張?zhí)m，吳江，慕雪梅，李朋朋*

(1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司石油化工廠，甘肅省蘭州市 730060；2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州化工研究中心，甘肅省蘭州市 730060)

HDPE生產(chǎn)工藝進(jìn)展

張?zhí)m1，吳江2，慕雪梅2，李朋朋2*

(1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司石油化工廠，甘肅省蘭州市 730060；2.中國(guó)石油天然氣股份有限公司蘭州化工研究中心，甘肅省蘭州市 730060)

分析了高密度聚乙烯（HDPE）生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀和技術(shù)特點(diǎn)，淤漿聚合工藝是我國(guó)HDPE最主要的生產(chǎn)技術(shù)。利用釜式淤漿法工藝特點(diǎn)可開(kāi)發(fā)雙峰或多峰產(chǎn)品以實(shí)現(xiàn)其機(jī)械性能和加工性能的平衡；利用環(huán)管淤漿法工藝特點(diǎn)開(kāi)發(fā)高性能管材料和寬相對(duì)分子質(zhì)量分布產(chǎn)品；利用氣相法工藝單線生產(chǎn)能力大的特點(diǎn)穩(wěn)定生產(chǎn)通用產(chǎn)品；利用溶液法工藝產(chǎn)品均一性好、切換容易的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)高附加值特色產(chǎn)品。建議結(jié)合裝置特點(diǎn)開(kāi)發(fā)高性能HDPE。

高密度聚乙烯 淤漿法 氣相法 溶液法

2009年，我國(guó)高密度聚乙烯（HDPE）樹(shù)脂市場(chǎng)需求量為6.604 Mt，2010年增長(zhǎng)至7.530 Mt。由于國(guó)內(nèi)產(chǎn)量不足，2009年我國(guó)累計(jì)進(jìn)口HDPE樹(shù)脂3.819 Mt，2010年進(jìn)口量增長(zhǎng)至3.901 Mt。超過(guò)半數(shù)的HDPE需求要通過(guò)進(jìn)口產(chǎn)品來(lái)滿足，因此，在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)裝置上開(kāi)發(fā)高檔次HDPE產(chǎn)品替代進(jìn)口具有現(xiàn)實(shí)意義[1]。

目前，HDPE的生產(chǎn)工藝主要有淤漿法、氣相法、溶液法[2]，專(zhuān)利商的技術(shù)各有特點(diǎn)，直接影響產(chǎn)品性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本文對(duì)主要的HDPE生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀及技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行分析，目的是為結(jié)合引進(jìn)裝置的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)HDPE新產(chǎn)品提供參考。

1 釜式淤漿法工藝

1.1 Hostalen工藝

Lyondell Basell工業(yè)公司（簡(jiǎn)稱(chēng)Basell公司）的Hostalen淤漿工藝是生產(chǎn)雙峰HDPE的世界領(lǐng)先技術(shù)[3]。Hostalen工藝目前在全球的產(chǎn)能已經(jīng)超過(guò)6.200 Mt/a。中國(guó)石油天然氣股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)石油）吉林石化分公司300 kt/a和中國(guó)石油遼陽(yáng)石化分公司70 kt/a的裝置均采用該工藝。中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司和撫順石化分公司即將投產(chǎn)的300 kt/a裝置也采用Hostalen工藝。Hostalen淤漿工藝可以生產(chǎn)薄膜、管材、吹塑、單絲、注塑級(jí)HDPE產(chǎn)品，該工藝采用改進(jìn)的Ziegler-Natta催化劑，對(duì)聚合單體純度要求不苛刻，可直接使用裂解乙烯作原料。提供的在線制備催化劑體系能生產(chǎn)系列樹(shù)脂,包括單峰分布HDPE,熔體流動(dòng)速率為0.40～18.00 g/10 min，密度為0.944～0.957 g/cm3；雙峰分布HDPE，熔體流動(dòng)速率為0.05～0.55 g/10 min，密度為0.944～0.956 g/cm3。

Hostalen工藝的最新進(jìn)展包括：1）進(jìn)一步開(kāi)發(fā)雙峰技術(shù)。主要在反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)、脫氣單元和蠟分離系統(tǒng)方面進(jìn)行改進(jìn)。2）開(kāi)發(fā)出一種力學(xué)性能優(yōu)異同時(shí)具有良好加工特性的薄膜級(jí)雙峰HDPE產(chǎn)品。該產(chǎn)品可用于各種塑料袋及工業(yè)包裝膜，具有突出的水蒸氣阻隔性能。3）開(kāi)發(fā)了用于薄膜級(jí)HDPE產(chǎn)品的AVANT Z509型催化劑。該催化劑具有良好的氫調(diào)敏感性，適用于通過(guò)反應(yīng)器排列生產(chǎn)雙峰分布的產(chǎn)品。該產(chǎn)品能夠在優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的加工性方面達(dá)到平衡。

使用三個(gè)反應(yīng)釜串聯(lián)生產(chǎn)多峰樹(shù)脂是Hostalen工藝技術(shù)革新的又一特點(diǎn)。此工藝通過(guò)對(duì)每個(gè)反應(yīng)器獨(dú)立控制來(lái)調(diào)整產(chǎn)物的組成和相對(duì)分子質(zhì)量分布，從而可以對(duì)產(chǎn)品性能平衡需求進(jìn)行微調(diào)。先進(jìn)串聯(lián)工藝是在現(xiàn)有的Hostalen雙峰工藝基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，同樣使用單一的Ziegler-Natta催化劑，易于操作，有利于此前使用Hostalen雙峰工藝的裝置進(jìn)行升級(jí)，單線最大生產(chǎn)能力可達(dá)400 kt/a。產(chǎn)品具有優(yōu)異的剛韌平衡性、抗沖擊性、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性和加工性能，可用于制作薄膜、中空容器、管材[4]。

1.2 Equistar-Maruzen工藝

Equistar-Maruzen工藝是由日本Nissan公司開(kāi)發(fā)，Equistar公司和Maruzen公司改進(jìn)的淤漿法工藝。中國(guó)臺(tái)灣塑膠工業(yè)股份有限公司180，300 kt/a生產(chǎn)線采用該工藝。該工藝使用高活性負(fù)載催化劑，可調(diào)控共聚單體分布，適于生產(chǎn)高相對(duì)分子質(zhì)量薄膜樹(shù)脂和PE100級(jí)壓力管樹(shù)脂以及吹塑、注塑等樹(shù)脂[5]。產(chǎn)品熔體流動(dòng)速率為0.03～18.00 g/10 min，密度為0.938～0.965 g/cm3。

1.3 CX淤漿工藝

由于CX淤漿工藝的發(fā)展，日本三井化學(xué)公司進(jìn)一步確立了在全球聚烯烴工藝的地位。目前，CX淤漿工藝在全球的產(chǎn)能已超過(guò)4.900 Mt/a。中國(guó)石油大慶石化分公司有80，140 kt/a、中國(guó)石油蘭州石化分公司70 kt/a、中國(guó)石化揚(yáng)子石油化工有限公司140 kt/a、中國(guó)石油化工股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)石化）北京燕山分公司140 kt/a的HDPE裝置均采用該工藝。CX淤漿工藝適于生產(chǎn)雙峰分布的高性能產(chǎn)品（如高相對(duì)分子質(zhì)量薄膜樹(shù)脂，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能高的吹塑和壓力管牌號(hào)）。產(chǎn)品的熔體流動(dòng)速率為0.03～0.40 g/10 min，密度為0.950～0.960 g/cm3。CX淤漿工藝還可生產(chǎn)窄分布的單峰HDPE，包括單絲和高流動(dòng)性注塑樹(shù)脂，熔體流動(dòng)速率可達(dá)60.00 g/10 min，密度達(dá)0.970 g/cm3。三井化學(xué)公司聲稱(chēng)CX工藝還有如下優(yōu)勢(shì)：能用單一催化劑[PZ或改進(jìn)的Ziegler-Natta催化劑（RZ催化劑）]生產(chǎn)上述牌號(hào)，其TE催化劑能生產(chǎn)密度為0.930～0.945 g/cm3的樹(shù)脂。一旦由于斷電等原因停車(chē)后不需倒空聚合物漿液即可重新開(kāi)車(chē)，并且可以?xún)赡暌陨喜恍枨謇矸磻?yīng)釜。

該工藝最新進(jìn)展包括：1）開(kāi)發(fā)出RZ催化劑。該催化劑比PZ催化劑具有更高的活性，更窄的聚合物粒徑分布[6]。2）正在研究茂金屬催化劑在雙峰淤漿工藝中的應(yīng)用，所研究的茂金屬催化劑已經(jīng)在線型低密度聚乙烯（LLDPE)雙峰Evolue工藝中商業(yè)化，此開(kāi)發(fā)也擴(kuò)展到后茂金屬催化劑。3）致力于高附加值聚合物[如高強(qiáng)度管（超過(guò)PE100級(jí)）材料和高耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂吹塑牌號(hào)]的生產(chǎn)工藝開(kāi)發(fā)。

2 環(huán)管淤漿法工藝

2.1 Borstar工藝

北歐化工公司開(kāi)發(fā)Borstar工藝的目標(biāo)是能夠用一種工藝生產(chǎn)出整個(gè)系列的聚乙烯樹(shù)脂[如LLDPE，中密度聚乙烯（MDPE）和HDPE]，并具有良好的加工性能和力學(xué)性能（如剛性和撕裂強(qiáng)度）[7]。因此，Borstar工藝通過(guò)兩個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)生產(chǎn)雙峰產(chǎn)品的路線實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品易于加工的目標(biāo)，隨后采用超臨界丙烷進(jìn)一步改進(jìn)了工藝。該工藝所用的第一個(gè)反應(yīng)器為環(huán)管淤漿反應(yīng)器，第二個(gè)為氣相流化床反應(yīng)器。目前，Borstar工藝在全球的產(chǎn)能為2.000 Mt/a。中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司有250 kt/a的生產(chǎn)線采用該工藝。該工藝特點(diǎn)為：淤漿反應(yīng)器具有牌號(hào)切換周期短的優(yōu)勢(shì)，因此整個(gè)工藝的牌號(hào)切換時(shí)間和單個(gè)氣相反應(yīng)器的切換時(shí)間相當(dāng)。使用超臨界丙烷作稀釋劑可以在淤漿反應(yīng)器中生產(chǎn)相對(duì)分子質(zhì)量很低的樹(shù)脂，隨后容易脫除揮發(fā)物并且使氣相反應(yīng)器容易撤熱。淤漿反應(yīng)器中殘留的單體能夠完全去除，在第二階段聚合中操作條件相對(duì)獨(dú)立，反應(yīng)氣組成不受影響。第二階段聚合在氣相反應(yīng)器中進(jìn)行，能夠靈活調(diào)節(jié)產(chǎn)物性能，且使產(chǎn)物中可揮發(fā)性烴類(lèi)含量處于較低水平。在第二反應(yīng)器中加入共聚單體可以使高相對(duì)分子質(zhì)量組分中含有較多的共聚單體，從而使產(chǎn)物具有優(yōu)異的性能[8]。

2.2 Chevron Phillips工藝

Chevron Phillips公司在HDPE，MDPE，茂金屬中密度聚乙烯，LLDPE，茂金屬線型低密度聚乙烯的生產(chǎn)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓方面處于全球領(lǐng)先位置。目前，基于Chevron Phillips環(huán)管淤漿工藝的HDPE裝置產(chǎn)能占全球HDPE產(chǎn)能的1/3[9]，全球有88個(gè)環(huán)管反應(yīng)器處于運(yùn)行或建設(shè)中，總產(chǎn)能為8.200 Mt/a。中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司有250 kt/a的生產(chǎn)線采用該工藝，中國(guó)石化茂名分公司新建的350 kt/a的生產(chǎn)線采用該工藝。

Chevron Phillips工藝目前商業(yè)化的產(chǎn)品類(lèi)型有：鉻系催化劑生產(chǎn)的HDPE，MDPE，LLDPE和易加工LLDPE；Ziegler-Natta催化劑生產(chǎn)的HDPE，MDPE；茂金屬催化劑生產(chǎn)的MDPE，LLDPE（密度可低至0.916 g/cm3）。所有這些樹(shù)脂都能用傳統(tǒng)的Chevron Phillips環(huán)管淤漿工藝生產(chǎn)。該工藝最新進(jìn)展是開(kāi)發(fā)了原位技術(shù)（在反應(yīng)器中通過(guò)乙烯三聚生成1-己烯共聚單體），從而能只用乙烯生產(chǎn)出密度為0.920～0.955 g/cm3的乙烯-1-己烯共聚物。另外，還開(kāi)發(fā)了用雙活性點(diǎn)催化劑以及雙類(lèi)型催化劑在單反應(yīng)釜中生產(chǎn)雙峰產(chǎn)品技術(shù)，該技術(shù)目前處于應(yīng)用評(píng)價(jià)階段。

2.3 Innovene PEs工藝

2005年，Ineos公司收購(gòu)了BP/Solvay合資公司的聚烯烴產(chǎn)業(yè)，從而擁有了Innovene工藝技術(shù)。中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司和中國(guó)石化天津分公司新建的300 kt/a生產(chǎn)線均采用Innovene PEs工藝。該工藝因出色的雙峰管材牌號(hào)（PE80級(jí)和PE100級(jí)）而知名，雙峰管材牌號(hào)采用兩個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)生產(chǎn)，在歐洲產(chǎn)量較大[10]。

Innovene PEs工藝通常使用異丁烷作為烷烴稀釋劑，用1-丁烯、1-己烯作為共聚單體，氫氣用作相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，可使用鈦系和鉻系催化劑。乙烯在總壓為2.5～4.0 MPa，溫度為75～110℃的條件下聚合，乙烯的平均轉(zhuǎn)化率可達(dá)97%。濃縮后的聚合物淤漿進(jìn)行閃蒸后將聚合物粉末與稀釋劑和未反應(yīng)單體分開(kāi)。得到的聚合物從閃蒸罐下部流出，母液從上部直接進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)。通過(guò)反向氮?dú)獯祾呷コ酆衔锼臍堄嗤闊N后轉(zhuǎn)移至粉料倉(cāng)擠出造粒。

3 氣相法工藝

自從30年前開(kāi)發(fā)出氣相法工藝以來(lái)，新建裝置大部分都采用此工藝[11]。該工藝既能生產(chǎn)LLDPE，又能生產(chǎn)HDPE。它突出優(yōu)點(diǎn)在于：由于不使用烷烴稀釋劑從而具有較大的單線生產(chǎn)能力，根據(jù)產(chǎn)物類(lèi)型，產(chǎn)能從300 kt/a到500 kt/a，可降低操作和投資成本；可使用1-丁烯、1-己烯、1-辛烯作共聚單體，產(chǎn)品密度為0.890～0.965 g/cm3，熔體流動(dòng)速率為0.05～155.00 g/10 min；可以使用Ziegler-Natta催化劑、鉻系催化劑、茂金屬單活性中心催化劑。

3.1 Lupotech G工藝

LupotechG工藝與其他氣相法工藝（如Innovene和Unipol）基本類(lèi)似。Basell公司聲稱(chēng)該工藝能提供堆密度為0.400～0.500 g/cm3的高品質(zhì)聚乙烯。中海殼牌石油化工有限公司有200 kt/a的生產(chǎn)線采用該工藝。該工藝的特點(diǎn)為：根據(jù)工藝需要獨(dú)立開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了助催化劑，用于活化鉻系催化劑。聚合時(shí)專(zhuān)用AVANT催化劑直接注入反應(yīng)器。單體要經(jīng)過(guò)處理以除去微量乙炔和極性化合物（如甲醇，CO，CO2，水等）。聚合在壓力約2.1 MPa，溫度為92～115℃條件下進(jìn)行。由于催化劑和反應(yīng)條件的共同作用，產(chǎn)物具有細(xì)粉少、粒子形態(tài)優(yōu)異、堆密度高、不易結(jié)塊的特點(diǎn)。與其他工藝不同的是：聚合物在接近常壓的料倉(cāng)中經(jīng)過(guò)一步吹掃凈化可以達(dá)到很好的脫氣效果；吹掃出的單體循環(huán)利用，聚合物進(jìn)入粉料倉(cāng)，利用氮?dú)馊コ龤堄嗟挠袡C(jī)物后得到感官性能良好（無(wú)異味）的產(chǎn)物。

3.2 Spherilene工藝

對(duì)于Spherilene工藝而言，催化劑開(kāi)發(fā)是核心。新開(kāi)發(fā)的AVANT Z系列催化劑不需預(yù)聚合就可以直接注入反應(yīng)器，保留了初期AVANT催化劑對(duì)粒子形態(tài)的可控性、高活性、能在空反應(yīng)器中開(kāi)始反應(yīng)的特點(diǎn)。新的催化劑體系簡(jiǎn)化了工藝流程，不需要催化劑制備系統(tǒng)，降低了投資成本。用AVANT Z催化劑體系即可生產(chǎn)LLDPE，MDPE，HDPE而不需要使用鉻系催化劑，避免了催化劑切換可能引起的系列問(wèn)題。由于催化劑能夠控制粒子形態(tài)，反應(yīng)器具有良好的可操作性（不會(huì)出現(xiàn)結(jié)塊黏壁和局部過(guò)熱）[6]，樹(shù)脂產(chǎn)品均一性更好（不形成凝膠或大塊）。

Spherilene工藝的特色在于具有兩個(gè)氣相反應(yīng)器，因此可生產(chǎn)更易于加工、可調(diào)控共聚單體分布的專(zhuān)用樹(shù)脂以及高附加值三元共聚物。Basell公司稱(chēng)使用雙反應(yīng)器可減少聚合物在反應(yīng)器中總停留時(shí)間，最大程度發(fā)揮催化劑的活性。由于從第一反應(yīng)器中出來(lái)具有良好形態(tài)的粒子進(jìn)入第二反應(yīng)器，因此，可采取更嚴(yán)格的聚合條件，以避免粒子破碎，減少細(xì)粉產(chǎn)生。Spherilene工藝在兩反應(yīng)器中都使用丙烷作惰性反應(yīng)介質(zhì)，從而改善了傳熱能力，因?yàn)閭鳠崮芰εc氣體密度成正比，這就改善了高產(chǎn)率下的熱穩(wěn)定性。Spherilene工藝的特點(diǎn)還在于反應(yīng)器體積比常規(guī)氣相工藝減少了約1/3，而過(guò)渡料是常規(guī)氣相工藝的一半。

3.3 Innovene PEg工藝

Innovene PEg工藝目前為Ineos公司所有。中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司21 kt/a、中國(guó)石油蘭州石化分公司60 kt/a、盤(pán)錦乙烯工業(yè)公司125 kt/a、上海賽科石油化工有限責(zé)任公司600 kt/a的生產(chǎn)線均采用該工藝。

Innovene PEg工藝與其他氣相法工藝的主要區(qū)別在于催化劑。Ineos公司稱(chēng)其催化劑更容易使用，流化床中不易產(chǎn)生熱點(diǎn)，操作過(guò)程中不易造成堵塞，不存在其他工藝中鉻系和Ziegler-Natta催化劑不兼容的問(wèn)題。Innovene PEg工藝特點(diǎn)在于使用了環(huán)旋流、增強(qiáng)高產(chǎn)率專(zhuān)利技術(shù)。反應(yīng)器頂部出去的氣體使用環(huán)旋流可阻止循環(huán)氣中夾帶細(xì)粉粒子，增強(qiáng)高產(chǎn)率技術(shù)可在投資增加最小的情況下成倍提高反應(yīng)器中產(chǎn)物收率。

3.4 Unipol工藝

Univation技術(shù)公司是目前Unipol氣相法聚乙烯工藝客戶在專(zhuān)利授權(quán)、服務(wù)、催化劑供應(yīng)方面唯一的平臺(tái)，可以提供非常寬廣的催化劑種類(lèi)（包括Ziegler-Natta催化劑、鉻系催化劑、茂金屬催化劑和其他高性能催化劑）[12]。

Unipol氣相法聚乙烯工藝在授權(quán)許可聚乙烯生產(chǎn)線數(shù)量方面處于世界領(lǐng)先位置。1970年以來(lái)共有93條生產(chǎn)線處于運(yùn)行或建設(shè)中。Univation公司稱(chēng)采用Unipol工藝的生產(chǎn)線產(chǎn)能可達(dá)到或超過(guò)最初設(shè)計(jì)產(chǎn)能。我國(guó)20世紀(jì)90年代前后引進(jìn)該工藝的企業(yè)有中國(guó)石化齊魯分公司（140，60 kt/a）、中國(guó)石油大慶石化分公司（60 kt/a）、中國(guó)石油吉林石化分公司（100 kt/a）、中國(guó)石化茂名分公司（140 kt/a）、天津聯(lián)合化學(xué)有限公司（60 kt/a）、中國(guó)石化中原石油化工有限責(zé)任公司（120 kt/a）、中國(guó)石化廣州分公司（100 kt/a）。2000年以來(lái)投產(chǎn)或在建的生產(chǎn)線有中國(guó)石化揚(yáng)子石油化工有限公司（200 kt/a）、中國(guó)石油大慶石化分公司（300 kt/a）、中國(guó)石油蘭州石化分公司（300 kt/a）、福建石油化工集團(tuán)有限責(zé)任公司（兩條線，總產(chǎn)能800 kt/a）、中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司（兩條線，總產(chǎn)能600 kt/a）、中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化分公司（450 kt/a）。Unipol工藝能夠生產(chǎn)密度為0.910～0.965 g/cm3的LLDPE，MDPE，HDPE產(chǎn)品。

Univation技術(shù)公司的HDPE催化劑體系包括用于生產(chǎn)薄膜和管材級(jí)的Prodigy雙峰HDPE催化劑；用于生產(chǎn)注塑級(jí)樹(shù)脂的Ziegler-Natta催化劑（J和A系列）[13]；用于生產(chǎn)薄膜、吹塑、管材級(jí)樹(shù)脂的鉻系催化劑（G和B系列）。通過(guò)在復(fù)合催化劑和負(fù)載方面的開(kāi)發(fā)，Univation技術(shù)公司已經(jīng)有了商業(yè)化的在單反應(yīng)器中生產(chǎn)雙峰HDPE薄膜級(jí)樹(shù)脂的催化劑[14]，用于生產(chǎn)PE100級(jí)管材樹(shù)脂的Prodigy催化劑也即將商業(yè)化。使用這種催化劑可以降低雙峰HDPE產(chǎn)品的生產(chǎn)投資成本。

4 溶液法工藝

4.1 Dowlex工藝

Dow化學(xué)公司的Dowlex溶液法工藝在所有的溶液法工藝中操作壓力最低，原因在于使用了重質(zhì)溶劑（如Isopar E，一種?？松梨诠旧a(chǎn)的飽和異構(gòu)烷烴的混合物）。盡管Dow化學(xué)公司在北美、拉丁美洲、亞洲、西歐都有生產(chǎn)廠，但并不轉(zhuǎn)讓Dowlex工藝的生產(chǎn)許可。

4.2 Sclairtech工藝

Nova化學(xué)公司一直致力于開(kāi)發(fā)高級(jí)Sclairtech溶液法聚乙烯（AST）工藝，AST工藝以多反應(yīng)器體系和包括單中心催化劑的高性能催化劑體系為基礎(chǔ)，使用1-辛烯作共聚單體開(kāi)發(fā)了許多高性能產(chǎn)品。Nova化學(xué)公司稱(chēng)所有采用其工藝的生產(chǎn)線實(shí)際產(chǎn)能都已達(dá)標(biāo)稱(chēng)產(chǎn)能的120%～150%。中國(guó)石油撫順石化分公司有100 kt/a的生產(chǎn)線采用該工藝。

Nova化學(xué)公司的Sclairtech工藝可以使用單一催化劑體系生產(chǎn)相對(duì)分子質(zhì)量分布寬的系列樹(shù)脂產(chǎn)品。產(chǎn)品密度為0.905～0.965 g/cm3，熔體流動(dòng)速率為0.15～150.00 g/10 min。使用Ziegler-Natta催化劑可生產(chǎn)相對(duì)分子質(zhì)量分布為3～22的產(chǎn)品，Nova化學(xué)公司稱(chēng)其產(chǎn)品性能與傳統(tǒng)鉻系催化劑的產(chǎn)品相當(dāng)。

Sclairtech工藝的特點(diǎn)為：使用環(huán)己烷作溶劑，反應(yīng)溫度高達(dá)300℃。充分利用反應(yīng)熱，可以最大限度減少脫除揮發(fā)物的能量消耗，并可以直接使用裂解乙烯作原料，使用低成本的含有2-丁烯的1-丁烯作共聚單體，從而減少80%的共聚單體成本。使用簡(jiǎn)單、商業(yè)化的催化劑組分而不需進(jìn)行催化劑制備。單體單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)95%，反應(yīng)停留時(shí)間低至2 min，牌號(hào)切換容易，每天可完成三個(gè)牌號(hào)的切換。缺點(diǎn)在于高溫下催化劑的效率較低，因此，反應(yīng)后需要通過(guò)氧化鋁吸附脫除失活的催化劑，即脫灰[15]。

AST工藝使用輕質(zhì)易揮發(fā)溶劑，反應(yīng)溫度約200℃，催化劑活性高，產(chǎn)物中催化劑殘余少，不需要脫灰步驟。并利用溶液法均相反應(yīng)的特點(diǎn)生產(chǎn)共聚單體分布均勻的產(chǎn)品。利用溶液法反應(yīng)停留時(shí)間短的特點(diǎn)，通過(guò)控制催化劑和反應(yīng)條件使生產(chǎn)的多峰產(chǎn)品達(dá)到分子水平混合[16]，比物理共混或通過(guò)大型反應(yīng)器排列得到的產(chǎn)品均一性好。

4.3 Compact工藝

帝斯曼公司從1960年開(kāi)始開(kāi)發(fā)Compact溶液法聚乙烯工藝，2002年，原屬于帝斯曼公司的該技術(shù)部門(mén)和石化產(chǎn)業(yè)出售給SABIC公司。中國(guó)臺(tái)灣塑膠工業(yè)股份有限公司有140 kt/a的生產(chǎn)線采用該工藝。Compact工藝目標(biāo)在于高附加值的專(zhuān)用樹(shù)脂市場(chǎng)，這與其他溶液法工藝高產(chǎn)量的市場(chǎng)目標(biāo)不同。其產(chǎn)物性能優(yōu)異，特別是外觀顏色好，無(wú)凝膠。設(shè)計(jì)的最大產(chǎn)能為200 kt/a，一些生產(chǎn)廠實(shí)際產(chǎn)能可達(dá)到標(biāo)稱(chēng)產(chǎn)能的130%。Compact工藝最初設(shè)計(jì)是生產(chǎn)HDPE，經(jīng)過(guò)更改設(shè)計(jì)可生產(chǎn)LLDPE，最近又增加了生產(chǎn)彈性體的能力。

5 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)，幾乎所有的HDPE生產(chǎn)工藝都有裝置引進(jìn)，為結(jié)合裝置特點(diǎn)開(kāi)發(fā)高性能的HDPE產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。淤漿聚合是我國(guó)HDPE最主要的生產(chǎn)技術(shù)，利用釜式淤漿法特點(diǎn)開(kāi)發(fā)雙峰或多峰產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品機(jī)械性能和加工性能的平衡；利用環(huán)管淤漿法的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)高性能管材和寬相對(duì)分子質(zhì)量分布產(chǎn)品。利用氣相法工藝單線生產(chǎn)能力大的特點(diǎn)穩(wěn)定生產(chǎn)通用產(chǎn)品。利用溶液法工藝產(chǎn)品均一性好、切換容易的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)高附加值產(chǎn)品。只有根據(jù)用途，結(jié)合自身生產(chǎn)工藝、催化劑特點(diǎn)開(kāi)發(fā)出多種牌號(hào)，且又有自己特色的產(chǎn)品，盡量使牌號(hào)專(zhuān)門(mén)化、系列化才能滿足用戶要求，占有更大的市場(chǎng)份額和富有競(jìng)爭(zhēng)力。

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Progress in HDPE production processes

Zhang Lan1,Wu Jiang2,Mu Xuemei2,Li Pengpeng2
(1.Petrochemical Plant of Lanzhou Petrochemical Company,PetroChina,Lanzhou 730060,China;
2.Lanzhou Petrochemical Research Center,PetroChina,Lanzhou 730060,China)

The authors surveyed the status quo and technical characteristics of high density polyethylene (HDPE)processes,especially the slurry polymerization process that was considered as the predominant HDPE technologyinChina.Kettle-typeslurryprocesscouldbepreferablyappliedtopreparebimodalormultimodalHDPE inorder to reachthe balance between mechanical properties and processing properties of the resins.The technical features of loop-reactor slurry process was particularly suitable for developing high performance HDPE tubing and the resin products having broad relative molecular mass distribution.The large productive capacity of each single line with gas-phase process could be utilized to stably produce general-purpose HDPE resins.Solution process featureditsmeritsofhavingeminenthomogeneityinproduct′spropertiesaswellasitseasygradetransition,which benefited the syntheses of high value-added HDPE specialty resins.It was suggested that the respective traits of everyspecificplantshouldberationallyconsideredinthedevelopmentofhighperformanceHDPEresins.

high density polyethylene;slurry process;gas-phase process;solution process

TQ 325.1+2

A

1002-1396（2012）02-0080-05

2011-09-28。

2011-12-27。

張?zhí)m，女，1984年生，助理工程師，2007年畢業(yè)于西南石油大學(xué)高分子材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)主要從事聚烯烴的生產(chǎn)和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作。

*通訊聯(lián)系人。聯(lián)系電話：（0931）7982763；E-mail:lipengpeng3@petrochina.com.cn。

（編輯：吳雅榮）