气相流化床法生产聚乙烯工艺技术分析

姜天鹤

摘要：聚乙烯拥有价格低廉、特性良好特点，是一种合成树脂，在各个生领域产中广泛应用，进行聚乙烯生产采用技术手段较为常见的为气相流化床法，多种气相流化床法的优缺点各有不同。本文围绕气相流化床法在聚乙烯生产工艺中的应用进行分析，希望能够对优化聚乙烯生产技术具有参考价值。

关键词：聚乙烯;气相流化床;聚乙烯工艺

聚乙烯的生产随着技术手段的优化，在工艺上不断完善，气相法就是应用技术之一。世界各国这一聚乙烯生产，对各项工艺研究投入了很多精力物力人力，经过实践证明，工艺的优劣与催化剂的使用有很紧密的联系，因此，做好工艺以及催化剂的分析是非常重要的。

1、聚乙烯生产工艺概述

聚乙烯（PE）是将述职聚合加工生成的热塑性材料，其热塑性能良好，以乙烯作为主要材料，聚合物有稳定的化学性，能够适应零下70摄氏度-100摄氏度的超低温，特别是应用于工业领域，具有良好的吸水性和绝缘性。作为一种共聚物，由乙烯以及α-烯烃共同聚合而成，处在常温状态下也不溶解溶剂，具有多种酸碱抗腐蚀（氧化性质的酸除外）性，还能够应对零下七十到零下一百摄氏度的超低温，同时具有良好的绝缘性能以及较低的吸水性[1]。

聚乙烯生产以聚合方式形成链结构状态、以分子量为基础，工艺上按照密度可分为高密度、低密度以及线型低密度几个种类。目前，高密度的聚乙烯主要是以低压法中的淤浆法为主要生产工艺，溶液法以及气相法同样较多应用在生产中，低密度的聚乙烯则主要是以高压法进行生产，在高密度的聚乙烯溶液法以及气相法基础上加入共聚单体后，生产工艺要求更高，以气相法为例，又分为Spherilene、Innovene等类型。

2、气相流化床法在聚乙烯生产中的应用

在聚乙烯生产过程中，越来越多的使用到气相流化床法，这是一种较强的聚乙烯生产技术，其能力在于安全可靠、环保简单，能够为工业生产创造较好的经济效益。技术应用建立在塑料组织分子结构工程理论基础上，分类上课根据密度分为高密度和低密度等类型。高密度的聚乙烯密度在0.94～0.97克每立方米之间[2]。低密度聚乙烯滤堵在0.9～0.93克每立方米之间。低密度聚乙烯不规则分布，排列为线性分子。另外超低密度聚乙烯密度更是低于0.85克每立方米。

2.1从现阶段技术发展角度上看，当前采用气相流化床法进行聚乙烯生产产品、形式多样，气相流化床、艺技术，运用气限流化床反应器来作为聚合单元设备，实际操作中，在反应温度和反应压力同时出现的情况下，可以不需要采用冷凝技术即可生产聚乙烯。

2.2流化床反应器工艺的非，首先应探讨冷凝态技术，流化床稳定性在领凝液迅速蒸发下不会发生任何影响。反应器撤热能力增加，改造后的分布板和导热流解决了底部积液的问题。改良的原循环导流器能够将气体进行循环运行，符合冷静态操作要求，在混合室内一股气流沿底部内部上升循环，流体沿中心开孔悬壁出现循环状态，非冷凝可以实现气流的自如切换，通过导流器结构，避免了技术方法操作中出现积液和颗粒聚集等问题。

2.3气相流化床法技术当前采用串联的气相流化床反应 对分子质量聚合物生产中产生的氢气进行调节，显着提升生产质量。PE生产采用超高活性催化剂进行工艺流程的催化，将聚乙烯单体分子进行混合，经过反应器聚合之后，可以在操作技术应用下使得生产数量倍增。双峰技术入手，进行聚乙烯催化剂生产技术的成本核算，其突破了原有的生产技术瓶颈，应用系列催化剂，双峰高密度聚乙烯的生产效率大大提升，产品的挤出性能、耐环境应力和冲击强度也得到了优化。例如茂金属催化剂的应用，结合UNIPOL技术优势，生产出了线性低密度聚乙烯产品这種产品，在力学方面是传统产品不能比拟的。二代茂金属催化剂生产出的PE线性低密度聚乙烯树脂，更是具有良好的光学性能和热封性，应用领域随之拓展。

3、多种气相流化床法优缺点比较

以 univation气相流化床工艺技术为例，工艺选择含镁载体催化剂，采取反应压力和反应温度控制的方式，进行双蜂产品串联操作，流化床反应器在具体操作中不要冷凝就可以在流化床层上使气体进入到反应器中。反应器上部一般是半球形，封头下部为圆通，增加中部锥筒以形成循环的气压缩机，生产出的产品透明性好，树脂凝胶少[3]。

再例如采用ANNOVENE一台流化床反应器来作为聚合单元，在实际操作时采取冷凝技术，冷凝率在15%左右，使用的是惰性气体氮气，反应温度控制在95摄氏度左右，该技术采取的是旋风分离器分离夹带例子，将循环气系统进入到反应器中，反应器侧面将循环器冷却后的气体进行压缩，利用高产率技术进行循环及冷却器的运行。其优点在于反应条件温和，能够进行产品的薄膜生产注塑等。缺点在于需要较多的数设备资金投入较大。

PE气相流化床工艺技术，同样使用一台流化床反应器作为聚合单元，相较于前几种技术来说，这种技术流程也使用的是惰性、气体、氮气，但是技术流程较为简单。实际操作中采用冷凝技术，冷静率达到14%以下，反应温度在100摄氏度左右，气体通过反应器侧面出料，通过循环再回到反应器中。循环气冷却器放置在压缩机的后方，并设置有两套出料系统。

innovene气相流化床工艺当前在工业生产中所占比例较大，优势在于熔融指数范围大、强度高、韧性好，催化共聚物分子分布更加均匀。

spherilene气相流化床工艺，反应温度在85摄氏度左右，反映压力在2.4MPA左右。在具体操作中，气体通过硫化床层上部将循环冷却器加以利用，反应器上部是半球形封头，优点在于生产出的产品透明性好，缺点在于能量消耗较大。

4、结束语

聚乙烯生产应用气相流化床法，工艺手段各有不同。每种应用均有其优缺点，采用何种技术需要根据化工生产的需求而进行选择。但是，多种技术经过实践证明都是成熟和可靠的，能够在工业生产中推广和应用。

参考文献：

[1]李晓霞，吴黎涛.气相法聚乙烯流化床反应器偏流现象研究[J].石油化工设计，2019，36（4）：16-19，23.

[2]毛国军.UNIPOL工艺气相流化床反应器结片原因分析及控制措施[J].石化技术，2019，26（9）：316-317.

[3]孙海涛.气相流化床法聚乙烯工艺技术比较[J].石化技术，2019，26（2）：133，132.

（作者单位：大庆石化公司塑料厂）