全密度聚乙烯生产工艺现状探析

摘 要：聚乙烯的应用在当前时期的发展速度日益加快，为了充分应对我国各行业对于聚乙烯的应用需求，同时提升我国聚乙烯生产在国际上的竞争力，近年来，我国研究人员逐步加强了对于聚乙烯的研究，尤其是加强了对于全密度的聚乙烯的重视。本文便是以全密度的聚乙烯作为主题，着重探讨了目前开展进行全密度的聚乙烯生产工作所应用的工艺状况。

关键词：全密度聚乙烯 生产工艺 现状

聚乙烯这种优良的热塑性树脂在发展状况中，在实现了对于低密度、高密度以及线型低密度这几个种类产品的研发之后，又迅速地实现了对于全密度聚乙烯制品的推广。而且，鉴于这种全密度的聚乙烯具有极高的生产灵活性，以及自如的市场应变能力，自从其研发出来之后，得到了众多使用者的青睐，并且获得了迅猛的发展，已经逐渐地成为当前聚乙烯生产行业的潮流趋势。

一、全密度聚乙烯概述

从聚乙烯材料的本质来讲，全密度的聚乙烯是一种具有较高的洁净度，而且呈现非极性，具有良好的热塑性能的树脂，它又被简称为LLDPE/HDPE（线型低密度的聚乙烯/高密度聚乙烯），以HDPE作为原态。其生产装置可以同时用来生产线型低密度的聚乙烯以及高密度的聚乙烯两种牌号的产品，同时又以对线型低密度的聚乙烯的生产为主，具有显著的生产优势，目前被广泛地应用在包装、工业、农业、日常用品等方面的塑料制品制作中。

具体来讲，全密度的聚乙烯生产装置是经过以下的过程实现的，即：1）UCC公司（美国）于1977年将Unipol的低压气相法生产应用的HDPE装置作为基础，对催化剂体系进行了改良，继而使LLDPE实现了工业化的生产，低密度、高密度以及线型低密度三种聚乙烯同时并立于世。2）设计人员通过观察发现LLDPE具有与HDPE相类似的线型分子结构形状，以及部分一致的生产工艺，因此，尝试着对进料的组成以及工艺参数进行了改进，对密度值处于0.910 g/cm3到0.960g/cm3的聚乙烯进行了生产，最终生成了全密度聚乙烯以及其生产装置。

全密度聚乙烯的生产装置除了对普通的聚乙烯进行生产之外，还可以适用于分子量的分布较宽且熔体的流动指数不同的树脂进行生产，能够及时对应对市场需求进行不同种类的聚乙烯生产，受到了世界各国聚乙烯生产厂家的青睐，成为各厂家应用的重点聚乙烯生产装置。而且，相较于这种装置对于其他聚乙烯的生产来看，高密度聚乙烯的生产趋势尤为光明。

二、全密度聚乙烯当前的生产工艺分析

当今时代，人们对全密度的聚乙烯进行说生产，主要借助于淤浆法以及溶液法，还有气相法这样三种方式来进行，而各种方式中又包含着不同的工艺。本文下面就举例分析几种工艺：

1.淤浆法

生产人员借助淤浆法对全密度的聚乙烯进行生产，所制作出的聚合产品会和溶液融合在一起表现为淤浆状，它主要通过环管式或者搅拌式两种反应器来作为生产设备，通过稀释介质使乙烯和a-烯烃发生共聚反应现象而最终得出。环管式的工艺则主要有的Phillips（hevron-Phillips）以及Innovenes（Inoes），而搅拌式的工艺主要有： Hostalen（Basell公司）以及CX（三井油化公司）。

首先，对Phillips环管式的工艺进行分析，它主要是借助于HDPE生产中的环管式将也发作为基础，通过对催化剂以及工艺条件进行改进，用来生产低密度的直链聚乙烯（密度为0.910 g/cm3）。其工作原理为：将异丁烷作为其溶剂（此溶剂便于除掉，且能耗较低），利用反应器调动物料的高速运转，将环管变成湍流区，然后借助70到80摄氏度的温度以及3到4兆帕的反应压力，对乙烯进行聚合转化生产。

其次，对CX搅拌式的生产工艺加以分析，一方面，可以并不对催化剂体系进行改进，而只是对反应器做出调节，继而对双峰的聚乙烯进行生产，在生产过程中容易进行调节与控制，且具有比较宽的熔融指数范围。而另一方面，则可以利用新型的催化剂（具有超高活性）以及控制系统、聚合工艺、氢气等进行生产，继而使乙烯实现聚合生产。

2.溶液法

此种方式是将乙烯与聚乙烯共同溶进溶剂中，在140摄氏度以上的高温以及4到5兆帕的高压状态下，支持聚合反应，所需要占据的反应器体积不大，而且能够在较短的时间内，实现对于高、中以及低密度三种聚乙烯的高强度生产。在目前的应用工艺主要有Compact（Sabic公司）以及低压冷却Dowlex （Dow公司）两种。

以Compact为例，此种工艺是对Ziegler-Natta的催化剂体系进行改进，采用丁烯-1以及辛烯-1为共聚单体，借助具有低压绝热性能的反应器，以大颗粒的制造工艺、流化床的造粒技术作为工作基础进行制造的，它初期用来对HDPE进行生产，而现在也适用于LLDPE以及塑性体的生产制造。此种方式中的聚合反应发生于具有搅拌设备的反应器以及充满液体且绝热的环境中，其反应时的温度为150到250摄氏度，压力则为3到10兆帕，操作较为灵活，不需要过高的温度。

3.气相法

此种方法是当前生产全密度聚乙烯时较为先进的方法，它主要包括了UnioplI、Innovene、Spherilene、Bastar几种工艺，本文下面就以Spherilene工艺为例加以分析：

Spherilene工艺是由Basell公司所研制的，它是以LupotechG作为基础研发出来，目前生产者通过对反应器以及催化剂进行不同区分，将工艺划分成了C系列以及S系列两种。其中，C系列气相工艺主要是将两个气相的流化床反应器进行串联，并以AvantC作为催化剂进行生产，而S系列则利用仅有的一个气相的流化床反应器，与AvantC和AvantZ两个催化剂配合进行生产，且催化剂一般都为球形，还需要将丙烷当做其稀释剂。

Spherilene工艺在双峰的聚乙烯树脂以及双峰共聚单体相关产品的生产中应用较为广泛，同时也可以对三元以及四元的共聚物进行生产，它的反映条件可以根据产品的实际性能进行调整，聚合反应发生时的温度一般在70到100摄氏度，压力则在1.5到3.0兆帕。利用此种方式进行生产，不会受到冷凝操作条件的限制，且不需利用任何的种子床。

三、结语

全密度聚乙烯在未来的应用范围必将不断地扩大，生产单位在目前进行生产时，要着力对淤浆法、溶液法以及气相法开展研究，并逐步对利用气相法将前面两种方法替换掉，最终实现对于全密度聚乙烯的有效生产。

参考文献

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