聚乙烯工艺技术的比较与选择

洪威威 王海

摘 要：概述了目前主要的三类聚乙烯工艺，并选出具有代表性的四种工艺技术进行了比较说明，介绍了它们各自的技术特点和产品特点，提出了新建聚乙烯装置选择工艺技术时需考虑的问题。

关键词：聚乙烯；工艺；比较选择

聚乙烯作为需求量最大的通用塑料，其产品应用广阔，涉及到食品、医疗、化纤等众多行业，其年均增长率达到了6.3%左右。特别是近十年来，上游炼化项目乙烯裂解装置的扩能改造和煤制烯烃的飞速发展，国内又新建了多套大型聚乙烯装置。为了使新建聚乙烯装置的产品有市场、效益好，必须要对当前主流的聚乙烯生产工艺进行深入了解和比较，以便选择合适的工艺技术。

1 聚乙烯技术概况

国内目前还没有生产聚乙烯产品的成熟技术，几乎所有大规模聚乙烯装置都是引进国外专利技术，其产品范围涵盖了整个聚乙烯产品应用领域。

2 典型聚乙烯工艺的介绍

目前，世界范围内聚乙烯的生产工艺主要分气相法、淤浆法和溶液法三大类，每一类又有几家代表工艺，本文选择具有代表性的Unipol PE工艺、Innovene S工艺、Hostalen工艺以及Sclairtech工艺等四种聚合工艺来说明这四类工艺的技术特点。

2.1 Univation公司的Unipol PE工艺

Unipol PE工艺是一种气相流化床工艺，具有简单、灵活、经济和安全的特点。该工艺使用的设备数量少而使维修工作量小，装置的可靠性高，流程短，前期投资较低，后期维护简便。共聚单体可以采用己烯或丁烯生产HD/MD/LL产品，并可以使用双峰催化剂通过单反应器来生产双峰产品，产品灵活性强。

2.2 Ineos公司的Innovene S工艺

Innovene S工艺是基于双环管反应器通过淤浆法主要生产HDPE的一种聚乙烯工艺。可以生产双峰产品，反应温度和压力相对较低。可生产非常宽范围的中/高密度聚乙烯，产品应用范围涵盖HDPE薄膜（单峰和双峰），注塑成型，吹塑成型，转模成型，电线电缆，带料和单纤等。

2.3 LyondellBasell公司的Hostalen工艺

Hostalen工艺采用并联或串联的两台搅拌釜式反应器进行淤浆聚合，用于生产具有双峰或宽峰分子量分布、高分子量部分具有特定共聚单体含量的HDPE。其主要优点在于能定制生产高附加值的满足应用需求的聚合物产品。可以生产具有单峰、双峰或宽峰分子量分布的产品，产品密度范围0.939～0.961g/cm3，HDPE产品质量好，产品应用范围涵盖HDPE薄膜和压力管道如PE100等高端产品。

2.4 NOVA公司的Sclairtech工艺

Sclairtech工艺工艺采用1-丁烯及1-辛烯作为共聚单体，也可以生产均聚物或乙烯-丁烯-辛烯三元共聚物，产品可面向特殊应用的市场。反应器可串联或并联操作，生产灵活性大，产品范围宽，分子量分布范围大；流程长，设备多，投资高，操作维护费用高。可生产极低密度的聚乙烯（VLDPE，如PE弹性体和塑性体），可与高级α-烯烃共聚，产品呈现出极好的强度、韧性和密封性。

3 工藝技术的比较

总体来说，上述四种聚乙烯工艺均是当前成熟、先进的技术，各工艺在流程配置和产品种类有不少相似之处，同时又有着各自的特点，具体对比说明如表1所示。

4. 结语

①气相法工艺（含Unipol PE和Innovene G）产品范围宽，涵盖了LLDPE/MDPE/HDPE所有的聚乙烯产品。气相法工艺投资少，操作费用低，操作弹性大，反应器生产能力一般不受牌号限制，生产清洁，安全性好。缺点是反应器体积大，牌号切换相对复杂，并且对原料中杂质含量要求苛刻；②淤浆法工艺（含Innovene S和Hostalen）是一种主要生产中/高密度聚乙烯产品的一种PE工艺，其产品中HDPE产品质量好，部分产品附加值高。该类工艺牌号切换相对容易。但是该类工艺生产的低密度及高熔融指数（MI）聚合物可溶解在稀释剂中，会使反应器结垢，因而产品范围受到一定限制；③溶液法反应温度高，便于控制产品结构，反应器体积小。该工艺即可使用高级α-烯烃作为共聚单体，产品可面向特殊应用的市场，但流程长，投资高，操作费用高。