聚乙烯的生產工藝及進展分析

劉小兵

摘 要： 目前，我國的科學技術水平不斷進步，化工業也在大跨越式的發展，聚乙烯的生產工藝隨著時代的革新，其發展速度也日益增加。為了滿足我國各個地區，各個領域對于聚乙烯的應用需求，也為了聚乙烯技術在國際生產中更占有市場，我國的科研人員也在不斷加強對于聚乙烯生產工藝的研究。在多年的不斷鉆研下，聚乙烯的生產工藝也取得了巨大成果。本文以聚乙烯的生產工藝為中心，探討聚乙烯的發展狀況，對于這種現狀，本文筆者提出了以下幾點看法。

關鍵詞： 聚乙烯;生產工藝;聚乙烯發展

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穩定性非常好，在各種化學因素的作用下，仍舊能夠基本保持原有的物理特質。不會在常溫下被一般溶劑化學作用，對于各種酸、堿性物質也有一定的抗腐蝕能力，在我們生活中十分常見。并且聚乙烯在生產產量上有著其他的化學材料不能超越的勝勢。從近兩年的我國對于聚乙烯的產率和需求的數據來看，我國自產的聚乙烯數量仍然供應不上對它的需求，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。從需求量和供應量來看，我國的聚乙烯生產工藝市場前景十分良好。我國要對聚乙烯的生產工藝不斷革新，利用多元化的工業手段，實施聚乙烯工業的發展。在聚乙烯生產的技術方面，我國也在不斷創新，除了對于傳統工藝制造的重視，新型的聚乙烯工藝也在不斷嘗試。

一、聚乙烯的生產工藝概述

1.聚乙烯生產工藝的現狀

二十世紀三十年代，英國開始研究聚乙烯生產工藝，其余國家也逐漸開始研究聚乙烯。對于聚乙烯生產工藝，我國也持續研究了許多年。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勢，它的性能好，價格低廉。并且用不同工業方法和方式手段制造出來的聚乙烯也擁有著不同的商業用途。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。正是因為聚乙烯應用廣泛且產品跨越度大，對于聚乙烯的工業制造，我國也需要多元化的工業技術來發展聚乙烯行業。20世紀90年代是聚乙烯的發展最為迅速的時期，聚乙烯的生產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出來。在現實生活中對于聚乙烯的大量應用也促進了聚乙烯工業制造的發展。目前我國對于聚乙烯的生產工藝主要還是采取傳統的工業手段，當然對于新型的聚乙烯制造也在一定范圍和程度上進行。對于聚乙烯生產工藝制造這方面，我國還有很大的發展和進步空間。

2.傳統的聚乙烯工業生產

漿液法、溶液法和氣相法是傳統聚乙烯生產的主要方法。在溶液法工藝生產中，是將乙烯（Ethylene）和polyethylene一起溶于特定的溶劑中去，它們的聚合反應也在溶劑中產生并進行，溶液法的化學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，反應體系是均相體系。采取溶液法制造聚乙烯的工藝生產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器來制造。氣相法是相對于目前生產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，它生產聚乙烯時，可以根據聚乙烯產品的應用范圍和實際用途而改變反應條件，聚合反應發生時溫度一般是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換率高。這種方法主要利用攪拌式反應器和環管式反應器作為聚乙烯的生產設備讓乙烯（Ethylene）和α-烯烴共同聚合。以上三種就是傳統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生產的方法。

二、新型聚乙烯工業生產的方法

1.不造粒技術工藝

由于催化劑技術逐漸在進步，目前已經出現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。不造粒技術工藝能夠省去一些制造聚乙烯的步驟，從而節約了制造時間，能夠利用更寬裕的時間制造聚乙烯，提高了產量。不造粒技術節約了在造粒環節生產的成本，通過特定的反應器實現工業生產。

2.冷凝態技術工藝

在冷凝態技術工藝里，反應容器為圓柱形，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。在傳統的制造聚乙烯工業中，流化床的散熱力度有限，冷凝態技術工藝改變了這一缺陷，利用惰性溶劑或者是一些共聚單體，在化學反應發生的過程中作為冷凝劑，吸收流化床散不出去的反應熱。冷凝技術利用這種方式加快了生產時間，提高了聚乙烯產量，是聚乙烯工資生產的一大進步。

3.雙峰PE技術工藝

雙峰PE技術工藝也被叫做北星雙峰PE技術工藝，這門技術工藝的反應器與漿液法一樣是環管式，結合采用氣相反應釜。雙峰PE技術工藝的稀釋劑是超臨界丙烯。聚乙烯的制造過程是，在環管式反應器后的聚合物分離進入到氣相反應釜中進行再聚合，回收稀釋劑。雙峰PE技術能用兩個反應器來控制聚乙烯的性能，重而讓成品聚乙烯的產品性能均一。但是對于雙峰技術，還需要多方面的進行研究，作為雙峰技術的關鍵——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，節約。

三、聚乙烯的發展前景分析

以下是本文筆者對我國聚乙烯行業的發展和建議，聚乙烯從被發明至今，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。經濟全球化的發展，新領域的大量應用，產品包裝的革新這幾點讓聚乙烯被廣泛應用。以現在的發展需求來看，未來聚乙烯的用途仍然在包裝、農業、薄膜等方面占很大比重。薄膜是應用最為廣泛的，包裝膜，保鮮膜，自粘保護膜，手機PE薄膜等等，這些產品的應用比例也在逐漸加大。這些年來，我國的聚乙烯工業生產雖然取得了不小的成就，但是市場占有率卻小于產量。面臨這種情況，就需要我國開發聚乙烯產品應用領域，在生產方面不斷創新，在銷售方面，大型企業應該以積極向上的姿態面對市場中出現的問題，利用新型的技術手段供應國內的需求量，爭取提高聚乙烯在國際中的產品競爭力。

結束語

綜上所述，冷凝態技術、雙峰PE技術等新型的技術在生產聚乙烯的過程中減少了生產步驟和工序，從而節約了產生的時間，提升了聚乙烯生產的產量。在傳統工業制造中的氣相法是運用較為廣泛的，從目前情況來看，我國仍然注重傳統工業生產，對于新型的技術還在探索中，在新型技術上，我國與一些發達國家還存在一定差距，仍舊需要加大科技投入力度，爭取在國際領域站穩腳步。

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