聚乙烯介紹圖例版

聚乙烯樹脂及工藝簡介MTO項目準備資料一、聚乙烯樹脂介紹二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹三、聚乙烯未來發(fā)展四、總結(jié)主要內(nèi)容一、聚乙烯樹脂介紹為方便大家認識，此講義以對比聚氯乙烯樹脂進行講解。項目PEPVC加工性能優(yōu)異差機械性能優(yōu)一般耐低溫優(yōu)異差耐高溫差差比重低高電性能優(yōu)異良價格一般廉價阻燃差優(yōu)阻隔性能良優(yōu)極性非極性極性滋生細菌及微生物一般優(yōu)異結(jié)晶度高至非常高非常低品種豐富單一一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹物理性能對比項目PEPVC單位外觀特征白色粉末或半透明顆粒白色粉末

比重0.910-0.9651.35-1.45g/cm3分子量1000-150萬25000-20萬

極性非極性極性

結(jié)晶度50-90%5-10%

吸水率0.01%0.50%

一、聚乙烯樹脂介紹機械性能項目PEPVC單位拉伸強度6.9-3112-50Mpa拉伸伸長率100-1000200-320（軟制品）%彎曲強度90-10060-90Mpa彎曲模量928-1000

Mpa缺口沖擊強度353kJ/m2表面硬度41-70（邵氏）75-85（邵氏）

一、聚乙烯樹脂介紹項目PEPVC單位熱學性能熔點120-136℃150-200℃

最高使用溫度80-13075-80

燃燒性能燃燒性能火焰中燃燒，離火繼續(xù)燃燒火焰中燃燒，離火后熄滅

電氣性能

介電常數(shù)2.35

介電強度3516-20Kv/mm一、聚乙烯樹脂介紹PE與PVC在結(jié)構(gòu)上最大的差異。一、聚乙烯樹脂介紹聚氯乙烯無規(guī)形態(tài)聚乙烯結(jié)晶形態(tài)一、聚乙烯樹脂介紹偏光顯微鏡觀察，HDPE結(jié)晶圖片右圖為局部放大一、聚乙烯樹脂介紹聚乙烯滿足一定的溫度和退火時間，在一定生長期內(nèi)呈球形外觀HDPE球晶的SEM，右圖為局部放大一、聚乙烯樹脂介紹聚乙烯樹脂主要有高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、線性低密度聚乙烯（LLDPE）三大類一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹LLDPE可分為Z-N催化劑和茂金屬催化兩種，首先介紹Z-N催化劑LLDPE。LLDPE與LDPE應用范圍重合較多。加工類型應用情況吹塑制備薄膜，用途極廣，日常包裝、冷凍包裝、地膜、棚膜。滾塑制備各類容器，如各種化學品容器、農(nóng)藥容器、深海浮子船及玩具等。滾塑制品的85%是PE樹脂制備的，而LLDPE可占到PE滾塑制品的80%。注塑用于生產(chǎn)氣密性容器蓋、罩、瓶塞、各種桶、家用器皿、工業(yè)容器、汽車零件、玩具等，是LLDPE中應用僅次于薄膜產(chǎn)品的第二大市場。中空成型采用中空成型的LLDPE具有優(yōu)異的韌性、耐環(huán)境應力開裂和低的氣體滲透性，非常適用于油類、洗滌劑類物品的包裝。管材采用LLDPE制備的管材被大量應用于農(nóng)業(yè)滴管灌溉領域。共擠LLDPE還適合用做通信電纜的絕緣材料和護套料，特別適合于高中壓防水、環(huán)境苛刻的電纜護套。拉絲生產(chǎn)的強度高、韌性好的扁絲。特別適用于編制打孔的網(wǎng)眼編織袋。由于LLDPE的抗紫外線老化性比PP的要好，更適合于在戶外使用。一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹茂金屬線型低密度聚乙烯是指采用茂金屬催化劑制備出LLDPE。最初?？松梨诨す居?991年開始商業(yè)化的，目前有Exact系列產(chǎn)品，道化學公司隨后也推出Engage系列產(chǎn)品。后續(xù)其他公司陸續(xù)推出各系列產(chǎn)品。與普通LLDPE一樣，應用于塑料膜。一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹一、聚乙烯樹脂介紹結(jié)晶度,密度：LDPE<LLDPE<HDPE拉伸強度：LDPE<LLDPE<HDPE硬度：LDPE<LLDPE<HDPE抗蠕變性：LDPE<LLDPE<HDPE抗沖擊性：LDPE>LLDPE>HDPE一、聚乙烯樹脂介紹聚乙烯牌號劃分熔融指數(shù)是一種表示塑膠材料加工時的流動性的數(shù)值。它是美國量測標準協(xié)會(ASTM)根據(jù)美國杜邦公司慣用的鑒定塑料特性的方法制定而成，其測試方法是先讓塑料粒在一定時間（10分鐘）內(nèi)、一定溫度及壓力（各種材料標準不同）下，融化成塑料流體，然后通過一直徑為2.095mm圓管所流出的克（g）數(shù)。其值越大，表示該塑膠材料的加工流動性越佳，反之則越差。一、聚乙烯樹脂介紹聚乙烯聚合的發(fā)展：在熱力學上，乙烯、氯乙烯、丙烯都有聚合的傾向，但聚乙烯一直得不到高分子量的產(chǎn)品，直至1938年，ICI英國帝國化學工業(yè)集團（卜內(nèi)門）開發(fā)出自由基聚合的低密度聚乙烯，反應壓力150-300MPa，反應溫度180-200℃。生產(chǎn)的PE產(chǎn)品支鏈多、熔點低、結(jié)晶度低，密度低（0.91～0.925）。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹聚乙烯生產(chǎn)是按照反應壓力進行劃分，分為高壓、中壓、低壓。每種方法各有優(yōu)缺點，所以各種方法都在生產(chǎn)，并且都在發(fā)展新的技術(shù)。自由基聚合，與VC非均相聚合機理一致。經(jīng)歷四個階段：鏈引發(fā)劑、鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止和鏈轉(zhuǎn)移。配位聚合：是指烯類單體的碳－碳雙鍵首先在過渡金屬引發(fā)劑活性中心上進行配位、活化，隨后單體分子相繼插入過渡金屬－碳鍵中進行鏈增長的過程。又稱絡合聚合。單體首先與嗜電性金屬配位形成π絡合物；反應經(jīng)過四中心的插入過程，包括兩個同時進行的化學過程。增長鏈端陰離子對C=C雙鍵β碳的親核進攻，二是金屬陽離子對烯烴π鍵的親電進攻。反應屬陰離子性質(zhì)。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹過渡金屬空位環(huán)狀過渡狀態(tài)鏈增長過程的本質(zhì)是單體對增長鏈端絡合物的插入反應二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹比較項目高壓法中壓法低壓法操作條件聚合壓力，MPa聚合溫度，℃引發(fā)劑98.1-245.2150-330微量氧或有機過氧化物2-7125-150金屬氧化物＜260齊格勒-納塔引發(fā)劑轉(zhuǎn)化率，%16-27接近100接近100反應機理自由基型配位離子型配位離子型實施方法多數(shù)為氣相本體聚合多數(shù)為液相懸浮聚合多數(shù)為液相懸浮聚合工藝流程簡單復雜復雜結(jié)構(gòu)性能大分子支化程度相對密度純度熱變形溫度，℃高低（0.910-0.925）高50℃，較軟介于兩者之間居中（0.926-0.940）基本與低壓法相同基本與低壓法相同大分子排列整齊高（0.941-0.970）產(chǎn)品含有引發(fā)劑殘基78℃，較硬建設投資高低低操作費用低高高二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹管式聚合反應器二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹高壓管式的特點二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹低壓環(huán)管淤漿法的特點二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹（1）利安德巴塞爾氣相法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，催化劑和進料先進行本體預聚合，在緩和條件下發(fā)生本體聚合。漿液進入第一臺氣相反應器，采用循環(huán)氣體回路冷卻器散熱，再進入二臺氣相反應器。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。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹（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入緊湊的預聚合反應器，同時送入共催化劑、乙烯、共聚單體和氫氣。預聚合的漿液再進入第二臺較大的漿液回路反應器，在超臨界條件（75－100℃、5.5－6.5MPa）下操作?？缮a(chǎn)雙峰級產(chǎn)品。經(jīng)閃蒸后的聚合物進一步送入流化床氣相反應器，無需加入新催化劑，可得到均聚物，氣相反應落操作條件為：75－100℃、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計能力可達30萬噸/二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹（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。床層反應器操作條件緩和，為75－100℃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)、設計或建設中。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)。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹

（4）?？松梨诠竟苁胶透椒磻に?/p>

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)模管式反應器（能力13萬－35萬噸/年）和攪拌釜式反應器（能力約10萬噸/年）。管式反應器操作壓力高達300MPa，釜式反應器低于200MPa。高壓工藝的優(yōu)點是縮短停留時間，相同的反應器可從生產(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0.35t，氮氣5m3。已有23套高壓法反應器投運，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)。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹（5）三井化學公司低壓漿液法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入反應器，在漿液狀態(tài)下發(fā)生聚合反應，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190t，氮氣30m3。已有35條生產(chǎn)線投運或建設中，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。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹（6）雪佛龍-菲利浦斯公司雙回路反應器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器和異丁烷漿液中進行聚合。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)進入回路反應器，在低于100℃和約4.0MPa下發(fā)生反應，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，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)。

二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹（7）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入流化床反應器，操作條件為約100℃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。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)取６?、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹（8）Stamicarbon（荷蘭斯太米卡邦）公司COMPACT工藝

該工藝采用先進的Z-N催化劑利用COMPACTSolution技術(shù)生產(chǎn)密度為900－970kg/m3的PE。采用攪拌釜式反應器，聚合溫度200℃。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1.016t，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。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹（9）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)的二臺反應器進行漿液聚合。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。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹（10）埃尼化學公司高壓法工藝

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)或設計中，單線能力可高達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)。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹（11）Stamicarbon（荷蘭斯太米卡邦）公司高壓法工藝

利用高壓管式反應器生產(chǎn)LDPE和EVA共聚體。生產(chǎn)每噸產(chǎn)量的物耗、能耗為：乙烯1.005t，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15萬－30萬噸/年裝置多套投運，總能力超過180萬噸/年。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹聚乙烯生產(chǎn)主要使用助劑：1、抗氧劑，聚乙烯樹脂對空氣氧化作用非常敏感，需要在造粒過程中加入0.1-0.3%的抗氧劑，常用抗氧劑有4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚2、抗靜電劑，聚乙烯樹脂絕緣性非常好，表面容易積累電荷極易吸附灰塵，影響PE制品性能。常用的有聚環(huán)氧乙烷、聚醚脂酰胺、聚醚脂酰亞胺。3、光穩(wěn)定劑，由于聚乙烯中存在不飽和集團，對紫外線引起的降解非常敏感。常用的有水楊酸脂類、二苯甲酮類、三嗪類等。4、抗菌劑，由于聚乙烯抗菌性不及其他樹脂，所以加工中加入抗菌劑。一般有有機酸類、酚類等。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹聚乙烯造粒：為了方便聚乙烯的運輸和加工，需要將聚乙烯粉末變成幾何形狀規(guī)整的顆粒。同時，可以將抗氧劑、光穩(wěn)定劑等均勻分散在聚乙烯中，并將低分子揮發(fā)物脫除。分為四個系統(tǒng)：聚乙烯粉末的輸送系統(tǒng)；粉末及添加劑進料計量系統(tǒng)；擠出造粒機組系統(tǒng)和粒料干燥系統(tǒng)。聚乙烯在塑料中屬于比較難切削的品種，聚乙烯的熔體指數(shù)越高，切削越難。聚乙烯切粒為水下切粒機。二、聚乙烯生產(chǎn)工藝介紹聚乙烯品種牌號很多，產(chǎn)品間性能差距很大，因此聚乙烯生產(chǎn)工藝有多種類，沒有一套工藝裝置能夠生產(chǎn)所有聚乙烯產(chǎn)品，所以拓展聚乙烯工藝產(chǎn)品范圍，提高產(chǎn)品質(zhì)量，是聚乙烯工藝不斷改進的目標之一。三、聚乙烯未來發(fā)展聚乙烯樹脂的改性，聚乙烯的改性與聚氯乙烯改性基本樣?；瘜W改性：1、共聚改性（1）乙烯-丙烯共聚乙丙橡膠。比普通聚乙烯耐高溫、耐低溫、抗沖擊性優(yōu)于丙烯。更進一步引進1,4-已二烯等，制備三元乙丙橡膠。（2）乙烯-醋酸乙烯共聚EVA樹脂。用做彈性體、粘結(jié)劑。（3）乙烯-丙烯酸酯共聚。提升耐環(huán)境開裂和抗沖擊性。（