率达80%时，停止反应。 本体聚合氯乙烯单体中不加任何介质，只有引发剂。因此，此法生产的PVC树脂纯度较高，质量较优，其构型规整，孔隙率高而均匀，粒度均一。但聚合时操作控制难度大，PVC树脂的分子量分布一般较宽。 2、悬浮聚合法：液态氯乙烯单体以水为分散介质，并加入适当的分散剂和不溶于水而溶于单体的引发剂，在一定温度下，借助搅拌作用，使其呈珠粒状悬浮于水相中进行聚合。聚合
聚乙烯专利技术介绍 目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多，拥有LDPE技术的有7家，LLDPE 和全密度技术的企业有10家，HDPE技术的企业有12家。世界上主要应用的聚乙烯生产技术11种，现简单介绍如下： 1、巴塞尔公司气相法Spherilene工艺 生产线性PE可从很低密度PE（ULDPE）到LLDPE，也可生产HDPE等。在轻质惰性烃类存在下，催化剂和进料先进行本体预聚合，在缓和条件下发生本体聚合。浆液进入第一台气相反应器，采用循环气体回路冷却器散热，再进入二台气相反应器。生产产品密度从ULDPE（小于900kg/m3）到HDPE（大于960kg/m3），熔体流动速率（MFR）从0.01－100。因采用二台气相反应器，故可生产双峰级和特种聚合物。Spherilene工艺1992年推向市场以来，现已拥有生产能力180万吨/年。六套生产装置（美国1套、韩国2套、巴西2套、印度1套）己投入运转，另有二套（印度和伊朗各1套）在建设中，单线生产能力可从10万吨/年－30万吨/年。目前，中国没有这类技术的生产装置。 2、北欧化工公司北星（Bastar）工艺 北星PE工艺可生产双峰和单峰LLDPE、MDPE和HDPE。采用串联的回路、气相低压法反应器。PE密度为918－970kg/m3，熔融指数0.1－100。采用Z-N 催化剂或SSC（单活性中心）催化剂。 催化剂与丙烷稀释剂混入预聚合反应器，同时送入催化剂、乙烯、共聚单体和氢气。预聚合的浆液再进入第二台较大的浆液回路反应器，在超临界条件（75－100℃、5.5－6.5MPa）下操作。可生产双峰级产品。经闪蒸后的聚合物进一步送入流化床气相反应器，无需加入新催化剂，可得到均
摘 要 本设计中介绍聚乙烯的用途、聚乙烯的发展前景、工业生产所采用的最新技术、所采用的设备等内容。主要研究低密度聚乙烯的合成方法、工艺条件，并对其反应前后物料进行了计算。 关键词 聚乙烯 高压聚合 聚合物 前 言 聚乙烯结构: 22222222............CH CH CH CH CH CH CH CH =+=+----简称PE ，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的2CH --单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯(22CH CH =)的加成聚合而成的。 在工业上，也包括乙烯与少量 α－烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度(0.91～0.96g ／3cm ）的产物。高密度聚乙烯(HDPE),密度0.945~0.96克/立方厘米，熔点125~137摄氏度。 聚乙烯（PE ）是通用合成树脂中产量最大的品种，主要包括低密度聚乙烯（LDPE ）、线型低密度聚乙烯（LLDPE ）、高密度聚乙烯（HDPE ）及一些具有特殊性能的产品。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。也适用于各种浆点、粉点、撒粉、涂布机及喷胶机产品；广泛用于服装、服装面料复合、制鞋、包装、书籍、无线装订、儿童玩具、家电等行业。合剂的首选材料。 高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F 低温度下均如此。各种等级HDPE 的独有特性是四种基本变量的适当结合：密度、分子量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE 品级；在性能上达到最佳的平衡。 聚合实施方法： 淤浆法、溶液法 、气相法 产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度 产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量 生产方法：高压法、低压法、中压法 高压法用来生产低密度聚乙烯，这种方法开发得早，用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3,但随着生产技术和催化剂的发展，其增长速度已大大落后于低压法。低压法就其实施方法来说，有淤浆法、溶液法和气相法。
聚乙烯的生产工艺 1.1主要原料 乙烯结构式22CH CH 是最简单的烯烃，常压下是略带芳香气味的无色可燃性气体。物理参数如表1所示。 表1 乙烯物理参数 乙烯几乎不溶于水，化学性质活泼。与空气混合能产生爆炸性混合物。是石油化工的基本原料。 乙烯来源于液化天然气、液化石油气、轻柴油、重油或原油等经裂解产生的裂解气中分出；也可由焦炉煤气分出；还可由乙醇脱水制得。 1.2高压聚合生产工艺 乙烯高压聚合是以微量氧或有机过氧化物为引发剂，将乙烯压缩至147.1~245.2MPa 高压下，在150~290℃的条件下，乙烯经自由基聚合反应转变成为聚乙烯的聚合方法。也是工业上采用自由基型气相本体聚合的最典型方法，海事工业上生产聚乙烯的第一种方法，至今仍然是生产低密度聚乙烯的主要生产方法。 1.3聚合原理 乙烯在高压下按自由基聚合反应机理进行聚合。由于反应温度高，容易发生向大分子链转移反应，产物为带有较多长支链和短支链的线型大分子。经测试，大分子链中平均1000个碳原子的支链上带有20~30个支里链。同时由于支链较多，造成高压聚乙烯的产物结晶度低，密度小，故高压依稀称为低密度聚乙烯。 条件与过程描述：纯度99%以上的乙烯在催化剂四氯化钛和一氯二乙基铝存在下，在压力0.1-0.5MPa 和温度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE 的淤浆。经醇解破坏残余的催化剂、中和、水洗，并回收汽油和未聚合的乙烯，经干燥、造粒得到产品。
1.4主要工艺条件 1.4.1乙烯纯度 聚合级乙烯气体的规格要求，纯度不低于99.9％乙烯的露点不大于223K ，其它杂质含量如表2所示。 表2 聚合级乙烯气体的规格要求 纯度低，聚合缓慢，杂质多，产物相对分子量低。其中特别严格控制对乙烯聚合有害的乙炔和一氧化碳的含量，因为这两种物质参加反应后，会降低产物的抗氧化能力，影响产物的介电性能等。 1.4.2引发剂 以氧为引发剂时，用量必须严格控制在乙烯量的0.003％~0.007％之内，防止气体在高压下发生爆炸。以有机过氧化物为引发剂时，将有机过氧化物溶解于液体石蜡中，配置成1％~25％的引发剂溶液。 1.4.3相对分子质量调节剂 工业生产中为了控制聚乙烯的相对分子质量（或熔融指数），适当加入调节剂（如烷烃中的乙烷、丙烷、丁烷、己烷环己烷；烯烃中的丙烯、异丁烯；氢；丙酮和丙醛等），最常用的是丙烯、丙烷、乙烷。 其纯度要求为：丙烯>99.0％（体积）；丙烷纯度>97％（体积）；乙烷纯度>95％。它们的杂质含量：炔烃<4033/cm m ；S 含量＜0.333/cm m ；氧含量＜0.233/cm m 。 1.4.4聚合温度 取决与引发剂种类。以氧为引发剂温度控制在230℃以上；以有机过氧化物为引发剂时，温度控制在150℃左右。 1.4.5聚合压力 108~245MPa ，高低依据聚乙烯生产牌号确定。压力愈大，产物的相对分子质量愈大。
目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多，拥有LDPE技术的有7家，LLDPE和全密度技术的企 业有10家，HDPE技术的企业有12家。从技术发展情况看，高压法生产LDPE是PE树脂生产 中技术最成熟的方法，釜式法和管式法工艺技术均已成熟，目前这两种生产工艺技术并存。发达国家普遍采用管式法生产工艺。此外，国外各公司普遍采用低温高活性催化剂引发聚合体系，可降低反应温度和压力。高压法生产LDPE将向大型化、管式化方向发展。低压法生产HDPE和LLDPE，主要采用钛系和络系催化剂，欧洲和日本多采用齐格勒型钛系催化剂，而美国多采用络系催化剂。目前世界上主要应用的聚乙烯生产技术用11种，现简单介绍如下： （1）巴塞尔公司气相法Spherilene工艺 生产线性PE可从很低密度PE（ULDPE）到LLDPE，也可生产HDPE等。采用齐格勒-纳塔型钛基催化剂和Spherilene气相法工艺。在轻质惰性烃类存在下，催化剂和进料先进行本体预聚合，在缓和条件下发生本体聚合。浆液进入第一台气相反应器，采用循环气体回路冷却器散热，再进入二台气相反应器。生产产品密度从ULDPE（小于900kg/m3）到HDPE（大于960 kg/m3），熔体流动速率（MFR）从0.01－100。因采用二台气相反应器，故可生产双峰级和特种聚合物。Spherilene工艺1992年推向市场以来，现已拥有生产能力180万吨/年。六套生 产装置（美国1套、韩国2套、巴西2套、印度1套）己投入运转，另有二套（印度和伊朗各1套）在建设中，单线生产能力可从10万吨/年－30万吨/年。目前，中国没有这类技术的生产装置。 （2）北欧化工公司北星（Bastar）工艺
某某公司 聚乙烯生产设计方案 （优秀全方位设计共106页，注：由于项目的特殊性，本项目主要内容（工艺、参数、设备及政策等）颜色设置颜色为浅黄色，需要的用户下载后直接调成黑色即可看清。本项目报告由工程咨询甲级资质及设计资质甲级资质的单位编制，内容详细数据全面，具有极大的参考价值，并且已通过国家的评审。是一篇极其优秀的项目申请报告，可作模版。）
目录 1. 建设项目概况 (1) 1.1. 建设项目内部基本情况 (1) 1.2. 建设项目外部基本情况 (32) 2. 危险有害因素及其程度 (40) 2.1. 危险有害因素 (40) 2.2. 危险有害程度 (56) 3. 项目设立安全评价报告安全对策和建议采纳情况 (72) 4. 安全设施和措施 (89) 4.1. 设备材料的选择 (89) 4.2. 防火防爆安全措施 (92) 4.3. 检测报警设施 (117) 4.4. 生产过程控制措施 (117) 4.5. 防雷防静电措施 (121) 4.6. 安全距离及疏散急救措施等 (123) 4.7. 其他防护措施 (125) 4.8. 安全色及安全表示的设置 (127) 4.9. 劳保用品及医疗急救措施 (128) 4.10. 辅助用室及卫生设施 (129)
5. 事故预防及应急救援措施 (131) 5.1. 应急救援组织或应急救援人员的设置或配备情况。 (131) 5.2. 消防队伍 (132) 5.3. 应急救援器材 (134) 5.4. 消防器材 (134) 5.5. 应急救援措施 (134) 6. 安全管理机构及人员建议 (139) 6.1. 安全管理机构 (139) 6.2. 安全管理人员 (140) 7. 安全设施投资概算 (141) 7.1. 建设项目总投资概算 (141) 7.2. 建设项目中安全设施投资概算和分类投资概算 (141) 7.3. 概算比例 (144) 8. 结论和建议 (146) 8.1. 结论 (146) 8.2. 建议 (147) 9. 附件 (150) 9.1. 附图 (150) 9.2. 附表 (150) 9.3. 建设项目所在地安全条件的分析情况 (150) 9.4. 风险程度的定性、定量分析情况 (152) 9.5. 建设项目选用的技术、工艺安全性的分析过程 (158)
聚乙烯的特点及其生产工艺 (2009-06-21 07:06:57) 标签：hdpe燕山石化公司线型聚乙烯分子量分布美国杂谈分类：塑料研究 英文名称:Polyethylene 比重:0.94-0.96克/立方厘米成型收缩率:1.5-3.6% 成型温度：140-220℃ 干燥条件： 物料性能耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,辐照改性,可用玻璃纤维增强.低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨. 低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件. 成型性能 1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形. 2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统. 3.加热时间不宜过长,否则会发生分解,灼伤. 4.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模. 5.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂. B.聚乙烯是乙烯最重要的下游产品 聚乙烯(PE)占世界聚烯烃消费量的70%，占总的热塑性通用塑料消费量的44%，消费了世界乙烯产量的52%。聚乙烯基本分为三大类，即高压低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线型低密度聚乙烯（LLDPE）。 薄膜是其主要加工产品，其次是片材和涂层、瓶、罐、桶等中空容器及其它各种注塑和吹塑制品、管材和电线、电缆的绝缘和护套等。主要用于包装、农业和交通等部门。与世界
按密度的不同，常见有低密度、高密度、线型低密度和超低密度聚乙烯等类型。按相对分子质量的不同，常见有中等相对分子质量(5~25万，工业上常见，通用产品使用)、高相对分子质量(50万左右)、超高相对分子质量100~150万)，超低相对分子质量（1万左右，主要用作塑料成型的润滑剂、分散剂）等。 (1}低密度聚乙烯(LDPE) 通常用高压法(14.17~196.2MPa})生产，故又称为高压聚乙烯。由于用高压法生产的聚乙烯分子链中含有较多的长短支链(每1000个碳链原子中含有的支链平均数21)，所以结晶度较低(4%一65%)，密度较小(0.910~0.925)，质轻，柔性，耐低温性一、耐冲击性较好。LDPE 广泛用于生产薄膜、管材(软)、电缆绝缘层和护套、人造革等。 (2)高密度聚乙烯(HDPE) 主要是采用低压生产，故又称低压聚乙烯。HDPE分子中支链少，结晶度高85%~95%)，密度高（0.941~0.965}，具有较高的使用温度，硬度、力学强度和耐化学药品性较好。适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品（硬)，如各种容器、网、打包带，并可用作电缆覆层、管材、异型材、片材等。 (3)线型低密度聚乙烯(LLDPE) 是近年来新开发并得到迅速发展的一种新类型聚乙烯，它是乙烯和一烯烃的共聚物。（聚和成资料） 由于LLDPE是采用低压法在具有配位结构的高活性催化剂作用下，使乙烯和a-烯烃共聚而成，聚合方法与HDPE基本相同，因此与HDPE一样，其分子结构呈直链状。但因a-烯烃的引入，致使分子链上存在许多短小而规整的支链，其支链数取决于共聚单体的摩尔数，一般分子链上每1000个碳原子有10~35个短支链，支链长度由。一烯烃的碳原子数决定。不过LLDPE的支涟长度一般大于HDPE的支链，支链数目也多。而与LDPE相比，却没有LDPE所特有的长支链。LLDPE的分子链是具有短支链的结构，其分子结构规整性介于LDPE和HDPE之间，因此，密度和结晶度也介于HDPE和LDPE之间，而更接近于LDPF。另外，LLDPE相对分子质量分布比LDPE窄，平均相对分子质量较大，故而熔体枯度比LDPE 大，加工性能较差，易发生熔体破裂现象。正是由于LLDPE结构上的特点，其性能与LDPE 近似而又兼具HDPE的特点。 LLDPE在挤出成型时熔体粘度高，挤出机必须配备较大功率的电机，功率通常要比挤出LDPE时大25%一30%,同时还应选用强度等级较高的止推轴承，并选择长径比较小、螺槽较深的螺杆。如果螺杆的长径比无法改变，可选用短计量段作为补偿。使用这样设计的螺杆可以降低其驱动扭矩，并使熔体获得最佳的加工粘度极限，不容易出现熔体破裂现象。计量段螺槽加深还有利于控制熔体温度。LLDPE容易发生熔体破裂，因而用加工普通LDPE的吹塑薄膜机头生产LLDPE薄膜，制品容易出现鱼皮现象。克服的方法除了按上述要求设计挤出机螺杆外，还需增加机头口模间隙。一般生产LDPE薄膜口模间隙为0.5~0.9mm ,而加工LLDPE薄膜口模间隙应加大至1.3~1.8mrn。口模间隙增大，使熔体受到的剪切作用减小，同时也可避免机头压力过大。LLDPE熔点较高，挤出加上温度也要高一些，通常为200~215℃左右，并采用沿螺杆各段到机头比较平稳的温度分布。LLDFE熔体挤出口模后拉伸粘度很低，生产吹塑 薄膜的稳定性差，若提高加工温度，这种倾向愈为强烈，因而用提高温度以降低熔体粘度的办法受到限制。LLDPE熔体延伸性能好，可以采用高速牵引装置，同时还适合加工片材及容器。但其熔体强度低，延伸性大，膜泡和型坯的控制及管材定型都比较困难。LLDPE韧性大，切割刀具极易磨损，需要使用硬化处理的刀具。注塑LLDPE的剪切速率比挤出还高，比LDPE有更高的粘度，因而需要适当提高注塑温度和注塑压力。如果选用熔体流动速率较大的LLDPE，也可选择低注塑压力成型，即使熔体流动速率比LDPE略大，也能获
PVC的生产工艺 聚氯乙烯是由氯乙烯通过自由基聚合而成的。 有悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法，以悬浮聚合法为主，约占PVC总产量的80％左右。 单体的来源：乙烯法、石油法和电石法。 我国的方法：主要还是电石法。 树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。 （1）悬浮聚合法使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。 （2）乳液聚合法最早的工业生产PVC的一种方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，还可以采用“氧化-还原”引发体系，聚合历程和悬浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂，十二烷基硫醇作调节剂，碳酸氢钠作缓冲剂的。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状，乳液粒径0.05～2μm，可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短，较易控制，得到的树脂分子量高，聚合度较均匀，适用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸渍制品。 （3）本体聚合法聚合装置比较特殊，主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚1h，生成种子粒子，这时转化率达8％～10％，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。待转化率达85％～90％，排出残余单体，再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制，反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单，产品质量好，生产成本也较低。 PVC发明小故事 一些德国企业认为乙炔气是一个很大的市场，就投资制造了大量的乙炔气。可就在大量的乙炔被生产出来时，新型发电机被发明了。随之而来的是电价的大幅度下降，从此再没有人用乙炔气灯了。这样一来，大量的乙炔气就没用了。PVC的发明过程很有意思。这要