聚乙烯塑料生产工艺

1、前言塑料工业是一门新兴的工业。从十九世纪中叶以后，以樟脑和硝酸纤维素混合制得的可塑性物质为塑料工业的诞生开辟了道路。二十世纪以来，人们用化学合成的方法，制成了一系列具有天然树脂性能的合成树脂。从此，塑料工业便开始迅速发展起来，塑料成为国民经济各个领域中不可缺少的材料。当前，塑料工业已是世界上发展最迅速的工业领域之一。1950年全世界塑料产量为150万吨，1960年发展到690万吨，1970年达到3000万吨，1979年达到6344万吨。据国外预测，到1985年，全世界塑料的总产量可达1亿吨，到2000年世界塑料产量将超过3.5亿吨。在可以预见的未来，全世界可生产的塑料不仅在体积上将超过钢铁，而

2、且在重量上也将于钢铁相当。未来的世界将是一个“塑料的世界”。聚乙烯具有优良的耐低温性，耐化学药品的侵蚀性，突出的电源绝缘性，同时并能耐高压、耐辐射性。由于聚乙烯仅由碳、氢二种元素所组成，没有极性元素的存在，所以它还有着良好的抗水性。聚乙烯按其生产方法的不同，有高压法聚乙烯、中压法聚乙烯和低压法聚乙烯三种之分。三种方法各有优缺点，在工业上是并存的。聚乙烯的性能随制造方法的不同，于分子结构有关；可分为低密度与高密度。通常，由高压法制得的聚乙烯叫做“低密度密度”，而由中压法或低压法制得的聚乙烯叫做“高密度聚乙烯”。除此之外，还有低分子量聚乙烯，超高分子量聚乙烯，交联聚乙烯，氯化聚乙烯，氯磺化聚乙烯，

3、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等多种聚乙烯及其共聚物。随着各种改性技术和复合技术的发展，聚乙烯正在向一些新的应用领域渗透。 第一章聚乙烯性能1.1聚乙烯物理性质聚乙烯在薄膜状态下可以被认为是透明的，但是在块状存在的时候由于其内部存在大量的晶体，会发生强烈的光散射而不透明。聚乙烯结晶的程度受到其枝链的个数的影响，枝链越多，越难以结晶。聚乙烯的晶体融化温度也受到枝链个数的影响，分布于从90摄氏度到130摄氏度的范围，枝链越多融化温度越低。聚乙烯单晶通常可以通过把高密度聚乙烯在130摄氏度以上的环境中溶于二甲苯中制备。聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃

4、烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC，低密度聚乙烯熔点较低（112oC）且范围宽。常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中。聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙

5、烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。1.2聚乙烯化学性质聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的 7 第三章聚乙烯加工与应用3.1加工与应用可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工，广泛应用于制造薄膜、中空制品、纤维和日用杂品等。在实际生产中，为了提高聚乙烯对紫外线和氧化作用的稳定性，改善加工及使用性能，需加入少量塑料助剂。常用的紫外线吸收剂为邻羟基二苯甲酮或其烷氧基衍生物等，炭黑是优良的紫外线屏蔽剂。此外，还加

6、入抗氧剂、润滑剂、着色剂等，使聚乙烯的应用范围更加扩大。3.2工业现状目前PE催化剂已经发展到第三代，日本三井化学和陶氏化学合作开发出新一代茂金属催化剂。与传统茂金属和Z-N型催化剂不同，该催化剂可使极性单体如甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等与烯烃共聚，从而可用于开发具有粘结性、耐油性及气体阻隔性能的全新聚烯烃树脂。我国非常重视PE生产技术，PE生产技术创新一直被列入国家技术创新计划项目。针对国内PE生产以气相法工艺为主，产品牌号切换困难、过渡料多的问题，近年来国内PE生产企业纷纷开展了以现有聚乙烯生产技术改造为依托，气相法聚乙烯冷凝、超冷凝工艺和淤浆法聚乙烯外循环工艺的开发工作，并取得实效。目前

7、我国工艺的大部分生产装置已经采用国产冷凝技术进行了改扩建，产量已经超出装置原设计能力120200。 8 结论塑料工业已是世界上发展最迅速的工业领域之一，是一种产量最大、用途广泛的热塑性通用材料，简称PE。它是由乙烯加聚而成的高分子。聚乙烯按其生产方法的不同，有高压法聚乙烯、中压法聚乙烯和低压法聚乙烯三种之分。三种方法各有优缺点，在工业上是并存的。聚乙烯的性能随制造方法的不同，于分子结构有关；可分为低密度与高密度。通常，由高压法制得的聚乙烯叫做“低密度密度”，而由中压法或低压法制得的聚乙烯叫做“高密度聚乙烯”。除此之外，还有低分子量聚乙烯，超高分子量聚乙烯，交联聚乙烯，氯化聚乙烯，氯磺化聚乙烯，

8、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等多种聚乙烯及其共聚物。随着各种改性技术和复合技术的发展，聚乙烯正在向一些新的应用领域渗透。 9 参考文献氯乙酰氯的生产工艺与技术路线的选择2.1 氯乙酰氯的合成工艺路线氯乙酰氯文献报道有十余种合成路线。目前工业化或具有工业化前景的主要有乙酸直接氯化法、氯乙酸氯化法、乙酰氯氯化法和（双）乙烯酮氯化法等四条路线。2.1.1 乙酸氯化法乙酸直接氯化法是以乙酸和氯气为原料生产氯乙酰氯。传统的方法是采用氯磺酸、二氯化二硫为反应助剂，采用氯气两级氯化乙酸得到氯乙酰氯。2.1.2 氯乙酸氯化法氯乙酸氯化法是应用最早、目前应用最广的一种，工艺过程较为简单，缺点是生产周期长，收率80%9

9、5%。2.1.2.1 氯化硫氯化法以二氯化二硫和氯气为氯化剂，2.1.2.2 三氯化磷氯化法三氯化磷氯化法是目前国内氯乙酰氯主要合成技术。2.1.2.3 光气氯化法光气氯化法是将氯乙酸在90130和催化剂2.1.3 乙酰氯氯化法先由乙酸或醋酐制成乙酰氯，再进一步合成氯乙酰氯。2.1.4 乙烯酮氯化法乙烯酮法是目前国外大规模工业化的主要生产路线。 2.2 氯乙酰氯合成路线比较氯乙酰氯的生产方法有许多种，目前国内实现工业化的主要有：乙酸直接氯化合成工艺、氯乙酸-氯气合成工艺、氯乙酸-光气合成工艺、氯乙酸-三氯化磷合成工艺、乙烯酮氯气合成工艺等生产方法；国外实现工业化的方法还有乙酰氯氯气工艺、一氧化

10、碳一二氯甲烷工艺、三氯乙烯水合工艺和二氯乙烯氧化工艺等生产方法。2.3 氯乙酰氯生产工艺研究及进展湖南化工研究院江苏石油化工学院2.4 氯乙酰氯质量指标表2.2 国内氯乙酰氯质量指标表项目级别优级一级合格品氯乙酰氯99.599.098.5二氯乙酰氯0.51.0% 1.5% 外观无色透明液体，无可见杂质。质量标准：Q/DQFJ001-2002摘要本设计中介绍聚乙烯的用途、聚乙烯的发展前景、工业生产所采用的最新技术、所采用的设备等内容。主要研究低密度聚乙烯的合成方法、工艺条件，并对其反应前后物料进行了计算。关键词聚乙烯高压聚合聚合物前言聚乙烯结构:.CHCHCHCHCHCHCHCH简称PE，是乙烯

11、经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的2CH单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯(22CHCH)的加成聚合而成的。在工业上，也包括乙烯与少量烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100),化学稳定性好能耐大多数酸碱的侵蚀(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能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度(0.910.96g3cm）的产物。高密度聚乙烯(HDPE),密

12、度0.9450.96克/立方厘米，熔点125137摄氏度。聚乙烯（PE）是通用合成树脂中产量最大的品种，主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）及一些具有特殊性能的产品。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。也适用于各种浆点、粉点、撒粉、涂布机及喷胶机产品；广泛用于服装、服装面料复合、制鞋、包装、书籍、无线装订、儿童玩具、家电等行业。合剂的首选材料。高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。各种等级HDPE的独有特性是四种基本变量的适当结合：密度、分子

13、量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。聚合实施方法：淤浆法、溶液法、气相法产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量生产方法：高压法、低压法、中压法高压法用来生产低密度聚乙烯，这种方法开发得早，用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3,但随着生产技术和催化剂的发展，其增长速度已大大落后于低压法。低压法就其实施方法来说，有淤浆法、溶液法和气相法。2 淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产

14、中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯。近年来，各种低压法工艺发展很快。本设计中采用高压淤浆法合成低密度聚乙烯。聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。 高密度聚乙烯，英文名称为“High Density Polyethylene”，简称为“HDPE”。HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。

15、PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。聚乙烯是最广为人知的高分子塑料，是聚烯烃的典型代表。在塑料材料中，聚乙烯是用量最大的品种。它是由乙烯聚合成的高分子材料，其分子式为22()nCHCH，是一种生态环保的碳氢化合物。聚乙烯的用途十分广阔，制管材、管件是聚乙烯的重要用途之一。我国PE树脂开发始于20世纪50年代，近年来我国聚乙烯工业发展较快，除现有生产装置挖潜外，还建设

16、了新的生产装置。1998年齐鲁石化公司建成14万吨/年。低密度PE装置，上海石化公司10万吨/年线性低密度PE装置也建成投产，2001年，燕山石化公司20万吨/年低密度PE装置投产，2001年下半年上海石化公司采用北欧化工公司北星双峰级PE工艺建成25万吨/年全密度PE（双峰级）装置，成为我国最大的PE装置，该装置单线最大设计能力可达30万吨/年。扬子石化公司20万吨/年高密度PE装置也于2002年底投产。这些装置的建成投产提高了我国PE的自给能力。2001年我国PE产量达到312.24万吨，创历史最高记录，2001年PE产量占合成树脂总产量的25.9%。我国聚乙烯产品的生产能力分别为：线性低

17、密度聚乙烯（LLDPE）113万吨/年，高密度聚乙烯（HDPE）70万吨/年，低密度聚乙烯（LDPE）68万吨/年，超高分子量聚乙烯（UHMPE）1万吨/年。我国2001年PE表观消费量为723万吨。预计2005年PE产量可达492万吨，LDPE、LLDPE和HDPE产量分别为128万吨、155万吨和209万吨。但我国3 PE产量尚不能满足需求，预计PE进口将从现在300万吨/年增加到2005年500600万吨/年。目前聚乙烯工业生产中所采用的新技术有：原位法技术、冷凝及超冷凝技术、不造粒技术、共聚技术、反应器新配置及双峰技术。1.聚乙烯的生产工艺1.1主要原料乙烯结构式22CHCH是最简单的

18、烯烃，常压下是略带芳香气味的无色可燃性气体。物理参数如表1所示。表1 乙烯物理参数相对分子质量熔点/沸点/相对密度（液体，-103.8/临界温度/28.05 -169.4 -103.8 0.5699 9.90 临界压力/MPa自燃点/聚合热/（kJ/mol）爆炸极限，4.79 5.37 95 3.0234 乙烯几乎不溶于水，化学性质活泼。与空气混合能产生爆炸性混合物。是石油化工的基本原料。乙烯来源于液化天然气、液化石油气、轻柴油、重油或原油等经裂解产生的裂解气中分出；也可由焦炉煤气分出；还可由乙醇脱水制得。1.2高压聚合生产工艺乙烯高压聚合是以微量氧或有机过氧化物为引发剂，将乙烯压缩至147.1245.2MPa高压下，在150290的条件下，乙烯经自由基聚合反应转变成为聚乙烯的聚合方