聚乙烯工藝技術(shù)的比較與選擇

洪威威 王海

摘 要：概述了目前主要的三類聚乙烯工藝，并選出具有代表性的四種工藝技術(shù)進(jìn)行了比較說明，介紹了它們各自的技術(shù)特點(diǎn)和產(chǎn)品特點(diǎn)，提出了新建聚乙烯裝置選擇工藝技術(shù)時(shí)需考慮的問題。

關(guān)鍵詞：聚乙烯；工藝；比較選擇

聚乙烯作為需求量最大的通用塑料，其產(chǎn)品應(yīng)用廣闊，涉及到食品、醫(yī)療、化纖等眾多行業(yè)，其年均增長率達(dá)到了6.3%左右。特別是近十年來，上游煉化項(xiàng)目乙烯裂解裝置的擴(kuò)能改造和煤制烯烴的飛速發(fā)展，國內(nèi)又新建了多套大型聚乙烯裝置。為了使新建聚乙烯裝置的產(chǎn)品有市場、效益好，必須要對當(dāng)前主流的聚乙烯生產(chǎn)工藝進(jìn)行深入了解和比較，以便選擇合適的工藝技術(shù)。

1 聚乙烯技術(shù)概況

國內(nèi)目前還沒有生產(chǎn)聚乙烯產(chǎn)品的成熟技術(shù)，幾乎所有大規(guī)模聚乙烯裝置都是引進(jìn)國外專利技術(shù)，其產(chǎn)品范圍涵蓋了整個(gè)聚乙烯產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。

2 典型聚乙烯工藝的介紹

目前，世界范圍內(nèi)聚乙烯的生產(chǎn)工藝主要分氣相法、淤漿法和溶液法三大類，每一類又有幾家代表工藝，本文選擇具有代表性的Unipol PE工藝、Innovene S工藝、Hostalen工藝以及Sclairtech工藝等四種聚合工藝來說明這四類工藝的技術(shù)特點(diǎn)。

2.1 Univation公司的Unipol PE工藝

Unipol PE工藝是一種氣相流化床工藝，具有簡單、靈活、經(jīng)濟(jì)和安全的特點(diǎn)。該工藝使用的設(shè)備數(shù)量少而使維修工作量小，裝置的可靠性高，流程短，前期投資較低，后期維護(hù)簡便。共聚單體可以采用己烯或丁烯生產(chǎn)HD/MD/LL產(chǎn)品，并可以使用雙峰催化劑通過單反應(yīng)器來生產(chǎn)雙峰產(chǎn)品，產(chǎn)品靈活性強(qiáng)。

2.2 Ineos公司的Innovene S工藝

Innovene S工藝是基于雙環(huán)管反應(yīng)器通過淤漿法主要生產(chǎn)HDPE的一種聚乙烯工藝。可以生產(chǎn)雙峰產(chǎn)品，反應(yīng)溫度和壓力相對較低。可生產(chǎn)非常寬范圍的中/高密度聚乙烯，產(chǎn)品應(yīng)用范圍涵蓋HDPE薄膜（單峰和雙峰），注塑成型，吹塑成型，轉(zhuǎn)模成型，電線電纜，帶料和單纖等。

2.3 LyondellBasell公司的Hostalen工藝

Hostalen工藝采用并聯(lián)或串聯(lián)的兩臺攪拌釜式反應(yīng)器進(jìn)行淤漿聚合，用于生產(chǎn)具有雙峰或?qū)挿宸肿恿糠植肌⒏叻肿恿坎糠志哂刑囟ü簿蹎误w含量的HDPE。其主要優(yōu)點(diǎn)在于能定制生產(chǎn)高附加值的滿足應(yīng)用需求的聚合物產(chǎn)品。可以生產(chǎn)具有單峰、雙峰或?qū)挿宸肿恿糠植嫉漠a(chǎn)品，產(chǎn)品密度范圍0.939～0.961g/cm3，HDPE產(chǎn)品質(zhì)量好，產(chǎn)品應(yīng)用范圍涵蓋HDPE薄膜和壓力管道如PE100等高端產(chǎn)品。

2.4 NOVA公司的Sclairtech工藝

Sclairtech工藝工藝采用1-丁烯及1-辛烯作為共聚單體，也可以生產(chǎn)均聚物或乙烯-丁烯-辛烯三元共聚物，產(chǎn)品可面向特殊應(yīng)用的市場。反應(yīng)器可串聯(lián)或并聯(lián)操作，生產(chǎn)靈活性大，產(chǎn)品范圍寬，分子量分布范圍大；流程長，設(shè)備多，投資高，操作維護(hù)費(fèi)用高。可生產(chǎn)極低密度的聚乙烯（VLDPE，如PE彈性體和塑性體），可與高級α-烯烴共聚，產(chǎn)品呈現(xiàn)出極好的強(qiáng)度、韌性和密封性。

3 工藝技術(shù)的比較

總體來說，上述四種聚乙烯工藝均是當(dāng)前成熟、先進(jìn)的技術(shù)，各工藝在流程配置和產(chǎn)品種類有不少相似之處，同時(shí)又有著各自的特點(diǎn)，具體對比說明如表1所示。

4. 結(jié)語

①氣相法工藝（含Unipol PE和Innovene G）產(chǎn)品范圍寬，涵蓋了LLDPE/MDPE/HDPE所有的聚乙烯產(chǎn)品。氣相法工藝投資少，操作費(fèi)用低，操作彈性大，反應(yīng)器生產(chǎn)能力一般不受牌號限制，生產(chǎn)清潔，安全性好。缺點(diǎn)是反應(yīng)器體積大，牌號切換相對復(fù)雜，并且對原料中雜質(zhì)含量要求苛刻；②淤漿法工藝（含Innovene S和Hostalen）是一種主要生產(chǎn)中/高密度聚乙烯產(chǎn)品的一種PE工藝，其產(chǎn)品中HDPE產(chǎn)品質(zhì)量好，部分產(chǎn)品附加值高。該類工藝牌號切換相對容易。但是該類工藝生產(chǎn)的低密度及高熔融指數(shù)（MI）聚合物可溶解在稀釋劑中，會(huì)使反應(yīng)器結(jié)垢，因而產(chǎn)品范圍受到一定限制；③溶液法反應(yīng)溫度高，便于控制產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器體積小。該工藝即可使用高級α-烯烴作為共聚單體，產(chǎn)品可面向特殊應(yīng)用的市場，但流程長，投資高，操作費(fèi)用高。