高密度聚乙烯在线转产低密度聚乙烯的研究

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1、高密度聚乙烯在线转产低密度聚乙烯的研究　　摘要：UNIPOL聚乙烯装置在生产高密度聚乙烯是由乙烯自聚而成，而低密度聚乙烯是加入丁烯等产品和乙烯共聚生成，由于两种反应属于不同类型聚合，因此在线转产也带来了一定的风险。在这过程中受到产品密度、熔融指数、静电等影响，要求在操作过程中把握好反应温度、反应压力、乙烯分压、氢气浓度、丁烯浓度的控制。为了控制产生过多过渡料，满足生产效益，降低生产成本，达到平稳生产的目标，对操作提出更高的要求。　　关键词：UNIPOL聚乙烯；产品密度；熔融指数；静电；　　中图分类号：TQ325.1+文献

2、标识码：B　　UNIPOL聚乙烯采用低压气相流化床聚合工艺，可利用多种催化剂进行生产，其中有UCAT-J，UCAT-B，UCAT-G，XCAT-HP，BMC-200，密度分布从0.915g/cm3到0.965g/cm3。本文重点介绍由UCAT-J催化剂生产的高密度聚乙烯DMDA-8007转产低密度聚乙烯DFDA-7042过程控制，DMDA-8007密度为0.963g/cm3，DFDA-7042密度为0.918g/cm3。表格1将两种产品的综合性能进行了对比。　　1.转牌号过程中主要的控制因素描述　　1.1熔融指数（MI）

3、　　对于UCAT-J催化剂生产的树脂产品，MI主要是由氢气/乙烯比来控制的，在这里氢气是一个链转移剂，共聚单体也起到链转移剂的作用但是比氢气在程度上要小了很多。在固定的氢气/乙烯比时反应温度的增加也导致MI的增加。　　反应参数影响催化剂产率，也影响树脂的MI。例如，较低的反应温度降低氢气的反应，反应器温度降低为了保持一个固定的MI必须增加氢气/乙烯比来补偿这个影响。然而氢气/乙烯比的增加将降低催化剂的活性和循环气的撤热能力，这些因素可以极大的降低反应器的能力，因此这些因素要和树脂的粘结温度进行平衡来决定反应条件。　　在转

4、牌号实际操作中，为了取得高的目标等级产品和均匀的产品质量，有两点是要遵守的，（1）作为链转移剂，氢气的消耗是非常小的，因此要在有限的时间内降低气相中氢气的浓度。如果要求快速的降低树脂的MI，需要循环气的排放。（2）至少需要三个床层物料的置换，才能改变全部床内树脂的MI。　　1.2树脂密度　　树脂的密度主要是由共聚单体/乙烯比来控制的，也就是由共聚反应的丁烯或己烯支链控制的，因此增加共聚单体/乙烯比可以降低树脂密度。同时反应温度对密度有提高的影响。树脂密度主要是决定聚合物的结晶度、融融温度和机械性能，当前使用的共聚单体是丁

5、烯-1和己烯-1。　　1.3催化剂产率　　催化剂产率随乙烯分压增加而增加，催化剂的产率随反应温度和氢气/乙烯比的增加而降低，催化剂的产率随着共聚单体/乙烯比增加而增加。　　除了乙烯分压外其他的反应参数中，氢气/乙烯比是对催化剂活性单个影响最大的，当氢气/乙烯比下降时催化剂产率增加。共聚单体对催化剂活性有稳定的作用，共聚单体的存在增加催化剂的活性。反应温度对催化剂产率有降低的作用，这个影响在生产HDPE的整个反应温度范围存在。氢气的响应度随着反应温度的降低而降低，因此在考虑产率时要将反应温度和氢气/乙烯比的影响结合在一起考

6、虑。　　如果Al/Ti低于35或某一比值时产率下降，这就是UNIPOLPE工艺中共知的TEAL饥饿现象，低于TEAL的饥饿水平，氢气和共聚单体结合量都将极大的降低，尽管增加氢气/乙烯比和共聚单体/乙烯比，同样造成密度增加和MI的降低。在实际生产过程中为了控制树脂中的灰分，T2加入量应该维持了不导致饥饿的最低水平。过量的TEAL可以导致Ti活性种的过度还原并降低产率，过量的TEAL可以通过齐格勒增长反应产生低聚物。　　1.4树脂结块　　反应操作条件超过所生产树脂牌号的软化点后，可以在流化床反应器内形成结块。反应温度接近树脂

7、的软化点时将造成树脂的粘结，会对流化的效果造成极大破坏。如果发生停电事故，树脂将停止流化，这时如果反应器内温度太接近树脂的软化温度，树脂可以粘结聚集形成大的块。一个通用的规则是反应器在低于树脂软化温度10度的操作条件下运行。　　树脂结块可能是由许多的不同的原因造成，如催化剂的过量加入和分布不均匀，催化剂过高活性下生产，太高的共聚单体浓度（尽管共聚单体/乙烯比是正确的）导致的过于粘等等。随着共聚单体的分压增加、MI增加、反应温度增加、ICA（异戊烷或己烷）浓度增加和树脂密度降低，树脂的粘性增加。　　不同树脂密度在反应温度提

8、升过程中需要遵循如图1所示的温度操作曲线，即反应温度应控制在操作温度曲线之下。　　1.5催化剂还原　　UCAT-J催化剂活性很高，未经处理的催化剂叫原浆（Precursor）。原浆是四氢呋喃（THF）、氯化镁（MgCl2）和三氯化钛（TiCl3）混合物。在进料过程中原浆与T3（50%的三正己基铝矿物油溶液）和DC（1