科普聚乙烯生產(chǎn)工藝條件及流程

　　聚乙烯是通用合成樹脂中產(chǎn)量具大的品種，主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)以及一些具有特殊性能的產(chǎn)品，其特點(diǎn)是價(jià)格便宜，性能較好，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、包裝、醫(yī)療衛(wèi)生以及能源、交通等領(lǐng)域。其中隨著時(shí)代的發(fā)展，衍生出來(lái)很多相關(guān)產(chǎn)品，例如：超高分子量聚乙烯管道、聚乙烯浮體、襯塑管道、襯膠鋼管等管道產(chǎn)品。這些產(chǎn)品的產(chǎn)生都是由于聚乙烯催化劑(包括引發(fā)劑)技術(shù)顯著影響著工藝技術(shù)的進(jìn)步，每次工藝技術(shù)的革新都源于催化劑技術(shù)的突破。自20世紀(jì)60年代開(kāi)發(fā)了齊格勒-納塔催化劑至今，隨著聚乙烯催化劑效率的提高，聚乙烯生產(chǎn)工藝逐步向簡(jiǎn)化工藝流程以及設(shè)備大型化發(fā)展，裝置規(guī)模大多超過(guò)20萬(wàn)噸/年以上，生產(chǎn)操作成本大幅度降低，聚乙烯產(chǎn)品的種類和新產(chǎn)品牌號(hào)大大增加，性能范圍大幅度拓寬。今日邁爾斯小編將針對(duì)聚乙烯生產(chǎn)工藝條件及流程來(lái)詳細(xì)介紹。

　　一、主要工藝條件

　　1、主要原料

　　聚乙烯結(jié)構(gòu)式是非常簡(jiǎn)單的烯烴，常壓下是略帶芳香氣味的無(wú)色可燃性氣體。乙烯幾乎不溶于水，化學(xué)性質(zhì)活潑。與空氣混合能產(chǎn)生爆炸性混合物。是石油化工的基本原料。乙烯來(lái)源于液化天然氣、液化石油氣、輕柴油、重油或原油等經(jīng)裂解產(chǎn)生的裂解氣中分出；也可由焦?fàn)t煤氣分出；還可由乙醇脫水制得。

　　2、乙烯純度

　　聚合級(jí)乙烯氣體的規(guī)格要求，純度不低于99.9％乙烯的露點(diǎn)不大于223K，純度低，聚合緩慢，雜質(zhì)多，產(chǎn)物相對(duì)分子量低。其中特別嚴(yán)格控制對(duì)乙烯聚合有害的乙炔和一氧化碳的含量，因?yàn)檫@兩種物質(zhì)參加反應(yīng)后，會(huì)降低產(chǎn)物的抗氧化能力，影響產(chǎn)物的介電性能等。

　　3、引發(fā)劑

　　以氧為引發(fā)劑時(shí)，用量必須嚴(yán)格控制在乙烯量的0.003％~0.007％之內(nèi)，防止氣體在高壓下發(fā)生爆炸。以有機(jī)過(guò)氧化物為引發(fā)劑時(shí)，將有機(jī)過(guò)氧化物溶解于液體石蠟中，配置成1％~25％的引發(fā)劑溶液。

　　4、相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑

　　工業(yè)生產(chǎn)中為了控制聚乙烯的相對(duì)分子質(zhì)量（或熔融指數(shù)），適當(dāng)加入調(diào)節(jié)劑（如烷烴中的乙烷、丙烷、丁烷、己烷環(huán)己烷；烯烴中的丙烯、異丁烯；氫；丙酮和丙醛等），常用的是丙烯、丙烷、乙烷。其純度要求為：丙烯>99.0％（體積）；丙烷純度>97％（體積）；乙烷純度>95％。它們的雜質(zhì)含量：炔烴<40；S含量＜0.3；氧含量＜0.2。

　　5、聚合溫度

　　取決與引發(fā)劑種類。以氧為引發(fā)劑溫度控制在230℃以上；以有機(jī)過(guò)氧化物為引發(fā)劑時(shí)，溫度控制在150℃左右。

　　6、聚合壓力

　　108~245MPa，高低依據(jù)聚乙烯生產(chǎn)牌號(hào)確定。壓力愈大，產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量愈大。

　　7、聚合轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)率

　　聚合轉(zhuǎn)化率為16％～27％即采用低轉(zhuǎn)化率聚合，未轉(zhuǎn)化的乙烯經(jīng)冷卻器冷卻后循環(huán)使用，總產(chǎn)率高達(dá)95％。聚合時(shí)進(jìn)料溫度為40℃，乙烯-聚乙烯混合物出料溫度160 ～280℃，大部分反應(yīng)熱由離開(kāi)反應(yīng)器的物料帶走。反應(yīng)器夾套冷卻只能除去部分熱量。

　　8、聚合產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定

　　低密度聚乙烯樹脂的數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量控制在10000~50000，重均相對(duì)分子質(zhì)量控制在100000以上。測(cè)定方法采用“熔融指數(shù)（MI）”法，以熔融指數(shù)的大小表示其相應(yīng)的相對(duì)分子質(zhì)量及流動(dòng)性。一般生產(chǎn)控制的熔融指數(shù)為0.3；0.4；0.；0.7；2.0；2.5；5.0；7.0；20等指數(shù)。

　　二、聚乙烯生產(chǎn)工藝

　　1、生產(chǎn)方法

　　聚乙烯常用的生產(chǎn)方法是通過(guò)淤漿或氣相加工法，也有少數(shù)用溶液相加工生產(chǎn)。所有這些加工過(guò)程都是由乙烯單體、a-烯烴單體、催化劑體系（可能是不止一種化合物）和各種類型的烴類稀釋劑參與的放熱反應(yīng)。氫氣和一些催化劑用來(lái)控制分子量。淤漿反應(yīng)器一般為攪拌釜或是一種更常用的大型環(huán)形反應(yīng)器，在其中料漿可以循環(huán)攪拌。當(dāng)乙烯和共聚單體（根據(jù)需要）和催化劑一接觸，就會(huì)形成聚 乙烯顆粒。除去稀釋劑后，聚乙烯顆?；蚍蹌┑挠贊{法。

　　2、聚合原理

　　聚乙烯在高壓下按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行聚合。由于反應(yīng)溫度高，容易發(fā)生向大分子鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，產(chǎn)物為帶有較多長(zhǎng)支鏈和短支鏈的線型大分子。經(jīng)測(cè)試，大分子鏈中平均1000個(gè)碳原子的支鏈上帶有20~30個(gè)支里鏈。同時(shí)由于支鏈較多，造成高壓聚乙烯的產(chǎn)物結(jié)晶度低，密度小，故高壓依稀稱為低密度聚乙烯。

　　3、高壓聚合生產(chǎn)工藝

　　聚乙烯高壓聚合是以微量氧或有機(jī)過(guò)氧化物為引發(fā)劑，將乙烯壓縮至147.1~245.2高壓下，在150~290℃的條件下，乙烯經(jīng)自由基聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)變成為聚乙烯的聚合方法。純度99%以上的乙烯在催化劑四氯化鈦和一氯二乙基鋁存在下，在壓力0.1-0.5MPa和溫度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤漿。經(jīng)醇解破壞殘余的催化劑、中和、水洗，并回收汽油和未聚合的乙烯，經(jīng)干燥、造粒得到產(chǎn)品。也是工業(yè)上采用自由基型氣相本體聚合的常用方法，海事工業(yè)上生產(chǎn)聚乙烯的首要方法，至今仍然是生產(chǎn)低密度聚乙烯的主要生產(chǎn)方法。

　　三、生產(chǎn)工藝流程

　　物料被干燥后，按劑量加入添加劑，就生產(chǎn)工藝主要過(guò)程分為壓縮、聚合、分離和摻和4個(gè)階段。

　　拿1.18MPa的聚合級(jí)聚乙烯為例，當(dāng)聚乙烯進(jìn)入接收器時(shí)，是需要與輔助壓縮機(jī)的循環(huán)聚乙烯混合。經(jīng)一次壓縮機(jī)29.43MPa在通過(guò)低聚物分離器的返回，使聚乙烯進(jìn)入混合器內(nèi)，通過(guò)泵注入調(diào)節(jié)劑丙烯或丙烷。

　　氣體物料經(jīng)二次壓縮機(jī)加壓到113~196.20MPa（具體壓力根據(jù)需要以聚乙烯的型號(hào)確定），然后，進(jìn)入聚合釜，同時(shí)，由泵連續(xù)向反應(yīng)器內(nèi)注入微量配置好的引發(fā)劑溶液，使乙烯進(jìn)行高壓聚合。出粒料。本設(shè)計(jì)采用齊格勒催化從聚合釜出來(lái)的聚乙烯與未反應(yīng)的乙烯經(jīng)反應(yīng)器底部減壓閥進(jìn)入冷凝器，冷卻至一定溫度后進(jìn)入高壓分離器，減壓至24.53~29.43MPa；分離出來(lái)的大部分未反應(yīng)的乙烯與低聚物，經(jīng)低聚物分離器，分離出低聚物后，聚乙烯返回混合器循環(huán)使用；低聚物在低聚物分液器中回收夾帶的乙烯后排出。

　　由高壓分離器出來(lái)的聚乙烯物料（含少量未反應(yīng)的乙烯），在低壓分離器中減壓至49.1kPa，其中分離出來(lái)的殘余乙烯進(jìn)入乙烯接收器。在低壓分離器底部加入抗氧劑、抗靜電劑等后，與熔融狀態(tài)的聚乙烯一起經(jīng)擠壓齒輪泵送至切粒機(jī)進(jìn)行水下切粒。切成的粒子和冷卻水一起到脫水槽脫水，再經(jīng)振動(dòng)篩過(guò)篩后，料粒用氣流送到摻工段。

　　用氣流送來(lái)的料粒首先經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器，通過(guò)氣固分離后，顆粒落入磁力分離器以除去夾帶的金屬粒子，然后進(jìn)入緩沖器。緩沖器中料粒經(jīng)過(guò)自動(dòng)磅秤和三通換向閥進(jìn)入三個(gè)中間貯槽中的一個(gè)，取樣分析，合格產(chǎn)品進(jìn)入摻和器中進(jìn)行氣動(dòng)循環(huán)摻和；不合格品送至等外品貯槽進(jìn)行摻和或貯存包裝。參合均勻后的合格品——聚乙烯顆粒用氣流送至合格品貯槽貯存，然后用磅秤稱量，裝袋后送至成品倉(cāng)庫(kù)。

　　以上就是邁爾斯小編對(duì)聚乙烯生產(chǎn)工藝條件及流程的詳細(xì)介紹。通過(guò)上述的介紹，我們可以知道高壓生產(chǎn)聚乙烯流程比較簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能良好，用途廣泛，但對(duì)設(shè)備和自動(dòng)控制要求較高。生產(chǎn)工藝的不斷發(fā)展使得相關(guān)產(chǎn)品的衍生也越來(lái)越多，許多行業(yè)也在不斷地?cái)U(kuò)大這方面的需求，其中管道行業(yè)需求量巨大，如：超高分子量聚乙烯管道、聚乙烯浮體、襯塑管道、襯膠鋼管等以聚乙烯為原材料的管道，被許多行業(yè)大肆選購(gòu)。所以，有這方面的需求的話，可與我們邁爾斯進(jìn)行聯(lián)系，我們非常歡迎您的訂購(gòu)與咨詢。