聚乙烯的生產(chǎn)工藝及進展分析

劉小兵

摘 要： 目前，我國的科學(xué)技術(shù)水平不斷進步，化工業(yè)也在大跨越式的發(fā)展，聚乙烯的生產(chǎn)工藝隨著時代的革新，其發(fā)展速度也日益增加。為了滿足我國各個地區(qū)，各個領(lǐng)域?qū)τ诰垡蚁┑膽?yīng)用需求，也為了聚乙烯技術(shù)在國際生產(chǎn)中更占有市場，我國的科研人員也在不斷加強對于聚乙烯生產(chǎn)工藝的研究。在多年的不斷鉆研下，聚乙烯的生產(chǎn)工藝也取得了巨大成果。本文以聚乙烯的生產(chǎn)工藝為中心，探討聚乙烯的發(fā)展狀況，對于這種現(xiàn)狀，本文筆者提出了以下幾點看法。

關(guān)鍵詞： 聚乙烯;生產(chǎn)工藝;聚乙烯發(fā)展

聚乙烯（polyethylene，簡稱PE）是由乙烯（Ethylene）和α-烯烴共同聚合從而制成的一種熱塑性樹脂。與聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）和ABS樹脂被稱為五大通用樹脂，是我們在生活中應(yīng)用最廣泛的合成樹脂材料之一。聚乙烯這種樹脂材料的化學(xué)穩(wěn)定性非常好，在各種化學(xué)因素的作用下，仍舊能夠基本保持原有的物理特質(zhì)。不會在常溫下被一般溶劑化學(xué)作用，對于各種酸、堿性物質(zhì)也有一定的抗腐蝕能力，在我們生活中十分常見。并且聚乙烯在生產(chǎn)產(chǎn)量上有著其他的化學(xué)材料不能超越的勝勢。從近兩年的我國對于聚乙烯的產(chǎn)率和需求的數(shù)據(jù)來看，我國自產(chǎn)的聚乙烯數(shù)量仍然供應(yīng)不上對它的需求，并且超出的需求量也逐年提升。對于這種情況，我國不得不從其余國家進口聚乙烯材料。從需求量和供應(yīng)量來看，我國的聚乙烯生產(chǎn)工藝市場前景十分良好。我國要對聚乙烯的生產(chǎn)工藝不斷革新，利用多元化的工業(yè)手段，實施聚乙烯工業(yè)的發(fā)展。在聚乙烯生產(chǎn)的技術(shù)方面，我國也在不斷創(chuàng)新，除了對于傳統(tǒng)工藝制造的重視，新型的聚乙烯工藝也在不斷嘗試。

一、聚乙烯的生產(chǎn)工藝概述

1.聚乙烯生產(chǎn)工藝的現(xiàn)狀

二十世紀三十年代，英國開始研究聚乙烯生產(chǎn)工藝，其余國家也逐漸開始研究聚乙烯。對于聚乙烯生產(chǎn)工藝，我國也持續(xù)研究了許多年。我們都知道聚乙烯是合成樹脂材料的一種，并且聚乙烯有非常大的市場優(yōu)勢，它的性能好，價格低廉。并且用不同工業(yè)方法和方式手段制造出來的聚乙烯也擁有著不同的商業(yè)用途。例如，我們的排水管道、電子機械的原件、覆蓋大棚的薄膜以及生活中隨處可見的塑料袋等等，都是以聚乙烯為原料制造而成的。正是因為聚乙烯應(yīng)用廣泛且產(chǎn)品跨越度大，對于聚乙烯的工業(yè)制造，我國也需要多元化的工業(yè)技術(shù)來發(fā)展聚乙烯行業(yè)。20世紀90年代是聚乙烯的發(fā)展最為迅速的時期，聚乙烯的生產(chǎn)力度和被消耗量在這個時期都有大幅度的提升。對于新型的聚乙烯工藝也隨之不斷的開發(fā)出來。在現(xiàn)實生活中對于聚乙烯的大量應(yīng)用也促進了聚乙烯工業(yè)制造的發(fā)展。目前我國對于聚乙烯的生產(chǎn)工藝主要還是采取傳統(tǒng)的工業(yè)手段，當然對于新型的聚乙烯制造也在一定范圍和程度上進行。對于聚乙烯生產(chǎn)工藝制造這方面，我國還有很大的發(fā)展和進步空間。

2.傳統(tǒng)的聚乙烯工業(yè)生產(chǎn)

漿液法、溶液法和氣相法是傳統(tǒng)聚乙烯生產(chǎn)的主要方法。在溶液法工藝生產(chǎn)中，是將乙烯（Ethylene）和polyethylene一起溶于特定的溶劑中去，它們的聚合反應(yīng)也在溶劑中產(chǎn)生并進行，溶液法的化學(xué)過程需要溫度大于等于一百四十攝氏度，壓強在四到五兆帕斯卡，反應(yīng)體系是均相體系。采取溶液法制造聚乙烯的工藝生產(chǎn)出的聚乙烯能夠達到密度不同，并且溶液法工藝所進行的時間相對于其他幾種工業(yè)方式較短。運用溶液法制造聚乙烯的有Sabic公司、Dow公司、還有Nova公司。以Sabic公司的Compact為例來看，這種制造聚乙烯的工藝是對催化劑的改變，共聚單體是用丁烯-1以及辛烯-1，低壓絕熱性能的反應(yīng)器來制造。氣相法是相對于目前生產(chǎn)聚乙烯工藝一種較為先進的方法，這種方法主要有UnioplI、Innovene、Spherilene、Bastar這些工藝。以Spherilene為例，Spherilene是Basell公司研究出來的，它生產(chǎn)聚乙烯時，可以根據(jù)聚乙烯產(chǎn)品的應(yīng)用范圍和實際用途而改變反應(yīng)條件，聚合反應(yīng)發(fā)生時溫度一般是70到100攝氏度，1.5到3.0兆帕斯卡的壓力最適宜，利用氣相法制造聚乙烯的生產(chǎn)過程中，對于操作條件的限制較小。漿液法的制作過程相較于氣相法和溶液法都較為復(fù)雜，并且還需要消耗大量的時間，為何仍舊利用這種方法制造聚乙烯原件呢？這是因為漿液法制作出來的聚乙烯轉(zhuǎn)換率高。這種方法主要利用攪拌式反應(yīng)器和環(huán)管式反應(yīng)器作為聚乙烯的生產(chǎn)設(shè)備讓乙烯（Ethylene）和α-烯烴共同聚合。以上三種就是傳統(tǒng)制造聚乙烯工藝的方法。本文筆者會在下文介紹新型聚乙烯工業(yè)生產(chǎn)的方法。

二、新型聚乙烯工業(yè)生產(chǎn)的方法

1.不造粒技術(shù)工藝

由于催化劑技術(shù)逐漸在進步，目前已經(jīng)出現(xiàn)了直接由聚合釜匯總制得無需進一步造粒的球形PE樹脂技術(shù)。不造粒技術(shù)工藝能夠省去一些制造聚乙烯的步驟，從而節(jié)約了制造時間，能夠利用更寬裕的時間制造聚乙烯，提高了產(chǎn)量。不造粒技術(shù)節(jié)約了在造粒環(huán)節(jié)生產(chǎn)的成本，通過特定的反應(yīng)器實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)。

2.冷凝態(tài)技術(shù)工藝

在冷凝態(tài)技術(shù)工藝里，反應(yīng)容器為圓柱形，上部的流化床是為了降低氣流的速度，讓反應(yīng)的聚合物粒子重回流化床。在這個過程中，流化床相當于一個攪拌槽。在傳統(tǒng)的制造聚乙烯工業(yè)中，流化床的散熱力度有限，冷凝態(tài)技術(shù)工藝改變了這一缺陷，利用惰性溶劑或者是一些共聚單體，在化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的過程中作為冷凝劑，吸收流化床散不出去的反應(yīng)熱。冷凝技術(shù)利用這種方式加快了生產(chǎn)時間，提高了聚乙烯產(chǎn)量，是聚乙烯工資生產(chǎn)的一大進步。

3.雙峰PE技術(shù)工藝

雙峰PE技術(shù)工藝也被叫做北星雙峰PE技術(shù)工藝，這門技術(shù)工藝的反應(yīng)器與漿液法一樣是環(huán)管式，結(jié)合采用氣相反應(yīng)釜。雙峰PE技術(shù)工藝的稀釋劑是超臨界丙烯。聚乙烯的制造過程是，在環(huán)管式反應(yīng)器后的聚合物分離進入到氣相反應(yīng)釜中進行再聚合，回收稀釋劑。雙峰PE技術(shù)能用兩個反應(yīng)器來控制聚乙烯的性能，重而讓成品聚乙烯的產(chǎn)品性能均一。但是對于雙峰技術(shù)，還需要多方面的進行研究，作為雙峰技術(shù)的關(guān)鍵——催化劑，要做到爭取減少催化劑上的花費，做到真正意義上的快捷，節(jié)約。

三、聚乙烯的發(fā)展前景分析

以下是本文筆者對我國聚乙烯行業(yè)的發(fā)展和建議，聚乙烯從被發(fā)明至今，一直都是被大量需求的。從需求量來看，在聚丙烯的沖擊下，仍高達百分之六十。經(jīng)濟全球化的發(fā)展，新領(lǐng)域的大量應(yīng)用，產(chǎn)品包裝的革新這幾點讓聚乙烯被廣泛應(yīng)用。以現(xiàn)在的發(fā)展需求來看，未來聚乙烯的用途仍然在包裝、農(nóng)業(yè)、薄膜等方面占很大比重。薄膜是應(yīng)用最為廣泛的，包裝膜，保鮮膜，自粘保護膜，手機PE薄膜等等，這些產(chǎn)品的應(yīng)用比例也在逐漸加大。這些年來，我國的聚乙烯工業(yè)生產(chǎn)雖然取得了不小的成就，但是市場占有率卻小于產(chǎn)量。面臨這種情況，就需要我國開發(fā)聚乙烯產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域，在生產(chǎn)方面不斷創(chuàng)新，在銷售方面，大型企業(yè)應(yīng)該以積極向上的姿態(tài)面對市場中出現(xiàn)的問題，利用新型的技術(shù)手段供應(yīng)國內(nèi)的需求量，爭取提高聚乙烯在國際中的產(chǎn)品競爭力。

結(jié)束語

綜上所述，冷凝態(tài)技術(shù)、雙峰PE技術(shù)等新型的技術(shù)在生產(chǎn)聚乙烯的過程中減少了生產(chǎn)步驟和工序，從而節(jié)約了產(chǎn)生的時間，提升了聚乙烯生產(chǎn)的產(chǎn)量。在傳統(tǒng)工業(yè)制造中的氣相法是運用較為廣泛的，從目前情況來看，我國仍然注重傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)，對于新型的技術(shù)還在探索中，在新型技術(shù)上，我國與一些發(fā)達國家還存在一定差距，仍舊需要加大科技投入力度，爭取在國際領(lǐng)域站穩(wěn)腳步。

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