聚乙烯生產(chǎn)工藝

B線項目報告聚乙烯生產(chǎn)工藝匯報人：

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指導(dǎo)老師：目錄前言………………2第1章聚乙烯的生產(chǎn)方法簡介……………………3TOC\o"1-5"\h\z高壓法 3低壓法 3淤漿法…………3溶液法…………3氣相法…………3中壓法 4第2章高密度聚乙烯生產(chǎn)工藝概述………………4工藝介紹 4\o"CurrentDocument"工藝進(jìn)展 5工藝選擇 6第3章乙烯精制系統(tǒng)………………6乙烯精制 6深冷法分離 7第4章催化劑選擇…………………8\o"CurrentDocument"催化劑種類 8\o"CurrentDocument"催化劑制備 8\o"CurrentDocument"催化劑性能比較 9催化劑成分元素分析………9乙烯淤漿聚合結(jié)果的比較…………………9聚合時間對催化劑活性的影響……………9BCE-I和參考催化劑氫調(diào)敏感性的比較 10氫氣分壓對聚合物粒徑分布的影響………11性能分析……………………11第5章布置設(shè)計……………………12工廠布置設(shè)計 12設(shè)備布置設(shè)計 12第6章回收與利用…………………12膜分離系統(tǒng) 12工作原理 12\o"CurrentDocument"聚乙烯尾氣組成 13第7章總結(jié)……………………13第8章致謝……………………14第9章參考文獻(xiàn)……………………14第10章附錄……………………15附錄1.世界上主要的11種聚乙烯PE生產(chǎn)技術(shù) 15附錄2.聚乙烯生產(chǎn)工藝總結(jié) 18前言聚乙烯(PE)是合成樹脂中產(chǎn)量最大的品種，由于生產(chǎn)工藝條件不同，可分為高密度聚乙烯(HDPE，低壓聚乙烯)、低密度聚乙烯(LDPE，高壓聚乙烯)和線性低密度聚乙烯(LLDPE)等。PE具有良好的機械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，加工性能好,廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、衛(wèi)生和日常生活用品中。聚乙烯(PE)是通用合成樹脂中應(yīng)用最廣泛的品種，主要用來制造薄膜、電線電纜、注塑、涂層、纖維、管材等。隨著石油化工業(yè)的發(fā)展，我國聚乙烯生產(chǎn)迅速發(fā)展，產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的1/4。聚乙烯作為化工產(chǎn)業(yè)，有著較長的產(chǎn)業(yè)鏈：原油－石腦油－乙烯－聚乙烯－塑料制品，影響價格的因素從原油到塑料制品，紛繁復(fù)雜。既要考慮到原油價格波動對聚乙烯成本的影響，又要考慮到下游制品對聚乙烯的需求，同時還要兼顧產(chǎn)業(yè)鏈中間環(huán)節(jié)的供需狀況。供求關(guān)系是決定價格的根本，但市場對終端產(chǎn)品價格的承受能力是上下游成本順利傳導(dǎo)的關(guān)鍵，供過于求的矛盾在需求層面開始顯現(xiàn)。隨著世界經(jīng)濟的復(fù)蘇，聚乙烯產(chǎn)業(yè)有所恢復(fù)，新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用迫在眉睫。第1章聚乙烯的生產(chǎn)方法簡介分為高壓法（由高壓工藝從乙烯合成，其合成壓力100~300MPa溫度為150~275°C,0.05%~0.1%的氧或過氧化物作為催化劑；合成或在攪拌罐中間歇發(fā)生，或在管式反應(yīng)器中連續(xù)發(fā)生）、低壓法、中壓法三種。高壓法用來生產(chǎn)低密度聚乙烯，這種方法開發(fā)得早，用此法生產(chǎn)的聚乙烯至今約占聚乙烯總產(chǎn)量的2/3,但隨著生產(chǎn)技術(shù)和催化劑的發(fā)展，其增長速度已大大落后于低壓法。低壓法就其實施方法來說，有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用于生產(chǎn)高密度聚乙烯，而溶液法和氣相法不僅可以生產(chǎn)高密度聚乙烯，還可通過加共聚單體，生產(chǎn)中、低密度聚乙烯，也稱為線型低密度聚乙烯。近年來，各種低壓法工藝發(fā)展很快。中壓法僅菲利浦公司至今仍在采用，生產(chǎn)的主要是高密度聚乙烯。（1） 高壓法用氧或過氧化物等作引發(fā)劑，使乙烯聚合為低密度聚乙烯的方法。乙烯經(jīng)二級壓縮后進(jìn)入反應(yīng)器（圖3），在壓力100?300MPa、溫度200?300C及引發(fā)劑作用下聚合為聚乙烯，反應(yīng)物經(jīng)減壓分離，使未反應(yīng)的乙烯回收后循環(huán)使用，熔融狀的聚乙烯在加入塑料助劑后擠出造粒。所用聚合反應(yīng)器有管式反應(yīng)器（管長可達(dá)200Om）和釜式反應(yīng)器兩種。管式法流程的單程轉(zhuǎn)化率20%?34%,單線年生產(chǎn)能力100kt。釜式法流程的單程轉(zhuǎn)化率20%?25%，單線年生產(chǎn)能力180kt。（2） 低壓法分淤漿法、溶液法和氣相法三種，除溶液法外，聚合壓力都在2MPa以下。一般步驟有催化劑的配制、乙烯聚合、聚合物的分離和造粒等。淤漿法生成的聚乙烯不溶于溶劑而呈淤漿狀。淤漿法聚合條件溫和，易于操作，常用烷基鋁作活化劑，氫氣作分子量調(diào)節(jié)劑，多采用釜式反應(yīng)器。由聚合釜出來的聚合物淤漿經(jīng)閃蒸釜、氣液分離器到粉料干燥機，然后去造粒（圖4）。生產(chǎn)過程中還包括溶劑回收、溶劑精制等步驟。采用不同的聚合釜串聯(lián)或并聯(lián)的組合方式，可以得到不同分子量分布的產(chǎn)品。溶液法聚合在溶劑中進(jìn)行，但乙烯和聚乙烯均溶于溶劑中，反應(yīng)體系為均相溶液。反應(yīng)溫度（X40C）、壓力（4?5MPa）較高。特點是聚合時間短，生產(chǎn)強度大，可兼產(chǎn)高、中、低三種密度的聚乙烯，能較好地控制產(chǎn)品的性質(zhì)；但溶液法所得聚合物分子量較低，分子量分布窄，固體物含量較低。氣相法乙烯在氣態(tài)下聚合，一般采用流化床反應(yīng)器。催化劑有鉻系和鈦系兩種，由貯罐定量加入到床層內(nèi)，用高速乙烯循環(huán)以維持床層流態(tài)化，并排除聚合反應(yīng)熱。生成的聚乙烯從反應(yīng)器底部出料（圖5）。反應(yīng)器的壓力約2MPa，溫度85?100C。氣相法是生產(chǎn)線型低密度聚乙烯

最主要的方法，氣相法省去了溶劑回收和聚合物干燥等工序，且比溶液法節(jié)省投資15%和操作成本10%。為傳統(tǒng)高壓法投資的30%，操作費的1/6。因而得到了迅速發(fā)展。但氣相法在產(chǎn)品質(zhì)量及品種上有待進(jìn)一步改進(jìn)。（3）中壓法用負(fù)載于硅膠上的鉻系催化劑，在環(huán)管反應(yīng)器中，使乙烯在中壓下聚合，生產(chǎn)高密度聚乙烯。第2章高密度聚乙烯生產(chǎn)工藝概述（1）工藝介紹高密度聚乙烯（?/cm3，習(xí)慣稱之為聚乙烯（PE）第二代產(chǎn)品。目前，雙峰技術(shù)的出現(xiàn)帶來新的市場發(fā)展。采用雙峰技術(shù)生產(chǎn)的樹脂，高分子量部分有較高的強度，低分子量部分使樹脂的加工性能更好，其產(chǎn)品性能明顯優(yōu)于一般的寬分子量分布的樹脂，被稱作新一代的HDPE產(chǎn)品。HDPE的生產(chǎn)技術(shù)有3種，即淤漿法、氣相法和溶液法。淤漿法根據(jù)反應(yīng)器不同，分為釜式反應(yīng)與管式反應(yīng)2種工藝路線。HDPE產(chǎn)品主要適用于中空吹塑、注塑和擠出各種制品（硬），如各種容器、網(wǎng)、打包帶，并可用作電纜覆層、管材、異型材、片材等。淤漿法是最早開發(fā)的生產(chǎn)技術(shù)，技術(shù)工藝比較成熟，產(chǎn)品性能好，反應(yīng)壓力較低，易于控制，但撤熱問題一直制約著單線生產(chǎn)能力的提高。環(huán)管反應(yīng)器的產(chǎn)生較好地解決了撤熱問題，提高了單線生產(chǎn)能力。目前，采用釜式反應(yīng)的生產(chǎn)廠家，為了提高單線生產(chǎn)能力，采用漿液外循環(huán)的措施。氣相法是近幾年發(fā)展起來的技術(shù)，有較好的共聚性及氫調(diào)敏感性，故可生產(chǎn)不同用途的產(chǎn)品。主要特點是：工藝流程短，不使用溶劑，不需要溶劑回收工序，反應(yīng)熱靠循環(huán)乙烯帶走，有3種催化劑體系，在一條生產(chǎn)線上可生產(chǎn)全密度PE。溶液法的最大特點是高壓聚合反應(yīng)后的產(chǎn)物是以熔融狀態(tài)出現(xiàn)的，可以直接去造粒。該法生產(chǎn)時間短，只需幾分鐘，聚合釜容積小，時空產(chǎn)率高，但反應(yīng)不易控制。在溶液法工藝中，聚合物也能溶解在反應(yīng)溶劑中，此反應(yīng)溶劑一般為環(huán)己烷。有3種類型的反應(yīng)器，即中壓反應(yīng)器（加拿大DuPont公司）、低壓冷卻型反應(yīng)器（美國道化學(xué)公司）和絕熱反應(yīng)器（荷蘭DSM公司）。2)工藝進(jìn)展雙峰聚乙烯是指相對分子質(zhì)量分布曲線呈現(xiàn)2個峰值的聚乙烯樹脂，雙峰樹脂可以在獲得優(yōu)越物理性能的同時改善其加工性能。目前，生產(chǎn)雙峰樹脂的方法主要有熔融共混、反應(yīng)器串聯(lián)、在單一反應(yīng)器中使用雙金屬催化劑或混合催化劑等方法。目前的生產(chǎn)商主要采用串聯(lián)反應(yīng)器方法，主要代表有Univation公司的UnipolII工藝、Basell公司反應(yīng)器串聯(lián)的氣相Spherilene工藝、Borealis公司的Borstar工藝、Phillips、Mitsui、Basell、Solvay等公司開發(fā)的淤漿法串聯(lián)反應(yīng)器生產(chǎn)工藝等。單反應(yīng)器法是通過開發(fā)含有多個活性中心的催化劑體系，在1個反應(yīng)器內(nèi)合成雙峰相對分子質(zhì)量分布的聚乙烯樹脂。單反應(yīng)器法能夠降低投資成本，但催化劑費用較高，開發(fā)難度大，而且產(chǎn)品性能會受到一定的限制。Univation公司采用單反應(yīng)器，成功生產(chǎn)了雙峰HDPE。Boreails公司開發(fā)出生產(chǎn)雙峰聚乙烯的獨特Borstar工藝⑴。其生產(chǎn)設(shè)備主要由獨特的淤漿環(huán)管反應(yīng)器和特制的流化床氣相反應(yīng)器串聯(lián)而成，整個工藝過程高度靈活，PE分子質(zhì)量和分子質(zhì)量分布易于控制。采用齊格勒一納塔催化劑，產(chǎn)品密度范圍918?970kg/m3，融體流動速率(MI)?100g/10min。在環(huán)管反應(yīng)器中使用超臨界丙烷作為稀釋劑，可以生產(chǎn)構(gòu)成雙峰聚乙烯中低分子質(zhì)量峰的低分子質(zhì)量的聚合物，而在氣相反應(yīng)器內(nèi)生產(chǎn)出構(gòu)成高分子質(zhì)量峰的高分子質(zhì)量的產(chǎn)品，并可以根據(jù)要求調(diào)節(jié)分子質(zhì)量的分布。產(chǎn)品具有良好的機械性能和加工性能，能適應(yīng)通用設(shè)備加工。Borstar工藝只采用1種催化劑，在環(huán)管反應(yīng)器內(nèi)催化劑的活性中心上生成低分子質(zhì)量的聚合物，而在氣相反應(yīng)器中可在同一催化劑顆粒上再生成高分子質(zhì)量的聚合物，從而生成雙峰聚乙烯。Equistar化工公司開發(fā)出其星(Star)單中心催化劑，并用這種催化劑成功地生產(chǎn)了HDPE、MDPE和LLDPE，其雙峰聚合物是在雙反應(yīng)系統(tǒng)生產(chǎn)的，2個反應(yīng)器均使用淤漿法工藝。Equistar化工公司用其“星”催化劑生產(chǎn)滾塑牌號，其窄分子量分布和窄組成分布可提高機械性能和樹脂的流動性，用這種催化劑可生產(chǎn)高韌性、高強度的薄膜牌號。冷凝及超冷凝技術(shù)是UCC、Exxon化學(xué)和BP公司開發(fā)的，是指在一般的氣相法PE流化床反應(yīng)器工藝的基礎(chǔ)上，使反應(yīng)的聚合熱由循環(huán)氣體的溫升和冷凝液體的蒸發(fā)潛熱共同帶出反應(yīng)器，從而提高反應(yīng)器的時空產(chǎn)率和循環(huán)氣撤熱的一種技術(shù)。冷凝操作可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨時在線進(jìn)行切換，使裝置可以在投資不需要增加太大的情況下大幅度提高裝置的生產(chǎn)能力，裝置操作的彈性大，使得該技術(shù)具有無可比擬的優(yōu)越性。通過采用該技術(shù)不僅將單線最大生產(chǎn)能力從22.5萬噸/年提高到45萬噸/年以上，而且進(jìn)一步降低了單位產(chǎn)品的投資和操作費用，操作穩(wěn)定性也得到了進(jìn)一步提高。國外已有大量采用冷凝和超冷凝技術(shù)對氣相法PE裝置擴能的實績，最高擴能達(dá)到原有能力的2.5倍以上。我國揚子石化公司、天津石化公司、廣州石化公司以及吉林石化公司、中原石化有限責(zé)任公司、新疆獨山子石化公司等的聚乙烯裝置采用該技術(shù)也取得擴能成功。不造粒技術(shù)：隨著催化劑技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在已出現(xiàn)了直接由聚合釜中制得無需進(jìn)一步造粒的球形PE樹脂的技術(shù)。直接生產(chǎn)不需造粒樹脂，不但能省去大量耗能的擠出造粒等步驟，而且從反應(yīng)器中得到的低結(jié)晶產(chǎn)品不發(fā)生形態(tài)變化，這樣有利于縮短加工周期、節(jié)省加工能量。此外還有，原位法技術(shù)，激光法技術(shù)，共聚技術(shù)等。（3）工藝選擇本設(shè)計采用了日本三井石化公司低壓淤漿法生產(chǎn)HDPE的CX工藝［2］。CX工藝通過調(diào)節(jié)反應(yīng)器，而不改變催化劑體系可以生產(chǎn)雙峰型樹脂，分子量分布可以自由調(diào)節(jié)，且容易控制，生產(chǎn)樹脂的MI范圍也很寬。采用新開發(fā)的高效催化劑結(jié)合先進(jìn)的聚合工藝和控制系統(tǒng)使生產(chǎn)十分穩(wěn)定。單一催化劑體系和簡單的聚合操作，使產(chǎn)品牌號切換容易，周期短，切換時不符合規(guī)格的產(chǎn)品少。該工藝以高純度乙烯為主要原料，丙烯或1-丁烯為共聚單體，己烷為溶劑，采用高效催化齊U，在72-85°C??/cm3。主要產(chǎn)品有：高密度薄膜7000F、注塑產(chǎn)品2200J和吹塑中空產(chǎn)品5200B。由于此工藝是采用內(nèi)循環(huán)式反應(yīng)器和旋轉(zhuǎn)式干燥窯進(jìn)行樹脂的干燥，限制了產(chǎn)量的進(jìn)一步提高，最大生產(chǎn)能力200kt/a。目前，世界上采用和正在建設(shè)中的CX工藝生產(chǎn)線共有33條，總生產(chǎn)能力達(dá)3.3Mt/a。第3章乙烯精制系統(tǒng)（1） 乙烯精制粗乙烯經(jīng)過冷凝、堿洗等初步凈化后，仍含有多種雜質(zhì)，尚需經(jīng)過凈化系統(tǒng)予以進(jìn)一步的精制分離，方能符合聚合的要求。凈化系統(tǒng)包括壓縮、冷凍、活性炭吸附、干燥（固堿、硅膠、分子篩）等過程。經(jīng)過凈化系統(tǒng)精制分離后，乙烯中的水、醇、醚、異丁烯、順式丁烯-2、反式丁烯-2等雜質(zhì)絕大部分被除去。此外，最好再增設(shè)除一氧化碳裝置。工業(yè)上常用的分離方法，主要有深冷法和油吸收法。（2） 深冷法分離本設(shè)計采用了深冷分離法。裂解氣中的各種組分，其沸點不同而且大都較低，

例如：甲烷的沸點-161°C,乙烯的沸點。C,丙烯的沸點。C。深冷分離法就是利用它們的沸點不同，將裂解氣中的烴類混合物經(jīng)冷卻、壓縮、液化，在低溫下蒸餾而使各組份分開的。各種氣態(tài)烯烴和烷烴的物理常數(shù)列于表2-1,其中也包括氫氣、氮氣和一氧化碳,因為它們是裂解氣中常見的組份。組分名稱分子量表2-1氣態(tài)烯烴與烷烴的重要組分名稱分子量表2-1氣態(tài)烯烴與烷烴的重要物理參數(shù)臨界溫度(C)沸點(C)臨界壓力(大氣壓)氫氮-19一氧化碳-19甲烷乙烯乙烷乙炔丙烯丙烷異丁烷異丁烯正丁烯-1丁二烯-1,3正丁烷反式丁烯-2順式丁烯-2深冷分離法按它采用的工作壓力分為高壓法與低壓法。由于裂解氣的組成不同,處理規(guī)模、設(shè)備條件不一樣以及對最終產(chǎn)品不同的要求,因此深冷分離流程的組合安排也有較大的差異。本設(shè)計采用了高壓深冷分離的一種流程,該流程的分離過程大致如下：裂解氣經(jīng)淬冷、脫硫、干燥并壓縮到35kg/cm2壓力后，進(jìn)入深冷分離部分的第一脫乙烷塔先將C3以上的重組份分離。第一脫乙烷塔：在塔壓35kg/cm2、頂溫-10°C、釜溫102°C條件下操作。由塔頂分出甲烷、氫、乙烷、乙烯，塔釜分出丙烷、丙烯及C4以上的重組份。塔頂餾份進(jìn)入干烯器,經(jīng)分子篩干燥后去第一脫甲烷塔。第一脫甲烷塔：在塔壓33kg/cm2、頂溫-96°C、釜溫3°C條件下操作。塔頂分凝器用乙烯蒸發(fā)制冷，蒸發(fā)溫度-101°C；塔底用20C丙烯蒸氣加熱。塔頂分出的甲烷、氫進(jìn)入冷箱分離，甲烷作為燃料返回裂解爐，氫用于乙炔加氫。塔底分出的乙烷、乙烯餾份，和來自冷箱的氫氣一同進(jìn)入乙炔加氫反應(yīng)器，除去乙炔后去第二脫甲烷塔。第一脫甲烷塔在整個分離流程中占有特別重要的地位，它的操作效果的好壞直接影響到生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量。第二脫甲烷塔：在塔壓23kg/cm2、頂溫-28°C、釜溫9C條件下操作，以脫除加氫后的乙烷、乙烯餾份中的甲烷和氫。塔頂產(chǎn)品為粗乙烯(80%)，可供使用，或返回壓縮機，重新精制。塔釜的乙烷、乙烯則去乙烯精炮塔。乙烯精餾塔：在塔壓/cm2、頂溫-65C、釜溫-45C條件下操作。塔頂?shù)玫骄酆霞壘蚁?99.8%),塔底乙烷回裂解爐作原料。第一脫乙烷塔的塔釜餾份丙烷、丙烯及C4以上組份依次經(jīng)過脫丙烷塔、C3加氫反應(yīng)器、第二脫乙烷塔和丙烯精餾塔，獲得高純度丙烯(99.5%)，分出的丙烷回裂解爐作原料，C4餾份則去C4分離裝置。該流程的制冷工作是由乙烯、丙烯二元冷凍系統(tǒng)完成的。-40C以下的低溫采用乙烯制冷，-40C以上的低溫部分由丙烯制冷?？紤]到冷量的充分利用，分離過程的每一單元操作都設(shè)有復(fù)雜的換熱系統(tǒng)，因此使得整個流程比以上講的復(fù)雜得多。第4章催化劑選擇(1)催化劑種類目前在我國適用于聚乙烯生產(chǎn)的催化劑有很多種：傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑以及在此基礎(chǔ)上我國自行研發(fā)的牌號分別為BCH、BCE、YLH-1的催化劑，此外還有三井油化20世紀(jì)90年代又開發(fā)的高活性的RZ催化劑等，其中我國自行研發(fā)的催化劑通過對比在某些方面還優(yōu)于國外進(jìn)口的催化劑。本設(shè)計采用了由北京化工研究院研究開發(fā)的高效淤漿BCE催化劑，它是在BCH催化劑的基礎(chǔ)上北京化工研究院研究開發(fā)的新一代高性能乙烯淤漿聚合催化劑。催化劑制備在氮氣保護下，將MgCl溶于甲苯復(fù)合有機溶劑中，形成均勻溶液；在2-20~0C時加入給電子體和TiC14進(jìn)行反應(yīng)，緩慢升溫，有固體催化劑析出。反應(yīng)完成后，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，得到具有良好流動性能的粉狀BCE-I催化劑⑷。催化劑性能比較催化劑成分元素分析其中，催化劑BCE-I中Ti，Mg,Cl的摩爾比為n(Ti)：n(Mg)：n(Cl)為1.0：3.3：9.5。元素分析結(jié)果參見表3-1。表3-1BCET催化劑的兀素分析結(jié)果CatalystW，%TiMgClAlDonor-1BCE乙烯淤漿聚合結(jié)果的比較BCE-I和參考催化劑催化乙烯淤漿聚合結(jié)果的比較見表3-2[6]。從表3-2可看出，在常規(guī)聚合評價條件下，BCE-1催化劑具有較高的活性，制備的聚合物具有很大的堆密度，說明BCE-I催化劑在成型過程中結(jié)構(gòu)緊密；兩種催化劑制備的聚合物的MI相差不大。表3-2BCE-I和參比催化劑催化乙烯淤漿聚合結(jié)果的比較Bulkdensity／Catalyst W(Ti),%Activity/(kg?g-i) MI(10min)/g(g?cm-3)BCE-1Reference聚合時間對催化劑活性的影響聚合時間對BCE-I和參考催化劑活性的影響見圖3-1[6]。從圖3-1可看出，兩種催化劑的活性均隨聚合時間的延長而增加，但增加趨勢變緩，說明兩種催化劑均為衰減型催化劑；BCE-I催化劑的活性高于參考催化劑的活性。

BCE-I和參考催化劑氫調(diào)敏感性的比較BCE-I和參考催化劑氫調(diào)敏感性的比較見圖3-2[6]o從圖3-2可看出，在總壓（0.73MPa）不變的條件下，隨著氫氣與乙烯壓力比的增大，兩種催化劑的活性均逐漸降低，但聚合物的MI逐漸增加；在低氫分壓（氫氣分壓0.28MPa、乙烯分壓0.45MPa）條件下，BCE-I催化劑的活性較高，兩種聚合物的MI相差不大，說明低氫分壓條件下兩種催化劑的氫調(diào)敏感性相當(dāng)；在高氫分壓（氫氣分壓0.68MPa、乙烯分壓0.05MPa）條件下，兩種催化劑的活性相差不大，BCE-1催化劑制備的聚合物的MI較大，說明BCE-1催化劑的氫調(diào)敏感性優(yōu)于參考催化劑。氫氣分壓對聚合物粒徑分布的影響氫氣分壓對聚合物粒徑分布的影響見圖3-3⑹。從圖3-3可看出，隨著氫分壓的提高，BCE-I和參考催化劑制備的聚合物的粒徑分布整體變窄。參考催化劑制備的聚合物的粒徑分布寬，140目以下細(xì)粉含量較高，特別是高氫分壓（氫氣分壓0.68MPa、乙烯分壓0.05MPa）條件下，140目以下的細(xì)粉含量約占36%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；BCE-1催化劑制備的聚合物的粒徑分布窄，140目以下細(xì)粉含量較少，在高氫分壓（氫氣壓力0.68MPa、乙烯壓力0.05MPa）條件下，140目以下的細(xì)粉含量約為12%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），遠(yuǎn)低于參考催化劑。性能分析通過以上比較得出：BCE-I催化劑具有良好的裝備實用性，而且具有更好的共聚性與和氫調(diào)敏感性，與進(jìn)口催化劑制備的雙峰聚乙烯樹脂的相對分子質(zhì)量分布相比，BCE-1催化劑制備的雙峰聚乙烯樹脂的低相對分子質(zhì)量部分的含量少，高相對分子質(zhì)量部分的含量多，這有利于生產(chǎn)高性能的聚乙烯材料。第5章布置設(shè)計（1）工廠布置設(shè)計參見《化工安全手冊》，設(shè)計時考慮到現(xiàn)代工廠發(fā)展的趨勢以及綠化環(huán)保的原則設(shè)計如下：設(shè)計時將主要分為四塊：西北為主反應(yīng)車間、倉庫、質(zhì)檢室及成品包裝等；東北為小會議室、水電設(shè)施、污水處理及消防設(shè)施等；西南為乙烯精制系統(tǒng)、原料儲存、主控室、配料室、裝配車間；東南為辦公樓與食堂。（2）設(shè)備布置設(shè)計參考《化工設(shè)計概論》，考慮到能耗與施工成本等因素，設(shè)計如下：設(shè)計時將主反應(yīng)車間設(shè)計為2層，各反應(yīng)器之間平行排列，間隔，閃蒸釜在反應(yīng)器的正下方以方便產(chǎn)物流出進(jìn)入閃蒸釜，原料儲存罐，均橫放，其中1、2、3、4號原料儲存罐平行排放，在罐區(qū)西側(cè)，5號原料回收罐在其他四個罐的東側(cè)。第6章回收與利用（1）膜分離系統(tǒng)膜分離是在20世紀(jì)初出現(xiàn)，20世紀(jì)60年代后迅速崛起的一門分離新技術(shù)。膜分離技術(shù)由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征，因此，目前已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，已成為當(dāng)今分離科學(xué)中最重要的手段之一。（2）工作原理膜分離的基本原理就是利用各氣體組分在高分子聚合物中的溶解、擴散速度不同，在膜兩側(cè)分壓差的作用下，導(dǎo)致其滲透通過纖維膜壁的速度不同而分離。推動力（膜兩側(cè)相應(yīng)組分的分壓差）、膜面積及膜的分離選擇性，構(gòu)成了膜分離的三要素。不同的氣體在有機蒸氣膜中透過速率會有所不同，利用有機蒸氣膜的這一性能，就可以實現(xiàn)對混合氣體中不同組分的分離。常見氣體在有機膜中透過速率由大到小順序如下：C6>Il4>C5Hl2>C4Hl0>C3H8>C2H6>C2H4>CH4>N2>CO>O2>CO2>H2>Heo有機蒸氣膜采用膜領(lǐng)域比較通用的卷式膜。原料氣進(jìn)入膜組件后，在薄膜層之間流動。原料側(cè)和滲透側(cè)之間的隔網(wǎng)為氣體流動創(chuàng)造了通道。滲透速率大的有機蒸氣透過有機蒸氣膜后，進(jìn)入膜組件中間的滲透側(cè)收集管；滲透速度小的小分子氣體被阻擋在膜的外面成了滲余相，從而實現(xiàn)了有機蒸氣與小分子氣體的分離。（3）聚乙烯尾氣組成表8-1尾氣成分尾氣的組成kg/hwt/%氮氣550己烷420乙烷乙烯丁烷HCl水51總流量kg/h1022—壓力Pa正常最大溫度 °C正常102最大120%。第7章總結(jié)本文設(shè)計了一個生產(chǎn)聚乙烯的化工廠，通過前期翻閱大量的資料以及在指導(dǎo)教師的幫助下，確定了生產(chǎn)工藝。之后，完成了主要設(shè)備的的設(shè)計，在此基礎(chǔ)上完成了包括：工廠布置、設(shè)備布置。當(dāng)然，由于所學(xué)知識的限制，以及人生閱歷的不足，考慮問題時不是很全面，在設(shè)計時有些理想化，可能存在著一定的缺陷，望各位指老教師予以批評指正。第8章致謝在此要感謝我們的指導(dǎo)老師侯老師對我們悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我們的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個課程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然在這次項目化課程中遇到很多困難，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次課程的最大收獲和財富，使我終身受益。在課程即將結(jié)束之際，僅對給予我關(guān)心和支持的良師益友致以最誠摯的謝意。第9章參考文獻(xiàn)楊忠華，張洪濤.國內(nèi)外聚乙烯生產(chǎn)工藝研究新進(jìn)展[J].煉油與化工，2009,20(1)：12-15鄧世強，房廣信，何小龍.HDPE工藝技術(shù)進(jìn)展[J].合成樹脂及塑料，2002,19(5)：48-53⑶張勇，郭子芳，周俊領(lǐng)?乙烯淤漿聚合BCE催化劑的工業(yè)應(yīng)用[J].石油化工，2008,37(3)：281-285陳偉，郭子方，周俊領(lǐng)等.一種用于乙烯聚合或共聚合的催化劑其制備方法.中國，CN1552743.2003郭子方，張敬梅，陳偉，周俊領(lǐng)，楊紅旭.新型高效淤漿工藝聚乙烯催化劑的制備及其催化性能[J].石油化工，2005，34(9)：840-843第10章附錄附錄1.世界上主要的11種聚乙烯PE生產(chǎn)技術(shù)目前世界上擁有聚乙烯技術(shù)的公司很多，擁有LDPE技術(shù)的有7家，LLDPE和全密度技術(shù)的企業(yè)有10家，HDPE技術(shù)的企業(yè)有12家。從技術(shù)發(fā)展情況看，高壓法生產(chǎn)LDPE是PE樹脂生產(chǎn)中技術(shù)最成熟的方法，釜式法和管式法工藝技術(shù)均已成熟，目前這兩種生產(chǎn)工藝技術(shù)并存。發(fā)達(dá)國家普遍采用管式法生產(chǎn)工藝。此外，國外各公司普遍采用低溫高活性催化劑引發(fā)聚合體系，可降低反應(yīng)溫度和壓力。高壓法生產(chǎn)LDPE將向大型化、管式化方向發(fā)展。低壓法生產(chǎn)HDPE和LLDPE，主要采用鈦系和絡(luò)系催化劑，歐洲和日本多采用齊格勒型鈦系催化劑，而美國多采用絡(luò)系催化劑。目前世界上主要應(yīng)用的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)用11種，現(xiàn)簡單介紹如下：（1） 巴塞爾公司氣相法Spherilene工藝生產(chǎn)線性PE可從很低密度PE（ULDPE）到LLDPE，也可生產(chǎn)HDPE等。采用齊格勒-納塔型鈦基催化劑和Spherilene氣相法工藝。在輕質(zhì)惰性烴類存在下，催化劑和進(jìn)料先進(jìn)行本體預(yù)聚合，在緩和條件下發(fā)生本體聚合。漿液進(jìn)入第一臺氣相反應(yīng)器，采用循環(huán)氣體回路冷卻器散熱，再進(jìn)入二臺氣相反應(yīng)器。生產(chǎn)產(chǎn)品密度從ULDPE（小于900kg/m3）到HDPE（大于960kg/m3），熔體流動速率（MFR）從0.01—100。因采用二臺氣相反應(yīng)器，故可生產(chǎn)雙峰級和特種聚合物。Spherilene工藝1992年推向市場以來，現(xiàn)已擁有生產(chǎn)能力180萬噸/年。六套生產(chǎn)裝置（美國1套、韓國2套、巴西2套、印度1套）己投入運轉(zhuǎn)，另有二套（印度和伊朗各1套）在建設(shè)中，單線生產(chǎn)能力可從10萬噸/年—30萬噸/年。目前，中國沒有這類技術(shù)的生產(chǎn)裝置。（2） 北歐化工公司北星（Bastar）工藝北星PE工藝可生產(chǎn)雙峰和單峰LLDPE、MDPE（中密度PE）和HDPE。采用串聯(lián)的回路、氣相低壓法反應(yīng)器。PE密度為918—970kg/m3,熔融指數(shù)0.1—100。采用Z-N催化劑或SSC（單活性中心）催化劑。催化劑與丙烷稀釋劑混入進(jìn)入緊湊的預(yù)聚合反應(yīng)器，同時送入共催化劑、乙烯、共聚單體和氫氣。預(yù)聚合的漿液再進(jìn)入第二臺較大的漿液回路反應(yīng)器，在超臨界條件（75—100°C、5.5—6.5MPa）下操作?？缮a(chǎn)雙峰級產(chǎn)品。經(jīng)閃蒸后的聚合物進(jìn)一步送入流化床氣相反應(yīng)器，無需加入新催化劑，可得到均聚物，氣相反應(yīng)落操作條件為：75—100C、2.0MPa。第一套工業(yè)化裝置于1995年在芬蘭投運，阿布扎比建設(shè)的二條生產(chǎn)線（45萬噸/年雙峰級產(chǎn)品）于2001年下半年投運。第5套25萬噸/年裝置（第二套雙峰級）也在中國上海石化公司建成，成為中國最大的PE裝置，該工藝單線最大的設(shè)計能力可達(dá)30萬噸/年。（3） BP公司氣相法Innovene工藝可生產(chǎn)LLDPE和HDPE產(chǎn)品，采用Z-N鈦基、鉻基或茂金屬催化劑。鉻催化劑可生產(chǎn)寬分子量分布的產(chǎn)品，齊格勒-納塔（Z-N）催化劑生產(chǎn)窄分子量分布的產(chǎn)品。床層反應(yīng)器操作條件緩和，為75—100°C和2.0MPa?？刹捎枚∠┗蛞严楣簿蹎误w。己有30套生產(chǎn)線投入運轉(zhuǎn)、設(shè)計或建設(shè)中。能力范圍為5萬－35萬噸/年。Technip公司與BP公司合作，在歐洲、前蘇聯(lián)、南美、中國和馬來西亞擁介BP公司生產(chǎn)聚乙烯的Innovene工藝。BP公司InnovenePE能力現(xiàn)已超過800萬噸/年，包括伊朗BandarIman、蘇格蘭格蘭杰默斯、印度尼西亞梅拉克和馬來西亞克爾蒂赫等的PE裝置。中國獨山子石化公司LLDPE/HDPE裝置的二次擴建也采用Innovene工藝，從12萬噸/年擴增到20萬噸/年。賽科新建的60萬噸聚乙烯將采用該技術(shù)。（4） ?？松梨诠竟苁胶透椒磻?yīng)工藝采用高壓自由基工藝生產(chǎn)LDPE均聚物和EVA（乙烯醋酸乙烯）共聚物。采用大規(guī)模管式反應(yīng)器（能力13萬—35萬噸/年）和攪拌釜式反應(yīng)器（能力約10萬噸/年）。管式反應(yīng)器操作壓力高達(dá)300MPa,釜式反應(yīng)器低于200MPa。高壓工藝的優(yōu)點是縮短停留時間，相同的反應(yīng)器可從生產(chǎn)均聚物切換至共聚物。均聚物聚合物密度為912—935kg/m3，熔融指數(shù)為0.2—150。醋酸乙烯含量可高達(dá)30%。生產(chǎn)每噸聚合物的物耗、能耗為：乙烯1.008噸，電力800kwh，蒸汽0.351,氮氣5m3。已有23套高壓法反應(yīng)器投運，產(chǎn)能為170萬噸/年。生產(chǎn)均聚物和各種共聚物。目前燕山新建的20萬噸/年LDPE裝置即采用該公司的管式法技術(shù)。（5） 三井化學(xué)公司低壓漿液法CX工藝可生產(chǎn)HDPE和MDPE,采用低壓漿液法CX工藝?？缮a(chǎn)雙峰分子量分布的產(chǎn)品。乙烯、氫氣、共聚單體和超高活性催化劑進(jìn)入反應(yīng)器，在漿液狀態(tài)下發(fā)生聚合反應(yīng)，聚合物性質(zhì)自動控制系統(tǒng)可有效地控制產(chǎn)品質(zhì)量，超高活性催化劑無需從產(chǎn)品中脫除。從漿液中分離出來的90%的溶劑，無需作任何處理就可直接循環(huán)至反應(yīng)器。可生產(chǎn)窄或?qū)挿肿恿糠植嫉漠a(chǎn)品，密度為930—970kg/m3，熔融指數(shù)0.01—50。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為：乙烯和共聚單體1010kg，電力305kwh，蒸汽340kg，冷卻水1901，氮氣30m3。已有35條生產(chǎn)線投運或建設(shè)中，總能力360萬噸/年。國內(nèi)目前由于該技術(shù)的企業(yè)主要有大慶的22萬噸裝置、揚子和燕山的14萬噸裝置，蘭州的7萬噸裝置。 （6）雪佛龍-菲利浦斯公司雙回路反應(yīng)器LPE工藝用菲利浦斯石油公司LPE工藝生產(chǎn)線性聚乙烯（LPE）。采用極高活性催化劑在回路反應(yīng)器和異丁烷漿液中進(jìn)行聚合。產(chǎn)品熔融指數(shù)和分子量分布可由催化劑、操作條件和氫氣來調(diào)節(jié)控制。共聚單體可用丁烯-1、已烯-1、辛烯-1等。高活性催化劑使之無需脫除催化劑，聚合時無石蠟或其他副產(chǎn)物生成，大大減少了對環(huán)境的逸散污染。乙烯、異丁烷、共聚單體和催化劑連續(xù)進(jìn)入回路反應(yīng)器，在低于100°C和約4.0MPa下發(fā)生反應(yīng)，停留時間約1小時。乙烯單程轉(zhuǎn)化率超過97%。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為：乙烯1.007噸，催化劑和化學(xué)品2~10美元(對于不同產(chǎn)品)，電力350kwh，蒸汽0.25t，冷卻水185t，氮氣30m3。已有82條生產(chǎn)線投運和建設(shè)，占世界PE能力34%。上海金菲公司的13.5萬噸裝置就是采用該技術(shù)。茂名新建的35萬噸/年的新裝置也可能采用該技術(shù)。Univation技術(shù)公司低壓氣相法Unipol工藝用低壓、氣壓UnipolPE工藝生產(chǎn)LLDPE—HDPE。采用漿液催化劑和氣相、流化床反應(yīng)器。用常規(guī)的和茂金屬催化劑無需脫除催化劑步驟。投資和操作費用較低，對環(huán)境污染較少。乙烯、共聚單體和催化劑進(jìn)入流化床反應(yīng)器，操作條件為約100C和2.5MPa。產(chǎn)品密度為915—970kg/m3,熔融指數(shù)0.1—200。根據(jù)催化劑類型可調(diào)節(jié)窄或?qū)挿肿恿糠植?。已?9條生產(chǎn)線投運或建設(shè)。單線能力可為4萬—45萬噸/年。目前國內(nèi)采用該技術(shù)的裝置較多，主要為茂名、吉化、揚子、天津、中原、廣州、大慶、齊魯?shù)?。Stamicarbon公司COMPACT工藝該工藝采用先進(jìn)的Z-N催化劑利用COMPACTSolution技術(shù)生產(chǎn)密度為900—970kg/m3的PE。采用攪拌釜式反應(yīng)器，聚合溫度200C。氫用于控制聚合物分子量。無需脫除催化劑步驟。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為：乙烯和共聚單體1.0161,電力500kwh，蒸汽400kg，冷卻水230m3，低壓蒸汽(產(chǎn)出)330kg。有5套裝置投運，總能力65萬噸/年。巴塞爾聚烯烴公司Hostalen工藝用攪拌釜的Hostalen工藝生產(chǎn)HDPE。采用并聯(lián)或串聯(lián)的二臺反應(yīng)器進(jìn)行漿液聚合。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為：乙烯和共聚單體1.015t，蒸汽400kg，電力350kwh，冷卻水165m3。已有31條生產(chǎn)線運轉(zhuǎn)或設(shè)計中，生產(chǎn)能力近340萬噸/年。目前在國內(nèi)采用該技術(shù)的裝置為遼化公司，生產(chǎn)能力只有4萬噸。該技術(shù)目前單線最大生產(chǎn)能力可達(dá)到35萬噸/年，可生產(chǎn)包括雙峰在內(nèi)的幾乎所有產(chǎn)品，其中其薄膜、中空和管材等產(chǎn)品在世界上具有一定的知名度。埃尼化學(xué)公司高壓法工藝采用高壓法釜式或管式工藝生產(chǎn)LDPE和EVA。LDPE密度為918—935kg/m3，EVA中VAM(醋酸乙烯單體)含量可從3%—40%。己有24條生產(chǎn)線運轉(zhuǎn)或設(shè)計中，單線能力可高達(dá)20萬噸/年。目前該裝置投資費用和能耗相對較高，新建裝置一般不采用該技術(shù)。Stamicarbon公司高壓法工藝?yán)酶邏汗苁椒磻?yīng)器生產(chǎn)LDPE和EVA共聚體。生產(chǎn)每噸產(chǎn)量的物耗、能耗為：乙烯1.0051,電力800kwh，高壓蒸汽230kg，冷卻水120m3，低壓蒸汽（產(chǎn)出）650kg°1996年起，已有單線能力15萬一30萬噸/年裝置多套投運，總能力超過180萬噸/年。附錄2.聚乙烯生產(chǎn)工藝總結(jié)高密度聚乙烯技術(shù)進(jìn)展HDPE簡介1953年低壓合成HDPE，與LDPE、LLDPE比較,HDPE支鏈化程度最小，分子能緊密地堆砌，密度最大（0.941?0.965gPcm3）結(jié)晶度高。HDPE目前是世界生產(chǎn)能力和需求量位居第三大類的聚烯烴品種,其主要用于薄膜、吹塑、管材等技術(shù)進(jìn)展催化劑工業(yè)生產(chǎn)中主要使用Ti系Z-N催化劑、Cr系催化劑。生產(chǎn)工藝HDPE的生產(chǎn)技術(shù)主要有：漿液聚合、氣相聚合和溶液聚合。漿液聚合法此法是生產(chǎn)HDPE主要方法，工藝成熟，生產(chǎn)技術(shù)主要有Hostalen、Phillips>InnoveneS、Equistar、Borieas、CX、Equistar等。攪拌釜式漿液聚合 （Z-N催化劑己烷溶劑，雙釜聚合工藝）basell：hostalen技術(shù)三井油化公司：CX技術(shù) 很相似的工藝漿液法連續(xù)工藝：操作溫度壓力低；采用并聯(lián)及串聯(lián)不同形式生產(chǎn)單、雙峰產(chǎn)品；原料要求不高問題：細(xì)粉問題和低聚物生成量高，裝置安全生產(chǎn)周期短環(huán)管反應(yīng)器工藝 （Cr系催化劑異丁烷反應(yīng)介質(zhì)）Phillips：Phillips工藝（單環(huán)管） INNOS：InnoveneS工藝（雙環(huán)管）環(huán)管反應(yīng)器工藝特點：設(shè)備較少，投資成本低；細(xì)粉少和顆粒形態(tài)好。原料要求高氣相聚合法典型代表：DOW化學(xué)公司的univation技術(shù)和INNOS公司的innovene技術(shù)工藝特點：操作溫度、壓力低；可生產(chǎn)全密度聚乙烯；催化劑體系包括Ti，Cr系；茂金屬催化劑；原料需要精制；不需要溶劑。溶液聚合法典型代表：NOVA公司的sclairtech工藝、DOW工藝和DSM公司的Compact工藝。工藝特點：原料要求低；反應(yīng)停留時間短，產(chǎn)品切換快；采用溶劑，轉(zhuǎn)化率雙峰高密度聚乙烯雙峰PE中高相對分子質(zhì)量成分可賦予其良好的力學(xué)性能和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能，而低相對分子質(zhì)量成分起到潤滑作用，改善其加工性能。因此，雙峰PE與單峰產(chǎn)品相比,有更好的力學(xué)性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能及良好的加工性能,綜合性能優(yōu)異。目前，雙峰HDPE的生產(chǎn)工藝主要有Borealis公司的Borstar工藝、Basell公司的Hostalen工藝、Spherilene工藝INNOS公司的InnoveneS工藝、三井公司的CX工藝和Evolue工藝、NOVA公司的Sclalrtech工藝、DOW公司的UnipolII工藝等、雙峰HDPE主要應(yīng)用于管材薄膜、中空產(chǎn)品等。超高分子量PE（UHWPE）分子量長度是高密度聚乙烯的10-20倍，分子量達(dá)到100-600萬。因分子量高而具有其他塑料無可比擬的優(yōu)異的耐沖擊、耐磨損、自潤滑性、耐化學(xué)腐蝕等性能。世界聚乙烯技術(shù)的最新進(jìn)展氣相法工藝：Univation公司的Unipol工藝、BP公司的Innovene工藝和Basell公司的Spherilene工藝。氣相法工藝由于流程較短、投資較低、生產(chǎn)靈活等特點發(fā)展較快，目前的生產(chǎn)能力約占世界聚乙烯總生產(chǎn)能力的34%,新建的LLDPE裝置近70%采用氣相法技術(shù)。Unipol工藝：目前該工藝是世界應(yīng)用最廣的聚乙烯工藝，約占全球聚乙烯總生產(chǎn)能力的25%。該工藝的核心是用氣相流化床反應(yīng)器生產(chǎn)質(zhì)量非常均勻的產(chǎn)品，與其他工藝相比，減少了共混后的處理裝置。。采用Univation公司的間接冷卻反應(yīng)器技術(shù)可以在冷凝液含量很少或不增加進(jìn)入反應(yīng)器的冷凝液含量的情況下，間接提高反應(yīng)器的撤熱能力，還可以通過調(diào)節(jié)換熱導(dǎo)管的冷凝液溫度和速度來控制反應(yīng)器的冷卻程度，減少了聚合物粘壁現(xiàn)象，使工藝條件變得越來越寬容，對冷凝液的操作方法也越來越多。BP低壓氣相工藝：與Unipol非常相似。均采用冷凝態(tài)技術(shù)。只是冷凝液送入流化床的方式稍有不同。BP的方法是先將冷凝液與循環(huán)物流分離，然后用置于流化床內(nèi)的噴嘴霧化，將其送入流態(tài)化床層。Unipol則不進(jìn)行分離，冷凝液隨循環(huán)物流一起進(jìn)入流化床反應(yīng)器。誘導(dǎo)冷凝和超冷凝技術(shù)所使用的惰性冷凝劑可以是異戊烷或己烷，選擇的依據(jù)主要取決于原料來源和價格。Sphrilene工藝：Spherilene工藝最通用的設(shè)計是采用兩臺氣相反應(yīng)器串聯(lián)這種方案可以滿足產(chǎn)品分布較寬的需要。只采用AvantZ系列催化劑,不需切換其他催化劑，就可生產(chǎn)全部范圍的線性PE系列產(chǎn)品。聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)及其催化劑的研究進(jìn)展當(dāng)代典型的PE生產(chǎn)工藝有以下幾種：（1）巴塞爾公司氣相法Spherilene工藝；（2）北歐化工公司北星（Borstar）工藝；（3）BP公司氣相法Innovene工藝；（4）?？松梨诠竟苁胶透椒磻?yīng)工藝（5）三井化學(xué)公司低壓漿液法CX工藝；（6）雪佛龍-菲利浦斯公司雙回路反應(yīng)器LPE工藝；（7）Univation公司低壓氣相法Unipol工藝；（8）Stamicarbon公司Compact工藝；（9）巴塞爾聚烯烴公司Hostalen工藝；（10）埃尼化學(xué)公司高壓法工藝；（11）Stamicarbon公司高壓法工藝；（12）巴塞爾公司高壓法Lupo-tech工藝；（13）諾瓦化學(xué)公司Sclairtech工藝。世界聚乙烯工業(yè)現(xiàn)狀及生產(chǎn)工藝新進(jìn)展雙峰技術(shù)生產(chǎn)雙峰PE有熔融共混、反應(yīng)器串聯(lián)、在單一反應(yīng)器中使用雙金屬催化劑或混合催化劑等方法。目前生產(chǎn)商主要采用串聯(lián)反應(yīng)器方法,主要代表有Univation公司的Unipolll工藝,Basell公司反應(yīng)器串聯(lián)的氣相Spherilene工藝，Borealis公司的Borstar工藝，以及Phillips、Mitsui、Basell、Solvay等公司開發(fā)的淤漿法串聯(lián)反應(yīng)器生產(chǎn)工藝等。Borealis公司開發(fā)出生產(chǎn)雙峰PE的獨特Borstar工藝，于1995年在芬蘭首次建成一套20萬t/a的生產(chǎn)裝置并投入運行,可生產(chǎn)HDPE、LLDPE、MDPE等多種牌號的產(chǎn)品。其生產(chǎn)設(shè)備主要由獨特的淤漿環(huán)管反應(yīng)器和特制的流化床氣相反應(yīng)器串聯(lián)而成，整個工藝過程高度靈活,PE分子質(zhì)量及其分布易于控制。該工藝采用齊格勒-納塔催化劑，產(chǎn)品密度為918?970kg/m3，熔體流動速率(MFR)為0.02?100g/10min。在環(huán)管反應(yīng)器中使用超臨界丙烷作為稀釋劑，可以生產(chǎn)構(gòu)成雙峰PE中低分子質(zhì)量峰的聚合物，而在氣相反應(yīng)器內(nèi)生產(chǎn)出構(gòu)成高分子質(zhì)量峰的聚合物，并可以根據(jù)要求調(diào)節(jié)分子質(zhì)量的分布。Borstar雙峰PE工藝采用兩個反應(yīng)器單獨操作,可根據(jù)需要來控制分子質(zhì)量的分布。近年來,Univation公司致力于單反應(yīng)器雙峰HDPE技術(shù)的開發(fā)，已經(jīng)開發(fā)出2種Prodigy雙峰催化劑，并完成了5次工業(yè)試驗。該技術(shù)采用經(jīng)濟的單一流化催化反應(yīng)器和雙峰催化劑，投資和生產(chǎn)成本比串聯(lián)反應(yīng)器節(jié)約35%?40%。由于該反應(yīng)器生產(chǎn)雙峰HDPE主要依靠催化劑技術(shù)，很容易在現(xiàn)有的氣相反應(yīng)器中實施,因此有可能占據(jù)雙峰HDPE更大的市場份額。Univation公司還開發(fā)出Unipol-II生產(chǎn)工藝,增加了第二個聚合反應(yīng)器,生產(chǎn)雙峰LLDPE/HDPE樹脂，并建成了30萬t/a的2個反應(yīng)器串聯(lián)的氣相法生產(chǎn)裝置。高分子質(zhì)量的共聚物在第一個反應(yīng)器中生成，低分子質(zhì)量的共聚物在第二個反應(yīng)器中生成。調(diào)節(jié)烯烴和氫的數(shù)量可以獲得所需要的產(chǎn)品。雙峰聚乙烯的發(fā)展概況Borstar生產(chǎn)工藝主要特點：在第1階段使用淤漿法的反應(yīng)器可以使開車階段穩(wěn)定、品種更換的過渡期縮短;在第1個反應(yīng)器中使用超臨界丙烷稀釋劑可以生成極低相對分子質(zhì)量樹脂;在第1階段，從聚合物中完全分離出單體(丙烷稀釋劑采用閃蒸的方法除去)可以使第2階段的聚合在獨立的反應(yīng)條件下進(jìn)行;在第2階段使用氣相法的反應(yīng)器可以生產(chǎn)不同性能的產(chǎn)品，而且產(chǎn)品中揮發(fā)性的烴含量較低;反應(yīng)器可以按比例放大滿足大型生產(chǎn)裝置的需要。Montell公司的Spherilene生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn)雙峰聚乙烯樹脂，它使用多個串聯(lián)的流化床氣相反應(yīng)器，催化劑為齊格勒-納塔催化劑。使用3個反應(yīng)器的串聯(lián)系統(tǒng)(小型環(huán)式加上2個氣相反應(yīng)器)用來生產(chǎn)多峰產(chǎn)品具有優(yōu)點，即它所用的催化劑能夠優(yōu)化其產(chǎn)品性能和一種催化劑體系(齊格勒-納塔)能夠生產(chǎn)全部的LLDPE/HDPE產(chǎn)品。Spherilene工藝的特點與其他聚烯烴生產(chǎn)技術(shù)基本相似,其關(guān)鍵是催化劑技術(shù)。Spherilene生產(chǎn)工