1、1 簡介簡介l 聚乙烯(PE)是五大合成樹脂之一，由乙烯聚合而成的高分子化合物 。聚乙烯主要分為低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯MDPE、高密度聚乙烯HDPE三大類。l低密度聚乙烯英文稱號為低密度聚乙烯英文稱號為Low density polyethylene，縮寫為，縮寫為LDPE。 石油工業上所稱的低密度聚乙烯(即高壓聚乙烯)是一種塑料資料，由乙烯在高壓條件下由過氧化物或微量氧引發經自在基聚合反響生成密度為0.9100.930 g/cm3左右的低密度聚乙烯，適宜熱塑性成型加工的各種成型工藝，成型加工性好。 LDPE主要用途是作薄膜產品，如農業用薄膜；包裝用膜如糖果等包裝；液體包裝用吹

2、塑薄膜，收縮包裝薄膜；建筑用薄膜，普通工業包裝薄膜和食品袋等。 LDPE樹脂是經過分子量、結晶度及分子量分布MWD的平衡與控制而得到的。2 消費工藝及條件2.1 原料預備原料預備 原料預備包括乙烯，分子量調理劑，添加劑。原料預備包括乙烯，分子量調理劑，添加劑。 乙烯高壓聚合過程中單程轉化率僅乙烯高壓聚合過程中單程轉化率僅15%30%，所以大量的單體，所以大量的單體乙烯乙烯70%85%要循環運用。因此所用原料乙烯一部分是新穎乙烯，要循環運用。因此所用原料乙烯一部分是新穎乙烯，一部分是多次循環回收的乙烯。乙烯常壓下為氣體，臨界壓力一部分是多次循環回收的乙烯。乙烯常壓下為氣體，臨界壓力5.12MPa

3、；臨界溫度；臨界溫度9.90；爆炸極限；爆炸極限2.75%28.6%，純乙烯在，純乙烯在350以下穩定，更高的溫度那么分解為以下穩定，更高的溫度那么分解為C、CH4、H2 。 CH2=CH2 CH4 + C + 127.36 kJ/mol CH2=CH2 2C + 2H2 + 47.69 kJ/mol分子量調理劑l 在工業消費中為了控制產品聚乙烯的熔融指數，必需加適當量的分子量調理劑。l 種類l 烷基：乙烷，丙烷，丁烷，己烷，環己烷l 烯烴：丙烯，異丁烯，l 其它：氫，丙酮，丙醛，其中以丙烯，丙烷，乙烷等最常用l 調理劑的用量和種類根據聚乙烯牌號的不同而不同，普通是乙烯體積的1%6.5%折合為

4、質量百分數時，應根據調理劑的分子量進展計算。添加劑 為了防止聚乙烯在成型過程中受熱時被氧化，防止運用過程中老化，所以參與添加劑以防止其發生。 種類 抗氧劑：4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚，熔點約700C，易溶于烴，酮和酯等有機溶劑中，而不溶于水?？捎米魇称钒b的抗氧劑。熔點大于1500C時，可溶于酮和酯等有機溶劑中。與聚乙烯混溶后不易被油脂所抽提，可用作食品包裝薄膜的抗氧劑。光滑劑：油酸酰胺或 硬脂酸銨，油酸銨，亞麻仁油酸銨三者的混合物作為聚乙烯的光滑劑。開口劑： 高分散性的硅膠，鋁膠或其混合物可作為開口劑?？轨o電劑：含有氨基或羥基等極性基團而又可溶于聚乙烯中的不揮發的聚合物可作為抗靜電劑。如

5、環氧乙烷與長鏈脂肪族或脂肪醇的聚合物。 添加劑的種類和用量根據消費的聚乙烯牌號和用途加于聚乙烯樹脂低壓分別器中，從易于計算和混合方面思索，通常是將添加劑配制成濃度約為10%左右的白油脂肪族烷烴溶液或分散液，用泵計量送入低壓分別器或于二次選粒時參與。聚合反響條件u 其反響溫度普通在1300C3500C之間，反響壓強普通為122303Mpa或者更高些，而其聚合停留時間的長短取決于反響器的類型，普通在15s2min之間，反響條件因產品牌號不同而不同。u 在聚合反響器內未反響的乙烯和聚合生成的聚乙烯熔融物堅持均相形狀時，反響進展順利，兩者能否分相與聚乙烯的含量，反響壓力，反響溫度有關。u 反響條件的變

6、化不僅影響聚合反響速度，而且對于產品聚乙烯的分子量也發生影響。當反響壓力提高時，聚合反響速度加大，但聚乙烯的分子量降低，而且支鏈較多，所以其密度稍有降低。2.2 催化劑催化劑l 乙烯高壓聚合需參與自在基引發劑，工業上常稱為催化劑，所用的引發劑主要是氧和過氧化物，早期工業消費中主要用氧作為引發劑。其優點在于：價錢低，可直接加于乙烯進料中。缺陷是氧的引發溫度在230以上，而低于200成為乙烯聚合阻聚劑，不會在緊縮機系統中或乙烯回收系統中引發聚合，因此反響溫度必需高于200.而反響溫度不能迅速的用改動引發劑用量控制。 氧的活性受溫度的影響很大，因此目前除管式反響器氧的活性受溫度的影響很大，因此目前除

7、管式反響器中還可以用氧作引發劑以外，釜式反響器已全部改為中還可以用氧作引發劑以外，釜式反響器已全部改為過氧化物引發劑。過氧化物引發劑。 工業上常用的過氧化物引發劑為：過氧化二叔丁基，工業上常用的過氧化物引發劑為：過氧化二叔丁基，過氧化十二烷酰，過氧化苯甲酸叔丁酯，過氧化碳酸過氧化十二烷酰，過氧化苯甲酸叔丁酯，過氧化碳酸二丁酯等。二丁酯等。高壓聚乙烯消費工藝方框流程圖高壓聚乙烯消費工藝方框流程圖 設備LDPE高壓反響主要采用兩種聚合反響器：高壓反響主要采用兩種聚合反響器：一種是帶攪拌器的高壓釜式反響器，該工藝最早是一種是帶攪拌器的高壓釜式反響器，該工藝最早是20世世紀紀30年代由年代由ICI公司

8、開發的；公司開發的；另一種是管式反響器，最早是由巴斯夫公司開發的。另一種是管式反響器，最早是由巴斯夫公司開發的。后來，杜邦、陶氏化學、后來，杜邦、陶氏化學、USI、住友和、住友和CdF化學化學(如今的如今的埃尼化學埃尼化學)都對工藝作了假設干改良。兩種工藝消費都對工藝作了假設干改良。兩種工藝消費的聚合物略有差別，主要由于反響器的溫度分布不同。的聚合物略有差別，主要由于反響器的溫度分布不同。 釜式法和管式法兩種工藝的消費流程大體一樣，一個工業化的LDPE安裝通常由以下幾部分組成：乙烯緊縮、引發劑制備和注入系統、聚合反響器、分別系統、擠出造粒。除聚合反響器外，釜式法和管式法的工藝步驟類似。現已建成

9、的管式法最大單線反響器才干為32萬噸/年，是巴塞爾公司建在法國的安裝；釜式法最大單線反響器才干為18萬噸/年，是QGPC公司用Orchem(CdF)技術建在卡塔爾的安裝。 管式反響器：其主要特點是，物料在管內呈柱塞狀流管式反響器：其主要特點是，物料在管內呈柱塞狀流動，沒有什么返混景象；反響溫度沿反響管的長度而動，沒有什么返混景象；反響溫度沿反響管的長度而有變化，因此反響溫度有最頂峰，所以所得聚乙烯的有變化，因此反響溫度有最頂峰，所以所得聚乙烯的分子量分布較寬。分子量分布較寬。 管式聚合反響器是內徑為管式聚合反響器是內徑為2.57.5cm的細長形高壓的細長形高壓合金鋼管。直徑與長度之比為合金鋼管

10、。直徑與長度之比為1/2501/40000，目前，目前最長的管式反響器長最長的管式反響器長1500m或以上?；蛞陨?。 釜式反響器：物料可以充分混合，所以反響溫度均勻，釜式反響器：物料可以充分混合，所以反響溫度均勻，還可以分區操作，以使各反響區具有不同溫度，從而還可以分區操作，以使各反響區具有不同溫度，從而獲得分子量分布較寬的聚乙烯。獲得分子量分布較寬的聚乙烯。 根據釜式反響器的外形，目前有細長型和矮胖型兩根據釜式反響器的外形，目前有細長型和矮胖型兩種規格種規格 工藝流程工藝流程圖見書本211頁LLDPE工藝流程消費LLDPE的工藝流程有多種，現主要引見氣相法和溶液法中兩種主要的工藝流程。1.美

11、國聯碳公司(UCC)的Unipol氣相法工藝。該工藝與BP氣相法工藝大同小異，但UCC產品范圍較廣，種類較多，采用4種不同的催化劑消費全密度范圍分子量分布由窄到寬、熔體指數由0.91g/10min125g/10min的各種樹脂。在各種工藝中，UCC氣相法產品范圍最廣。 BP工藝采用一種催化劑消費全密度聚乙烯，熔體指數由0.35/10min30g/10min，分子量分布窄，當消費寬分子量分布的牌號時，要在擠壓造粒時加助劑，但牌號較少。 Unipol PE工藝的安裝普通由4部分組成：單體凈化、聚合反響、樹脂脫氣和樹脂造粒。工藝流程如以下圖 所示。 (1)單體凈化 凡進入聚合反響器的單體(包括乙烯和

12、共聚單體)都必需脫除氧、一氧化碳、二氧化碳、水、硫化物、甲醇、炔烴等對催化劑有毒的雜質。常用脫氧及氧化物的催化劑床和分子篩來脫出雜質。(2)聚合反響 聚合反響在流化床反響器中進展，該反響器下部為圓筒形，上部由一倒錐體和一半球組成。反響器底部有一氣體分布板，板上是由粉狀樹脂構成的流化床層。催化劑和助催化劑直接從分布板通入反響床層，鼓風機送入循環氣使床層堅持流化形狀，并使反響單體與催化劑均勻混合，同時帶走反響熱。反響熱在循環氣冷卻器中移出系統。 經過床層的氣體質量速度應為36倍的Gmf(流化所需最低氣流速度)。分子量調理劑-氫氣也和單體一同從反響器底部通入系統。樹脂的性能經過催化劑、助催化劑、共聚

13、單體和氫氣的參與量來調理。反響停留時間約3小時左右。(3)樹脂脫氣 樹脂從反響器出來經過特殊的卸料系統脫除未反響的單體；回收了單體的樹脂循環到反響器，進入脫氣倉，在此倉內進一步脫去樹脂中吸附的烴類，從脫氣倉下部通入一股吹掃氣，與樹脂逆流接觸，將烴類吹出帶走，同時也通入小股脫活劑，將聚合物上剩余的活性中心殺死。 (4)造粒造粒 脫氣后的樹脂經過振動篩等設備除去大塊，脫氣后的樹脂經過振動篩等設備除去大塊，在進入造粒系統前，先與固、液態添加劑混合。在進入造粒系統前，先與固、液態添加劑混合。Unipol的造粒系統是由混煉器、熔融泵和造粒機嚴密的造粒系統是由混煉器、熔融泵和造粒機嚴密組合成三位一體，與其它工藝的一樣系統相比，大約組合成三位一體，與其它工藝的一樣系統相比，大約可節省能耗可節省能耗13。用循環軟水帶走粒狀切片，經過枯燥分別水，送入料用循環軟水帶走粒狀切片，經過枯燥分別水，送入料斗，再用空氣送到摻混、儲運和包裝工序。斗，再用空氣送到摻混、儲運和包裝工序。 自聚合反響器中流出的物料經減壓安裝進入高壓分別自聚合反響器中流出的物料經減壓