淤浆法聚乙烯生产中影响熔融指数的因素分析.pdf

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1、第9期-65-淤浆法聚乙烯生产中影响熔融指数的因素分析李晓东，王绍鹏，杨志娇，肖薇微（中国石油辽阳石化烯烃厂，辽宁辽阳111003）[摘要]淤浆法聚乙烯生产过程中熔融指数是衡量产品是否合格的重要指标。本文主要分析了在反应过程中各种因素对熔融指数的影响，强调了氢气在熔融指数控制过程中的重要作用。结合日常生产，对熔融指数的控制进行了分析。[关键词]淤浆法聚乙烯；熔融指数；氢气；分析1概述下，负荷5kg时通过一个直径为2.095mm，长为辽阳石化烯烃厂聚乙烯装置是从德国赫斯特8mm的喷嘴，10分钟挤出的克

2、数。因此，熔融指公司引进的高密度聚乙烯装置。该装置采用淤浆数的高低反应了产品流动性能的好坏。熔融指数法生产，因此反应是在聚合釜中进行的。该法以高，流动性能好；熔融指数低，流动性能差。而乙烯为原料，丙烯为共聚单体，采用齐格勒高效产品性能好坏不仅是流动性，还与抗拉伸裂度和[1]催化剂进行反应。已生产了GC7260、GD7255、抗冲击强度有关，如图1。GF7750M、GM5010H等牌号产品。目前主要生产从图1中可以看出，熔融指数越高产品加工性牌号为L0555P聚乙烯粉末，产品为白色，可用于越好，但是机

3、械强度会越低。因此，要合理控制生产塑改型氯化聚乙烯。在生产过程中熔融指数熔融指数范围，使产品既有良好的加工性能又有是反应产品是否合格的重要标准，在实际生产中高的机械强度。应把熔融指数控制在合理范围内。淤浆法生产聚经研究发现，在高分子材料中，熔融指数乙烯过程中，压力、温度、催化剂、氢气都对熔(MI)与黏性有关，而黏性与分子量大小有关系。融指数产生影响，因此在DCS控制时，可以调节其经验公式简化后为：这些参数来控制熔融指数。熔融指数的合理控制Lg(MI)=N-KLgM(K>0)(1)可以使装置保持长周期

4、高效稳定运行。其中N、K为常数，M为分子量。对于同种高2熔融指数分子，可用熔体的流体速率来比较分子量大小。本装置中产品熔融指数(MI)是指产品在190℃从以上经验公式可以推测出，分子量越大，熔融[2]指数越小；分子量越小，熔融指数越大。3影响因素3.1聚合釜温度加工性能化学反应过程中，温度是影响反应速率的重要因素。根据阿伦尼乌斯公式：LnK=LnK0-(Ea/RT)(2)式中，K为反应速率，K0为指前因子，Ea为活化能，T为温度，R为气体常数；可见，随着温度机械强度的升高，化学反应速率增大，聚合的速

5、率也将增大，链会终止，故分子量会减小。作者简介：李晓东（1986—），男，山东潍坊人，大学本科，助理工程师。在中国石油辽阳石化烯烃厂任班组运行工程师。图1MI与产品性能关系石油和化工设备-66-技术交流2016年第19卷3.2聚合釜压力淤浆法生产聚乙烯的整个反应可看成是气相原料反应最终生成固体粉末的反应。根据勒夏特A釜列原理，在有气体参加或生成的可逆反应中，当增加压强时，平衡总是向体积缩小的方向移动。在该反应中，虽然不是可逆反应，但是增大压力可以改变反应物的浓度，使反应的速率加B釜快，从而使熔融指数

6、升高。3.3催化剂在聚合反应过程中，催化剂的浓度直接影响了反应速率。催化剂浓度越高，乙烯分子与催图3MI随时间变化关系化剂碰撞次数就越多。而催化剂的作用就是降低CH2-CH2—R：Ti→Ti-H+CH3+CH2—R反应需要的活化能，因此大量乙烯分子会参加反↑↑应。这使得反应速率增加，分子量随着反应速率增加而降低，从而熔融指数增大。H：H3.4氢气从上述反应过程可以发现，在没有氢气加入的情况下，由于活性中心一直存在，乙烯分子可本装置淤浆法生产聚乙烯采用双釜并联操以无限制的链接，分子量失控。在适量氢气加

7、入作，氢气与乙烯混合后进入釜中。图2是单釜操作的情况下，分子量增长到一定程度后，大分子链时，氢气量与熔融指数的关系。和活性中心分别夺取一个氢原子而终止链增长的[3]过程，分子量得到控制，从而熔融指数也得到控制。4结论淤浆法生产聚乙烯的熔融指数与温度、压力、催化剂和氢气量有关。其中，氢气是控制熔融指数最关键的因素。氢气的有无直接影响熔融指数的存在与否，而温度、压力、催化剂只能在熔融指数存在的前提下起到微调的作用。因此在生产操作过程中，调节氢气量是最直接最有效最快速的方法。图2氢气加入量与MI的关系◆参

8、考文献由图2可以看出，随着加入氢气量的增大，熔[1]刘彦波.高密度聚乙烯中的熔融指数控制及其DCS实现[J].融指数也相应增大。在两釜并联操作过程中出现炼油化工自动化，1996，(3)；37-41.了氢气不对称加入的情况，熔融指数如图3。[2]今日光，周淑梅.高分子分子量、分子量分布与熔体指数（MI）关系的研究[J].中国塑料，1994，(4)：23-26.从图3中可以看出由于B釜没有氢气，熔融指[3]代丽君，张玉军，姜华珺.高分子概论[M].北京：化学工数逐渐降低，