高压聚乙烯生产技术及其进展

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1、高压聚乙烯生产技术及其进展高压低密度聚乙烯（LDPE）是用高压工艺生产的，压力为110～350MPa，温度为130～350℃，聚合时间非常短，一般为15秒到2分钟。乙烯聚合反应放出大量的热，热量主要通过循环过量的冷单体实现撤热，系统基本上在绝热条件下操作。LDPE高压反应主要采用两种聚合反应器：一种是带搅拌器的高压釜式反应器，该工艺最早是20世纪30年代由ICI公司开发的；另一种是管式反应器，最早是由巴斯夫公司开发的。后来，杜邦、陶氏化学、USI、住友和CdF化学(现在的埃尼化学)都对工艺作了若干改进。两种工艺生产的聚合物略有差别，主要因为反应器的温度分布不同。釜式法

2、和管式法两种工艺的生产流程大体相同，一个工业化的LDPE装置通常由以下几部分组成：乙烯压缩、引发剂制备和注入系统、聚合反应器、分离系统、挤出造粒。除聚合反应器外，釜式法和管式法的工艺步骤相似。现已建成的管式法最大单线反应器能力为32万吨/年，是Basell公司建在法国的装置；釜式法最大单线反应器能力为18万吨/年，是QGPC公司用Orchem(CdF)技术建在卡塔尔的装置。LDPE市场价格较HDPE高，一般专利费也较少，因此LDPE投资开发又开始活跃。LDPE开发主要集中于管式法工艺中，釜式法的开发进展较少。LDPE生产技术主要进展体现在以下几个方面。1管式法技术及进

3、展管式法工艺的主要专利商有巴塞尔、DSM、等星和埃克森美孚等。1.1巴塞尔管式法技术巴塞尔管式法技术包括LupotechTM和LupotechTS两种。LupotechTM技术的特点是有多个单体进料点，反应器的这种构造适合于生产EVA；只有一个进料点的巴塞尔技术称为LupotechTS。不同高压管式法设计的区别主要在于引发剂和反应器压力控制阀的差别。巴塞尔的Lupotech工艺以过氧化物作引发剂，LupotechTM型工艺用压力控制阀控制乙烯的侧流，没有侧流的简单模式是LupotechTS型。为提高热传导，使用高气体流速；取决于所需要的聚合物牌号，反应器末端的压力控制

4、阀或为脉冲式、或为非阀冲式。LupotechTM型特别适合于生产重装袋牌号、共聚物和电线电缆牌号(即熔体指数小于1的产品)，两种构型的单程转化率范围均为24～35，转化率的差别主要取决于所要生产的牌号。Lupotech工艺可在较高转化率的情况下直接从反应器生产很宽范围的牌号。可以工业化生产VA含量高到30%的共聚物，也可以生产丙烯酸酯含量高到20%的共聚物。1.2DSM公司高压管式法技术(CTR)DSM公司清洁管式反应器(CTR)工艺的主要特点是：一级压缩机出口压力高达25MPa；聚合压力仅为200～250MPa，且无脉冲，保持恒压；反应热用于预热原料；反应管直径保持

5、恒定，有4个过氧化物注入点；转化率大约为32%～40%；使用混合的过氧化物引发剂，这种引发剂与管式法常用的氧引发相比，可得到较高的单程转化率，反应管不易结焦，产品具有更好的光学性质，对分解的敏感性小。另一个优点是生成的低聚物较少，这样就可简化循环气的回收流程。CTR技术中反应器保持恒压以及热传导效率高的主要优点是：容易控制反应器的排料控制阀；无低循环疲劳现象，可降低投资和维护费用；产品质量稳定；薄膜拉伸性能好，可降低厚度；以及耗能低等。该工艺产品的熔体指数(MFl)范围0.3～65g/10min，密度范围0.918～30.930g/cm，适于生产VA含量为10%的EV

6、A，最大单线设计可达40万吨/年。1.3等星公司的高压管式法技术等星高压工艺的改进主要集中在降低能耗、不结焦的管式反应器设计、先进的工艺控制、模拟搅拌器设计和催化剂进料装置的改进。利用等星管式法工艺可以生产VA含量高达28%的EVA，如果VA含量9%以下，生产EVA不需要增加设3备。LDPE产品的密度范围0.917～0.932g/cm，MFI0.18～35g/10min。反应用有机过氧化物作引发剂，可以用空气，也可以不用空气。转化率高达30%，利用其不结焦技术，装置的能耗可减至最小。与其它工艺不同，反应器不要求溶剂洗涤。由于采用先进的控制仪表，最终产品的均匀性很好。1

7、.4埃克森美孚公司的高压管式法工艺埃克森美孚开发了普通的LDPE管式法技术，燕山石化公司购买该公司技术建设的20万吨/年装置已于2001年投产。目前位于美国路易斯安那州巴吞鲁日的装置是使用该技术最大的装置，脱瓶颈后能力达到22万吨/年。埃克森美孚管式法技术的主要特点是：象巴塞尔技术一样，用排放阀作脉冲阀，但正常操作时不使用；使用有机过氧化物作引发剂；设有加热反应管的脱焦系统；采用实时监控熔体性质的技术，优质牌号比例高；反应器设计有很高灵活性，一个月内可生产全部牌号，一年可转变牌号600次，即使这样频繁切换，仍能保持较高的生产效率；单程转化率可达34%