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摘 要: 目前,我国的科学技术水平不断进步,化工业也在大跨越式的发展,聚乙烯的生产工艺随着时代的革新,其发展速度也日益增加。为了满足我国各个地区,各个领域对于聚乙烯的应用需求,也为了聚乙烯技术在国际生产中更占有市场,我国的科研人员也在不断加强对于聚乙烯生产工艺的研究。在多年的不断钻研下,聚乙烯的生产工艺也取得了巨大成果。本文以聚乙烯的生产工艺为中心,探讨聚乙烯的发展状况,对于这种现状,本文笔者提出了以下几点看法。
关键词: 聚乙烯;生产工艺;聚乙烯发展
聚乙烯(polyethylene,简称PE)是由乙烯(Ethylene)和α-烯烃共同聚合从而制成的一种热塑性树脂。与聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和ABS树脂被称为五大通用树脂,是我们在生活中应用最广泛的合成树脂材料之一。聚乙烯这种树脂材料的化学稳定性非常好,在各种化学因素的作用下,仍旧能够基本保持原有的物理特质。不会在常温下被一般溶剂化学作用,对于各种酸、碱性物质也有一定的抗腐蚀能力,在我们生活中十分常见。并且聚乙烯在生产产量上有着其他的化学材料不能超越的胜势。从近两年的我国对于聚乙烯的产率和需求的数据来看,我国自产的聚乙烯数量仍然供应不上对它的需求,并且超出的需求量也逐年提升。对于这种情况,我国不得不从其余国家进口聚乙烯材料。从需求量和供应量来看,我国的聚乙烯生产工艺市场前景十分良好。我国要对聚乙烯的生产工艺不断革新,利用多元化的工业手段,实施聚乙烯工业的发展。在聚乙烯生产的技术方面,我国也在不断创新,除了对于传统工艺制造的重视,新型的聚乙烯工艺也在不断尝试。
一、聚乙烯的生产工艺概述
1.聚乙烯生产工艺的现状
二十世纪三十年代,英国开始研究聚乙烯生产工艺,其余国家也逐渐开始研究聚乙烯。对于聚乙烯生产工艺,我国也持续研究了许多年。我们都知道聚乙烯是合成树脂材料的一种,并且聚乙烯有非常大的市场优势,它的性能好,价格低廉。并且用不同工业方法和方式手段制造出来的聚乙烯也拥有着不同的商业用途。例如,我们的排水管道、电子机械的原件、覆盖大棚的薄膜以及生活中随处可见的塑料袋等等,都是以聚乙烯为原料制造而成的。正是因为聚乙烯应用广泛且产品跨越度大,对于聚乙烯的工业制造,我国也需要多元化的工业技术来发展聚乙烯行业。20世纪90年代是聚乙烯的发展最为迅速的时期,聚乙烯的生产力度和被消耗量在这个时期都有大幅度的提升。对于新型的聚乙烯工艺也随之不断的开发出来。在现实生活中对于聚乙烯的大量应用也促进了聚乙烯工业制造的发展。目前我国对于聚乙烯的生产工艺主要还是采取传统的工业手段,当然对于新型的聚乙烯制造也在一定范围和程度上进行。对于聚乙烯生产工艺制造这方面,我国还有很大的发展和进步空间。
2.传统的聚乙烯工业生产
浆液法、溶液法和气相法是传统聚乙烯生产的主要方法。在溶液法工艺生产中,是将乙烯(Ethylene)和polyethylene一起溶于特定的溶剂中去,它们的聚合反应也在溶剂中产生并进行,溶液法的化学过程需要温度大于等于一百四十摄氏度,压强在四到五兆帕斯卡,反应体系是均相体系。采取溶液法制造聚乙烯的工艺生产出的聚乙烯能够达到密度不同,并且溶液法工艺所进行的时间相对于其他几种工业方式较短。运用溶液法制造聚乙烯的有Sabic公司、Dow公司、还有Nova公司。以Sabic公司的Compact为例来看,这种制造聚乙烯的工艺是对催化剂的改变,共聚单体是用丁烯-1以及辛烯-1,低压绝热性能的反应器来制造。气相法是相对于目前生产聚乙烯工艺一种较为先进的方法,这种方法主要有UnioplI、Innovene、Spherilene、Bastar这些工艺。以Spherilene为例,Spherilene是Basell公司研究出来的,它生产聚乙烯时,可以根据聚乙烯产品的应用范围和实际用途而改变反应条件,聚合反应发生时温度一般是70到100摄氏度,1.5到3.0兆帕斯卡的压力最适宜,利用气相法制造聚乙烯的生产过程中,对于操作条件的限制较小。浆液法的制作过程相较于气相法和溶液法都较为复杂,并且还需要消耗大量的时间,为何仍旧利用这种方法制造聚乙烯原件呢?这是因为浆液法制作出来的聚乙烯转换率高。这种方法主要利用搅拌式反应器和环管式反应器作为聚乙烯的生产设备让乙烯(Ethylene)和α-烯烃共同聚合。以上三种就是传统制造聚乙烯工艺的方法。本文笔者会在下文介绍新型聚乙烯工业生产的方法。
二、新型聚乙烯工业生产的方法
1.不造粒技术工艺
由于催化剂技术逐渐在进步,目前已经出现了直接由聚合釜汇总制得无需进一步造粒的球形PE树脂技术。不造粒技术工艺能够省去一些制造聚乙烯的步骤,从而节约了制造时间,能够利用更宽裕的时间制造聚乙烯,提高了产量。不造粒技术节约了在造粒环节生产的成本,通过特定的反应器实现工业生产。
2.冷凝态技术工艺
在冷凝态技术工艺里,反应容器为圆柱形,上部的流化床是为了降低气流的速度,让反应的聚合物粒子重回流化床。在这个过程中,流化床相当于一个搅拌槽。在传统的制造聚乙烯工业中,流化床的散热力度有限,冷凝态技术工艺改变了这一缺陷,利用惰性溶剂或者是一些共聚单体,在化学反应发生的过程中作为冷凝剂,吸收流化床散不出去的反应热。冷凝技术利用这种方式加快了生产时间,提高了聚乙烯产量,是聚乙烯工资生产的一大进步。
3.双峰PE技术工艺
双峰PE技术工艺也被叫做北星双峰PE技术工艺,这门技术工艺的反应器与浆液法一样是环管式,结合采用气相反应釜。双峰PE技术工艺的稀释剂是超临界丙烯。聚乙烯的制造过程是,在环管式反应器后的聚合物分离进入到气相反应釜中进行再聚合,回收稀释剂。双峰PE技术能用两个反应器来控制聚乙烯的性能,重而让成品聚乙烯的产品性能均一。但是对于双峰技术,还需要多方面的进行研究,作为双峰技术的关键——催化剂,要做到争取减少催化剂上的花费,做到真正意义上的快捷,节约。
三、聚乙烯的发展前景分析
以下是本文笔者对我国聚乙烯行业的发展和建议,聚乙烯从被发明至今,一直都是被大量需求的。从需求量来看,在聚丙烯的冲击下,仍高达百分之六十。经济全球化的发展,新领域的大量应用,产品包装的革新这几点让聚乙烯被广泛应用。以现在的发展需求来看,未来聚乙烯的用途仍然在包装、农业、薄膜等方面占很大比重。薄膜是应用最为广泛的,包装膜,保鲜膜,自粘保护膜,手机PE薄膜等等,这些产品的应用比例也在逐渐加大。这些年来,我国的聚乙烯工业生产虽然取得了不小的成就,但是市场占有率却小于产量。面临这种情况,就需要我国开发聚乙烯产品应用领域,在生产方面不断创新,在销售方面,大型企业应该以积极向上的姿态面对市场中出现的问题,利用新型的技术手段供应国内的需求量,争取提高聚乙烯在國际中的产品竞争力。
结束语
综上所述,冷凝态技术、双峰PE技术等新型的技术在生产聚乙烯的过程中减少了生产步骤和工序,从而节约了产生的时间,提升了聚乙烯生产的产量。在传统工业制造中的气相法是运用较为广泛的,从目前情况来看,我国仍然注重传统工业生产,对于新型的技术还在探索中,在新型技术上,我国与一些发达国家还存在一定差距,仍旧需要加大科技投入力度,争取在国际领域站稳脚步。
参考文献
[1]高凌雁,王群涛,郭锐,唐岩,裴小静.国内外茂金属聚乙烯开发现状[J].合成树脂及塑料,2015,32(04):85-89.
[2]刘航,赵德权,张玉红,何培新.浅析聚乙烯的生产工艺及进展[J].胶体与聚合物,2014,32(04):177-180.
[3]杨洪江.超高分子量聚乙烯的生产技术及应用[J].广州化工,2014,42(11):20-21+49.
关键词: 聚乙烯;生产工艺;聚乙烯发展
聚乙烯(polyethylene,简称PE)是由乙烯(Ethylene)和α-烯烃共同聚合从而制成的一种热塑性树脂。与聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和ABS树脂被称为五大通用树脂,是我们在生活中应用最广泛的合成树脂材料之一。聚乙烯这种树脂材料的化学稳定性非常好,在各种化学因素的作用下,仍旧能够基本保持原有的物理特质。不会在常温下被一般溶剂化学作用,对于各种酸、碱性物质也有一定的抗腐蚀能力,在我们生活中十分常见。并且聚乙烯在生产产量上有着其他的化学材料不能超越的胜势。从近两年的我国对于聚乙烯的产率和需求的数据来看,我国自产的聚乙烯数量仍然供应不上对它的需求,并且超出的需求量也逐年提升。对于这种情况,我国不得不从其余国家进口聚乙烯材料。从需求量和供应量来看,我国的聚乙烯生产工艺市场前景十分良好。我国要对聚乙烯的生产工艺不断革新,利用多元化的工业手段,实施聚乙烯工业的发展。在聚乙烯生产的技术方面,我国也在不断创新,除了对于传统工艺制造的重视,新型的聚乙烯工艺也在不断尝试。
一、聚乙烯的生产工艺概述
1.聚乙烯生产工艺的现状
二十世纪三十年代,英国开始研究聚乙烯生产工艺,其余国家也逐渐开始研究聚乙烯。对于聚乙烯生产工艺,我国也持续研究了许多年。我们都知道聚乙烯是合成树脂材料的一种,并且聚乙烯有非常大的市场优势,它的性能好,价格低廉。并且用不同工业方法和方式手段制造出来的聚乙烯也拥有着不同的商业用途。例如,我们的排水管道、电子机械的原件、覆盖大棚的薄膜以及生活中随处可见的塑料袋等等,都是以聚乙烯为原料制造而成的。正是因为聚乙烯应用广泛且产品跨越度大,对于聚乙烯的工业制造,我国也需要多元化的工业技术来发展聚乙烯行业。20世纪90年代是聚乙烯的发展最为迅速的时期,聚乙烯的生产力度和被消耗量在这个时期都有大幅度的提升。对于新型的聚乙烯工艺也随之不断的开发出来。在现实生活中对于聚乙烯的大量应用也促进了聚乙烯工业制造的发展。目前我国对于聚乙烯的生产工艺主要还是采取传统的工业手段,当然对于新型的聚乙烯制造也在一定范围和程度上进行。对于聚乙烯生产工艺制造这方面,我国还有很大的发展和进步空间。
2.传统的聚乙烯工业生产
浆液法、溶液法和气相法是传统聚乙烯生产的主要方法。在溶液法工艺生产中,是将乙烯(Ethylene)和polyethylene一起溶于特定的溶剂中去,它们的聚合反应也在溶剂中产生并进行,溶液法的化学过程需要温度大于等于一百四十摄氏度,压强在四到五兆帕斯卡,反应体系是均相体系。采取溶液法制造聚乙烯的工艺生产出的聚乙烯能够达到密度不同,并且溶液法工艺所进行的时间相对于其他几种工业方式较短。运用溶液法制造聚乙烯的有Sabic公司、Dow公司、还有Nova公司。以Sabic公司的Compact为例来看,这种制造聚乙烯的工艺是对催化剂的改变,共聚单体是用丁烯-1以及辛烯-1,低压绝热性能的反应器来制造。气相法是相对于目前生产聚乙烯工艺一种较为先进的方法,这种方法主要有UnioplI、Innovene、Spherilene、Bastar这些工艺。以Spherilene为例,Spherilene是Basell公司研究出来的,它生产聚乙烯时,可以根据聚乙烯产品的应用范围和实际用途而改变反应条件,聚合反应发生时温度一般是70到100摄氏度,1.5到3.0兆帕斯卡的压力最适宜,利用气相法制造聚乙烯的生产过程中,对于操作条件的限制较小。浆液法的制作过程相较于气相法和溶液法都较为复杂,并且还需要消耗大量的时间,为何仍旧利用这种方法制造聚乙烯原件呢?这是因为浆液法制作出来的聚乙烯转换率高。这种方法主要利用搅拌式反应器和环管式反应器作为聚乙烯的生产设备让乙烯(Ethylene)和α-烯烃共同聚合。以上三种就是传统制造聚乙烯工艺的方法。本文笔者会在下文介绍新型聚乙烯工业生产的方法。
二、新型聚乙烯工业生产的方法
1.不造粒技术工艺
由于催化剂技术逐渐在进步,目前已经出现了直接由聚合釜汇总制得无需进一步造粒的球形PE树脂技术。不造粒技术工艺能够省去一些制造聚乙烯的步骤,从而节约了制造时间,能够利用更宽裕的时间制造聚乙烯,提高了产量。不造粒技术节约了在造粒环节生产的成本,通过特定的反应器实现工业生产。
2.冷凝态技术工艺
在冷凝态技术工艺里,反应容器为圆柱形,上部的流化床是为了降低气流的速度,让反应的聚合物粒子重回流化床。在这个过程中,流化床相当于一个搅拌槽。在传统的制造聚乙烯工业中,流化床的散热力度有限,冷凝态技术工艺改变了这一缺陷,利用惰性溶剂或者是一些共聚单体,在化学反应发生的过程中作为冷凝剂,吸收流化床散不出去的反应热。冷凝技术利用这种方式加快了生产时间,提高了聚乙烯产量,是聚乙烯工资生产的一大进步。
3.双峰PE技术工艺
双峰PE技术工艺也被叫做北星双峰PE技术工艺,这门技术工艺的反应器与浆液法一样是环管式,结合采用气相反应釜。双峰PE技术工艺的稀释剂是超临界丙烯。聚乙烯的制造过程是,在环管式反应器后的聚合物分离进入到气相反应釜中进行再聚合,回收稀释剂。双峰PE技术能用两个反应器来控制聚乙烯的性能,重而让成品聚乙烯的产品性能均一。但是对于双峰技术,还需要多方面的进行研究,作为双峰技术的关键——催化剂,要做到争取减少催化剂上的花费,做到真正意义上的快捷,节约。
三、聚乙烯的发展前景分析
以下是本文笔者对我国聚乙烯行业的发展和建议,聚乙烯从被发明至今,一直都是被大量需求的。从需求量来看,在聚丙烯的冲击下,仍高达百分之六十。经济全球化的发展,新领域的大量应用,产品包装的革新这几点让聚乙烯被广泛应用。以现在的发展需求来看,未来聚乙烯的用途仍然在包装、农业、薄膜等方面占很大比重。薄膜是应用最为广泛的,包装膜,保鲜膜,自粘保护膜,手机PE薄膜等等,这些产品的应用比例也在逐渐加大。这些年来,我国的聚乙烯工业生产虽然取得了不小的成就,但是市场占有率却小于产量。面临这种情况,就需要我国开发聚乙烯产品应用领域,在生产方面不断创新,在销售方面,大型企业应该以积极向上的姿态面对市场中出现的问题,利用新型的技术手段供应国内的需求量,争取提高聚乙烯在國际中的产品竞争力。
结束语
综上所述,冷凝态技术、双峰PE技术等新型的技术在生产聚乙烯的过程中减少了生产步骤和工序,从而节约了产生的时间,提升了聚乙烯生产的产量。在传统工业制造中的气相法是运用较为广泛的,从目前情况来看,我国仍然注重传统工业生产,对于新型的技术还在探索中,在新型技术上,我国与一些发达国家还存在一定差距,仍旧需要加大科技投入力度,争取在国际领域站稳脚步。
参考文献
[1]高凌雁,王群涛,郭锐,唐岩,裴小静.国内外茂金属聚乙烯开发现状[J].合成树脂及塑料,2015,32(04):85-89.
[2]刘航,赵德权,张玉红,何培新.浅析聚乙烯的生产工艺及进展[J].胶体与聚合物,2014,32(04):177-180.
[3]杨洪江.超高分子量聚乙烯的生产技术及应用[J].广州化工,2014,42(11):20-21+49.