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[摘 要]聚乙烯树脂是重要的化工原料,本文对于我国的聚乙烯树脂的生产以及应用进行综述,根据相应的分类,聚乙烯树脂能够分为高密度、低密度以及線型低密度三种树脂结构,本文对于相应的聚乙烯树脂的生产进展、产能结构、贸易应用进行综述卓明,期望为相关的研究提供参考。
[关键词]聚乙烯;催化剂;应用
中图分类号:G776 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)30-0261-01
1 前言
我国合成树脂的市场中,聚乙烯树脂是产量最大、应用最为广泛的树脂品种,我国的聚乙烯树脂是随着石油化工的发展而逐渐发展起来的。当前我国的聚乙烯树脂的生产能力已经获得了飞速的发展。但是相比于市场对于聚乙烯树脂的需求,当前的生产还不能够完全的满足聚乙烯树脂的生产要求。虽然聚乙烯树脂市场已经进入成熟期,但是相应的生产工艺还处于发展过程中,国内独立开发的聚乙烯树脂扩能技术,能够有效的提升聚乙烯树脂的生产能力,从而适应聚乙烯树脂的市场需求。
2 聚乙烯树脂生产工艺
2.1 高压法
高压法的生产过程主要是采用过氧化物为引发剂,从而用于低密度的聚乙烯树脂的生产。这种方法开发最早,但是因为产能较低,所以不能够满足聚乙烯树脂的市场需求。在该生产过程中,乙烯进行压缩进入反应器,在100-300MPa、200-300℃条件下聚合生成聚乙烯树脂,并且能够回收后循环使用,用于挤出造粒。
2.2 低压法
2.2.1 浆液法催化剂工艺
该法是北京化工研究院多言之开发的制备聚乙烯树脂的技术,采用BCH催化剂,能够用于聚乙烯树脂的生产。该法生成的聚乙烯呈现淤浆状,聚合条件温和,易于操作,常用烷基铝作活化剂,氢气作分子量调节剂,多采用釜式反应器。经过聚合之后能够通过气液分离而用于造粒生产,采用不同的聚合釜串联或并联的组合方式,可以得到不同分子量分布的产品。
2.2.2 溶液催化剂法
该法的聚合主要在溶剂中进行,反应温度(≥140℃)、压力(4~5MPa),因为乙烯和聚乙烯均溶于溶剂中,所以反应体系为均相溶液,具有生产强度大,聚合时间短的特点,但是所得到的产物分子量较低,固体含量较低。
2.2.3 气相催化剂法
该法的生产时以气态的乙烯作为产品原料,主要采用流化床反应器进行生产,常用的有钛系以及铬系催化剂,反应器的压力约2MPa,温度85~100℃。气相聚合工艺对于聚乙烯树脂的生产具有重要的作用,从上世纪70年代起,我国就已经开始引进聚乙烯树脂的气相生产工艺,当前的生产能力已经超过900kt/a,该法能够节省溶剂回收以及干燥等工序,从而节省操作成本与投资成本,对于促进专用料的开发、提升聚乙烯树脂的档次具有重要意义。
2.3 中压法
中压法主要采用附着于硅胶上的催化剂进行生产,在环管反应器中聚合得到高密度的聚乙烯树脂。该法所生产的聚乙烯树脂能够用于薄膜、纤维等日用平的生产。中石化公司采用茂金属作为催化剂,能够获得催化剂产率高达90%的聚乙烯树脂生产工艺。在实际生产过程中,可以加入塑料助剂改善聚乙烯树脂的性能,扩大聚乙烯树脂的应用范围[1]。
3 聚乙烯树脂的应用
我国的聚乙烯树脂的市场缺口较大,随着石油产业的不断发展,当前的聚乙烯树脂的产能也逐渐进入扩能高峰。需要地区完成新的乙烯创制设备或扩能项目,国外的大型石化装置也已经投入运行。为了对聚乙烯树脂的应用以及市场进行分析,本文主要研究常用的HDPE、LDPE以及线性低密度聚乙烯树脂(LLDPE)的应用情况与发展方向。
3.1 HDPE
根据2011年的通技术数据,我国LLDPE的应用比例最高,HDPE最低,而且相应的产能较低。HDPE是建筑管材、燃气专用树脂的原料,HDPE与其他种类的树脂相比,具有市场空间大,产品附加值高的特点,具有较为显著的经济效益。当前我国的HDPE的应用主要是吹塑、薄膜以及管材制品的应用,可用于包装桶、摩托车配件、瓶盖的生产,具有应用范围广、耐低温性能优异的特点,适用于市场的应用。随着我国建筑市场的发展,HDPE管材展现出良好的发展潜力,但是因为当前存在着牌号不全、规格不配套的情况,因此需要加强HDPE的生产与研发。虽然我国HDPE的生产设备大多数从国外购买,但是因为原料与技术达不到相关标准,导致产品结构单一、市场适应能力差,为了适应市场的需求,需要调整产品结构,加快产业发展[2]。
3.2 LDPE
LDPE主要用于农膜、电线电缆以及涂覆等领域的生产,当前主要的消费市场是薄膜。而随着西部大开发战略的实施,西部的塑料加工业不断发展,相应的需求量也不断增加,大型LDPE具有很高的市场发展前景。同时随着电缆行业的发展,LDPE用于电缆行业的比例也有所增加。相对于HDPE,LDPE市场相对成熟,而且具有加工性能优异的特点,在食品和药品的包装材料、高透明薄膜等领域具有广泛的应用空间。
3.3 LLDPE
LLDPE主要用于薄膜、管材以及中控容器的制备,其中薄膜在其中占有较高的占有率。我国是农业生产大国,农用薄膜的产量具有广泛的用途,但是当前的产能不能够满足国内的市场需求,还需要大量进口。为了改善工艺条件与国外的产品相竞争,需要较快调整LLDPE的产品结构,提升相应的产能,并且解决高档膜制品所需要的原料问题。
4 结语
聚乙烯树脂对于我国的农业生产、汽车行业、电缆行业等领域具有广泛而深远的影响,但是当前我国的聚乙烯树脂的生产产能不能够满足市场需求,为了促进聚乙烯树脂的发展,应该进一步改善工艺,调整产业结构,巩固通用市场以及加大附加产值较高的领域,从而促进我国聚乙烯树脂行业的不断发展。
参考文献
[1] 杨玉宝.高国红.王晓安.李志中.尹向阳公路隧道施工新型应急救援通道设计[期刊论文]-科学技术与工程,2013(1).
[2] 张兰.吴江.慕雪梅.李朋朋HDPE生产工艺进展[期刊论文]-合成树脂及塑料2012(2).
[3] 杨泽;ti-mg催化剂的活性及载体研究[D];浙江:浙江大学2008年.
[4] 杨敏;单活性中心催化剂催化乙烯共聚及环烯烃聚合的研究[D];天津:河北工业大学2009年.
[关键词]聚乙烯;催化剂;应用
中图分类号:G776 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)30-0261-01
1 前言
我国合成树脂的市场中,聚乙烯树脂是产量最大、应用最为广泛的树脂品种,我国的聚乙烯树脂是随着石油化工的发展而逐渐发展起来的。当前我国的聚乙烯树脂的生产能力已经获得了飞速的发展。但是相比于市场对于聚乙烯树脂的需求,当前的生产还不能够完全的满足聚乙烯树脂的生产要求。虽然聚乙烯树脂市场已经进入成熟期,但是相应的生产工艺还处于发展过程中,国内独立开发的聚乙烯树脂扩能技术,能够有效的提升聚乙烯树脂的生产能力,从而适应聚乙烯树脂的市场需求。
2 聚乙烯树脂生产工艺
2.1 高压法
高压法的生产过程主要是采用过氧化物为引发剂,从而用于低密度的聚乙烯树脂的生产。这种方法开发最早,但是因为产能较低,所以不能够满足聚乙烯树脂的市场需求。在该生产过程中,乙烯进行压缩进入反应器,在100-300MPa、200-300℃条件下聚合生成聚乙烯树脂,并且能够回收后循环使用,用于挤出造粒。
2.2 低压法
2.2.1 浆液法催化剂工艺
该法是北京化工研究院多言之开发的制备聚乙烯树脂的技术,采用BCH催化剂,能够用于聚乙烯树脂的生产。该法生成的聚乙烯呈现淤浆状,聚合条件温和,易于操作,常用烷基铝作活化剂,氢气作分子量调节剂,多采用釜式反应器。经过聚合之后能够通过气液分离而用于造粒生产,采用不同的聚合釜串联或并联的组合方式,可以得到不同分子量分布的产品。
2.2.2 溶液催化剂法
该法的聚合主要在溶剂中进行,反应温度(≥140℃)、压力(4~5MPa),因为乙烯和聚乙烯均溶于溶剂中,所以反应体系为均相溶液,具有生产强度大,聚合时间短的特点,但是所得到的产物分子量较低,固体含量较低。
2.2.3 气相催化剂法
该法的生产时以气态的乙烯作为产品原料,主要采用流化床反应器进行生产,常用的有钛系以及铬系催化剂,反应器的压力约2MPa,温度85~100℃。气相聚合工艺对于聚乙烯树脂的生产具有重要的作用,从上世纪70年代起,我国就已经开始引进聚乙烯树脂的气相生产工艺,当前的生产能力已经超过900kt/a,该法能够节省溶剂回收以及干燥等工序,从而节省操作成本与投资成本,对于促进专用料的开发、提升聚乙烯树脂的档次具有重要意义。
2.3 中压法
中压法主要采用附着于硅胶上的催化剂进行生产,在环管反应器中聚合得到高密度的聚乙烯树脂。该法所生产的聚乙烯树脂能够用于薄膜、纤维等日用平的生产。中石化公司采用茂金属作为催化剂,能够获得催化剂产率高达90%的聚乙烯树脂生产工艺。在实际生产过程中,可以加入塑料助剂改善聚乙烯树脂的性能,扩大聚乙烯树脂的应用范围[1]。
3 聚乙烯树脂的应用
我国的聚乙烯树脂的市场缺口较大,随着石油产业的不断发展,当前的聚乙烯树脂的产能也逐渐进入扩能高峰。需要地区完成新的乙烯创制设备或扩能项目,国外的大型石化装置也已经投入运行。为了对聚乙烯树脂的应用以及市场进行分析,本文主要研究常用的HDPE、LDPE以及线性低密度聚乙烯树脂(LLDPE)的应用情况与发展方向。
3.1 HDPE
根据2011年的通技术数据,我国LLDPE的应用比例最高,HDPE最低,而且相应的产能较低。HDPE是建筑管材、燃气专用树脂的原料,HDPE与其他种类的树脂相比,具有市场空间大,产品附加值高的特点,具有较为显著的经济效益。当前我国的HDPE的应用主要是吹塑、薄膜以及管材制品的应用,可用于包装桶、摩托车配件、瓶盖的生产,具有应用范围广、耐低温性能优异的特点,适用于市场的应用。随着我国建筑市场的发展,HDPE管材展现出良好的发展潜力,但是因为当前存在着牌号不全、规格不配套的情况,因此需要加强HDPE的生产与研发。虽然我国HDPE的生产设备大多数从国外购买,但是因为原料与技术达不到相关标准,导致产品结构单一、市场适应能力差,为了适应市场的需求,需要调整产品结构,加快产业发展[2]。
3.2 LDPE
LDPE主要用于农膜、电线电缆以及涂覆等领域的生产,当前主要的消费市场是薄膜。而随着西部大开发战略的实施,西部的塑料加工业不断发展,相应的需求量也不断增加,大型LDPE具有很高的市场发展前景。同时随着电缆行业的发展,LDPE用于电缆行业的比例也有所增加。相对于HDPE,LDPE市场相对成熟,而且具有加工性能优异的特点,在食品和药品的包装材料、高透明薄膜等领域具有广泛的应用空间。
3.3 LLDPE
LLDPE主要用于薄膜、管材以及中控容器的制备,其中薄膜在其中占有较高的占有率。我国是农业生产大国,农用薄膜的产量具有广泛的用途,但是当前的产能不能够满足国内的市场需求,还需要大量进口。为了改善工艺条件与国外的产品相竞争,需要较快调整LLDPE的产品结构,提升相应的产能,并且解决高档膜制品所需要的原料问题。
4 结语
聚乙烯树脂对于我国的农业生产、汽车行业、电缆行业等领域具有广泛而深远的影响,但是当前我国的聚乙烯树脂的生产产能不能够满足市场需求,为了促进聚乙烯树脂的发展,应该进一步改善工艺,调整产业结构,巩固通用市场以及加大附加产值较高的领域,从而促进我国聚乙烯树脂行业的不断发展。
参考文献
[1] 杨玉宝.高国红.王晓安.李志中.尹向阳公路隧道施工新型应急救援通道设计[期刊论文]-科学技术与工程,2013(1).
[2] 张兰.吴江.慕雪梅.李朋朋HDPE生产工艺进展[期刊论文]-合成树脂及塑料2012(2).
[3] 杨泽;ti-mg催化剂的活性及载体研究[D];浙江:浙江大学2008年.
[4] 杨敏;单活性中心催化剂催化乙烯共聚及环烯烃聚合的研究[D];天津:河北工业大学2009年.