工业气相聚乙烯质量指标在线估计控制及应用

严敏

扬子石化塑料厂 江苏南京 210048

中聚乙烯作为乙烯单体聚合的产物，聚乙烯优良的物理性能以及对应的化学性能就使得其在诸多行业之中得到广泛的应用，但是考虑到聚乙烯本身结构的基本原因，在部分的应用还存在一定的限制。所以，本文主要是针对聚乙烯进行分析，针对其生产工艺进行综合的阐述，希望可以对后续的研究提供参考价值[1]。

1 聚乙烯材料的工业现状

近年来，聚乙烯技术已直接纳人国家创新计划。不难看出，我国对聚乙烯材料的重视程度越来越高。目前聚乙烯生产工艺主要采用气相法，但不可避免地会出现各种问题，如过渡材料较多，这是目前普遍存在的问题。因此，要解决这一问题，需要投人大量的人力物力，希望对气相法进行合理的改进，从而实现聚乙烯生产工艺的改进。目前，聚乙烯催化剂已发展到第三代，也是应用最广泛的一代。与前两代催化剂相比，第三代催化剂可以催化极性单体与乙烯的聚合，从而直接生产出新一代聚烯烃材料。通过材料的不断更新换代，可以使新型聚烯烃材料的性能更加优异。

2 聚乙烯生产工艺技术探讨

2.1 UNIPOL气相法工艺技术

在实际探讨中，以气相流化床Unipol聚乙烯工艺来进行阐述。这对化学聚乙烯工艺，其主要是针对原料净化供给、聚合反应等多个工作供需，针对本工艺，其来源于上实际60年的气相流化床PE工艺，这一种工艺属于高效规划及体系，利用无载体催化剂的使用，再搭配三乙基铝作为助催化剂，其本身拥有安全、简单、经济、灵活等特性，只需要一台流化床主反应器，就可以满足高低密度产品的生产，并且也可以确保产品性能在调节操作下保持一致。其工艺特点在于，通过超冷凝态操作的配合，也就是所谓的超冷凝态气相流化床工艺，因为其超冷凝操作能够有效移走反应热，这样就可以在不增加体积的前提下，实现反应器最大的生产能力，如，通过反应器液相的比例能够抍45%，这样就可以提升200%的生产能力，并且有利于投资的节约。另外，考虑到实际的公益路线较短，对于材质也不会有特殊的要求，其主反应器和之下的设备，都属于普通的碳钢，其管材之中也有65%是利用的普通碳钢，再加上占地面积较少，拥有较大的装置生产潜力，性能良好，所以，其竞争性良好[2]。

2.2 釜式法生产工艺

在生产聚乙烯中，经常会使用高压釜式反应器（带搅拌器），这样就可以充分的搅拌乙烯原料和催化剂，在配合上聚合反应速度，就可以满足实际生产效率的提高。目前，釜式反应器使用相对较少，可以通过优化设计处理，从而实现对聚乙烯产品的获取，但是因为其存在生产工艺控制的难度，所以，对于正常的生产也会带来影响。釜式生产属于绝热法，如果没有直接从反应器之中移出热能，再加上其本身作为高放热的反应，这样就可能会导致爆炸问题的出现。同时，还应该基于不同点的分析与考虑，能够将冷乙烯直接注入釜式反应器之中，从而降低反应器的实际问题，这样就可以避免安全事故的出现，确保其能够稳定的生产。在实现釜式反应器技术持续改造之中，还可以将反应釜的基本作用提上去，从而降低其安全方面的风险，这样也有利于生产安全性的维护。考虑到釜式反应器的生产效率问题，其本身的转化率偏低，再加上操作压力，所以，就需要做好聚乙烯生产工艺的对比处理，并且基于实际的要求，合理的选择生产工艺与技术，这样才可以确保聚乙烯的实际产量，同时也可以在提升产品品质的同时，达到市场化的需求。

3 质量控制

3.1 热压温度的确定

热压纤维法指的是在一定温度和压力下直接热压纤维，使纤维表面熔融而内部不熔。表面熔融的部分冷却重结晶形成基体相，内部未熔的纤维成为复合材料的增强体。这一方法的关键是选择合适的热压温度，若热压温度过低，表面纤维熔融不充分，熔融态高密度聚乙烯量过少，不足以填充纤维间的空隙，故而不能形成较为完整的基体相。若热压温度过高，纤维熔化较多，纤维含量减少，最终导致力学性能增强效果不明显。通常选定的热压温度应接近或略低于聚合物纤维的熔点。从Fig．2可知HDPE纤维的熔点为130．6℃，因此选择130℃作为热压温度[3]。

3.2 HDPESPC的微观结构

Fig．3(a)为热压纤维法得到的HDPESPC的光学显微镜照片。在样品中有大量定向排列的纤维，且纤维结构完整，排列紧凑。表面的纤维熔融后渗透到纤维的间隙中，填充了纤维间的空隙，在一定压力下热压，可以使熔融态的HDPE填充得更加严实，然后经过冷却结晶形成基体相。Fig．3(b)是膜层堆叠法制备的HDPESPC的纤维照片。加热后，熔融的HDPE薄膜与未熔的纤维较好地结合在一起。虽然部分纤维熔化，但未熔的纤维仍然具有明显的取向。与热压纤维法制得的样品相比，膜层堆叠法制备样品的纤维取向较乱，可能是薄膜熔融挤压造成的。

4 结语

总而言之，希望通过本文对聚乙烯生产工艺技术的分析，能够实现聚乙烯生产效率的提高，能够达到石油化工生产的要求。并且基于不同的特点，还需要考虑到对应的生产技术，这样才能够保证品质，确保其满足设计要求[4-5]。