气相法聚乙烯工艺技术比较与选择

气相法聚乙烯工艺技术比较与选择

第31卷第2期

2003年4月

　　江苏化工　　Vol.31No.2

JiangsuChemicalIndustry　Apr.2003

调研报告

气相法聚乙烯工艺技术比较与选择

吕国林,龚建华

1

2①

(11扬子石油化工设计公司,江苏南京210048;21南化集团设计院,江苏南京210048)

摘要:对当前世界上主要的气相法聚乙烯生产工艺技术进行比较,结合我国聚乙烯生产现状,提出了对今后新建聚乙烯装置选择的工艺技术需考虑的问题。关键词:聚乙烯;工艺;技术;比较

中图分类号:TQ320.61;TQ32511+2　　文献标识码:C　　文章编号:1002-1116(2003)02-0010-06

1　概述

在最近的几年里,我国的乙烯工业得到了蓬勃[1,2]

的发展,比较,,为决策提供依据,为企业今后的发展打下良好的基础。

目前,世界上聚乙烯(PE)生产工艺主要有4种:气相法PE工艺,高压PE工艺,溶剂法PE工艺,淤浆法PE工艺。而当今世界气相法聚乙烯生产具有代表性的工艺技术有下列几种:

(1)美国UCC的Unipol气相流化床工艺技术,生产线性低密度聚乙烯(LLDPE)/高密度聚乙烯(HDPE)。

(2)英国BP公司的Innovene气相流化床工艺技术,生产LLDPE/HDPE。

(3)意大利Montell公司的Spherilene气相工艺技术,生产LLDPE/HDPE。

(4)北欧化工公司(Borealis)淤浆法Π气相法聚乙烯技术,生产LLDPE/HDPE。

(5)日本三井油化Mitsui的Evolue气相法工艺技术,生产LLDPE。

(6)德国Elenac公司的LupotechG气相法工艺技术,生产LLDPEΠHDPE。

近年来,这几种气相法聚乙烯技术在专利推广

①收稿日期:2002-12-24

方面的竞争十分激烈公司的气相法工,。

2　生产方法的选择

目前世界上聚乙烯发展的趋势是高压法所占份额逐渐减少,而低压法所占份额逐渐增加,特别是气相流化床工艺技术,已成为20世纪90年代后期聚乙烯工艺技术的主流,如表1所示。

　表1　世界聚乙烯各工艺技术新增能力　　万t工艺方法气相法

悬浮法溶液法管式法高压法其　他总　计

生　产　能　力

1991～1995年1996～2000年

429267167513224970

5511279298241361028

　　由表1可知,气相法新增的能力远大于其他方法。这主要是由于流程简单,操作条件温和,无低聚物处理,无溶剂回收,投资省,物耗与能耗低“,三废”排放少,能满足严格的环保要求。

截止2002年底我国已建成的大中型聚乙烯装

作者简介:吕国林(1969-),男,江苏人,工程师,1991年天津大学毕业,获得有机化工专业学士和技术经济专业学士双学位,曾参于燕化公司、兰化公司、扬子公司聚乙烯装置的设计。电话:025-7785888-3536。

气相法聚乙烯工艺技术比较与选择

第31卷第2期　　　　　　　　　　　　　　　　　　吕国林等:聚乙烯工艺技术比较与选择

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置约28套,生产能力达316万tΠa。已建成的大中型

装置名称

LDPE

生　产　企　业兰州化学工业公司燕山石油化工公司上海石化股份有限公司大庆石油化工总厂上海石化股份有限公司茂名石化公司齐鲁石油化工公司燕山石油化工公司辽阳石油化纤公司大庆石油化工总厂扬子石油化工公司齐鲁石油化工公司燕山石油化工公司兰州化学工业公司上海石化股份有限公司大庆石油化工总厂大庆石油化工总厂天津乙烯工程独山子乙烯工程中原石化联合公司茂名石化公司广州石化总厂吉化公司

扬子石油化工公司上海石化股份有限公司

聚乙烯生产装置概况见表2。

技　术　来　源英国ICI釜式法

日本住友化学釜式法日本三菱油化管式法德国伊姆豪森管式法日本三菱油化管式法美国匡腾公司管式法荷兰DSM管式法美国Exxon管式法德国赫司特溶剂法日本三井油化淤浆法日本三井油化淤浆法美国联碳气相法日本三井油化淤浆法美国联碳气相法英国石油化学气相法英国石油化学气相法加拿大杜邦溶液法美国联碳气相法英国石油化学气相法美国联碳气相法美国联碳气相法美国联碳气相法美国联碳气相法美国联碳气相法北欧化工气相法

投产年份

19711976197619861992199619982001197919791987198719951997199819991988199019911990199219951995199619961997199620022002

表2　我国聚乙烯生产装置概况

(万tΠ生产能力Πa)

4.318.07.86.08.010.0141020103.514.014.014.014.071010108106.212.58.06.012.012.014.06.010.020102510

HDPE

LLDPE

　　未来几年国内石化公司拟建的聚乙烯装置有:扬子-巴斯夫一体化项目中规划建设30万tΠa的高压聚乙烯装置,采用BASF工艺;上海石化与英国BP公司合资新建60万t/a全密度聚乙烯装置,采用BP工艺;福建炼化公司拟与美国Exxon-UCC公司合建45万t/a全密度聚乙烯装置,采用UCC工艺;中国海洋石油总公司与壳牌公司合资新建30万tΠaLL2DPE装置,20万tΠaHDPE装置,15万tΠaLDPE装置;天津石化与道化学合资拟建40万t/a聚乙烯装置;兰州石化与Phillips合资拟建54万t/aHDPE装置,采用Phillips工艺。

综上所述,工艺方法的选择上考虑采用气相法;品种上考虑建设全密度聚乙烯装置。这样,可以使聚乙烯产品种类上更齐全,产品更具市场竞争力。

3　气相法聚乙烯工艺技术介绍

由于气相法操作条件温和、安全、能耗低,已成为今后发展的方向。目前世界上较先进的气相法聚乙烯生产技术有:UCC、BPAmoco、Montell、Borealis的气相流化床技术等。3.1　BPAmoco公司的Innovene气相流化床技术

采用单台流化床反应器生产,催化剂为钛系、铬系和茂系3类,钛系用于生产窄相对分子质量分布的产品,铬系用于生产宽相对分子质量分布的产品。茂系催化剂目前正在开发。使用铬系催化剂时需进行活化处理,聚合热由循环气体撤去。主要共聚单体有1-丁烯,4-甲基-1-戊烯和1-己烯。产品熔融指数MI范围:0.005～10gΠmin,密度ρ范围

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0.916～965gΠcm,薄膜级,注塑级和吹塑级产品性

能良好。到2001年,世界上共有26套装置在生产,

总能力约490万t,最大单线生产能力30万t/a。其

流程如图1

。

图1　　　工艺特点:(1),传热介质。(2)(70～110℃,2.2MPa)。(3),流程短,反应器中无搅拌机械设备,投资较省。(4)可生产分子量范围宽的产品。可交替生产LLDPE/HDPE。(5)不需要除低聚物和溶剂。(6)有时因毛状聚合物沉积在热电偶皮上造成错误的温度读数,产生大的聚合物结片和结块,造成堵塞。(7)牌号切换时容易产生大量的过渡料。(8)催化剂对空气、水等异常敏感,微量水和空气会降低催化剂效率,增加产品灰分。(9)需加种子树脂。(10)不能生产分子量分布为双峰的产品。3.2　Montell公司的Spherilene工艺采用一台环管式预聚反应器和两台气相流化床反应器串联操作,使用单一钛系催化剂和2种助催化剂,聚合反应热通过高速循环反应气撤除。主要共聚单体为1-丁烯,产品熔融指数MI:0.001～10

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gΠmin,密度ρ:0.900～0.960gΠcm,相对分子质量分布(MWD)有宽、窄及双峰等。产品主要用于薄膜、注塑、吹塑、管材、单丝等。其超低密度产品具有良好的机械性能和光学性能,已越来越多地取代LDPE产品。目前世界上采用该工艺的装置 …… 此处隐藏：6081字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……