聚乙烯工藝技術的比較與選擇

洪威威 王海

摘 要：概述了目前主要的三類聚乙烯工藝，并選出具有代表性的四種工藝技術進行了比較說明，介紹了它們各自的技術特點和產品特點，提出了新建聚乙烯裝置選擇工藝技術時需考慮的問題。

關鍵詞：聚乙烯；工藝；比較選擇

聚乙烯作為需求量最大的通用塑料，其產品應用廣闊，涉及到食品、醫療、化纖等眾多行業，其年均增長率達到了6.3%左右。特別是近十年來，上游煉化項目乙烯裂解裝置的擴能改造和煤制烯烴的飛速發展，國內又新建了多套大型聚乙烯裝置。為了使新建聚乙烯裝置的產品有市場、效益好，必須要對當前主流的聚乙烯生產工藝進行深入了解和比較，以便選擇合適的工藝技術。

1 聚乙烯技術概況

國內目前還沒有生產聚乙烯產品的成熟技術，幾乎所有大規模聚乙烯裝置都是引進國外專利技術，其產品范圍涵蓋了整個聚乙烯產品應用領域。

2 典型聚乙烯工藝的介紹

目前，世界范圍內聚乙烯的生產工藝主要分氣相法、淤漿法和溶液法三大類，每一類又有幾家代表工藝，本文選擇具有代表性的Unipol PE工藝、Innovene S工藝、Hostalen工藝以及Sclairtech工藝等四種聚合工藝來說明這四類工藝的技術特點。

2.1 Univation公司的Unipol PE工藝

Unipol PE工藝是一種氣相流化床工藝，具有簡單、靈活、經濟和安全的特點。該工藝使用的設備數量少而使維修工作量小，裝置的可靠性高，流程短，前期投資較低，后期維護簡便。共聚單體可以采用己烯或丁烯生產HD/MD/LL產品，并可以使用雙峰催化劑通過單反應器來生產雙峰產品，產品靈活性強。

2.2 Ineos公司的Innovene S工藝

Innovene S工藝是基于雙環管反應器通過淤漿法主要生產HDPE的一種聚乙烯工藝。可以生產雙峰產品，反應溫度和壓力相對較低。可生產非常寬范圍的中/高密度聚乙烯，產品應用范圍涵蓋HDPE薄膜（單峰和雙峰），注塑成型，吹塑成型，轉模成型，電線電纜，帶料和單纖等。

2.3 LyondellBasell公司的Hostalen工藝

Hostalen工藝采用并聯或串聯的兩臺攪拌釜式反應器進行淤漿聚合，用于生產具有雙峰或寬峰分子量分布、高分子量部分具有特定共聚單體含量的HDPE。其主要優點在于能定制生產高附加值的滿足應用需求的聚合物產品。可以生產具有單峰、雙峰或寬峰分子量分布的產品，產品密度范圍0.939～0.961g/cm3，HDPE產品質量好，產品應用范圍涵蓋HDPE薄膜和壓力管道如PE100等高端產品。

2.4 NOVA公司的Sclairtech工藝

Sclairtech工藝工藝采用1-丁烯及1-辛烯作為共聚單體，也可以生產均聚物或乙烯-丁烯-辛烯三元共聚物，產品可面向特殊應用的市場。反應器可串聯或并聯操作，生產靈活性大，產品范圍寬，分子量分布范圍大；流程長，設備多，投資高，操作維護費用高。可生產極低密度的聚乙烯（VLDPE，如PE彈性體和塑性體），可與高級α-烯烴共聚，產品呈現出極好的強度、韌性和密封性。

3 工藝技術的比較

總體來說，上述四種聚乙烯工藝均是當前成熟、先進的技術，各工藝在流程配置和產品種類有不少相似之處，同時又有著各自的特點，具體對比說明如表1所示。

4. 結語

①氣相法工藝（含Unipol PE和Innovene G）產品范圍寬，涵蓋了LLDPE/MDPE/HDPE所有的聚乙烯產品。氣相法工藝投資少，操作費用低，操作彈性大，反應器生產能力一般不受牌號限制，生產清潔，安全性好。缺點是反應器體積大，牌號切換相對復雜，并且對原料中雜質含量要求苛刻；②淤漿法工藝（含Innovene S和Hostalen）是一種主要生產中/高密度聚乙烯產品的一種PE工藝，其產品中HDPE產品質量好，部分產品附加值高。該類工藝牌號切換相對容易。但是該類工藝生產的低密度及高熔融指數（MI）聚合物可溶解在稀釋劑中，會使反應器結垢，因而產品范圍受到一定限制；③溶液法反應溫度高，便于控制產品結構，反應器體積小。該工藝即可使用高級α-烯烴作為共聚單體，產品可面向特殊應用的市場，但流程長，投資高，操作費用高。