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发布时间:2021-01-27 12:13:57

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作者:于晓宁 主编 道恩商学院 组织编写

出版社:化学工业出版社

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道恩与高分子新材料

道恩与高分子新材料试读:

前言

企业是培养管理和专业人才的学校。培养管理和专业人才是企业发展的根本,更是企业社会责任的体现。走进新时代,科学技术的竞争比以往任何一个时期都更加激烈,企业发展同样面临着更多机遇和挑战。未来的企业,更重要的不是做多大而是走多远,不在于宽度而在于深度。可以说,专业人才和科技创新已经成为企业的重要发展引擎。早在2004年,道恩组织编撰了企业内部的教科书《高分子科学基础与道恩塑料》,为培养企业高分子材料专业人才提供了基础,收到了良好的实效。为持续培养专业人才、推动技术创新,使企业更具有竞争实力,道恩商学院再次组织编撰了《道恩与高分子新材料》这本“升级版”教科书。

企业要发展,人才是关键。多年来,道恩始终秉承“以人为本,科技创新”的理念,大力实施创新驱动战略,聚集了中国工程院院士、国务院特殊津贴专家,培养了万人计划专家、泰山学者以及高分子新材料、钛白粉行业专家等高端人才,先后获得国家技术发明二等奖等100余项科技奖励及成果,不仅为企业健康可持续发展提供了人才支撑和技术保障,同时促进了行业的技术进步。

诞生于1991年的道恩,经过长足的发展,形成了化塑贸易、高分子材料、钛白粉、物流仓储、煤炭工贸、金融服务、建筑建材、工业设计等主辅产业协同发展的格局,成功跻身中国民营企业500强。道恩在新旧动能转换的大潮中,立足做强做专,战略目标由“七业一三五,区域三个一,三化二百亿”升级为“聚焦一圈一链,做强两大产业,做精关联产业,实现三化五百亿”。围绕高分子新材料和钛白粉产业上下游拓展,打造核心产业和核心产品,树立道恩品牌。《道恩与高分子新材料》这本书重点介绍了上述两大产业的产品专业知识及应用。《道恩与高分子新材料》共分8章,系统阐述了各类产品的性能、工艺和应用,具有“循序渐进、通俗易懂”的特点,利用实例来加深读者对产品的理解。同时,书中穿插了与科研院所、重要客户合作的典型事例,以及在各个领域所取得的科研成果。

本书主要编写人员由道恩内部专业人员组成,总结了他们多年来的工作经验和研发成果,突出基础性、系统性和实用性,较适用于相关企业管理、生产、技术、研发、营销等人员学习参考。 鉴于编写人员的水平所限,本书难免存在不足,恳请读者批评指正。

本书是道恩商学院组织编写,简要介绍了道恩发展历程及高分子新材料的基础知识,旨在对内部企业及相关企业的人才培养、产品应用及专业知识提供学习参考。

在本书编写过程中,编写人员紧密合作,从撰稿、改稿,到定稿、校对,每个环节都饱含了参与者的辛勤劳动。对各位专家的指导及宝贵意见表示感谢,同时,我们希望在今后的岁月里,道恩能陪伴您在高分子新材料领域共同探索前行。道恩集团董事长 道恩商学院院长 于晓宁2019年4月第1章 创新让企业插上腾飞的翅膀——道恩发展纪实

作为一家原创型民营企业,从成立之初、名不见经传的5人小公司,道恩嬗变成长为年销售收入超过200亿元,化塑贸易、高分子材料、钛白粉、物流煤炭、金融服务、建筑建材、工业设计等主辅产业协同发展的企业集团,跻身中国民营企业500强,旗下山东道恩高分子材料股份有限公司(道恩股份)于2017年1月在深交所挂牌上市。战略创新——企业的四次嬗变

与时俱进,顺势应变,道恩积极顺应发展大势,抢抓发展机遇,历经四次嬗变,不断攀登行业发展高峰。嬗变一:由贸易经营向科工贸一体转变。

1991年,道恩的前身——兴隆物资商场成立,抓住家电行业兴起的机遇,以销售塑料原料为主开展经营,依靠苦干实干和诚信经营,逐步成长为国内塑料经销行业的佼佼者。同时对行业信息和市场需求有了充分科学的理解,根据市场对通用塑料的高性能不断需求,1997年成立了专业塑料改性生产公司,致力于具有高韧、阻燃、抗冲等特性的改性塑料研发和生产。随着中国汽车制造、电子通信、医疗卫生等行业的迅猛发展,又陆续研制出汽车专用料、玻纤增强塑料、特种工程塑料等多系列上千种牌号产品,实现了由贸易经营向科工贸一体的转变。嬗变二:以科工贸为基础向高端制造发展。

随着科工贸一体的有机融合,道恩在高分子新材料领域得到了长足发展,具备了跟踪市场前沿研发和开发高端产品的能力。道恩不断拓展国际视野,针对高端新材料进口替代,布局高端制造,2002年通过校企合作,启动了高性能热塑性弹性体(TPV)这一位居世界前沿的研发课题,企业不惜投入巨额科研经费,在国内一片质疑声中,经过科研工作者艰苦的技术攻关,道恩成功攻克了大型特殊结构动态硫化反应器的设计难题,一举突破了万吨级TPV的制备关键工艺技术,并顺利投产达产,拥有了自主知识产权,打破美国、日本等少数发达国家的技术垄断,2008年获得国家技术发明二等奖,2016年获得国家发明专利金奖。嬗变三:围绕主业多元发展,建立产业园区,打造企业集团。

在化塑贸易、高分子新材料做强做大的同时,适时适度多元经营,打造企业集团。在政府大力支持和推动下,建设了道恩万亩新材料·新能源产业园区和临港工业园区。借助道恩在高分子新材料的发展优势及园区优势,为了更好地优化资源配置、放大互补效应,2007年成立了山东道恩钛业有限公司(道恩钛业),在国内率先采用高钛渣新工艺生产钛白粉,创新了钛白粉生产工艺,实现了绿色环保清洁生产,被国家化工行业生产力促进中心誉为国内同行业样板工程,形成塑料、高分子新材料、钛白粉三大主业;随着企业发展,先后进入物流仓储、煤炭工贸、金融服务、建筑建材、工业设计等行业,打造成为企业集团。嬗变四:由多元经营向聚焦一圈一链发展。

道恩立足做专做强,在实现“七业一三五,区域三个一,三化二百亿”目标基础上,又确定了“聚焦一圈一链,做强两大产业,做精关联产业,实现三化五百亿”的战略目标。一方面利用现有资源优势,借助互联网、大数据、云计算和区块链,打造化塑产业生态圈,大力发展互联网经济;另一方面打造高端聚丙烯全产业链,做强高分子新材料和钛白粉产业,做精物流仓储、煤炭工贸、金融服务、建筑建材、工业设计等关联产业,做大实体经济。产业科技化、市场国际化、管理现代化,确保在2022年实现销售收入500亿元,为千亿规模奠定坚实基础。同时,根据集团公司的战略规划,科学编制了“两园联动,六区一体”的园区发展规划,着力将龙口市新材料·新能源产业园和道恩临港产业园建设成为龙口区域经济发展的新引擎。科技创新——抢占高点的制胜利刃

在市场竞争日趋激烈的新形势下,道恩坚持把协同创新与自主创新有机结合起来,积蓄做强做大的持久动力。

一方面,搭建校企合作平台。道恩与北京化工大学成立“科研开发联合实验室”,探索建立“人才共育、项目共推、成果共享、风险共担”机制,利用外部技术创新资源和自身市场导向优势联合进行技术研发,双方结成了紧密型产学研联合体。2004年建立国内首条具有自主知识产权的热塑性弹性体(TPV)工业化生产线,产品批量投向市场,填补国内空白,打破国际垄断。于2008年获得国家技术发明二等奖,并受邀起草TPV国家标准及行业标准,又相继开发了10大系列200余个牌号的TPV材料,产品各项性能指标均达到或超过国外同类产品水平。目前,道恩还承担了热塑性医用溴化丁基橡胶、轮胎用高气体阻隔新型合成橡胶、氢化丁腈橡胶3个项目的研发及产业化。

另一方面,提高自主创新能力。道恩进一步强化“以人为本、科技创新”的理念,大力实施创新驱动战略,注重培养自主创新能力,打造博弈市场大潮的“定海神针”。在研发平台建设上,每年都拿出数千万元用作科研经费和技改投入,在北京、青岛、重庆、上海建有研发中心或生产基地,在烟台龙口本部建立起国家认定企业技术中心、博士后科研工作站、院士工作站、国家地方联合实验室、国家认可CNAS实验室、全国石油和化工行业高性能热塑性弹性体工程实验室等高端科研平台,拥有5家国家认定高新技术企业。在科研人才支撑上,定期选派技术骨干到国内外高校、大型企业培训学习,在北京化工大学、青岛科技大学等高校建立人才培养基地,实行“订单式”合作,培养产业发展亟需的人才。同时,灵活运用“柔性引才”方式,在智力密集的国内一线城市就地取“才”,现拥有硕士以上科研人员100余人。目前,道恩聚集了中国工程院院士、国务院特殊津贴专家,培养了万人计划专家、泰山学者以及高分子新材料、钛白粉行业专家等高端人才。依靠这些高标准的科研平台和高水平的技术研发队伍,道恩先后承担国家科技支撑计划4项、国家973计划1项,累计获得专利近百项、国家重点新产品5项、省部级以上科技进步奖10项,不仅为企业健康可持续发展提供了人才支撑和技术保障,同时促进了行业的技术进步。营销创新——适应市场的不二准则

道恩顺应市场趋势变化,打出营销“组合拳”,凭借独到的商业眼光和谋略闯出一片发展新天地。

一是靠诚信经营赢得市场。道恩始终坚持“客户是伙伴,合作创双赢”的营销理念,打造诚信品牌,树立良好形象。道恩与下游一客户签有长期供货合同,2014年初,上游供货商未通知就停产某型号产品(通过认证的专用产品),导致该客户生产难以为继,道恩多方协调,以高于市场价2000元的价格购入该型号产品,仍按合同价发给客户,虽采购成本大幅增加,但赢得了客户信任,由此双方建立了“战略伙伴关系”。目前,该客户70%的塑料原料从道恩采购。凭借这种“为客户创造价值”的理念,道恩荣获山东省“省级守合同重信用企业”,先后与国内外汽车、家电等领域企业达成了良好的合作。

二是靠互惠共赢巩固市场。1996年,道恩通过市场调研,提出了洗衣机材料国产化的建议,为上游国内某石化公司和下游洗衣机生产厂家牵线搭桥,协同双方共同开发出高端洗衣机专用料,开启了洗衣机材料国产化的大门,实现了石化公司高端产品自主研发及生产、洗衣机生产厂家成本大幅降低的目的。正是对道恩创新营销理念的认同,国内上下游客户先后与道恩建立了稳固的合作关系。

线上方面,化塑云商全力打造“技术+贸易+互联网+金融+物流”的新业态,致力于为用户提供互联网选料定制、化塑应用技术、金融服务、智能制造、数据征信、仓储物流等服务解决方案,打造最具活力的化塑产业互联网服务平台。

三是靠双线并举开拓市场。线下实行战略客户营销模式,道恩将客户资源进行平台化管理。在稳固已有客户合作基础上,发挥集团优势对目标客户深度攻关。加大外拓步伐,与韩国大韩油化工业株式会社强强合作,在上海成立大韩道恩高分子材料(上海)公司(大韩道恩)。设立销售公司,借助上海自贸区的区位优势提高品牌知名度和市场影响力。管理创新——顺势而为的主动变革“世易时移,变法宜矣。”站在新时代的起点上,道恩审时度势,深入总结发展规律,科学谋划未来方向。在管理上,根据战略目标明确战术方法,创新管理模式,优化组织机构,进行了一场顺势而为的主动变革。

一是优化组织机构。道恩根据企业发展情况,重新梳理和定位部门职能,建立以绩效考核为核心的管控模式和科学的工作流程。旨在明确职责,提高效率,适应企业日益发展壮大的需要。

二是打造“三个团队”和“三支队伍”。道恩根据组织机构建立了“三个团队”(高管团队、总经理团队、部长团队)和“三支队伍”(专业管理队伍、金融队伍、电子商务队伍),充分发挥出组织机构的协同作用。

三是制定科学的指导思想。道恩根据战略目标和企业发展的内外部环境,每年制定和完善指导思想,用科学的思想工具武装头脑,指导企业日常的经营和管理工作。“七个高端”“四个核心”“为客户创造价值”等为企业的发展提供思想动力。

四是创新管理工具。道恩通过不断探索,总结出一套适合自身发展的管理工具。“五表合一”“八个一”“九定”等在提升管理水平上发挥了重要作用。

道恩推行人力资源整体升级转型,全面开展组织优化、任职资格标准体系搭建、薪酬体系设计、绩效管理体系建设和商学院建设等工作。通过专业和管理双通道的职业发展路径为员工提供了更多的发展空间,科学的岗位价值评估方法保证了薪酬体系改革的科学性,形成了以绩效考核为推力、任职资格为拉力、专业培训为助力的人才“三力驱动模型”,真正实现员工与企业“共舞、共建、共享”。第2章 塑料原料2.1 道恩与塑料原料

道恩成立之初以通用塑料营销为主营业务,经过20多年发展,经营范围扩展到聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)及各种工程塑料、合成橡胶、苯酚、钛白粉等百余种产品千余个牌号。在国内外设有20余处分公司或办事处、30多个仓库,拥有以博士、硕士为主的专业技术服务团队,为客户提供工艺改进、配方改善等增值服务。运用ISO 9001质量管理体系、6S管理工具,实现管理制度现代化、业务范围国际化、工作流程标准化、考核办法科学化。

顺应产业发展趋势,结合互联网优势,道恩整合传统营销业务,打造化塑产业互联网服务平台——化塑云商,致力于构建订单交互、在线支付、塑料应用技术、供应链金融、智能制造、数据征信、物流仓储于一体的服务体系,为化塑产业链用户提供一站式解决方案。2.2 塑料原料基础知识2.2.1 塑料简介

塑料是以单体为原料,通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物,由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂等添加剂组成。烯烃是生产塑料最重要的基础原料,其中乙烯和丙烯占比最大,全球产量超过2亿吨。2017年,我国合成树脂产量达6299万吨,其中PE产量约为1616.3万吨、PP产量约为2038.6万吨、PVC产量约为1790.2万吨、PS产量约为548.5万吨、ABS产量约为305.6万吨。2.2.2 烯烃的来源

烯烃是石油化工行业的基础,很多重要的有机化工产品是以烯烃为原料加工生产的,烯烃的生产规模和技术体现了一个国家石油化工的发展水平。

无论石油化工还是非石油化工,其最终追求的是烯烃的产量和质量。随着科技的发展,可以通过多种技术获取烯烃。(1)管式炉裂解技术 石油烃通过管式裂解炉进行高温裂解反应制取乙烯,是生产乙烯最为成熟的技术,目前石化企业均采用该技术。(2)催化裂解技术 烃类裂解反应在催化剂作用下进行,可以降低反应温度,提高选择性和产品收率。催化裂解技术的优点,使其成为改进裂解过程最有发展潜力的工艺技术之一。(3)合成气制烯烃 以天然气或煤为主要原料,首先生成合成气,由合成气转化为甲醇,然后由甲醇生产烯烃的工艺路线,未来有望成为生产烯烃的重要技术。2.2.2.1 石油制烯烃工艺介绍

原油制取烯烃的工艺路线见图2-1,烯烃的产业链见图2-2。图2-1 原油制取烯烃的工艺路线2.2.2.2 非石油化工制烯烃工艺介绍

非石油原料生产烯烃主要包括天然气直接制烯烃、天然气经合成气制烯烃、煤经合成气和甲醇制烯烃、生物质经合成气和乙醇制烯烃、乙烷裂解及丙烷脱氢制烯烃等,在这些技术路线中,大多都是经合成气制甲醇,然后再经甲醇脱水制烯烃,因此合成气是非石油工艺路线生产烯烃的“桥梁”。(1)合成气的制备方法 合成气可由煤、石油、天然气和生物质等多种含碳

原料转化而来,来源广泛,生产方法很多。非石油原料生产合成气的方法主要有天然气转化、煤气化及生物质气化等。

① 天然气转化制合成气 目前天然气转化制合成气的工艺可分为3种:

a.蒸汽催化转化;

b.以部分氧化为核心的自热转化工艺;

c.热交换器型转化工艺。

全球所有以天然气为原料生产合成气的工艺中,传统蒸汽催化转化工艺占80%以上。

② 煤气化或煤与天然气/煤层气联合制合成气 按照煤在气化炉中的流体行为,煤气化的方法可分为移动床(固定床)气化、流化床气化以及气流床气化3种。国外的代表性技术主要有Shell粉煤气化、GSP粉煤气化、Texaco水煤浆气化和恩德气化工艺,我国开发了多喷嘴对置式水煤浆气化技术。目前,这些气化技术在煤基合成氨、合成油、合成甲醇及其下游产品的生产中已广泛应用。

③ 生物质气化制合成气 生物质气化制合成气主要有两条技术路线:

a.生物质气化气重整变化法制合成气,生物质经定向气化、气体重整和变换制备合成气。这一技术的开发已经取得较大进展,如美国国家可再生能源实验室已研发出通过生物质气化制合成气,以合成气为原料制备甲醇、二甲醚、汽油和柴油等技术。

b.生物质油气化制合成气,即生物质在惰性气氛条件下发生快速热分解反应制得生物油,生物油再经气化制得合成气。这一技术目前尚未成熟,仍在开发中。

目前各种非石油原料生产烯烃的工艺中,煤基合成气经甲醇制取烯烃是目前发展最快的技术,具有广阔的市场前景,同时应注意到煤制烯烃装置投资高,生产过程中耗水量大,CO排放量大,对水资源、2环境容量、煤资源等条件均有很高的要求,因此发展煤制烯烃须谨慎、科学决策。

合成气是非石油基烯烃生产过程中的重要环节。在煤化工装置中,煤气化制合成气部分的投资约占装置总投资的70%,因此根据煤种条件,采用合适的气化技术对于降低装置投资、提高合成气产率至关重要。在天然气转化制合成气技术中,结合蒸汽转化和部分氧化形成的联合转化工艺是当前合成气制备的发展方向,此技术解决了能量平衡、H与CO摩尔比的调节及装置规模等一系列问题,尤其适合2kt/d2以上的大型甲醇装置。煤与天然气/煤层气联合经合成气制甲醇,避免了单纯以天然气/煤层气制甲醇时大量氢气的排空,也避免了单纯以煤制甲醇过程中CO的大量排放,实现了资源的最有效利用,同时2减少了对环境的污染,还可以缩减工艺流程,节约投资。(2)甲醇制烯烃工艺介绍 非石油基烯烃是对石油基烯烃的重要补充,其技术开发必将受到世界各国越来越多的重视。

煤制烯烃即煤基甲醇制烯烃,是指以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术,煤制烯烃简单来说可分为煤制甲醇、甲醇制烯烃这两个过程。主要有四个步骤:首先通过煤气化制合成气,然后将合成气净化,接着将净化合成气制成甲醇,甲醇在催化剂的作用下脱水生成二甲醚,形成甲醇、二甲醚和水的平衡混合物,然后转化为低碳烯烃。煤化工工艺流程见图2-3。图2-3 煤化工工艺流程

① MTO工艺 美国UOP/Hydro工艺路线见图2-4,国内采用霍尼韦尔UOP MTO工艺的工厂见表2-1。图2-4 美国UOP/Hydro工艺路线表2-1 国内采用霍尼韦尔UOP MTO工艺的工厂

② 大连化物所的DMTO技术 大连化物所在完成世界首次万吨级甲醇制烯烃(DMTO)技术工业性试验的基础上,开发了DMTO成套工业化技术。神华包头煤制烯烃项目是世界首套万吨级DMTO工业化装置。

大连化物所在成功开发甲醇制烯烃工业化技术的基础上,又与合作伙伴联合进行了新一代甲醇制取低碳烯烃(DMTO-Ⅱ)技术的研究开发。DMTO-Ⅱ技术是在DMTO技术的基础上将甲醇制烯烃产物中的C组分回炼,使乙烯、丙烯收率提高10%以上,实现多产烯烃的新4一代工艺技术。

蒲城清洁能源化工有限公司作为技术使用方建设了世界首套DMTO-Ⅱ工业化装置,装置规模为每年180万吨甲醇制取67万吨烯烃。

大连化物所的DMTO工艺流程路线见图2-5,采用DMTO技术的工厂见表2-2。图2-5 大连化物所的DMTO工艺流程路线表2-2 采用DMTO技术的工厂

③ 中石化的SMTO技术 SMTO技术是中石化上海石化研究院开发的制烯烃技术。

安徽淮化、中天合创等都采用SMTO技术。其中,中天合创360万吨煤制烯烃是国内目前产能最大的煤制烯烃项目。采用SMTO技术的项目见表2-3。表2-3 采用SMTO技术的项目(3)乙烷裂解制乙烯工艺介绍 乙烷广泛存在于天然气、石油伴生气及石油炼厂气中,价格低廉、资源丰富。目前,乙烷制乙烯工艺路线有多种,已经实现工业化的是乙烷蒸汽裂解技术。该技术发展的核心是裂解炉技术的改进与完善,具有代表性的是美国Lummus公司、KBR公司、德国Linde公司、法国TP公司及中石化工程建设公司。该技术具有产品单一,并能富产大量氢气的优点,但反应条件苛刻,能耗高。

① Lummus公司乙烯技术 在乙烯工业中,Lummus公司的技术占有重要地位,有50多年的烯烃装置的设计经验。目前,全球共有150多套乙烯装置采用Lummus公司的技术,总的生产能力超过3300万吨,约占世界乙烯生产能力的45%。

在我国,20世纪70年代初期和后期引进的燕山、扬子、齐鲁和上海四套30万吨/年乙烯装置,90年代初开车的盘锦和抚顺乙烯装置,90年代中期开车的新疆、天津、中原乙烯装置,2000年前后对燕山、扬子、齐鲁乙烯装置的改扩建,以及近年来新上的赛科、福建合资项目和天津、镇海百万吨级大乙烯等,均采用Lummus公司技术。

国内正在筹建的乙烷裂解制乙烯项目中,均计划采用该技术。

② KBR公司乙烯技术 KBR是Kellogg和B&R合并组成的新公司,原Kellogg公司乙烯技术的特点是采用毫秒裂解炉和顺序分离流程;B&R的分离技术是:对气体裂解原料采用前脱乙烷前加氢技术,对液体裂解原料采用前脱丙烷前加氢技术。

KBR公司成立以后,与Exxon联合,将Exxon的裂解技术应用到自身的工艺技术中,Exxon裂解技术在操作细节上考虑周全,有其独到之处,在未与KBR联合之前,其技术未曾对外推广,外人了解很少。因此,KBR的乙烯技术实际上是Kellogg、B&R和Exxon三家的技术糅合在一起,形成的一个新技术,称为“SCORE”(Selective Cracking Optimum Recovery)技术。

在国内拟筹建的乙烷裂解制乙烯项目中,聚能重工及福建永荣拟采用该技术。(4)丙烷脱氢制丙烯工艺介绍 低碳烷烃脱氢过程早在20世纪30年代末就已实现了工业化。当时该过程主要用于生产丁烯及丁二烯,其最终目的是合成烷基化汽油和聚丁烯橡胶。1973年,因石油危机,使低碳烷烃脱氢制烯烃的研究重新得到加强和发展。国外各研究单位在开发丙烷催化脱氢制丙烯技术时就借鉴了已有的成熟技术开发了有自己特色的工艺和与之配套的催化剂,并很快进行了工业化。如:美国UOP公司将催化脱氢与铂重整工业中的连续再生技术相结合, 成功地开发了被称为“Oleflex”的丙烷催化脱氢新工艺,该工艺的第一套生产装置已于1990年在泰国建成,年产丙烯10.5万吨,丙烯选择性可达91%。Lummus的Catofin工艺也于1991 在比利时建成投产。

世界上目前已有的丙烷脱氢技术主要有5种,其中最常用、最成熟的是UOP公司的Oleflex工艺和Lummus公司的Catofin工艺;伍德公司的STAR工艺、S-Y公司的FBD工艺也进行了工业应用,但工业化业绩少,BASF-Linde公司的AG工艺尚无工业化装置。

① Oleflex 工艺 Oleflex 工艺是 UOP 的移动床技术,采用类似连续重整的多台串联的立式径向反应器,反应器之间设置中间加热炉,以提供反应热,反应过程设有循环氢压缩机,以作为热载体和保护催化剂,降低生焦率,其催化剂为含有铂等贵金属的小球催化剂,具有很好的流动性,催化剂被不断地从最后一个反应器中移出,并送至再生系统再生,再生好了的催化剂提升至第一个反应器,同时第一反应器的催化剂也被提升至第二个反应器,直至最后一个反应器。其优点是反应过程连续、不需要切换、操作平稳。 Oleflex丙烷脱氢工艺流程见图2-6,采用Oleflex丙烷脱氢技术的项目(国内)见表2-4。图2-6 Oleflex丙烷脱氢工艺流程表2-4 采用Oleflex丙烷脱氢技术的项目(国内)

② Catofin 工艺 Catofin工艺是CB&I-Lummus公司拥有的专利技术。采用固定床反应器,具有多年安全可靠的操作经验。与同类技术相比,Catofin工艺拥有最高的选择性、最高单程转化率以及最低的原料浪费。

Lummus公司的固定床技术,采用卧式反应器,每台反应器中装有大量的催化剂,先用燃料燃烧将催化剂升温至反应温度以上,再喷入原料,利用催化剂所蓄热量提供反应热,当催化剂温度下降到一定程度以后,重新开始燃烧升温,一个催化剂反应周期时间较短,一般为几分钟,其催化剂为含有铬的条形催化剂。Catofin丙烷脱氢工艺的主要特点是采用多个固定床反应器周期切换,进行脱氢反应和催化剂再生。

Catofin丙烷脱氢工艺流程见图2-7,采用Catofin丙烷脱氢技术的项目(国内)见表2-5。图2-7 Catofin丙烷脱氢工艺流程表2-5 采用Catofin丙烷脱氢技术的项目(国内)2.2.2.3 发展趋势

目前非油制烯烃的方法有煤制烯烃(CTO)/甲醇制烯烃(MTO)、乙烷裂解以及丙烷脱氢(PDH)。煤制烯烃(CTO)即煤基甲醇制烯烃,是指以煤为原料合成甲醇后再通过甲醇制取乙烯、丙烯等烯烃的技术。

煤制烯烃已成为国内烯烃产能增长的重要工艺路线,新增装置主要集中在中西部地区。预计到2020年,煤制烯烃总产能超过1700万吨/年。

根据《石油和化学工业“十三五”发展指南》要求,“十三五”期间我国要加快现有乙烯装置的升级改造。预计到 2020 年,全国乙烯产能超过3000 万吨/年,其中煤(甲醇)制乙烯所占比例达到 20%以上。2.3 塑料品种2.3.1 聚丙烯(PP)2.3.1.1 PP简介

聚丙烯(PP)是一种通用的热塑性塑料,从组成上可分为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯三大类,均聚聚丙烯从结构上可分为等规聚丙烯(IPP)、间规聚丙烯(SPP)及无规聚丙烯(APP)三种。与PE相比,PP有较高的熔融温度和拉伸强度,PP均聚物的熔点约为168℃。

聚丙烯发展的40多年间,世界经济几经萧条,大多数合成树脂都受到了不同程度的冲击,而聚丙烯的消费持续增长。在近20年时间内,聚丙烯在通用塑料中的消费增长速度最快,预计今后仍保持增长的趋势。聚丙烯能够得到迅速发展的主要原因如下。(1)原料丰富,价格便宜 丙烯来源有炼油厂的副产品炼厂气,也可以是石脑油、柴油或其他烃类裂解生产乙烯时的联产品。随着裂解原料的重质化,副产丙烯就更多,工业丙烯只需精制即可作为聚丙烯的原料。(2)综合性能好,用途广泛 与其他通用树脂比较,聚丙烯综3合性能好。其密度相对较小(0.90~0.91g/cm),透明性及表面光泽好;有较好的耐热性,软化点高于HDPE和ABS,连续使用温度可达120℃,且可以通过高温杀菌;力学性能如拉伸强度、冲击强度、表面硬度、刚性及耐磨性等都较优异。它还有良好的电绝缘性、较小的介电强度、良好的耐应力开裂和耐化学品性能。此外,经过与乙烯共聚,与橡胶、玻璃纤维、填料等共混,可明显改善其性能,以适应不同领域的特殊要求。

随着加工技术的发展和树脂加工性能的改善,聚丙烯可广泛地适用于注射成型、中空成型、挤出成型等领域,产品走向多样化、功能化,应用领域遍及工农业、生活用品等各个方面。

在PP链上间隔插入乙烯(无规共聚),链会变得更缺乏规则和更柔软,从而降低聚合物的结晶度、模量和熔点。典型的无规共聚物是比较透明的,熔点在145~151.67℃范围内。

另一类重要的聚合物是抗冲共聚物。这些产品是橡胶相(有时为PE)在均聚物基体中聚合而制得的。它生成一个与均聚物基体分离的相态。这些材料并非真正的嵌段共聚物,因为其中的橡胶相可被溶剂所萃取。用EPR与PP共混可得类似的产品,抗冲击共聚物具有和均聚物相似的熔点。

聚丙烯极易热氧化变色降解,所以在PP原料需添加抗氧体系,起到防老化作用。对于高温下长期使用的PP,则采用特殊的稳定剂体系;用于防紫外线的产品,须加入炭黑或光稳定剂。

均聚PP的拉伸强度约为30MPa,弯曲模量约为1600MPa。通过玻璃纤维增强的PP其拉伸强度可达到100MPa,弯曲模量可达9000MPa。目前可通过聚合反应生产出介于聚丙烯与烯烃橡胶之间的材料。

除了强氧化剂和非极性溶剂外,PP对化学侵蚀有很强的抵抗力。例如,发烟硝酸或热的浓硫酸能使PP降解,而浓度较低的酸或碱则对PP无腐蚀性。液体如汽油、二甲苯和氯代烃能使PP溶胀并变软,共聚物溶胀程度比均聚物高。PP从这类溶剂中取出后,其尺寸又会恢复原状。由于PP表面惰性极大,如果不采用火焰处理或类似技术,很难在PP上进行印刷、涂漆及黏合。2.3.1.2 PP生产工艺

聚丙烯的生产方法主要有四种:溶液聚合法、溶剂聚合法(又称浆液聚合法或悬浮聚合法)、液相本体聚合法、气相本体聚合法。现代典型聚丙烯工艺的分类见图2-8。图2-8 现代典型聚丙烯工艺的分类

① Spheripol工艺 环管聚丙烯工艺由原美国Phillips公司开发,由意大利Himont公司将其完善并发展成为现代最主要的生产工艺类型——Spheripol工艺。标准的Spheripol工艺采用两个串联的环管反应器生产均聚物和无规共聚物,在生产抗冲共聚物时,从闪蒸罐出来的物料进入气相反应器,加入乙烯和丙烯,进行气相共聚反应,反应热由循环气冷却器移走,流出的物料经脱气后进入汽蒸罐。Spheripol工艺最适用的催化剂是球形催化剂,海蒙特公司使用的催化剂是GF2A和FT4S,GF2A专用于生产均聚和无规共聚聚丙烯,FT4S用于生产共聚聚丙烯,也可用于生产均聚和无规共聚聚丙烯。催化剂活性为15~20kgPP/g。另外可采用Lyondell Basell公司的MC系列催化剂和中国石化的DQ系列催化剂等。

Spheripol工艺能生产全系列的聚丙烯产品,因为催化剂和工艺系统的独特性,产品VOC含量较低,加工性能和力学性能突出。最有代表性的有医疗用透明料,低VOC、高熔体指数、高模量汽车改性料,PPR管材料和低温热封三元共聚膜料等产品。

采用该工艺的企业有大庆石化、抚顺石化、辽通石化、大连西太、大庆炼化、齐鲁石化、上海石化、绍兴三圆、宁波富德、镇海炼化、茂名石化、蒲城清洁能源、中韩石化、延长榆林能化、兰州石化、呼和浩特石化、福建联合、延安炼化、宁夏石化、海南炼化、湛江东兴、独山子石化、中海壳牌、辽宁华锦等。

② Hypol-Ⅰ工艺 该工艺采用Hy-Hs-Ⅱ催化剂,是一种多级聚合工艺。它把本体法丙烯聚合工艺的优点同气相法聚合工艺的优点融为一体,是一种不脱挥、不脱无规物、能生产多种牌号聚丙烯产品的组合式工艺技术,聚丙烯的聚合分两个阶段进行:第一阶段进行丙烯液相本体聚合,在这种聚合中能获得很高的反应速率;生产的浆液送入第二阶段的气相反应器。在气相反应进行的同时,液态丙烯靠气相反应热蒸发成蒸气,进料丙烯的气化也带走了反应热。Hypol工艺采用颗粒形催化剂,典型的有三井化学公司的TK系列催化剂、中国石化的N系列催化剂等。

采用该工艺的企业有燕山石化、洛阳石化、兰港石化、扬子石化、广州石化、韩国晓星、泰国SCG等。最有代表性的产品有PPR4220管材料,S980、H9018薄壁注塑料。

③ Unipol工艺 原Union Carbide Corporation公司(UCC)开发的Unipol聚丙烯工艺技术是气相流化床聚丙烯工艺的代表,是固定资产投资较小的连续法聚丙烯生产技术。标准的Unipol聚丙烯工艺采用两台串联的气相流化床反应器,靠各自循环气管线上的换热器带走反应热。Unipol工艺采用SHAC系列催化剂,该催化剂是颗粒形催化剂,在Unipol工艺上使用时无须预处理或预聚合。固体催化剂用白油配成浆液直接加入聚合反应器内。

采用该工艺的企业有:抚顺石化、大唐多伦、神华包头、山东神达、中煤榆林、中煤蒙大、四川石化、东华能源、中化泉州、广西石化、韩国晓星等。

④ Sumitomo工艺 该工艺采用串联的气相流化床反应器(两台或三台串联反应器),使用住友DX-Ⅴ催化剂,反应热通过液体丙烯的气化潜热和循环气的显热撤出反应器,用冷却水从循环气冷却器中撤出反应系统。

⑤ Novolen工艺 该工艺最早由BASF公司开发,采用BASF公司的PTK-4催化剂,催化剂不需要预聚合,与烃类溶剂或单体丙烯在催化剂配制罐内混合,配制成浆液,然后用泵输送至催化剂加料罐,计量加入反应器。聚合反应器为立式,采用螺旋式搅拌器。在流程设置上,通常采用一个或两个反应器。聚合热主要通过加入反应器的液态丙烯气化撤出,通过冷凝器将丙烯冷凝,循环回反应器。

采用该工艺的企业有中沙天津、大庆炼化、武汉石化、广州石化、锦西石化、福建炼化、台塑宁波、神华宁煤等。

⑥ Innovene工艺 该工艺的主要特点是采用两台非常独特的接近平推流的卧式搅拌床反应器(卧式圆柱形压力容器,在轴向设有桨式搅拌器)和高效的CD催化剂,中国石化开发的N催化剂在此类装置上也有广泛应用。催化剂不需要预处理或预聚合,直接配制成白油的浆液加入反应器。

Innovene气相法工艺流程短,能耗较低,过渡产品少,抗冲共聚产品的综合性能好。聚合物堆积较密实,反应器的时-空产率在各种聚丙烯工艺中是最高的。Innovene工艺能生产全系列的聚丙烯产品,尤以分散均匀的高橡胶含量抗冲产品最有特点。

采用该工艺技术的企业有燕山石化、扬子石化、上海赛科、宁夏宝丰、独山子石化、茂名石化、延长榆林能化、神华榆林、神华新疆、福基石化、常州富德等。

⑦ Horizone工艺 该工艺采用卧式气相搅拌床反应器,采用Toho Titanium公司的THC-C催化剂,在加入聚合反应器之前,先进行己烷溶剂中少量丙烯的预聚合,其预聚合条件与Hypol工艺相似。Horizone工艺开发了NEWCON等系列高性能抗冲共聚产品。与Innovene工艺相比,气锁环节更简单、能耗更小。

采用该工艺的企业有中韩石化、广州石化等。

⑧ 中石化环管工艺 中石化成功开发了环管液相本体法PP工艺与工程技术。采用自主开发的Z-N催化剂,可生产均聚、无规共聚和抗冲共聚产品,与第一代技术相比有多处改进和创新:改进了催化预聚合系统,减少了聚合物的细粉;开发了双环管高压聚合反应系统,能够生产分子量分布宽的双峰PP产品和高熔体质量流动速率的产品;开发设计了气相共聚反应系统,可生产高乙烯含量的共聚物。

采用该工艺的企业有浙江三圆石化、海伟石化、呼和浩特石化、东兴石化、上海石化、茂名石化、青岛炼化、海南炼化、庆阳石化等。

我国主要的PP生产装置见表2-6。表2-6 我国主要的PP生产装置2.3.1.3 PP分类及应用(1)PP均聚物 均聚物树脂通常按熔体指数(MFR)和最终用途分类。MFR是由平均分子量和分子量分布决定的。

某些特殊用途要求MFR高达1000g/10min,普通均聚物的MFR则在0.5~50g/10min的范围以内。MFR通常是确定加工特性最主要的因素。

① PP均聚物的性能 PP较好的流动性能和宽范围的MFR,及其他独特的聚合物特性相结合,使它具有优异的加工性能。较低的MFR能满足挤出片材、扁丝和单丝等应用的加工要求,并具有高的拉伸强度和低伸长率,同时保持足够的横向完整性。为了降低均聚PP拉伸后横向强度降低和断裂(原纤化)的倾向,得到取向程度更高的薄膜和纤维产品,如:粗纤度纺织品、细绳和绳子等,一般选择均聚PP的MFR在7~25g/10min的范围内。对含有发泡剂的装饰条产品,则选择MFR接近于10g/10min的聚丙烯,使熔体强度和取向能力都能达到适当的均衡。如果PP聚合物经中等程度的取向,能产生珠光表面效果,产品有足够的横向强度,可以延缓断裂。非织造布(无纺布)和多丝产品的挤出生产则需要一种低黏度高MFR的牌号。PP薄膜可以通过双向拉伸和热定型,使产品获得极好的力学性能和热性能。

热成型用的挤塑片材要求使用低熔体质量流动速率配方的材料,原料才能具有一定的熔体强度。当PP挤塑型材时,较低的熔体指数加工性能相对较好。型材挤出时通常仅限于较小的截面,以便能用水急冷保证产品具有足够的韧度。PP还可以挤塑成管状产品,如饮料吸管和饮用水管。PP在线缆涂层方面也有一定的应用。

聚丙烯具有的性能特点在注塑加工方面应用也很广泛。PP良好的流动性能、热机械特性和极好的耐应力开裂性,可以生产性能优良注射成型的制品。

② PP均聚物的应用 PP均聚物可使用各种加工工艺,生产范围很宽的产品。挤塑制品是应用PP的最大领域,而纺织纤维和单丝又是其中应用最多的。长期以来,PP的耐磨损、耐化学品性能以及低的原料价格一直是制造纤维的主要原料。薄膜及片材是挤塑制品市场较大的应用领域。

PP均聚物在注塑方面的应用也非常广泛,如生产各种容器、汽车零部件、家庭用品和工业等方面。

塑料制品需求量不断扩大,PP均聚物将会继续保持增长。较低的价格、良好的力学性能、密度低、易于加工等特性,使PP继续成为众多应用领域的首选材料。(2)抗冲共聚PP 均聚PP有很多优异的性能,但抗冲击性能较差,特别是在低于玻璃化温度时的冲击强度。抗冲击性可以通过添加冲击改性剂,提高抗冲击性能。传统上一般是添加弹性体,通常为乙丙橡胶、POE、SBS等。

一般冲击性改性剂采用共混方式进行添加。随着聚合工艺及催化剂的发展,弹性体组分可以在聚合时通过与第二组分聚合来实现,即通过与乙烯共聚形成EPR,从而提高了产品的冲击性能。

① 抗冲共聚PP的性能 抗冲共聚PP,是在齐格勒-纳塔催化剂体系催化下,由丙烯和乙烯聚合而成的。乙丙橡胶组分在一系列反应容器中合成,选用合适的催化剂组成及反应条件,可以精确控制抗冲击共聚PP的性能。催化剂组成和反应条件决定基体树脂的结晶度、橡胶组分的比例和分子量分布。

抗冲共聚PP对化学品和环境应力开裂具有很高的抵抗力,同时具备优良的悬臂梁冲击强度和高低温简支梁冲击强度。

橡胶组分为聚丙烯提供了冲击强度,抗冲共聚PP相比均聚PP,拉伸模量和热变形温度都有所降低。可以通过添加某些填料提高抗冲共聚PP的热变形温度。能够提高抗冲共聚PP刚性和热变形温度的填料一般为玻璃纤维、云母、滑石和碳酸钙等。

② 抗冲共聚PP的应用 抗冲共聚PP主要应用在汽车、家用品、挤出制品等领域,具有较好的抗冲击能力、密度低和加工性能。较高的流动性能和抗冲击能力可以满足注塑大型部件的需求,如:仪表板、保险杠等。

熔体指数较低的高抗冲产品,可以生产抗穿刺性能极好的薄膜,具有优良的抗冲击能力和耐蒸汽杀菌能力,适合做一次性医疗废品袋。挤出片材可以用热成型法加工成大而厚的部件,如:汽车工业中的护板和汽车车尾行李箱衬里。抗冲共聚PP中橡胶相粒径、均匀性都会影响抗冲共聚PP的冲击性能。(3)无规共聚PP 无规共聚PP是由丙烯和其他单体进行聚合反应而制得的,所用反应器与生产PP均聚物的一样。乙烯是最常用的单体,乙烯的加入引起聚丙烯物理性质的改变。与PP均聚物相比,无规共聚PP改进了光学性能(增加了透明度并减少了雾度),提高了抗冲击性能,增加了挠曲性,降低了熔点,从而降低了热熔接温度;同时化学稳定性、水蒸气隔离性能和器官感觉性能(低气味和味道)方面与均聚PP基本相同。

无规共聚PP 在提高透明度的同时也提高了材料冲击强度,可以通过吹塑、注塑、薄膜和片材等挤出加工工艺,生产食品包装、医药包装和日常消费品等包装材料。

无规共聚PP一般含有1%~7%(质量分数)的乙烯。在聚合物链上,乙烯分子无规则地插在丙烯分子之间。在这种无规则的共聚物中,大多数的乙烯是以单分子插入的方式结合的,叫做X 基团,这可以3看成是一个乙烯分子插在两个丙烯分子中间。另外的乙烯是以多分子插入的方式结合进主链的,叫X基团,因为有5个连续的亚甲基基团5(两个乙烯分子一起插在两个丙烯分子中间)。无规度比值X/ X可35以测定。当X以上基团的百分比很大时,将显著降低共聚物的结晶3度,这对无规共聚PP的最终性能影响很大。共聚PP中高含量的乙烯对聚合物结晶度的影响和无规PP中乙烯含量的作用相同。无规共聚PP与均聚PP相比模量降低,抗冲击性能提高,透明度更好。乙烯共聚物降低了熔化温度,加工温度比均聚PP低。

① 无规共聚PP性能

a.力学性能 一般地说,无规共聚PP比均聚PP的挠曲性好,模量低。无规共聚PP在温度降至0℃时,还能保持一定的冲击强度,而当温度降低至-20℃时,抗冲击性下降很大。无规共聚PP的分子量对刚性的影响不如PP均聚物的大。

b.耐化学性能 无规共聚PP对酸、碱、醇、低沸点碳氢化合物溶剂及许多有机化学品的作用有很强的耐受性。室温下,无规共聚PP基本不溶于大多数有机溶剂。即使暴露在肥皂、皂碱液、水性试剂或醇类中时,它们也不会发生环境应力断裂损坏。当与某些化学品接触时,能引起表面裂纹或溶胀。

c.阻隔性能 通过拉伸取向提高结晶度,晶粒细化,从而提高了阻隔性能。如经过双向拉伸吹塑聚丙烯生产的瓶子降低了水蒸气渗透性,提高了阻隔性能。

② 应用 无规共聚PP主要用于管材及高透明薄膜、吹塑和注塑产品。乙烯含量较高的共聚物,由于熔接起始温度较低而广泛用于共挤出薄膜结构的热封层。2.3.2 聚乙烯(PE)2.3.2.1 PE简介

聚乙烯(PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂,包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。PE无味,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱(不耐具有氧化性质的酸)。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良。

PE按密度分高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯。

低密度聚乙烯(LDPE)俗称高压聚乙烯,因密度较低,材质最软,主要用于生产塑料包装袋、农膜等。

高密度聚乙烯(HDPE)俗称低压聚乙烯,与LDPE及LLDPE相比,有较高耐温、耐油和耐蒸汽渗透性,此外电绝缘性和抗冲击性及耐寒性能优良,主要应用于吹塑、注塑等领域。

线性低密度聚乙烯(LLDPE),是乙烯与少量-烯烃的共聚物。LLDPE外观与LDPE相似,透明性稍差,具有低温冲击性、高模量、抗弯曲和耐应力开裂等优点,已渗透到大部分LDPE应用领域。2.3.2.2 PE生产工艺

PE生产工艺分为气相法工艺、淤浆法工艺、溶液法工艺和高压聚乙烯工艺。其中,气相法的代表工艺有:Unipol、Innovene G、Spherilene和Evolue;淤浆法的代表工艺有:Chevron Phillips环管、Borstar、Innovene S、Hostalen、CX、Equistar-Maruzen;溶液法的代表工艺有:Dowlex、Sclairtech、Compact;高压聚乙烯的代表工艺有:Lupotech T、Lupotech A 高压釜式法、CTR工艺、ExxonMobil高压管式法/釜式法、Enichem高压釜式法、ICI / Simon Carves高压釜式法。(1)气相法工艺

① 气相法Unipol聚乙烯工艺 Unipol聚乙烯工艺是美国Univation技术公司的低压气相流化床法生产乙烯(共)聚合物的技术。Unipol聚乙烯工艺结合了原UCC公司气相流化床工艺的优势和ExxonMobil公司茂金属催化剂和超冷凝态工艺的优势。该工艺的主要特点是:可采用钛系催化剂、铬系催化剂、茂金属催化剂、双峰催化剂生产HDPE、LLDPE和VLDPE等具有不同性能的树脂产品,通常产品密度范围:30.916~0.961g/cm,熔体流动速率0.1~200g/10min。分子量范围:3万~25万,根据催化剂类型可调节窄或宽分子量分布。该工艺的反应器采用立式气相流化床,反应压力通常为2.4MPa,反应温度为80~110℃。用常规的和茂金属催化剂无需脱除催化剂步骤。单线能力可为4万~45万吨/年。目前国内采用该技术的装置较多,主要为茂名石化、吉林石化、扬子石化、天津石化、中原石化、广州石化、大庆石化、齐鲁石化等。Unipol聚乙烯工艺流程见图2-9。图2-9 Unipol聚乙烯工艺流程1—反应器;2—产品卸料器;3—脱气仓;4—挤压造粒系统;5—鼓风机;6—冷却器

② 气相法Innovene G 聚乙烯工艺 该工艺采用HPT技术,催化剂采用钛系、铬系和茂金属聚合催化剂,同一装置可生产不同分子量分布的产品。铬催化剂可生产宽分子量分布的产品,齐格勒-纳塔(Z-N)催化剂生产窄分子量分布的产品。反应器采用立式气相流化床,通常反应压力为2.4MPa,反应温度为80~110℃。该工艺可生产3LLDPE、HDPE,产品密度范围:0.917~0.962g/cm,MFR为0.2~75g/10min。单线能力可为5万~35万吨/年。独山子石化LLDPE/HDPE装置的二次扩建采用该工艺。

③ 气相法Spherilene聚乙烯工艺 该工艺由预聚合反应器和气相流化床反应器构成,可分为两种:Spherilene S工艺和Spherilene C工艺。其中Spherilene S工艺为用于单峰产品的单反应器工艺,采用Avant Z和Avant C催化剂。Spherilene C由预聚合反应器和两个串联的气相流化床反应器构成,可以生产双峰分布的聚乙烯树脂及双峰共聚单体的聚乙烯产品,也可生产三元共聚物及四元共聚物。Spherilene工艺的一大特点是由聚合釜直接制得无需进一步造粒的球形PE树脂,通常反应压力为1.5~3.0 MPa,反应温度为70~100℃,产品中乙烯含量为73%~85%,丙烯为0~15%,其他共聚单体为0~315%,产品密度范围:0.890~0.970g/cm,MFR为0.01~100g/10min。产品可包括LLDPE、HDPE、VLDPE、ULDPE。

④ 气相法Evolue聚乙烯工艺 该工艺为三井化学公司开发的用茂金属催化剂生产LLDPE的气相法工艺,该技术的关键特点是采用两3台串联的气相流化床反应器,可以生产密度低至0.900 g/cm的双峰树脂和共聚单体双分布模式的树脂,也可以生产宽范围熔体流动指数通用树脂。(2)淤浆法工艺 淤浆法的技术特点是生产的聚合物悬浮于稀释剂中,生产过程中压力和温度较低。淤浆法工艺是生产HDPE的主要方法。环管淤浆法工艺主要用于生产HDPE和LLDPE,其典型代表工艺有Chevron Phillips工艺、Borealis公司的Borstar工艺和Ineos公司的Innovene S工艺。釜式淤浆法工艺只适合于生产HDPE树脂,其典型代表有LyondellBasell公司的Hostalen工艺、三井化学/Prime聚合物公司的CX工艺和Equistar-Maruzen工艺等。

① 环管淤浆法Chevron Phillips聚乙烯工艺 该工艺的环管反应器带有夹套闭路冷却水系统,可生产HDPE、MDPE、LLDPE,产品3质量稳定性高。产品密度范围为0.916~0.970g/cm,MFR为0.15~100 g/10min的乙烯均聚物和共聚物。通常反应压力为4.2MPa,反应温度90~109℃。

② 环管淤浆法Borstar聚乙烯工艺 该工艺是Borealis公司成功开发的生产双峰聚乙烯工艺,主要由环管淤浆反应器和气相流化床反应器串联而成,可根据需要控制产品的分子量分布。采用Z-N催化剂,3产品密度范围为0.918~0.970g/cm,MFR范围为0.02~100g/10min。环管淤浆反应器反应压力为6.5MPa,反应温度为90~109℃。气相流化床反应器反应压力为2.0MPa,反应温度为80~110℃。Borstar工艺可生产双峰和单峰LLDPE、MDPE和HDPE,该工艺单线最大的设计能力可达30万吨/年。

③ 环管淤浆法Innovene S聚乙烯工艺 该工艺采用双环管淤浆反应器串联工艺,采用钛系或铬系催化剂,通常反应压力为4.2MPa,反应温度为90~109℃,单程转化率为96%,产品密度范围3为0.939~0.961g/cm,分子量范围为3万~25万,可以生产双峰聚乙烯产品。

④ 釜式淤浆法Hostalen聚乙烯工艺 LyondellBasell公司的Hostalen工艺采用并联或串联的两台搅拌釜式反应器进行淤浆聚合,用于生产具有单峰、双峰或宽峰分子量分布,高分子量部分具有特定共聚单体含量的HDPE。Hostalen工艺采用钛系催化剂,反应压力为1.0MPa,温度为76~85℃,共聚单体为丁烯,产品密度范围为0.9393~0.961g/cm,分子量范围:5万~25万。生产每吨产品的物耗、能耗为:乙烯和共聚单体1.015t,蒸汽400kg,电力350kW·h,冷却水165m。该技术目前单线最大生产能力可达到35万吨/年,该技术可生产薄膜料、中空料和管材料等。

⑤ 釜式淤浆法CX聚乙烯工艺 三井化学/Prime聚合物公司的CX工艺采用串联的2~3台搅拌釜式反应器,可生产HDPE、MDPE、双峰聚乙烯。典型的反应条件温度为70~90℃,压力低于1.03MPa,树3脂产品密度范围为0.930~0.970g/cm,MFR范围为0.01~50g/10min。生产每吨产品的物耗、能耗为:乙烯和共聚单体1.010t,电力305kW·3h,蒸汽340kg,冷却水190t,氮气30m。

⑥ 釜式淤浆法Equistar-Maruzen聚乙烯工艺 该工艺为双峰

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