浅谈Unipol气相法聚乙烯工艺技术的特点与进展

综述CHINA SYNTHETIC RESIN AND PLASTICS合 成 树 脂 及 塑 料 ， 2022， 39（5）： 68气相法流化床聚乙烯生产技术源于20世纪70年代美国联合碳化物公司（简称UCC公司），现归属美国Univation Technologies公司，以Unipol TM 专利技术对外转让［1-2］。

Unipol技术集成了UCC公司气相流化床工艺、美国ExxonMobil公司茂金属催化剂和超冷凝态工艺的优势，流程简单、易于放大、生产成本低。

近年来，Unipol技术在世界范围内市场份额增长迅速，采用Unipol气相法生产的聚乙烯几乎占全球聚乙烯产能的1/3［2］。

我国自20世纪80年代开始引进Unipol生产工艺，目前，国内Unipol气相聚乙烯产能近7 500 kt/a。

尽管Unipol工艺有诸多优点，但由于其采用气相流化床反应器，循环反应气带动聚乙烯粉料高速流动，对体系存在的杂质异常敏感，易于摩擦产生静电或流化状态不佳而导致结块。

从最初引进的60 kt/a装置到现在的450 kt/a装置，都饱受结块的影响［3-7］。

国内某300 kt/a Unipol聚乙烯装置反应器在生产线型低密度聚乙烯（LLDPE ）或高密度聚乙烯（HDPE ）的过程中会产生结块现象，严重时每天产生的块Unipol 气相聚乙烯反应器结块问题研究进展郭晓东1，2，孟光敏3，王瑞壮1，俞 越1，刘文星3，边宇飞1，于佩潜1*（1. 北京低碳清洁能源研究院，北京 102209；2. 国能新疆化工有限公司，新疆 乌鲁木齐 831404；3. 国能包头煤化工有限责任公司，内蒙古 包头 014010） 摘 要： 对Unipol工艺气相流化床聚乙烯反应器生产运行过程中生成的块料形态和特征进行了分类与总结；对反应器结块现象、结块原因、结块部位及防结块措施研究进展进行了归纳。

结果表明：结块的原因为静电因素、反应器设计因素、工艺条件控制因素和物料性质因素。

浅谈Unipol聚乙烯工艺技术的发展现状及最新进展【摘要】改革开放以来，我国石油化工行业发展迅速，合成材料的技术也已日益成熟。

其中，Unipol聚乙烯作为包装材料，是应用最广泛的一种材料之一，发展前景巨大。

本文作者结合自己多年的工作经验和课本知识，并查阅相关资料，介绍了Unipol聚乙烯的发展现状和工艺发展历程；重点介绍了Unipol聚乙烯的工艺流程和技术发展的最新进展。

并给与了分析。

以供读者参考。

【关键词】Unipol聚乙烯；发展现状；工艺技术；最新进展1 Unipol聚乙烯发展现状20世纪70年代初，Unipol聚乙烯首次被成功开发，由于其优异的性能和低成本的制造，它在许多领域被广泛应用。

Unipol聚乙烯优点很多，它的最大的一个优势就是包装，很受广大消费者欢迎。

2011年，国内PE需求量达到18Mt以上，比2010年增长了7.8%，其中，Unipol聚乙烯的消费量约为6Mt，占PE 消费总量的30%。

由此可见，Unipol聚乙烯的消费增速是惊人的，消费市场是巨大的。

目前，生产Unipol聚乙烯有两种工艺法，通常用气相法和溶液法。

但由于气相法具有生产成本低、操作简单、工艺流程简短、副产品少等优点，它被国内外广泛运用。

其中，我国大部分厂家生产的Unipol聚乙烯多采用气相法，美国Univation公司的低压气相流化床工艺就是生产LLDPE最普遍的工业化工艺。

2 Unipol聚乙烯工艺2.1 Unipol聚乙烯工艺发展历程1968年美国联合碳化物公司建立了第一套Unipol工艺生产HDPE的装置，1970年又实现了Unipol工艺生产LLDPE的工业化，Unipol工艺经过不断地改进，在20世纪80年代后可在同一反应器中生产出高、中、低密度的各种牌号PE。

Unipol聚乙烯是在流化床反应器中，用乙烯和共聚单体在催化剂的作用下反应产生的。

它从1968年到现在几十年里，Unipol聚乙烯工艺流程越来越成熟，利用气相法技术，已经成为当前制造Unipol聚乙烯的最受广泛接受的技术。

Unipol 气相法聚乙烯工艺技术进展摘要：气相法聚乙烯工艺主要是指高效催化剂和气相流化床相结合的生产工艺，该工艺生产效率高，操作流程简单，是硫化床生产工艺的重要代表，对解决反应时间问题和提高工艺应用效果有直接影响。

目前气相法聚乙烯工艺技术在应用方面围绕高效催化剂和汽相流化床进行了工艺的融合和升级。

既满足了生产要求，同时也提高了生产质量，使气相法聚乙烯工艺技术在发展和应用方面取得了积极效果。

所以，对于气相法聚乙烯工艺技术而言，在研究中需要掌握其工艺流程的特点，并对工艺的组成部分进行深入探讨，为工艺技术的应用奠定良好的基础。

关键词：气相法聚乙烯工艺；技术研究；发展趋势引言气相法聚乙烯工艺在应用过程中优势明显，该工艺在发展中将高效催化剂与气相流化床进行融合，发挥了高效催化剂与气相流化床的优势，使工艺技术在应用中具备突出的特点和优势，解决了生产效率问题和生产的有效性问题，为生产工艺升级提供了技术支持。

因此，立足气相法聚乙烯工艺实际探讨该工艺的发展历程和发展速度，对做好气相法聚乙烯工艺的应用和创新具有重要影响，在研究中需要探讨气相法聚乙烯工艺的流程和特点及应用内容，使气相法聚乙烯工艺基础在应用过程中提高应用效果。

一、Unipol气相法聚乙烯工艺流程（一）Unipol气相法聚乙烯工艺技术核心气相法聚乙烯工艺技术的核心在于在硫化床反应器中精制后的乙烯和单体在高活性催化剂作用下反应。

该反应速度快发挥了高效催化剂的优势，缩短了工艺时间。

应用硫化床反应器能够提高反应质量，使气相法聚乙烯工艺在具体应用过程中取得积极效果。

目前来看气相法具体工艺技术特点突出，工艺先进，融合了高效催化剂和硫化床反应器的优势，在技术应用环节能够满足应用要求，对做好技术应用以及提高技术发展效果具有重要影响。

因此，应总结气相法聚乙烯工艺技术的核心特，点制定科学的技术应用方案。

（二）Unipol气相法聚乙烯工艺内容气相法聚乙烯工艺可以应用在大型的工业反应器中，生产速度快，工艺时间短。

线性低密度聚乙烯装置工艺特点及工艺原理分析摘要：线性低密度聚乙烯装置采用采用UNIPOL工艺，其集散控制系统控制工艺操作条件，使用工艺过程计算机及相应软件系统，实现操作条件的最佳化。

本文主要介绍了UNIPOL低压气相法流化床工艺技术特点及反应原理。

关键字：聚乙烯、UNIPOL、流化床、聚合1.装置概况塑料厂线性低密度聚乙烯装置采用UNIPOL低压气相法流化床工艺技术，是美国联碳公司专利。

该装置以乙烯为原料，以1-己烯或1-丁烯为共聚单体，以氢气为分子量调节剂，采用铬系催化剂和钛系催化剂按照离子聚合机理，生产粉末状或颗粒状线性低密度聚乙烯树脂。

线性低密度聚乙烯装置分6个系统，主要由原料净化、催化剂制备、聚合、树脂脱气和排放气回收、造粒、风送及贮存等部分组成。

2.UNIPOL低压气相法流化床工艺技术特点(1) 自控系统特点1）整个聚乙烯装置控制、公用工程和辅助设施采用一套现代化的基于最新技术的多功能处理器的集成控制系统（ICS）。

该ICS集成控制系统由一个集散控制系统（DCS）、一个安全联锁系统（SIS）、一个过程计算机系统（PCS）和几个可编程逻辑控制系统（PLC）等组成。

2）联碳聚烯烃开发公司（UCPDC）提供了过程控制系统---UNIPOL软件。

UNIPOL软件安装在一个过程计算机（PCS）上，PCS配有合适的工艺数据传送软件，实现 UNIPOL软件和DCS数据库之间的最佳传送。

APC（先进过程控制）系统能提高装置运行效率，进行最大化生产、优化生产、降低次品产出、同系列催化剂内部自动转换、为催化剂系列之间的切换提供指导。

(2) 工艺特点1）UNIPOL聚乙烯工艺成熟、可靠，产品牌号多样，能满足市场的需求。

2）反应在温和的条件下进行，反应压力约2.1MPa，反应温度约在85-92℃，在单一流化床反应器中进行，无需预聚，没有溶剂，完全返混，使用高效催化剂。

3）由于反应系统转动设备少，反应循环气体不需旋风分离，只需一台简单的换热器和循环气压缩机。

关于Unipol气相法聚乙烯工艺的几点思考王雷雷;王新慧【摘要】simply speaking,the gas phase fluidized bed reaction technology and catalyst technology are the core technology of the Unipol process.After a long period of development and innovation,Unipol process is usually the development of catalyst technology closely linked to the development of technology,and in order to ensure that the technology to achieve industrial applications.A simple analysis of Unipol vapor phase polyethylene process for reference.%针对Unipol工艺而言，气相流化床反应技术与催化剂技术是其最核心的技术。

在经过了长期的发展与创新之后， Unipol 工艺通常都是将催化剂技术的发展与工艺的发展紧密联系，并以此来确保技术能够实现工业化应用。

针对Unipol气相法聚乙烯工艺进行简单分析，以供参考。

【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2016(042)009【总页数】2页(P63-63,76)【关键词】unipol;聚乙烯工艺;气相法【作者】王雷雷;王新慧【作者单位】山西焦煤集团飞虹化工股份有限公司，山西临汾 041600;山西焦煤集团飞虹化工股份有限公司，山西临汾 041600【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1针对我国的实际情况来看，LLDPE装置所采用的主要还是Unipol工艺，因此，相应的装置还必须加强对技术的了解与掌握，并且要进一步强化对技术的创新研究，实现产品质量的全面提升，此外，要求我们必须加强对技术的管理工作，来有效地降低能耗，从根本上促进生产效率的提高。

•逅影:目蕊•:因综述Unipol聚乙烯工艺技术国内开发与应用进展马金欣金政伟"李磊袁炜刘艳丽（国家能源集团宁夏煤业有限责任公司煤炭化学工业技术研究院，宁夏银川，750411）摘要：综述了Unipol聚乙烯工艺技术国内开发与应用进展，统计了应用Unipol工艺技术的国内聚乙烯生产企业、装置产能及产品牌号等情况。

从催化剂的选择、乙烯共聚单体的选择、装置规模大小的选择等方面分析了Unipol聚乙烯工艺技术在国内聚乙烯产品中的开发与应用情况&关键词：Unipol工艺催化剂共聚单体聚乙烯DOI：10.19690/j.issn1004-3055.20200054Development and Application of Unipol PolyethyleneA VProcess Technology in China;A MMa Jinxin Jin Zhengwei Li Lei Yuan Wei Liu YaniiA V(Institute of Coal Chemical Industry Technology,National Energy Group Ningxia J Coal Industry Co.,Ltd.,Yinchuan,Ningxia,750411)JAbstract:The development and application of Unipol polyethylene process technology in jjA VCh7na was rev7ewed.The stuaton of Un7pol process7n domestc polyethylene productonA Vi enterprises,process,capacity and product brand was summarized.By focusing on the selection of!different catalysts,the selection of ethylene comonomers and the capability of product lines,theA M:development of Unipol polyethylene technology in domestic polyethylene products is analyzed.*v Key words：Unipol process technology；catalyst%copolymer%polyethylene1968年，DOW化学公司气相流化床反应器实现高密度聚乙烯（HDPE）工业化，1970—1980年间开、化剂。

Unipol气相法聚乙烯工艺的分析与思考2019年7月| 2131.3 流程Unipol 工艺通常由催化剂配制部分、原料精制部分、化工反应部分、颗粒制作部分以及风送部分组成。

在工艺运行前，应当将PE 粉料，在实践中常常被称作种子床，将其投入到反应器中，确保到达一定的料位。

循环流化设备能够在压力作用下启动，之后流化PE 粉料，大概在89℃时进行基于PE 粉料的脱水处理。

脱水结束后，再通过催化剂配制部分将催化剂投入到反应器中，然后将乙烯循环气体加入到流化反应器中，同时依据化工生产要求构建其基于各个组成部分的反应目标。

流化床主要管理控制出料，所形成的铬系产品从反应设备口排出并直接投入出料罐中，未能进行充分反应的乙烯等循环气体通过过滤器进入到气体回收系统，确保整个流程的闭环生产，该工艺高效、便捷、易操作，且具有经济效益与环境效益。

工艺运行流程包括以下管控细节：在反应压力方面，乙烯进料环节应当重点管控反应压力，Unipol 气相法下的乙烯在催化剂影响下反应出固态PE 之后，反应器压力减弱，设备控制系统应当自动补入乙烯增加压力，进而确保压力平衡。

在反应温度方面，循环气体冷却装置是控制反应温度的关键，冷却器中含有冷却水，由于气相聚合产生的热量若有残余，冷却器能够将残余热量带入循环反应器，进而确保装置处于恒温状态，正常状态下，要求流化床反应压力是2.1MPa ，温度不能超过树脂黏结温度[2]。

2 关于Unipol气相法聚乙烯工艺的分析与思考2.1 以蒲洁能化公司为例解析Unipol装置现状Unipol 气相法聚乙烯工艺虽然具有成本低、耗能低等优势，但在单程转化、牌号转换用料以及原料纯度方面有较高要求，且较容易出现结块情况。

蒲洁能化公司经过对生产实践的研究，针对Unipol 装置进行了优化与改良，降低了能耗，提升产品质量。

具体而言，有以下四个方面：(1)通过分析流化床反应器出现硬块、熔床问题的原因，明确其主要成因是由于催化剂、原料杂质、共聚单体浓度、料位高低等控制、操作不当所致，应当制定相应的操作流程，确保职工严格依照流程进行操作。

浅谈Unipol气相法聚乙烯工艺技术的特点与进展摘要：Unipol工艺是生产线型低密度聚乙烯的常用方法，是高效催化剂与气相流化床相结合的工艺。

UnipolⅡ工艺采用两个串联的反应器可生产双峰聚乙烯，但装置的设备投资大、使用效率低、操作费用高。

关键词：低密度聚乙烯Unipol 茂金属催化剂在气相法工艺中，美国Univation公司的低压气相流化床工艺（即Unipol工艺）是生产LLDPE最普遍的工业化工艺，气相法工艺具有不使用溶剂、工艺流程短、操作简单、投资少、生产成本低、产品范围广等优点，国内已投产的LLDPE 装置（包括全密度PE装置）主要采用Unipol工艺和Innovene工艺。

一、Unipol工艺流程Unipol技术的核心是：在流化床反应器中，精制后的乙烯和共聚单体在高活性催化剂的的作用下反应。

Unipol工艺一般包括催化剂配制单元、原料精制单元、反应单元、造粒单元和风送单元。

在装置开车时，需要预先向反应器中装入一定料位的PE粉料（称为种子床）。

在一定的压力下启动循环气压缩机，循环气体包括乙烯、1-丁烯（或1-己烯）、氢气、氮气及其他惰性气体1将种子床流化，在约89℃时进行种子床脱水置换。

脱水完成后向反应系统注入助催化剂三乙基铝（TEAL）进行滴定和钝化，然后将乙烯、氢气、共聚单体等原料加入反应系统，并按照所生产的产品要求建立起各组分的目标浓度，最后向反应器中注入催化剂。

粉料出料由流化床的料位来控制，产品通过出料系统从反应器间歇排入产品出料罐。

未反应的气体和氮气经保护过滤器排人乙烯回收系统，产品风送到粉料仓。

反应压力通过乙烯进料控制，气相乙烯在催化剂作用下生成固相的PE后，反应器压力下降，自动控制系统通过向反应系统补充乙烯来维持压力的恒定。

反应温度是通过循环气冷却器的冷却水来控制的，聚合产生的热量由未反应的气体带出，由循环气冷却器带走热量，然后返回反应器循环。

正常反应器的床重为34～35t粉料。

浅谈UNIPOL聚乙烯反应器结片问题UNIPOL聚乙烯反应器结片、结块现象是影响聚乙烯装置生产的棘手问题，文中分析了反应器结片和结块的现象判断依据，并总结了反应器结片、结块的类型及产生的原因，并提出了有效的预防措施，从而确保装置能够安全、稳定、长周期运行。

标签：结片;现象;原因;措施中国石油大庆石化公司塑料厂全密度聚乙烯二套装置采用UNIV ATION公司的UNIPOL气相流化床聚乙烯冷凝技术生产工艺，本工艺生产灵活性大，能生产高、中、低各种密度的全系列产品，且具有较大的操作弹性，且产品性能均一，易于操作。

但由于气相法聚乙烯装置运行条件苛刻，易出现反应器结片或结块现象，从而导致相关装置上下游物料平衡困难，严重影响了装置的平稳运行。

一、结片现象判断1.1流化床堆积密度的改变（1）流化床堆积密度（FBD）趋势线带变窄;（2）上部FBD向下走，下部FBD向上走;（3）如果没有进行转产，堆积密度下降1.2壁温偏移（1）向上漂移。

壁温从床温漂移到熔点。

这表明有局部热点存在且正在形成结片;（2）向下漂移。

低于床温10～15℃，表明树脂积聚在器壁上。

这通常是由于在开车期间出现静电而造成的。

但是出现这样的冷带也表明流化可能不好，可能是由于分布板孔堵塞或薄片、结块造成循环气流分布不均造成的。

1.3静电波动静电基线偏移和/或峰值频率增加表明已出现工艺偏差，接下来可能形成结片。

静电活动增加可能先于壁温的漂移（有时早一个小时）。

在大多数情况下，当静电水平大于±3 kV和/或峰值高达±3-6kV时反应器很容易结片，甚至在探头测得静电较低时也可能出现结片。

1.4反应器分布板热电偶大多数情况下，分布板处的热电偶温度偏差是反应器发生结块现象的最早指示。

若在分布板处热电偶的上方发生结块时，进入反应器底部的冷循环气体最先冷却该处热电偶，使它温度降低。

如果结块进行了较长时间，且包住了热电偶，热电偶的温度可能大于床层温度。