气相聚乙烯干粉催化剂的工业应用试验

韦鹏 唐党超 种玮（蒲城清洁能源化工有限责任公司， 陕西 渭南 715500）

气相聚乙烯干粉催化剂的工业应用试验

韦鹏 唐党超 种玮（蒲城清洁能源化工有限责任公司， 陕西 渭南 715500）

本文主要介绍了在冷凝态操作模式下，使用GM催化剂并用于LLDPE生产装置的应用情况，同时将其和M催化剂的工业应用情况进行了比较。经试验之后显示，GM催化剂的活性比较高，力学性能等都得到了较大提升。

气相聚乙烯；干粉；催化剂；工业试验

1 前言

近些年国内气相法催化剂研究有较为不错的进步发展，先后研发出不少具备自主知识产权的催化剂，同时完成了工业化生产。当前国内已经有许多种不同类型的气相聚乙烯催化剂被投入到工业生产当中，本文主要探讨的是GM催化剂。

2 工业试验准备

（1）装置简介 装置是由大庆石化公司塑料厂所提供的LLDPE 装置，使用的是Unipol工艺技术，到本次试验为止，其运作已经超过了8000个小时。原料是乙烯，根据离子聚合这一原理，使用钛系与铬系催化剂来生产颗粒粉状或者是粉末状的密度比较低的聚乙烯树脂，一共可以产出25种产品，包括共聚产品和均聚产品。

（2）原料规格 制备催化剂的原料是该塑料厂使用的催化剂，硅胶型号是ES-757，为英国原产硅胶，而电子体则是大庆化工研究中心所供给的，而乙烯、1-丁烯等材料则是没有通过特别专门制备的，直接使用现有的原料。

（3）制备过程 该环节使用TEAL来将硅胶当中的化学水脱除掉，在这个环节当中引入给电子体使得硅胶的负载量有所提升，继而提升催化剂的活性。这个环节当中除了要使用压力容器将15～20 L给电子体引进来之外，其他的都无须变动。

（4）制备母液和干燥的过程 因为硅胶的负载程度有一定程度的提升，所以在倒入镁、钛和THF的时候会增加份量，为确保母液可以完全络合，我们可以将干燥温度适度的减低使得干燥时间变长，不过须确保母液温度不能低于结晶的温度。

3 GM催化剂的工业应用

于该塑料厂90 kt/a的气相聚乙烯装置当中做48个小时的GM干粉催化剂工业试验。塑料厂原来使用的催化剂是M催化剂，现在将它慢慢换成GM催化剂，，并生产产DDFA一7042牌号聚乙烯产品共300吨。

通过对生产过程的考察我们可以看到，GM催化剂具有较好的流动性，适用于固体进料，试验当中装置可以保持连续性的平稳的运转，也没有发生静电或者反应器飞温等安全事故，过渡料现象没有出现，聚合产品都是优级品。通过上表我们可以了解到，GM催化剂有较高的聚合活性，当其处于冷凝态的操作模式执行达到5000到6000g/g，生产出来的聚乙烯产品的堆密度则达0.40g/cm3。和原来的M催化剂比起来，GM催化剂的活性差不多提升了一倍，聚乙烯产品的堆密度提升了25%左右。当我们使用GM催化剂的时候，n（H2）：n（C2H4）从原来的0.198下降到了0.182，也就是说， M催化剂的氢调敏感没有GM催化剂的敏感度高。使用GM催化剂之后，产品的堆密度和催化剂的活性都得到了提升，其因素有以下几个：首先，催化剂较表面积的增加使得活性组分能够在催化剂的内表面更好的分散，让内表面的活性中心有了提高，继而使得催化剂的活性有了提升；其次，n（Mg）：n（Ti）的扩展让活性中心Ti的分散更加便利，这也会让催化剂的活性得以提升；比起M催化剂，GM催化剂的孔径要大一些，孔径大则在催化剂颗粒内部乙烯的扩散会更有利。

在这个GM催化剂的工业试验过程当中，装置反应器床的重量保持在21吨左右，而M催化剂的床重只有16.8吨，提升了31%；30分钟排料的频率也从原来的21回下降到了14次，足足减少了33.3%。提高反应器床的重量，减少排料次数能够让反应器排料系统运行的周期得以延长，单耗损失也会下降许多，这样一来，即便装置没有进行改进也一样能够使得产能得到提升。此外，在输送催化剂的环节当中，以及观察加料器的运转来看，GM催化剂有较好的流动性，因而没有发生加料器携带段以及注射管被拥堵是情形出现。

因为GM催化剂的活性得到了较大提升，所以生产出来的聚乙烯产品当中剩余下来的催化剂比较少，因此其雾度指标也较M催化剂生产的聚乙烯产品要好很多，但从透光率来看，两者生产的聚乙烯产品则差不多，没有显著差距。力学性能方面，GM催化剂的聚乙烯产品较M催化剂要好一些，其原因或许是聚合物分子链的微观结构因素所导致，具体原因尚不清楚。观察整个实验过程，使用GM催化剂所生产的聚乙烯产品其颗粒形态较为干燥，也没有出现粉料发勃情况，这对于后续系统的稳定运行有一定帮助。

4 结语

综合整个工业试验结果来看，我们可以看到，与原来使用的M催化剂比起来，GM催化剂的氢调敏感性要好很多，当其处于冷凝态下其活性差不多提升了一倍。使用GM催化剂生产出来的聚乙烯产品不论是在光学还是力学性能都比M催化剂的聚乙烯产品要高很多。除此之外，在UinoPl工艺气相聚合工艺下使用GM催化剂，床重有了很大的提高，排料频率也得以降低，这对于提升装置的产能并降低能耗有重要作用。

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