聚乙烯工艺技术的比较与选择

作者:未知

  摘 要:概述了目前主要的三类聚乙烯工艺,并选出具有代表性的四种工艺技术进行了比较说明,介绍了它们各自的技术特点和产品特点,提出了新建聚乙烯装置选择工艺技术时需考虑的问题。
  关键词:聚乙烯;工艺;比较选择
  聚乙烯作为需求量最大的通用塑料,其产品应用广阔,涉及到食品、医疗、化纤等众多行业,其年均增长率达到了6.3%左右。特别是近十年来,上游炼化项目乙烯裂解装置的扩能改造和煤制烯烃的飞速发展,国内又新建了多套大型聚乙烯装置。为了使新建聚乙烯装置的产品有市场、效益好,必须要对当前主流的聚乙烯生产工艺进行深入了解和比较,以便选择合适的工艺技术。
  1 聚乙烯技术概况
  国内目前还没有生产聚乙烯产品的成熟技术,几乎所有大规模聚乙烯装置都是引进国外专利技术,其产品范围涵盖了整个聚乙烯产品应用领域。
  2 典型聚乙烯工艺的介绍
  目前,世界范围内聚乙烯的生产工艺主要分气相法、淤浆法和溶液法三大类,每一类又有几家代表工艺,本文选择具有代表性的Unipol PE工艺、Innovene S工艺、Hostalen工艺以及Sclairtech工艺等四种聚合工艺来说明这四类工艺的技术特点。
  2.1 Univation公司的Unipol PE工艺
  Unipol PE工艺是一种气相流化床工艺,具有简单、灵活、经济和安全的特点。该工艺使用的设备数量少而使维修工作量小,装置的可靠性高,流程短,前期投资较低,后期维护简便。共聚单体可以采用己烯或丁烯生产HD/MD/LL产品,并可以使用双峰催化剂通过单反应器来生产双峰产品,产品灵活性强。
  2.2 Ineos公司的Innovene S工艺
  Innovene S工艺是基于双环管反应器通过淤浆法主要生产HDPE的一种聚乙烯工艺。可以生产双峰产品,反应温度和压力相对较低。可生产非常宽范围的中/高密度聚乙烯,产品应用范围涵盖HDPE薄膜(单峰和双峰),注塑成型,吹塑成型,转模成型,电线电缆,带料和单纤等。
  2.3 LyondellBasell公司的Hostalen工艺
  Hostalen工艺采用并联或串联的两台搅拌釜式反应器进行淤浆聚合,用于生产具有双峰或宽峰分子量分布、高分子量部分具有特定共聚单体含量的HDPE。其主要优点在于能定制生产高附加值的满足应用需求的聚合物产品。可以生产具有单峰、双峰或宽峰分子量分布的产品,产品密度范围0.939~0.961g/cm3,HDPE产品质量好,产品应用范围涵盖HDPE薄膜和压力管道如PE100等高端产品。
  2.4 NOVA公司的Sclairtech工艺
  Sclairtech工艺工艺采用1-丁烯及1-辛烯作为共聚单体,也可以生产均聚物或乙烯-丁烯-辛烯三元共聚物,产品可面向特殊应用的市场。反应器可串联或并联操作,生产灵活性大,产品范围宽,分子量分布范围大;流程长,设备多,投资高,操作维护费用高。可生产极低密度的聚乙烯(VLDPE,如PE弹性体和塑性体),可与高级α-烯烃共聚,产品呈现出极好的强度、韧性和密封性。
  3 工艺技术的比较
  总体来说,上述四种聚乙烯工艺均是当前成熟、先进的技术,各工艺在流程配置和产品种类有不少相似之处,同时又有着各自的特点,具体对比说明如表1所示。
  4. 结语
  ①气相法工艺(含Unipol PE和Innovene G)产品范围宽,涵盖了LLDPE/MDPE/HDPE所有的聚乙烯产品。气相法工艺投资少,操作费用低,操作弹性大,反应器生产能力一般不受牌号限制,生产清洁,安全性好。缺点是反应器体积大,牌号切换相对复杂,并且对原料中杂质含量要求苛刻;②淤漿法工艺(含Innovene S和Hostalen)是一种主要生产中/高密度聚乙烯产品的一种PE工艺,其产品中HDPE产品质量好,部分产品附加值高。该类工艺牌号切换相对容易。但是该类工艺生产的低密度及高熔融指数(MI)聚合物可溶解在稀释剂中,会使反应器结垢,因而产品范围受到一定限制;③溶液法反应温度高,便于控制产品结构,反应器体积小。该工艺即可使用高级α-烯烃作为共聚单体,产品可面向特殊应用的市场,但流程长,投资高,操作费用高。
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