文档介绍：高密度聚乙烯在线转产低密度聚乙烯的研究
中国神华包头煤化工有限责任公司谢凡赵飞
摘要:UNIPOL 聚乙烯装置在生产高密度聚乙烯是由乙烯自聚而成,而低密度聚乙烯是加入丁烯等产品和乙烯共聚生成,由于两种反应属于不同类型聚合,因此在线转产也带来了一定的风险。在这过程中受到产品密度、熔融指数、静电等影响,要求在操作过程中把握好反应温度、反应压力、乙烯分压、氢气浓度、丁烯浓度的控制。为了控制产生过多过渡料,满足生产效益,降低生产成本,达到平稳生产的目标,对操作提出更高的要求。
关键词:UNIPOL 聚乙烯;产品密度;熔融指数;静电UNIPOL 聚乙烯采用低压气相流化床聚合工艺,可利用多种催化剂进行生产,其中有UCAT-J,UCAT-B,UCAT-G,XCAT-HP,BMC-200, g/cm3 。
本文重点介绍由UCAT-J 催化剂生产的高密度聚乙烯DMDA-8007 转产低密度聚乙烯DFDA-7042 过程控制,DMDA-8007 g/cm3,DFDA-7042 。表格1 将两种产品的综合性能进行了对比。
表1 产品综合性能
熔融指数(MI)对于UCAT-J 催化剂生产的树脂产品,MI 主要是由氢气/乙烯比来控制的,在这里氢气是一个链转移剂,共聚单体也起到链转移剂的作用但是比氢气在程度上要小了很多。在固定的氢气/乙烯比时反应温度的增加也导致MI 的增加。
反应参数影响催化剂产率,也影响树脂的MI。例如,较低的反应温度降低氢气的反应,反应器温度降低为了保持一个固定的MI 必须增加氢气/乙烯比来补偿这个影响。然而氢气/乙烯比的增加将降低催化剂的活性和循环气的撤热能力,这些因素可以极大的降低反应器的能力,因此这些因素要和树脂的粘结温度进行平衡来决定反应条件。
在转牌号实际操作中,为了取得高的目标等级产品和均匀的产品质量,有两点是要遵守的,(1)作为链转移剂,氢气的消耗是非常小的,因此要在有限的时间内降低气相中氢气的浓度。如果要求快速的降低树脂的MI,需要循环气的排放。(2)至少需要三个床层物料的置换,才能改变全部床内树脂的MI。
树脂密度树脂的密度主要是由共聚单体/乙烯比来控制的,也就是由共聚反应的丁烯或己烯支链控制的,因此增加共聚单体/乙烯比可以降低树脂密度。同时反应温度对密度有提高的影响。树脂密度主要是决定聚合物的结晶度、融融温度和机械性能,当前使用的共聚单体是丁烯-1 和己烯-1。
催化剂产率催化剂产率随乙烯分压增加而增加,催化剂的产率随反应温度和氢气/乙烯比的增加而降低,催化剂的产率随着共聚单体/乙烯比增加而增加。
除了乙烯分压外其他的反应参数中,氢气/乙烯比是对催化剂活性单个影响最大的,当氢气/乙烯比下降时催化剂产率增加。共聚单体对催化剂活性有稳定的作用,共聚单体的存在增加催化剂的活性。反应温度对催化剂产率有降低的作用,这个影响在生产HDPE 的整个反应温度范围存在。氢气的响应度随着反应温度的降低而降低,因此在考虑产率时要将反应温度和氢气/乙烯比的影响结合在一起考虑。
如果Al/Ti 低于35 或某一比值时产率下降,这就是UNIPOLPE 工艺中共知的TEAL 饥饿现象