高效乙烯淤浆聚合催化剂的制备及其性能

新型高氢调敏感性乙烯淤浆聚合用催化剂的制备张军伟;李华姝;李树行;雷凤瑶;白伟;李利革;高勇【摘要】制备了一种新型高氢调敏感性乙烯淤浆聚合用催化剂（简称SEL催化剂）。

考察了SEL催化剂的组成、粒子形态，催化乙烯均聚合与共聚合的性能，以及用其制备的聚乙烯的性能，并与商业化的同类型进口催化剂（简称参比催化剂）进行了对比。

结果表明：SEL催化剂中钛含量高而镁含量低，粒径分布窄，颗粒形态规整；SEL催化剂催化乙烯聚合时氢调敏感性好，氢气分压为0.48MPa，乙烯分压为0.25MPa时，聚乙烯熔体流动速率达226.10g/10min；SEL催化剂催化乙烯与1-己烯共聚合的性能和聚乙烯粉料中细粉含量等均优于参比催化剂。

%A novel high hydrogen sensitive catalyst for ethylene slurry polymerization,named as SEL catalyst,was prepared. The composition,particle morphology,catalytic performance for ethylene homopolymerization and copolymerization of the catalyst and properties of the polyethylene obtained was characterized and compared with those of a commercial similar imported catalyst,named as Ref catalyst. The results show that SEL catalyst has high Ti andlow Mg in composition,narrow particle size distribution and regular particle morphology. The melt flow rate of the polyethylene reaches 226.10 g/10 min when the hydrogen pressure is 0.48 MPa and ethylene pressure is 0.25 MPa,which indicate that SEL catalyst hashigh hydrogen sensitivity. SEL catalyst is superior to Ref catalyst in performance for ethylene/1-hexene copolymerization and low fine particle content of polyethylene powders obtained.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】4页(P6-9)【关键词】乙烯;淤浆聚合;共聚合;齐格勒-纳塔催化剂;氢调敏感性【作者】张军伟;李华姝;李树行;雷凤瑶;白伟;李利革;高勇【作者单位】北京利和知信科技有限公司，北京市 100050;北京利和知信科技有限公司，北京市 100050;北京利和知信科技有限公司，北京市 100050;北京利和知信科技有限公司，北京市 100050;北京利和知信科技有限公司，北京市 100050;北京利和知信科技有限公司，北京市 100050;北京利和知信科技有限公司，北京市 100050【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1+2适合乙烯淤浆聚合工艺的高效催化剂一直是国际上各石化公司的研究热点，并为此推出了多种适合釜式淤浆法的乙烯聚合用催化剂，如日本Mitsui公司推出的PZ 型、RZ型催化剂，德国BASF公司推出的Avant Z系列催化剂，中国石油化工股份有限公司生产的BCH型、BCE型、NT-1型催化剂，中国石油天然气股份有限公司生产的JK-1型、JM-1型催化剂[1]。

浆液法高密度聚乙烯生产工艺及催化剂研究摘要：通过浆液法生产高度聚乙烯的时候，必须得合理的应用各种设备对相关溶剂和己烷进行分离与循环。

一般情况下，浆液中的己烷等需要和PE粉料合理的分离，具体可以应用多级分离的方法进行处理，首先就是应用闪蒸传统蒸发器，这样能够很好的保证残余溶剂含量适宜。

然后就是可以通过物理干燥法处理，这也就是说应用离心机等设备进行干燥。

基于此，本文主要针对浆液法高密度聚乙烯生产工艺及催化剂进行了详细的分析，希望能够对相关人员有所帮助。

关键词：浆液法；高密度聚乙烯生产工艺；催化剂引言浆液法是一种非常常见的聚乙烯生产工艺，其还被人们称之为淤浆法，最早出现于1957年，随着时间不断的推进，这一工艺经过不断的改进和完善，逐渐的成为最为主要的聚乙烯生产工艺之一。

就当前情况来看，现代浆液工艺实施首先就得准备和制作催化剂，然后将催化剂和溶剂混合处理，之后打入混合罐中。

其次就是将固化催化剂合理的配置成浆液，放入料罐中，然后将连续计量添入聚合反应器中。

最后就是需要实施闪蒸和分离等工作，应用各种工艺技术生产高密度聚乙烯。

1.现代浆液法工艺分析首先就是需要合理的制备助催化剂浆液和催化剂。

固体催化剂主要就是储存在专门的储罐中，在助催化剂混合罐中进行溶剂和助催化剂的混合，然后再打入催化剂浆液混合罐中，加入适量固体催化剂制作成为浆液。

用泵将配置好的催化剂浆液加入进料罐中，之后连续计量添加至聚合反应器中[1]。

而含有一定量的水、乙醇的回收溶剂则就需要经过蒸馏提纯处理，以便在聚合中循环应用。

所以合理的应用多个分离器与蒸馏塔来进行乙醇和相关溶剂的提纯隔离非常的有必要，之后将其用来破坏水-乙醇恒沸物的化合物，必须得注意得一点就是通过催化剂分解之后所形成的无机物废水必须得经过科学的处理才能够排放。

就当前情况来看，我国在浆液法催化剂研制方面已经取得了显著的效果，不过相比较于世界先进水平依旧存在着较大的差距。

为了促使我国聚乙烯生产水平进一步的提升，拉近和世界先进水平之间的距离，我们在催化剂研发过程中必须得积极的借鉴和吸收其他国家先进的研究成果，然后结合本国国情进行创造。

hdpe淤浆法生产工艺全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：HDPE淤浆法是一种常见的生产工艺，主要用于生产高密度聚乙烯（HDPE）材料。

在这个工艺中，通过反应器将乙烯与双乙烯共聚合成聚乙烯，然后将其加工成颗粒状的原料，最后再通过挤压、注塑等方式制成各种塑料制品。

在HDPE淤浆法生产工艺中，首先需要将乙烯气体与双乙烯气体送入反应器中进行共聚合反应。

这个反应过程通常需要在高压和高温的环境下进行，以确保反应可以顺利进行并且产率较高。

在反应器中，乙烯与双乙烯分子通过化学键连接在一起，形成长链聚合物结构。

接下来，经过共聚合反应得到的聚乙烯会被送入分离及处理单元进行处理。

在这个过程中，需要将产生的淤浆状物料进行分离，去除掉其中的杂质和残留反应物。

这个步骤非常关键，因为杂质和残留物会影响到最终产品的质量和性能。

处理完淤浆状物料之后，接下来就是制备成颗粒状的HDPE原料。

这通常需要将淤浆状物料进行干燥和破碎处理，然后再通过挤出、切割等方式制成颗粒状的原料。

这些原料可以作为塑料制品的主要原料，可以用来生产各种塑料制品，如塑料袋、塑料瓶等。

在生产HDPE的过程中，需要注意控制好反应条件、分离及处理过程以及原料制备过程等环节。

只有确保每个环节都能够正常运行并符合要求，才能够生产出高质量的HDPE材料。

对设备的维护和保养也是至关重要的，只有确保设备处于良好状态，才能够提高生产效率和降低生产成本。

HDPE淤浆法生产工艺是一种高效、可靠的生产工艺，可以广泛应用于塑料制品的生产领域。

通过不断优化和改进工艺流程，可以提高生产效率、降低生产成本，从而更好地满足市场需求。

希望今后能够有更多的技术创新，将HDPE淤浆法生产工艺推向一个新的高度。

第二篇示例：HDPE淤浆法生产工艺HDPE淤浆法是一种常用的高密度聚乙烯（HDPE）生产工艺，广泛应用于塑料制品的生产中。

该工艺通过将HDPE颗粒与溶剂混合，并在特定的条件下进行淤浆和加热，最终得到高质量的HDPE制品。

近年来，我国聚乙烯产业保持快速发展势头，产量、消费量增速世界领先，是世界上最大的聚乙烯进口国。

2021年国内聚乙烯表观消费量达到3697.55万吨，产量达2289.84万吨，进口量1458.87万吨。

其中高密度聚乙烯（HDPE）表观消费量为1656.16万吨，产能1476万吨，占PE总产能的55.5%。

HDPE进口量为663.36万吨，占我国聚乙烯进口总量的45.5%。

HDPE的生产工艺有淤浆法、气相法和溶液法等，以淤浆法为主。

根据反应器形式的不同，淤浆工艺可分为釜式法和环管法。

釜式淤浆工艺主要有Mitsui公司的CX工艺和LyondellBasell公司的Hostalen/ACP工艺。

环管淤浆工艺主要有Chevron Phillips Chemical公司的MarTECH® ADL工艺和Ineos公司的Innovene S工艺[1]。

本文针对上述淤浆法HDPE生产工艺的现状、技术特点及催化剂应用情况进行了详细介绍，对HDPE技术的发展进行了展望。

1 釜式淤浆聚合工艺1.1 CX工艺CX工艺由日本Mitsui公司开发，于1958年工业化。

CX工艺是一种连续搅拌釜式反应器（CSTR）工艺（图1）[1]。

该工艺采用Ziegler-Natta催化剂，正己烷为聚合介质，丙烯或1-丁烯为共聚单体。

CX装置有两个聚合釜，可通过调节聚合釜的串、并联模式生产单峰或双峰聚乙烯，采用单一催化剂体系即可生产双峰聚乙烯等多种牌号的树脂[2]。

CX工艺以正己烷蒸发撤热为主，辅以水冷夹套等方式撤热。

其中70%的聚合反应热通过正己烷蒸发撤除。

这种方式限制了CX工艺单线产能的提高[3]。

因此，近年来，不少企业给装置增加了釜外循环撤热，使装置产能大幅提高[4]。

图1 CX工艺典型流程图（并联）CX工艺的催化剂主要有Mitsui公司的PZ[5]催化剂、RZ催化剂[6]和北京化工研究院的BCH、BCE系列催化剂[3，7，8]。

聚乙烯催化剂牌号：BCE技术供应商：北京化工研究院产品性能和技术特点简介：BCE催化剂是一种聚乙烯高效催化剂，属于钛系载体型高效Ziegler-Natta催化剂，适用于淤浆法高密度聚乙烯装置。

用于生产各种用途的高密度聚乙烯树脂，尤其适合生产PE80、PE100等高附加值产品。

综合性能已达到国际领先水平。

其主要特点是：1、活性高, ≥30,000g PE/g Cat2、氢调敏感性高3、共聚性能好4、聚合物堆积密度高、低聚物少5、聚合物颗粒形态好、分布窄6、聚合物性能优良淤浆聚合，80℃, 2小时包装及储运粉状BCE催化剂储存于氮气保护下的镀锌钢桶，每桶催化剂净重50kg。

包装桶内氮气压力小于0.04MPa，运输中避免碰撞、避免与水、空气接触。

储存于干燥、洁净的地方，避免阳光直射。

牌号：BCS01技术供应商：北京化工研究院产品性能和技术特点简介：BCS01催化剂是气相法乙烯聚合浆液催化剂。

在聚乙烯工艺装置上可生产注塑、挤塑、吹塑等牌号的全密度PE产品，广泛应用于针对聚乙烯Unipol工艺和BP工艺的反应器中。

其主要特点是：1、催化剂活性高：＞8000gPE/gCAT（Unipol工业装置）；2、聚合物表观密度高：＞0.32g/cm3（Unipol工业装置）3、聚合物颗粒形态好，粒径分布窄，细粉少；4、催化剂氢调敏感；5、催化剂共聚性能好。

牌号：BCG系列技术供应商：北京化工研究院产品性能和技术特点简介：BCG系列（BCG-I、 BCG-II）催化剂是一种高效聚乙烯催化剂，适用于气相流化床工艺的乙烯聚合或共聚合，尤其适用于Unipol工艺的聚乙烯生产装置。

其主要技术特点：1、催化剂活性高：≥5000gPE/gCat（Unipol工业装置）；2、聚合物表观密度高：≥0.35 g/cm3（Unipol工业装置）3、聚合物颗粒形态好，粒径分布窄，细粉少；4、催化剂流动性好；5、催化剂氢调敏感性好；6、催化剂共聚性能优良。

淤浆催化剂（UCAT-J)系统第一部分概况一、优点UCAT-J催化剂相对于UCAT-A催化剂有如下优点：1. 催化剂活性高(16000～22000kg聚乙烯/kg催化剂)，降低了催化剂的消耗。

●对于薄膜产品，生产同样的产品所需的UCAT-J催化剂是UCAT-A催化剂的1/4。

●对于高密度注塑产品，生产同样的产品所需的UCAT-J催化剂是UCAT-A催化剂的1/2。

2. 降低了助催化剂(三乙基铝)的消耗。

●在铝/钛比为30～50：1时能够运行。

●助催化剂含量为100～200ppm，而使用UCAT-A催化剂时，助催化剂含量为350～450 ppm。

3. 提高了氢调敏感性(10％～20％)。

4. 总单体消耗(TMR)的改善。

●由于更高的催化剂活性，降低了乙烯操作分压。

5. 更低的催化剂残余。

●降低产品灰份，改善了产品颜色和抗腐蚀性。

6. 降低了凝胶●使产品有更好的树脂外观等级。

(FAR约高出10～20)7. 改善了催化剂进料。

8. 改进了反应的稳定性和可操作性。

9. 使催化剂还原更加灵活。

10. 原浆不会自燃。

●烷基铝溶解到矿物油中。

11. 可能降低添加剂的使用量。

二、概况UCAT -J催化剂活性很高，未经处理的催化剂叫原浆（Precursor）。

原浆是四氢呋喃（THF）、氯化镁（MgCl2）和三氯化钛（TiCl3）混合物。

在进料过程中，原浆与T3(50％的三正己基铝矿物油溶液)和DC(13％一氯二乙基铝)充分混合，使催化剂还原为UCAT-J催化剂。

钛是聚合反应的活性中心，它影响催化剂进料率、反应器中的热量产生和催化剂产率。

氯化镁可提高催化剂活性，提高氢气响应灵敏度，促进共聚单体共聚，并能稳定催化剂使分子量分布变窄。

由于无载体，干的UCAT -J催化剂流动性差，因此用矿物油辅助UCAT -J催化剂运送及向反应器的供料，原浆(25~30％固体)贮存在可搬运的并可重复使用的钢瓶中。

UCAT -J催化剂原浆有两种颗粒尺寸，14微米的颗粒用于生产低密度树脂。

乙烯聚合反应的催化剂乙烯聚合反应（ethylene polymerization）是一种重要的化学反应，用于制备各种聚乙烯类聚合物，是塑料工业中不可或缺的过程。

在乙烯聚合反应中，催化剂扮演着至关重要的角色，能够有效地促进乙烯单体分子的聚合，从而形成高分子量的聚合物。

催化剂的分类根据催化机理和结构特点，乙烯聚合反应的催化剂可以被分为两类：均相催化剂和非均相催化剂。

1.均相催化剂均相催化剂通常是溶解在反应体系中的催化剂，包括传统的茂金属催化剂和新兴的卡宾配体催化剂等。

这类催化剂反应活性高，可以实现高选择性的聚合反应，但在催化剂的合成和回收利用方面存在一定的挑战。

2.非均相催化剂非均相催化剂则是指固体催化剂，广泛应用于工业规模的乙烯聚合过程中。

这类催化剂具有良好的稳定性和可回收性，并且在反应过程中易于控制，但活性可能受到质子、氧气等外界条件的干扰。

催化剂的性能要求对于乙烯聚合反应的催化剂，其性能要求包括以下几个方面：1.活性催化剂应具有高活性，能够有效促进乙烯分子的聚合反应，实现高产率和高分子量的产品。

2.选择性催化剂应具有良好的选择性，避免副反应的发生，确保所得聚合物的质量符合要求。

3.稳定性催化剂应具有较高的稳定性，能够在长时间的反应过程中保持活性，避免催化剂失活导致反应停止。

4.可再生性催化剂的设计应注重可再生性和循环利用性，减少资源浪费，降低生产成本。

催化剂的发展方向随着聚合物工业的不断发展和对高性能材料的需求增加，乙烯聚合反应的催化剂也在不断进行改进和创新。

未来催化剂的发展主要包括以下几个方向：1.功能多样性开发具有多功能性的催化剂，以适应不同反应条件下的需要，提高适应性和灵活性。

2.可控性设计具有可控反应速率和分子取向性的催化剂，以实现对聚合过程的精细控制。

3.环境友好性研究绿色催化剂，减少有害副产物的生成，降低对环境的影响。

4.智能化借助先进技术，引入智能化元素，实现催化剂合成和反应监测的自动化，提高生产效率和质量。