聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)中催化劑研究

董羿君

摘 要：得益于科學(xué)技術(shù)不斷進步的影響，使得聚乙烯相關(guān)產(chǎn)品被運用到不同的行業(yè)領(lǐng)域中。實際上，在此過程當(dāng)中，聚乙烯的生產(chǎn)技術(shù)得到了日益提高，并產(chǎn)生了眾多不同的方法。由此促使關(guān)于聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)的研究數(shù)量也隨之增多。而科學(xué)掌握聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中的催化劑應(yīng)用情況可謂十分關(guān)鍵。本文通過介紹了幾種常見的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)，同時說明了聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中主要的催化劑。該研究以分析聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中主要的催化劑作為主要的目的，從而有效提高聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)與催化劑的應(yīng)用水平。

關(guān)鍵詞：聚乙烯；生產(chǎn)技術(shù)；催化劑

前言：一般情況下，聚乙烯不但經(jīng)濟性價比較高，而且相應(yīng)的性能也良好，所以其運用效率獲得了提升。尤其在近些年，聚乙烯在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中發(fā)揮出至關(guān)重要的作用，并且已經(jīng)變成其中主要的構(gòu)成內(nèi)容，凸顯出聚乙烯自身的優(yōu)勢性能。而有效掌握聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)中的催化劑，并實現(xiàn)一定的改造和利用，將對推動聚乙烯行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展非常有益。鑒于此，深入探究與分析聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中的催化劑顯得尤為必要，具有重要的研究意義和實踐價值。

一、常見的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)介紹

（一）雙峰生產(chǎn)技術(shù)的說明

所謂雙峰聚乙烯，主要針對的為通過利用相應(yīng)分子質(zhì)量的具體分布曲線，進而凸顯出兩個不同峰值的PE樹脂，達到提高聚乙烯自身物理與加工處理能力的目的。具體而言，運用該生產(chǎn)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)有關(guān)反應(yīng)器裝置的串聯(lián)與熔融混合，進而提升混合型催化劑的利用效率。通過有效運用雙峰技術(shù)當(dāng)中的串聯(lián)反應(yīng)器裝置，能夠達到良好的效果[1]。比如：外國著名的Univation企業(yè)便運用了這種單一化反應(yīng)器裝置的方式，完成了制造雙峰高密度的聚乙烯任務(wù)，其依靠著擁有一定活性的催化劑方式，使其在反應(yīng)器裝置中得以形成雙峰分子質(zhì)量的分布曲線，進而達到既定的制造目標(biāo)。

（二）冷凝、超冷凝技術(shù)簡介

這種工藝主要運用到氣相法制造技術(shù)當(dāng)中的流化床反應(yīng)器裝置，并依靠聚合反應(yīng)，進而形成大量的熱量，以此促使相關(guān)反應(yīng)器裝置正常運行。例如：當(dāng)循環(huán)氣體產(chǎn)生相應(yīng)的溫度提高情況，或者冷凝液體進行蒸發(fā)的過程當(dāng)中所形成的熱量，有利于提高反應(yīng)器裝置的生產(chǎn)效率[2]。實際上，該項技術(shù)在運用的過程當(dāng)中，需要結(jié)合具體的生產(chǎn)需要情況而改變，實現(xiàn)在線化動態(tài)切換處理，確保有關(guān)生產(chǎn)設(shè)備不會超過既定的投資數(shù)額，達到生產(chǎn)水平的提升效果。對于冷凝技術(shù)而言，主要經(jīng)過UCC企業(yè)研發(fā)出來，實現(xiàn)混氣室內(nèi)全部循環(huán)氣體的合理分股處理，讓這當(dāng)中的一股通過相應(yīng)的圓盤中心開孔，進而完成提高的任務(wù)，至于另外一股，主要從相關(guān)封頭壁面進行提高，以便確保冷凝液處于空中進行霧化。針對超冷凝技術(shù)來說，主要基于冷凝工藝下得以研發(fā)，該項工藝的運用，有利于提高相應(yīng)的凝液量。

（三）共聚生產(chǎn)技術(shù)概述

這種技術(shù)主要基于冷凝、超冷凝以及全新的催化劑技術(shù)下得以研發(fā)，并獲得了廣泛的運用。不但達到了改變聚乙烯性能的效果，而且讓有關(guān)較高密度的聚乙烯、較低密度的聚乙烯相應(yīng)共聚單體均形成從1-丁烯至α-烯烴的變化。同時，相較于單體共聚聚乙烯樹脂的鍛煉，長鏈單體的共聚顯然在強度、韌性方面呈現(xiàn)出更好的效果[3]。

二、聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中主要的催化劑說明

（一）雙功能催化劑的分析

從目前的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)催化劑研究情況來看，有關(guān)雙功能催化劑的研究數(shù)量非常多。筆者經(jīng)過查閱大量的相關(guān)研究資料之后，從中了解到可以運用乙烯二聚制造1-丁烯和1-己烯，對于另外一類活性中心而言，主要運用相關(guān)的共聚單 體原位和乙烯共聚的方式，進而形成LLDPE。根據(jù)活性的組分情況，能把雙功能催化劑劃分成有機鉻、無機鉻化合物兩類。比如：利用Ti（OR）4/A1R3和茂金屬催化劑構(gòu)成相應(yīng)的雙功能催化劑[4]。通過研發(fā)此種全新的技術(shù)，實現(xiàn)a-烯烴和聚乙烯制造的一體化，對于聚乙烯技術(shù)而言，屬于極大的改革。對于處于Unipol反應(yīng)器裝置內(nèi)的聯(lián)碳而言，主要運用了四烷氧基鈦、烷基鋁以及Mg-Ti催化劑所構(gòu)成的相應(yīng)催化劑，進而形成1-丁烯。著名的飛利浦企業(yè)曾運用負載在TiO2/SiO2 上面的相應(yīng)鉻化合物當(dāng)成主要的催化劑，并通過活化處理，實現(xiàn)一氧化碳的還原，并且在此過程當(dāng)中和相應(yīng)的催化劑三烷基硼相接觸，經(jīng)過聚合反應(yīng)而形成聚烯烴樹脂。

（二）齊格勒—納塔催化劑的說明

所謂齊格勒—納塔催化劑，主要針對的為運用相關(guān)化學(xué)鍵與含鎂載體當(dāng)中的過渡金屬化合物相結(jié)合，形成一定的催化效果，表現(xiàn)出較高的催化率，使經(jīng)濟成本得以下降，凸顯出聚合物良好的性能，所以，在很多的生產(chǎn)線當(dāng)中十分常見，已經(jīng)占到了全球超過72%的比例。當(dāng)科技不斷進步的過程當(dāng)中，不同類型的全新Z-N催化劑也開始涌現(xiàn)[5]。比如：著名的諾瓦化學(xué)企業(yè)研發(fā)出相應(yīng)的可改進共聚單體形式的催化劑，即SclairtechZ-N催化劑，主要以制造出性能較高的樹脂為主。另外，對于國內(nèi)的Z—N催化劑發(fā)展而言，主要通過北京有關(guān)化工研究機構(gòu)進行研發(fā)，形成具有專利的催化劑BSC01，其擁有很高的活性特點，同時在共聚與流動性方面也比較突出，經(jīng)常處于干態(tài)與冷凝狀態(tài)之下予以運用。

（三）復(fù)合催化劑的概述

近些年以來，以茂金屬催化劑與Z-N 催化劑相融合的新興復(fù)合催化劑可謂聚乙烯催化劑的主要研究目標(biāo)。這種復(fù)合型催化劑能夠制造多中心，并處于相關(guān)單反應(yīng)器裝置內(nèi)形成相應(yīng)的HDPE、LLDPE產(chǎn)品。例如：由聯(lián)碳企業(yè)進行研發(fā)，制造出一種寬分子量分布的復(fù)合型催化劑，其中涵蓋了釩的相應(yīng)鹵化物與烴基鋁助催化劑，其優(yōu)勢為能夠?qū)Ψ肿恿坎荚O(shè)的峰值形態(tài)加以管控，在此過程當(dāng)中，能夠以氫氣的相應(yīng)響應(yīng)度情況，對產(chǎn)品的分子量予以調(diào)控。近些年來，一種全新的混合型催化劑也得以研制出來，其主要的優(yōu)勢為能夠運用更高的相應(yīng)鈦鉻，進而制造出熔融指數(shù)與密度均比較高的雙峰聚合物，并實現(xiàn)對分子量分布情況的管控，表現(xiàn)出良好的開裂性能。由韓國三星公司研制出來的全新PE催化劑Hybrid GG，主要運用在較高性能聚乙烯的制造方面，其中的制造環(huán)節(jié)所形成的產(chǎn)品質(zhì)量非常高，在環(huán)境應(yīng)力的抗裂性能方面高于常規(guī)產(chǎn)品5倍之多，但是經(jīng)濟成本只有茂金屬催化劑的23%，相應(yīng)的共聚單體用量則下降了31 %。而發(fā)達國家日本，同樣研發(fā)出一種新興的FI絡(luò)合催化劑，其涵蓋了第Ⅳ族金屬和3個苯氧基亞胺螯合配位體，主要將烷氧基鋁當(dāng)成相應(yīng)的催化劑，擁有較高的性能，并且開始進行量產(chǎn)。

結(jié)論：從此次論文的論述和分析當(dāng)中，不難看出，深入探究與分析聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中的催化劑顯得尤為必要，具有重要的研究意義和實踐價值。本文通過介紹了幾種常見的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)，同時說明了聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)當(dāng)中主要的催化劑：雙功能催化劑的分析、齊格勒—納塔催化劑的說明、復(fù)合催化劑的概述。希望此次研究與分析的內(nèi)容和結(jié)果，能夠獲得有關(guān)研究機構(gòu)工作人員的關(guān)注與重視，并且從中得到相應(yīng)的啟發(fā)和幫助，以便推動我國聚乙烯工業(yè)的不斷發(fā)展與進步。

參考文獻：

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[3]姜進憲，王熺.聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)及其催化劑的研究進展[J].橡塑技術(shù)與裝備，2017，35（28）：226-231.

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[5]王涵鼎，劉鋒波，曾勝，etal.含氟雙亞胺非茂金屬鋯配合物催化α-烯烴配位聚合研究[J].化工生產(chǎn)與技術(shù)，2018，23（26）：289-290.