线型低密度聚乙烯生产 ***

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线型低密度聚乙烯生产方法

多烯怎么做？

聚乙烯按聚合压力可以分为高压法、中压法、低压法；按介质来分可以分为淤浆法、溶液法、气相法。
高压法用来生产低密度聚乙烯，这种 *** 开发得早，用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3，但随着生产技术和催化剂的发展，其增长速度已大大落后于低压法。低压法就其实施 *** 来说，有淤浆法、溶液法和气相法。淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯。各种低压法工艺发展很快。中压法仅菲利浦公司至今仍在采用，生产的主要是高密度聚乙烯。高压法
以氧气或过氧化物为引发剂，将乙烯聚合成低密度聚乙烯的 *** 。乙烯经二次压缩后进入反应器，在引发剂的作用下，在100 ~ 300 MPa的压力和200 ~ 300℃的温度下聚合成聚乙烯。在减压下分离反应物以回收未反应的乙烯，在加入塑料添加剂后挤出熔融聚乙烯并造粒。
使用的聚合反应器有两种:管式反应器(长度可达2000米)和釜式反应器。管式工艺单程转化率20% ~ 34%，单线年生产能力100kt。釜式工艺单程转化率20% ~ 25%，单线年生产能力180kt。

低压法
可分为淤浆法、溶液法和气相法。除溶液法外，聚合压力在2MPa以下。一般步骤是催化剂制备、乙烯聚合、聚合物分离和造粒。
①淤浆法生产的聚乙烯不溶于溶剂，呈浆状。淤浆聚合反应温和，易于操作。烷基铝常用作活化剂，氢气常用作分子量调节剂，常采用釜式反应器。来自聚合釜的聚合物浆料通过闪蒸釜和气液分离器到达粉末干燥器，然后进行造粒(图4)。生产过程还包括溶剂回收和溶剂精制等步骤。通过串联或并联使用不同的聚合反应器，可以获得具有不同分子量分布的产品。

聚乙烯
②溶液聚合是在溶剂中进行的，但乙烯和聚乙烯都溶解在溶剂中，反应体系是均相溶液。反应温度(≥140℃)和压力(4 ~ 5 MPa)相对较高。其特点是聚合时间短，生产强度高，可同时生产高、中、低密度聚乙烯，能更好地控制产品的性能；而溶液法得到的聚合物分子量低，分子量分布窄，固含量低。
③气态乙烯的气相聚合一般采用流化床反应器。催化剂有铬基和钛基两种，从储罐定量加入床层，采用高速乙烯循环维持床层流化，消除聚合热。生成的聚乙烯从反应器底部排出(图5)。反应器的压力约为2MPa，温度为85 ~ 100℃。气相法是低密度聚乙烯生产线最重要的 *** 。气相法省去了溶剂回收和聚合物干燥，比溶液法节省15%的投资和10%的操作费用。它是传统高压法投资的30%，运行费用的1/6。所以发展很快。但气相法在产品质量和品种上还有待进一步提高。

中压法
使用硅胶负载的铬催化剂，乙烯在中压下在环管反应器中聚合以生产高密度聚乙烯。
加工应用可通过吹塑、挤出、注塑等方式加工。，广泛用于制造薄膜、介质空产品、纤维和日用品。在实际生产中，为了提高聚乙烯对紫外线和氧化的稳定性，改善加工和使用性能，需要加入少量的塑料添加剂。常用的紫外线吸收剂是邻羟基二苯甲酮或其烷氧基衍生物，炭黑是优良的紫外线屏蔽剂。此外，抗氧化剂、润滑剂、着色剂等。以扩大聚乙烯的应用范围。

生产技术
世界上拥有聚乙烯技术的公司很多，其中拥有LDPE技术的有7家，拥有LLDPE和全密度技术的有10家，拥有HDPE技术的有12家。从技术发展来看，高压法生产LDPE是PE树脂生产中最成熟的 *** ，釜式法和管式法都比较成熟，这两种生产技术同时并存。国外公司一般采用低温高活性催化剂引发聚合体系，可以降低反应温度和压力。
高压法生产LDPE将向大型化和管式生产发展。而低压法生产HDPE和LLDPE主要使用钛基催化剂和复合催化剂，欧洲和日本大部分使用钛基催化剂，美国大部分使用复合催化剂。
世界上主要使用的聚乙烯生产技术有11种，中国有8种PE生产技术。
(1)高压管式和釜式反应工艺
(2)三井化学低压淤浆CX工艺
(3)BP气相Innovene生产工艺
(4) Chevron-Phillips双环反应器LPE工艺
(5)北欧。Br/](7)巴塞尔聚烯烃公司Hostalen工艺
(8)Sclartech溶液生产工艺
催化剂技术:催化剂是PE工艺的关键部分，是其技术发展的重点。特别是1991年，茂金属催化剂在美国实现工业化，使聚乙烯生产技术进入了一个新的发展阶段。

产业现状
世界各大PE生产企业大多涉足茂金属PE(mPE)的生产，如陶氏化学、伊士曼、旭化成、阿托菲纳、雪佛龙-菲利普斯等公司。
日本旭化成化学株式会社购买了陶氏化学茂金属催化剂专利Insite，采用淤浆法生产茂金属高密度聚乙烯，品牌为Creolex。由于其优越的性能，自1995年进入商业开发以来，mPE树脂的全球消费量每年翻一番。预计到2010年，全球mPE产能将达到1700万吨，其中ml LDPE 700万吨，MH dpe 600万吨。
E催化剂已发展到第三代，日本三井化学和陶氏化学开发了新一代后茂催化剂。与传统的茂金属和Z-N催化剂不同，该催化剂可以将甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等极性单体与烯烃共聚，因此可以用于开发具有粘结性、耐油性和阻气性的新型聚烯烃树脂。
我国非常重视PE生产技术，PE生产技术创新一直被列入技术创新计划。鉴于国内PE生产以气相法为主，产品牌号切换困难，过渡料多，国内PE生产企业依托现有聚乙烯生产的技术改造，开展了气相聚乙烯缩聚、超缩聚工艺和淤浆聚乙烯外循环工艺的开发，取得了实效。
国内Uuipol工艺大部分生产装置采用国产冷凝技术进行改扩建，产量已超过装置原设计能力的120% ~ 200%。
薄膜广泛用作各种食品、服装、药品、化肥、工业品、农膜的包装材料(见彩图)。还可以通过挤出加工成复合膜，用于包装重物。自1975年以来，还开发了高密度聚乙烯薄膜，它具有高强度、耐低温、耐潮湿、良好的印刷性和加工性。线性低密度聚乙烯的更大用途是制造薄膜。其强度和韧性优于低密度聚乙烯，抗穿刺性和刚性也更好。虽然其透明性较差，但仍略好于高密度聚乙烯。
中空产品高密度聚乙烯强度高，适用于中空产品。瓶、桶、罐、罐等容器可用吹塑成型，大型容器如油罐车、罐、储槽可用铸造成型。
聚乙烯管可以用管板挤出法生产，高密度聚乙烯管强度高，适合地下敷设。挤压板可以被加工两次。高密度聚乙烯还可以通过发泡挤出和发泡注射制成低发泡塑料，用作床板和建筑材料(见建筑用高分子材料)。
注塑产生的杂物包括日常杂物和工业耐酸碱面料。开发了超高强度聚乙烯纤维(强度可达3 ~ 4 GPA)，可用作防弹衣、汽车和海上作业的复合材料。人造花、周转箱(见彩图)、小容器、自行车和拖拉机零件等。制造结构部件时，应使用高密度聚乙烯。
聚乙烯改性
聚乙烯的改性品种主要有氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、交联聚乙烯和共混改性品种。
氯化聚乙烯是通过用氯部分取代聚乙烯中的氢原子而得到的无规氯化物。氯化由光或过氧化物引发，工业上主要采用水悬浮法生产。由于分子量及其分布、支化度、氯化后的氯化度、氯原子分布和残余结晶度的差异，氯化聚乙烯可以从橡胶获得到硬塑料。主要用作聚氯乙烯的改性剂，提高其抗冲击性能。氯化聚乙烯本身也可用作电绝缘材料和地板材料。
氯磺化聚乙烯当聚乙烯与含有二氧化硫的氯反应时，分子中的部分氢原子被氯和少量磺酰氯(-SO2Cl)基团取代，得到氯磺化聚乙烯。主要的工业 *** 是悬浮法。氯磺化聚乙烯具有良好的耐臭氧性、耐化学腐蚀性、耐油性、耐热性、耐光性、耐磨性和拉伸强度。它是一种综合性能良好的弹性体，可用于 *** 与食品接触的设备零件。
交联聚乙烯线性聚乙烯通过辐射(X射线、电子射线或紫外线照射等)制成网状或本体交联聚乙烯。)或化学 *** (过氧化物或硅酮交联)。其中，有机硅交联法工艺简单，运行成本低，成型交联可分步进行，宜采用吹塑和注塑。交联聚乙烯的耐热性、耐环境应力开裂性和力学性能较聚乙烯有很大提高，适用于大型管道、电缆电线、滚塑制品等。
聚乙烯共混改性线性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯可用于加工薄膜等产品，产品性能优于低密度聚乙烯。通过共混聚乙烯和乙丙橡胶可以制备多种热塑性弹性体。
茂金属聚乙烯
茂金属聚乙烯是一种新型热塑性塑料，是20世纪90年代聚烯烃工业最重要的技术进步，是继LLDPE生产技术之后的又一重大创新。由于它是用茂金属(MAO)作为聚合催化剂生产的聚乙烯，其性能与用传统齐格勒-纳塔催化剂聚合的PE有显著的不同。茂金属催化剂独特的优异性能及其在茂金属聚乙烯合成中的应用引起了市场的广泛关注。许多世界著名的大型石化公司都投入了巨大的人力物力进行开发和研究，成为聚烯烃行业乃至整个塑料行业的热门话题。
早期使用茂金属催化剂进行乙烯聚合，只能得到分子量为20000 ~ 30000的蜡，催化活性不高，没有得到重视和推广。直到1980年，德国汉堡大学的Kaminsky教授发现，乙烯聚合是在甲苯溶液中，以二环戊二烯基氯化锆(CP2ZrCl2)和甲基铝氧烷(MAO)组成的助催化剂进行的。该催化剂的活性高达106g-PE/g-Zr，反应速率与酶相当。MAO是由二甲基铝和水在非聚合体系条件下合成的高齐聚度甲基铝氧烷。卡明斯基教授的发现为茂金属催化剂的研究注入了活力，吸引了众多公司参与开发研究，并取得了长足的进展。1991年，美国埃克森公司首次实现茂金属催化剂在聚烯烃工业生产中的应用，生产出之一批茂金属聚乙烯(mPE)，商品名为“Exact”。
在茂金属聚烯烃中，mPE发展最快、最成熟，主要品种有线性低密度聚乙烯(LLDPE)和极低密度聚乙烯(VLDPE)。mPE有两个系列，一个是主要针对包装领域的薄膜产品级，另一个是以辛烯-1为共聚单体的塑性体，称为POP(聚烯烃塑性体)。MPE膜级具有较低的熔点和明显的熔融区，在韧性、透明性、热粘度、热封温度、低气味等方面明显优于传统聚乙烯，可用于生产重型包装袋、金属垃圾桶内胆、食品包装、拉伸膜等。
茂金属线性低密度聚乙烯的消费量约占线性低密度聚乙烯总消费量的15%，预计到2010年这一比例将达到22%。据统计，世界茂金属聚乙烯年产量约为1500万吨，其中用于食品包装的产品约占总消费量的36%，非食品包装约占47%，其他方面(医药、汽车和建筑等。)约占17%。
聚乙烯是合成树脂中产量更大、发展最快、品种开发最活跃的。聚乙烯能否达到高性能，很大程度上取决于催化剂的性能。茂金属催化剂具有优异的催化共聚能力，可以与乙烯共聚大部分共聚物，催化极性单体聚合，这是传统催化剂难以达到的。在环烯烃聚合方面，传统催化剂只能是开环聚合，而茂金属催化剂可以用于双键加成聚合。
由于许多发达国家已经采用茂金属线性低密度聚乙烯代替常规线性低密度聚乙烯，茂金属线性低密度聚乙烯的年均消费增长率将高于线性低密度聚乙烯，达到15%。未来，已开发的线性低密度聚乙烯近一半的产量增长将来自茂金属线性低密度聚乙烯。预计2009年美国市场对茂金属线性低密度聚乙烯的需求将增加到134万吨。聚乙烯有多少种？怎么合成？结构和性能有什么区别？与生产方式有和谐的关系