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[摘 要][随着我国工业技术不断发展，国内高密度聚乙烯工藝不断改善，催化剂种类也随之增加。因此，本文对高密度聚乙烯工艺种类如Phillips公司的Phillips环管淤浆工艺、INNOS 公司的Innovene S环管淤浆工艺予以简单阐述，并对高密度聚乙烯催化剂予以研究，从而促进我国工业技术发展。
[关键词]高密度聚乙烯工艺 催化剂 环管淤浆工艺
中图分类号：C61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0357-01
高密度聚乙烯为5种常用合成树脂之一，高密度聚乙烯具备机械强度较高、刚性较强、性能良好等优点，被广泛应用于我国工业领域中。高密度聚乙烯作为性能良好的一项产品生产工艺，被广泛应用于塑制品及中空容器领域中且发展前景广阔。高密度聚乙烯生产工艺中，环管淤浆工艺为主要生产工艺之一。文中便对两种常用高密度聚乙烯环管淤浆工艺如Phillips公司的Phillips环管淤浆工艺、INNOS 公司的Innovene S环管淤浆工艺予以分析，为我国高密度聚乙烯工艺及催化剂制备技术进一步发展提供参考。
一、高密度聚乙烯工艺种类分析
1. Phillips公司的Phillips 环管淤浆工艺
此类工艺的原理为在环管反应器内，将异丁烷作为稀释剂，使精制乙烯气体与共聚单体 1- 烯烃充分融合，使混合物通过催化剂产生反应形成淤浆，借助泵作用力形成循环。随后将所制得反应物降压处理，放入闪蒸灌中执行分离操作。反应气体在分离过程中从闪蒸罐顶部进行挥发，聚合物粉末则进到清洗塔完成回收。烃类气体通过压缩装置处理进入下一个闪蒸装置中，完成乙烯等其他反应气体回收。聚乙烯粉料基于重力作用进入清洗装置中，并用氮气对聚乙烯粉料实行清理，可有效减少聚乙烯粉料中烃含量。同时使聚乙烯粉料中烃含量达到标准值内，随后排除造粒，形成聚乙烯成品。
2.INNOS 公司的Innovene S环管淤浆工艺
Innovene S 环管淤浆工艺是将单环管反应装置或双环管反应装置通过串联方式并加入无机氧化铬作为反应催化剂，从而完成高密度聚乙烯生产工作。将催化剂、异丁烷稀释剂、氢气及乙烯气体放入第一环管反应装置中，使乙烯聚合组分具有结晶度较高、密度较大、熔体质量流动速率较快等特点。反应物实行脱气处置后，将脱气处理后反应物放入第二环管反应装置中，加入乙烯气体与α- 烯烃共聚单体，取得乙烯与α- 烯烃共聚单体成分。通常情况下第二环管反应部分不加入反应催化剂及氢气，第二环管反应装置会排出聚合浆液。将第二环管反应装置反应物予以干燥及蒸发处理，除去异丁烷气体及其他反应气体。反应物经过干燥蒸发处理后形成聚乙烯粉料，从聚乙烯粉料中将造粒单元挤出，获得高密度聚乙烯成品。
二、高密度聚乙烯催化剂的研究应用
1.TH系列催化剂
TH系列催化剂多应用于载体催化剂领域且应用效果良好。TH系列催化剂具体制作原理及方法分为两阶段，第一阶段操作步骤如下：首先制造A组分。在A组分柴油蒸馏分子中加入乙氧基镁元素与TiCl4元素，对混合物实行加热工序。混合物加热过程中持续输入氮气，使混合物发生反应，过滤反应物中所存气体。随后将反应物放至甲醇液体或固体二氧化碳中，将反应物所产生液体存于上一反应装置中。同时将反应物中钛元素予以排出，并对反应物实行干燥处理，完成操作。第二阶段操作为A组分的预还原操作。在柴油蒸馏成分中适当注入A组分的预还原反应物、三异丁基铝溶液后予以充分搅拌，降四价钛为三价钛，反应生成固体催化剂悬浮液。TH系列催化剂多适用在单峰聚乙烯生产中，通过化学反应实现单峰聚乙烯生产。这种催化剂优势为分子活性度较高、消耗量较小，劣势为聚合物中灰分比重较大、色泽度欠缺。其次，TH系列催化剂牌号种类较多，对牌号间切换也造成一定难度。
2.新型铬系列催化剂
氧化铬催化剂、有机铬催化剂为新型铬催化剂主要种类。氧化铬催化剂主要应用于高密度聚乙烯工艺加工中并已取得良好效果。氧化铬催化剂主要由多孔硅胶或其它浸铬化合物载体组成。将多孔硅胶放置在氧化环境中，并对氧化环境中的多孔硅胶予以高温煅烧工艺，便可获得氧化铬催化剂。由于反应生成的氧化铬催化剂中铬含量为 1～10g/（g·cat），因此将氧化铬催化剂嵌入高密度聚乙烯聚合物中，可有效避免水分子对聚合物造成影响。由于所生产高密度聚乙烯种类较多，因此需不断完善催化剂制备工艺及不断改进催化剂制备设备，使催化剂制备所需工艺及技术可充分满足制备催化剂标准参数，实现催化剂制备规范化、标准化。新型铬系列催化剂应用于工业生产时，应充分考虑氧化铬催化剂及其他铬系列催化剂空气敏感因素并不断改善操作环境及改进操作技术，使铬系列催化剂在惰性环境中也可具备良好产品使用性能。
3.国产催化剂
国产催化剂以TH系列催化剂核心技术作为研发基础，生产出JM—1催化剂。JM—1催化剂通过向定量乙氧基镁及己烷中添加定量 TiCl4形成混合物，操作过程中应注意TiCl4须在限定时间内完成物品滴加工序。TiCl4融入后用乙烷对反应物实行清洗工序，清洗至反应物中无钛成分存在。其次，对不含钛反应物实行过滤及干燥工序，完成JM—1催化剂制造操作。由于JM—1 催化剂中钛质量分数处于4%～5%间，所以此种催化剂具有聚合平稳度高、熔体流动速率较快、分子活性较高、氢气敏感度高等优势。因JM—1催化剂所具有的性能优势，使其可在汽车机械制造及工业领域被广泛应用。除此之外，国内所生产的BCE-100乙烯淤浆聚合高性能催化剂及XY-H 型淤浆高密度聚乙烯高效催化剂也是国内工业领域所常用的催化剂，工业效果优良。
4.日本三井油化RZ催化剂
日本三井油化RZ催化剂在工业领域中主要应用于拉丝料及注塑料领域。RZ催化剂是三井油化为优化PZ催化剂颗粒形态及降低聚乙烯粉料中细粉含量所研发的一种催化剂，三井油化在20世纪末期将RZ催化剂研制成功，同时也对国内淤浆聚乙烯催化剂造成冲击。RZ催化剂是通过利用无水 MgCl2、癸烷及异辛醇实行加热处理，形成均相溶液。随后将内给电子体加入所制得溶液中，予以冷却处理。将冷却后的均相溶液中滴入到TiCl4中，缓慢升高加热温度至规定温度后停止加热。反应生成后，对反应所生成固体予以热过滤分离操作。随后利用己烷及癸烷对反应生成固体予以清洗，直至反应固体中的钛成分完全消失，形成活性较高、聚合物密度大的固体钛催化剂己烷悬浮液。固体钛催化剂己烷悬浮液除具有上述优势外也具备细粉含量低、聚合物粉粒分布良好等优势。
结束语
综上所述，催化剂在高密度聚乙烯产品生产及其他工业领域具有重要作用，因此，研发人员应不断完善催化剂制备技术及不断改进催化剂制备工艺，使催化剂可更广泛的应用于工业领域。现阶段国内催化剂制备技术虽已取得一定进展，但与其他先进国家相比仍有较大差距。为提升国内催化剂制备技术，研发人员需适当引进世界先进技术与先进制备经验。其次，我国催化剂制备工艺应不断增加自身产品附加值，从而完善工业产品制备体系，进一步促进我国工业技术发展。
参考文献
[1]郭鑫博.探讨高密度聚乙烯工艺及催化剂的研究应用[J].中国石油石化，2017（05）：87-88.
[2]李博.利用高密度聚乙烯装置生产线型低密度聚乙烯的相关研究[J].化工设计通讯，2017，43（04）：86+116.
[3]刘君涛.高密度聚乙烯生产技术的研究进展[J].科技与企业，2014（06）：321.
[4]赵立超，郑华蓉.高密度聚乙烯工艺技术进展[J].化工管理，2015（20）：255.
[关键词]高密度聚乙烯工艺 催化剂 环管淤浆工艺
中图分类号：C61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）05-0357-01
高密度聚乙烯为5种常用合成树脂之一，高密度聚乙烯具备机械强度较高、刚性较强、性能良好等优点，被广泛应用于我国工业领域中。高密度聚乙烯作为性能良好的一项产品生产工艺，被广泛应用于塑制品及中空容器领域中且发展前景广阔。高密度聚乙烯生产工艺中，环管淤浆工艺为主要生产工艺之一。文中便对两种常用高密度聚乙烯环管淤浆工艺如Phillips公司的Phillips环管淤浆工艺、INNOS 公司的Innovene S环管淤浆工艺予以分析，为我国高密度聚乙烯工艺及催化剂制备技术进一步发展提供参考。
一、高密度聚乙烯工艺种类分析
1. Phillips公司的Phillips 环管淤浆工艺
此类工艺的原理为在环管反应器内，将异丁烷作为稀释剂，使精制乙烯气体与共聚单体 1- 烯烃充分融合，使混合物通过催化剂产生反应形成淤浆，借助泵作用力形成循环。随后将所制得反应物降压处理，放入闪蒸灌中执行分离操作。反应气体在分离过程中从闪蒸罐顶部进行挥发，聚合物粉末则进到清洗塔完成回收。烃类气体通过压缩装置处理进入下一个闪蒸装置中，完成乙烯等其他反应气体回收。聚乙烯粉料基于重力作用进入清洗装置中，并用氮气对聚乙烯粉料实行清理，可有效减少聚乙烯粉料中烃含量。同时使聚乙烯粉料中烃含量达到标准值内，随后排除造粒，形成聚乙烯成品。
2.INNOS 公司的Innovene S环管淤浆工艺
Innovene S 环管淤浆工艺是将单环管反应装置或双环管反应装置通过串联方式并加入无机氧化铬作为反应催化剂，从而完成高密度聚乙烯生产工作。将催化剂、异丁烷稀释剂、氢气及乙烯气体放入第一环管反应装置中，使乙烯聚合组分具有结晶度较高、密度较大、熔体质量流动速率较快等特点。反应物实行脱气处置后，将脱气处理后反应物放入第二环管反应装置中，加入乙烯气体与α- 烯烃共聚单体，取得乙烯与α- 烯烃共聚单体成分。通常情况下第二环管反应部分不加入反应催化剂及氢气，第二环管反应装置会排出聚合浆液。将第二环管反应装置反应物予以干燥及蒸发处理，除去异丁烷气体及其他反应气体。反应物经过干燥蒸发处理后形成聚乙烯粉料，从聚乙烯粉料中将造粒单元挤出，获得高密度聚乙烯成品。
二、高密度聚乙烯催化剂的研究应用
1.TH系列催化剂
TH系列催化剂多应用于载体催化剂领域且应用效果良好。TH系列催化剂具体制作原理及方法分为两阶段，第一阶段操作步骤如下：首先制造A组分。在A组分柴油蒸馏分子中加入乙氧基镁元素与TiCl4元素，对混合物实行加热工序。混合物加热过程中持续输入氮气，使混合物发生反应，过滤反应物中所存气体。随后将反应物放至甲醇液体或固体二氧化碳中，将反应物所产生液体存于上一反应装置中。同时将反应物中钛元素予以排出，并对反应物实行干燥处理，完成操作。第二阶段操作为A组分的预还原操作。在柴油蒸馏成分中适当注入A组分的预还原反应物、三异丁基铝溶液后予以充分搅拌，降四价钛为三价钛，反应生成固体催化剂悬浮液。TH系列催化剂多适用在单峰聚乙烯生产中，通过化学反应实现单峰聚乙烯生产。这种催化剂优势为分子活性度较高、消耗量较小，劣势为聚合物中灰分比重较大、色泽度欠缺。其次，TH系列催化剂牌号种类较多，对牌号间切换也造成一定难度。
2.新型铬系列催化剂
氧化铬催化剂、有机铬催化剂为新型铬催化剂主要种类。氧化铬催化剂主要应用于高密度聚乙烯工艺加工中并已取得良好效果。氧化铬催化剂主要由多孔硅胶或其它浸铬化合物载体组成。将多孔硅胶放置在氧化环境中，并对氧化环境中的多孔硅胶予以高温煅烧工艺，便可获得氧化铬催化剂。由于反应生成的氧化铬催化剂中铬含量为 1～10g/（g·cat），因此将氧化铬催化剂嵌入高密度聚乙烯聚合物中，可有效避免水分子对聚合物造成影响。由于所生产高密度聚乙烯种类较多，因此需不断完善催化剂制备工艺及不断改进催化剂制备设备，使催化剂制备所需工艺及技术可充分满足制备催化剂标准参数，实现催化剂制备规范化、标准化。新型铬系列催化剂应用于工业生产时，应充分考虑氧化铬催化剂及其他铬系列催化剂空气敏感因素并不断改善操作环境及改进操作技术，使铬系列催化剂在惰性环境中也可具备良好产品使用性能。
3.国产催化剂
国产催化剂以TH系列催化剂核心技术作为研发基础，生产出JM—1催化剂。JM—1催化剂通过向定量乙氧基镁及己烷中添加定量 TiCl4形成混合物，操作过程中应注意TiCl4须在限定时间内完成物品滴加工序。TiCl4融入后用乙烷对反应物实行清洗工序，清洗至反应物中无钛成分存在。其次，对不含钛反应物实行过滤及干燥工序，完成JM—1催化剂制造操作。由于JM—1 催化剂中钛质量分数处于4%～5%间，所以此种催化剂具有聚合平稳度高、熔体流动速率较快、分子活性较高、氢气敏感度高等优势。因JM—1催化剂所具有的性能优势，使其可在汽车机械制造及工业领域被广泛应用。除此之外，国内所生产的BCE-100乙烯淤浆聚合高性能催化剂及XY-H 型淤浆高密度聚乙烯高效催化剂也是国内工业领域所常用的催化剂，工业效果优良。
4.日本三井油化RZ催化剂
日本三井油化RZ催化剂在工业领域中主要应用于拉丝料及注塑料领域。RZ催化剂是三井油化为优化PZ催化剂颗粒形态及降低聚乙烯粉料中细粉含量所研发的一种催化剂，三井油化在20世纪末期将RZ催化剂研制成功，同时也对国内淤浆聚乙烯催化剂造成冲击。RZ催化剂是通过利用无水 MgCl2、癸烷及异辛醇实行加热处理，形成均相溶液。随后将内给电子体加入所制得溶液中，予以冷却处理。将冷却后的均相溶液中滴入到TiCl4中，缓慢升高加热温度至规定温度后停止加热。反应生成后，对反应所生成固体予以热过滤分离操作。随后利用己烷及癸烷对反应生成固体予以清洗，直至反应固体中的钛成分完全消失，形成活性较高、聚合物密度大的固体钛催化剂己烷悬浮液。固体钛催化剂己烷悬浮液除具有上述优势外也具备细粉含量低、聚合物粉粒分布良好等优势。
结束语
综上所述，催化剂在高密度聚乙烯产品生产及其他工业领域具有重要作用，因此，研发人员应不断完善催化剂制备技术及不断改进催化剂制备工艺，使催化剂可更广泛的应用于工业领域。现阶段国内催化剂制备技术虽已取得一定进展，但与其他先进国家相比仍有较大差距。为提升国内催化剂制备技术，研发人员需适当引进世界先进技术与先进制备经验。其次，我国催化剂制备工艺应不断增加自身产品附加值，从而完善工业产品制备体系，进一步促进我国工业技术发展。
参考文献
[1]郭鑫博.探讨高密度聚乙烯工艺及催化剂的研究应用[J].中国石油石化，2017（05）：87-88.
[2]李博.利用高密度聚乙烯装置生产线型低密度聚乙烯的相关研究[J].化工设计通讯，2017，43（04）：86+116.
[3]刘君涛.高密度聚乙烯生产技术的研究进展[J].科技与企业，2014（06）：321.
[4]赵立超，郑华蓉.高密度聚乙烯工艺技术进展[J].化工管理，2015（20）：255.