论文部分内容阅读
[摘 要]随着我国工业的发展,使用最频繁的材料就是聚乙烯。聚乙烯是最近几十年才发展起来的一种材料,最初在英国产生并逐渐流传到世界各地。二十世纪九十年代有许多新的产品工艺出现,其中包括不同类型的催化剂迅速发展,极大的促进了聚乙烯材料的生产效率的提高。聚乙烯材料有许多其他种类材料难以达到的优点,同时价格较低,所以如今大部分工业制造商都选择聚乙烯作为生产工艺所需的材料。
[关键词]气相流化床;聚乙烯;生产;工艺;技术
中图分类号:G756 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)30-0258-01
乙烯经过聚合产生聚乙烯,聚乙烯是一种热塑性树脂,是一种较常用的现代化工业生产材料。目前生产聚乙烯比较常见的方法应该是气相流化床法,早在1968年时这项技术就已经出现,由于该技术不仅简单可靠,而且安全环保,因此一直到现在气相流化床这种方法仍然广泛应用在生产聚乙烯中。对当今世界的通用标准密度进行划分,可以将聚乙烯主要分为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯,而我国主要生产聚乙烯的主要方法就是气相流化床法。In-novene气相、uniPolPE气相流化床工艺技术和SPherilene气相流化床工艺技术都属于目前应用较为广泛的气相流化床法聚乙烯工艺技术,三者之间都有各自的优点和缺点。总体来说三种工艺技术应用都比较可靠成熟,值得以后进行推广应用。
1 气相流化床法生产聚乙烯工艺技术简介
近几年来,在聚乙烯生产过程中,越来越多的应用到了气相流化床法,特别是亚洲地区,具有最强的气相流化床法聚乙烯工艺技术能力。最早是在1968年研发出气相流化床法聚乙烯工艺技术,其具有安全、可靠、简单以及环保等优点,不仅在技术上占有优势,而且在经济上更具优势,所以获得了有效普及。当前,主要是于塑料组织分子结构的基础上,根据密度来分类聚乙烯:高密度聚乙烯的密度在0.941~0.970g/cm3;低密度聚乙烯的密度在0.915~0.940g/cm3,且具有长短支链的分子;线型低密度聚乙烯的密度在0.915~0.930g/cm3,不规则分布支链且呈线型的分子;超低密度聚乙烯的密度在0.860~0.914g/cm3。就现阶段来说,在市面上使用率较高的聚乙烯产品主要有LLDPE、LDPE以及HDPE三种,其中在生产LLDPE与HDPE两种聚乙烯时,我国主要采用的是气相流化床发进行生产。
2 流化床法聚乙烯工艺技术比较
最近几年BP、univation以及BASELL公司是拥有最先进生产聚乙烯的专利商,并且都是采用气相流化床法。uivation公司经常应用uniPolPE气相流化床工艺技术,BASELL公司重点应用SPherilen技术而BP公司以In-novene气相流化床工艺作为生产过程中的重点技术。这三种气相流化床工艺技术都已经过实践生产过程中的检验,下面通过介绍生产HDPE和LLDPE,对这三种不同生产技术工艺进行比较。
2.1 uniPolPE气相流化床工艺技术
作为系统流程最为简单的uniPo1PE气相流化床工艺而言,主要采用的是聚合单元反应器。在反应生产过程中主要采用氮气,冷凝之后进行下一步的工艺,冷凝率大约是12%~14%,生产过程的压力大概是2.413MPa,反应温度为100℃。反应一开始,从循环系统出来的气体紧接着通入反应器,最后在反应器的侧面位置流出。主要通过机排火炬对气体进行循环净化,接着在循环器压缩机后面安装循环气冷却器,同时设置两套粉料催化剂进行加料,同时辅助出料系统和一套淤浆催化剂加料器。对于流化床式反应器而言重点有直筒段、上球封、下球封、以及锥段等几个部分,气体分布板一般在直筒段下部分安装。这项技术基本占我国生产总能力的64%,这项工艺生产出的产品强度属于最好,熔融指数范围也比较大,韧性高,但是也存在缺点,那就是对操作所需技术要求较高。
2.2 In-novene气相流化床工艺技术
In-novene气相流化床工艺技术使用单台流化床反应器作为聚合单元反应器,氮气是生产过程中最主要的操作气体。一般运用冷凝技术进行主要操作,其中冷凝率大约是15%,反应温度在72-95℃范围之间,反应压力大概是2.3MPa。循环系统是采用旋风分离器进行分离夹带粒子,基本过程是首先气体由循环系统出来再进入到反应器,然后料从反应器侧面出来。循环气冷却器设置在循环气压缩机面前,在循环气冷却器和循环气压缩机之间安装高产率设备,采用高产率技术进行生产。此项技术反應条件比较温和,同时产品使用率高,在生产薄膜、注塑等产品中具有较大的优势。但是也存在缺点,那就是投资金额大,所需较多的设备。
2.3 SPherilene气相流化床工艺技术
SPherilene气相流化床工艺技术使用两台流化床反应器作为聚合单元反应器,丙烷作为主要的惰性气体,不需要应用冷凝技术,一般情况下的反应温度大概是72-85℃,同时反应压力为2.4MPa左右。主要应用Z-N催化剂,以串联的方式对两台流化床反应器进行操作可以生产双峰产品。操作过程中不需要种子床,气体首先从流化床层上部位置进入到反应器,紧接着从反应器底部进行出料。循环气冷却器通常设置在循环气压缩机后面。对于两台反应器而言下部都采用圆筒,上部分采用半球形封头,第二反应器和第一反应器之间相差一个中部锥筒。此技术最后的产品树脂中凝胶最少、强度最高并且产品透明性较好,缺点同样是消耗太高、所需要的设备太多。
结论
聚乙烯凭借其特性良好、价格低廉等特点成为了当前应用最为广泛的一类合成树脂,在实际生产过程中,较为常用的为气相流化床法,对气相流化床法进行分析与探讨对提高聚乙烯生产质量有着极为重要的现实意义。
参考文献
[1] 宁英男,姜涛,张丽.气相法聚乙烯工艺技术及其催化剂进展[J].石化技术与应用,2010,05:480-485
[2] 梁兴伟.气相流化床法生产聚乙烯工艺简介[J].现代工业经济和信息化,2014,12:37一38+41.
[3] 刘海燕,路蒙蒙,余峰,等.Unipol气相流化床PP工艺的工业应用?[J].合成树脂及塑料,2016,33(3):47-50.
[关键词]气相流化床;聚乙烯;生产;工艺;技术
中图分类号:G756 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)30-0258-01
乙烯经过聚合产生聚乙烯,聚乙烯是一种热塑性树脂,是一种较常用的现代化工业生产材料。目前生产聚乙烯比较常见的方法应该是气相流化床法,早在1968年时这项技术就已经出现,由于该技术不仅简单可靠,而且安全环保,因此一直到现在气相流化床这种方法仍然广泛应用在生产聚乙烯中。对当今世界的通用标准密度进行划分,可以将聚乙烯主要分为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超低密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯,而我国主要生产聚乙烯的主要方法就是气相流化床法。In-novene气相、uniPolPE气相流化床工艺技术和SPherilene气相流化床工艺技术都属于目前应用较为广泛的气相流化床法聚乙烯工艺技术,三者之间都有各自的优点和缺点。总体来说三种工艺技术应用都比较可靠成熟,值得以后进行推广应用。
1 气相流化床法生产聚乙烯工艺技术简介
近几年来,在聚乙烯生产过程中,越来越多的应用到了气相流化床法,特别是亚洲地区,具有最强的气相流化床法聚乙烯工艺技术能力。最早是在1968年研发出气相流化床法聚乙烯工艺技术,其具有安全、可靠、简单以及环保等优点,不仅在技术上占有优势,而且在经济上更具优势,所以获得了有效普及。当前,主要是于塑料组织分子结构的基础上,根据密度来分类聚乙烯:高密度聚乙烯的密度在0.941~0.970g/cm3;低密度聚乙烯的密度在0.915~0.940g/cm3,且具有长短支链的分子;线型低密度聚乙烯的密度在0.915~0.930g/cm3,不规则分布支链且呈线型的分子;超低密度聚乙烯的密度在0.860~0.914g/cm3。就现阶段来说,在市面上使用率较高的聚乙烯产品主要有LLDPE、LDPE以及HDPE三种,其中在生产LLDPE与HDPE两种聚乙烯时,我国主要采用的是气相流化床发进行生产。
2 流化床法聚乙烯工艺技术比较
最近几年BP、univation以及BASELL公司是拥有最先进生产聚乙烯的专利商,并且都是采用气相流化床法。uivation公司经常应用uniPolPE气相流化床工艺技术,BASELL公司重点应用SPherilen技术而BP公司以In-novene气相流化床工艺作为生产过程中的重点技术。这三种气相流化床工艺技术都已经过实践生产过程中的检验,下面通过介绍生产HDPE和LLDPE,对这三种不同生产技术工艺进行比较。
2.1 uniPolPE气相流化床工艺技术
作为系统流程最为简单的uniPo1PE气相流化床工艺而言,主要采用的是聚合单元反应器。在反应生产过程中主要采用氮气,冷凝之后进行下一步的工艺,冷凝率大约是12%~14%,生产过程的压力大概是2.413MPa,反应温度为100℃。反应一开始,从循环系统出来的气体紧接着通入反应器,最后在反应器的侧面位置流出。主要通过机排火炬对气体进行循环净化,接着在循环器压缩机后面安装循环气冷却器,同时设置两套粉料催化剂进行加料,同时辅助出料系统和一套淤浆催化剂加料器。对于流化床式反应器而言重点有直筒段、上球封、下球封、以及锥段等几个部分,气体分布板一般在直筒段下部分安装。这项技术基本占我国生产总能力的64%,这项工艺生产出的产品强度属于最好,熔融指数范围也比较大,韧性高,但是也存在缺点,那就是对操作所需技术要求较高。
2.2 In-novene气相流化床工艺技术
In-novene气相流化床工艺技术使用单台流化床反应器作为聚合单元反应器,氮气是生产过程中最主要的操作气体。一般运用冷凝技术进行主要操作,其中冷凝率大约是15%,反应温度在72-95℃范围之间,反应压力大概是2.3MPa。循环系统是采用旋风分离器进行分离夹带粒子,基本过程是首先气体由循环系统出来再进入到反应器,然后料从反应器侧面出来。循环气冷却器设置在循环气压缩机面前,在循环气冷却器和循环气压缩机之间安装高产率设备,采用高产率技术进行生产。此项技术反應条件比较温和,同时产品使用率高,在生产薄膜、注塑等产品中具有较大的优势。但是也存在缺点,那就是投资金额大,所需较多的设备。
2.3 SPherilene气相流化床工艺技术
SPherilene气相流化床工艺技术使用两台流化床反应器作为聚合单元反应器,丙烷作为主要的惰性气体,不需要应用冷凝技术,一般情况下的反应温度大概是72-85℃,同时反应压力为2.4MPa左右。主要应用Z-N催化剂,以串联的方式对两台流化床反应器进行操作可以生产双峰产品。操作过程中不需要种子床,气体首先从流化床层上部位置进入到反应器,紧接着从反应器底部进行出料。循环气冷却器通常设置在循环气压缩机后面。对于两台反应器而言下部都采用圆筒,上部分采用半球形封头,第二反应器和第一反应器之间相差一个中部锥筒。此技术最后的产品树脂中凝胶最少、强度最高并且产品透明性较好,缺点同样是消耗太高、所需要的设备太多。
结论
聚乙烯凭借其特性良好、价格低廉等特点成为了当前应用最为广泛的一类合成树脂,在实际生产过程中,较为常用的为气相流化床法,对气相流化床法进行分析与探讨对提高聚乙烯生产质量有着极为重要的现实意义。
参考文献
[1] 宁英男,姜涛,张丽.气相法聚乙烯工艺技术及其催化剂进展[J].石化技术与应用,2010,05:480-485
[2] 梁兴伟.气相流化床法生产聚乙烯工艺简介[J].现代工业经济和信息化,2014,12:37一38+41.
[3] 刘海燕,路蒙蒙,余峰,等.Unipol气相流化床PP工艺的工业应用?[J].合成树脂及塑料,2016,33(3):47-50.