工業氣相聚乙烯質量指標在線估計控制及應用

嚴敏

揚子石化塑料廠 江蘇南京 210048

中聚乙烯作為乙烯單體聚合的產物，聚乙烯優良的物理性能以及對應的化學性能就使得其在諸多行業之中得到廣泛的應用，但是考慮到聚乙烯本身結構的基本原因，在部分的應用還存在一定的限制。所以，本文主要是針對聚乙烯進行分析，針對其生產工藝進行綜合的闡述，希望可以對后續的研究提供參考價值[1]。

1 聚乙烯材料的工業現狀

近年來，聚乙烯技術已直接納人國家創新計劃。不難看出，我國對聚乙烯材料的重視程度越來越高。目前聚乙烯生產工藝主要采用氣相法，但不可避免地會出現各種問題，如過渡材料較多，這是目前普遍存在的問題。因此，要解決這一問題，需要投人大量的人力物力，希望對氣相法進行合理的改進，從而實現聚乙烯生產工藝的改進。目前，聚乙烯催化劑已發展到第三代，也是應用最廣泛的一代。與前兩代催化劑相比，第三代催化劑可以催化極性單體與乙烯的聚合，從而直接生產出新一代聚烯烴材料。通過材料的不斷更新換代，可以使新型聚烯烴材料的性能更加優異。

2 聚乙烯生產工藝技術探討

2.1 UNIPOL氣相法工藝技術

在實際探討中，以氣相流化床Unipol聚乙烯工藝來進行闡述。這對化學聚乙烯工藝，其主要是針對原料凈化供給、聚合反應等多個工作供需，針對本工藝，其來源于上實際60年的氣相流化床PE工藝，這一種工藝屬于高效規劃及體系，利用無載體催化劑的使用，再搭配三乙基鋁作為助催化劑，其本身擁有安全、簡單、經濟、靈活等特性，只需要一臺流化床主反應器，就可以滿足高低密度產品的生產，并且也可以確保產品性能在調節操作下保持一致。其工藝特點在于，通過超冷凝態操作的配合，也就是所謂的超冷凝態氣相流化床工藝，因為其超冷凝操作能夠有效移走反應熱，這樣就可以在不增加體積的前提下，實現反應器最大的生產能力，如，通過反應器液相的比例能夠抍45%，這樣就可以提升200%的生產能力，并且有利于投資的節約。另外，考慮到實際的公益路線較短，對于材質也不會有特殊的要求，其主反應器和之下的設備，都屬于普通的碳鋼，其管材之中也有65%是利用的普通碳鋼，再加上占地面積較少，擁有較大的裝置生產潛力，性能良好，所以，其競爭性良好[2]。

2.2 釜式法生產工藝

在生產聚乙烯中，經常會使用高壓釜式反應器（帶攪拌器），這樣就可以充分的攪拌乙烯原料和催化劑，在配合上聚合反應速度，就可以滿足實際生產效率的提高。目前，釜式反應器使用相對較少，可以通過優化設計處理，從而實現對聚乙烯產品的獲取，但是因為其存在生產工藝控制的難度，所以，對于正常的生產也會帶來影響。釜式生產屬于絕熱法，如果沒有直接從反應器之中移出熱能，再加上其本身作為高放熱的反應，這樣就可能會導致爆炸問題的出現。同時，還應該基于不同點的分析與考慮，能夠將冷乙烯直接注入釜式反應器之中，從而降低反應器的實際問題，這樣就可以避免安全事故的出現，確保其能夠穩定的生產。在實現釜式反應器技術持續改造之中，還可以將反應釜的基本作用提上去，從而降低其安全方面的風險，這樣也有利于生產安全性的維護。考慮到釜式反應器的生產效率問題，其本身的轉化率偏低，再加上操作壓力，所以，就需要做好聚乙烯生產工藝的對比處理，并且基于實際的要求，合理的選擇生產工藝與技術，這樣才可以確保聚乙烯的實際產量，同時也可以在提升產品品質的同時，達到市場化的需求。

3 質量控制

3.1 熱壓溫度的確定

熱壓纖維法指的是在一定溫度和壓力下直接熱壓纖維，使纖維表面熔融而內部不熔。表面熔融的部分冷卻重結晶形成基體相，內部未熔的纖維成為復合材料的增強體。這一方法的關鍵是選擇合適的熱壓溫度，若熱壓溫度過低，表面纖維熔融不充分，熔融態高密度聚乙烯量過少，不足以填充纖維間的空隙，故而不能形成較為完整的基體相。若熱壓溫度過高，纖維熔化較多，纖維含量減少，最終導致力學性能增強效果不明顯。通常選定的熱壓溫度應接近或略低于聚合物纖維的熔點。從Fig．2可知HDPE纖維的熔點為130．6℃，因此選擇130℃作為熱壓溫度[3]。

3.2 HDPESPC的微觀結構

Fig．3(a)為熱壓纖維法得到的HDPESPC的光學顯微鏡照片。在樣品中有大量定向排列的纖維，且纖維結構完整，排列緊湊。表面的纖維熔融后滲透到纖維的間隙中，填充了纖維間的空隙，在一定壓力下熱壓，可以使熔融態的HDPE填充得更加嚴實，然后經過冷卻結晶形成基體相。Fig．3(b)是膜層堆疊法制備的HDPESPC的纖維照片。加熱后，熔融的HDPE薄膜與未熔的纖維較好地結合在一起。雖然部分纖維熔化，但未熔的纖維仍然具有明顯的取向。與熱壓纖維法制得的樣品相比，膜層堆疊法制備樣品的纖維取向較亂，可能是薄膜熔融擠壓造成的。

4 結語

總而言之，希望通過本文對聚乙烯生產工藝技術的分析，能夠實現聚乙烯生產效率的提高，能夠達到石油化工生產的要求。并且基于不同的特點，還需要考慮到對應的生產技術，這樣才能夠保證品質，確保其滿足設計要求[4-5]。