催化剂的资料

催化剂科技名词定义中文名称：催化剂英文名称：catalyst定义：能提高化学反应速率，而本身结构不发生永久性改变的物质。如蛋白质性酶和具有催化活性的RNA。应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞化学（二级学科）以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片催化剂对反应速率的改变在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（也叫触媒）根据国际纯粹化学和应用化学联合会(IUPAC)1981年的定义：催化剂是一种增加反应速率但不改变反应总标准吉布斯自由能的物质。催化剂在化学反应中引起的作用叫催化作用。催化剂在工业上也称为触媒。催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样，具有高度的选择性（或专一性）。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，例如二氧化锰在氯酸钾受热分解中起催化作用，加快化学反应速率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。某些化学反应并非只有唯一的催化剂，例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等等。初中课本上定义：在化学反应里能改变（加快或减慢）其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后（反应过程中会改变）都没有发生变化的物质叫做催化剂，又叫触媒。其物理性质可能会发生改变，例如MnO2在催化氯酸钾生成氯化钾和氧气的反应前后由块状变为粉末状。也有一种说法，催化剂先与反应物中的一种反应，然后两者的生成物继续在原有条件下进行新的化学反应，而催化剂反应的生成物的反应条件较原有反应物的反应条件有所改变。例如：向H2O2溶液中滴加FeCl3溶液，可发生下列反应：H2O2+2Fe3+==2Fe2++O2+2H+，H2O2+2Fe2++2H+==2Fe3++2H2O可以看到，第一个反应生成的2Fe2++2H+在第二个反应中马上反应掉，又变回2Fe3+，和第一个反应正好抵消。在这里Fe3+就起着催化剂作用。催化剂原先因发生化学反应而生成的物质会在之后进一步的反应中重新生成原有催化剂，即上面提到的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化。物质叫做助催化剂。助催化剂在化学工业上极为重要。例如，在合成氨的铁催化剂里加入少量的铝和钾的氧化物作为助催化剂，可以大大提高催化剂的催化作用。钯催化剂被广泛应用于工业催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位，现在几乎有半数以上的化工产品，在生产过程里都采用催化剂。例如，合成氨生产采用铁催化剂，硫酸生产采用钒催化剂，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中，都采用不同的催化剂。据统计，约有80%~85%的化工生产过程使用催化剂（如氨、硫酸、硝酸的合成，乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，石油、天然气、煤的综合利用，等等），目的是加快反应速率，提高生产效率。在资源利用、能源开发、医药制造、环境保护等领域，催化剂也大有作为，科学家正在这些领域探索适宜的催化剂以期在某些方面有新的突破。催化剂显然是参加了反应，只是作为一个反应中介，在反应前后总量不变（注意，不是在反应中总量不变），而使得加快或减缓反应速度的一种物质。比如有反应A+B=C而A+R=X，X+B=C+R这样反应的话，速度会和上式不一样，则R在反应前后问题没有变化，则可说R是反应A+B=C的催化剂。行业发展趋势美国Freedonia集团日前发布的最新研究报告显示，未来5年虽然全球化工行业仍将维持健康发展的势头，但化工催化剂需求增速将是所有催化剂终端领域中最慢的，尤其是有机合成催化剂需求近期将受到医药工业缺乏新产品的不利影响，然而这种不利的影响会被非洲、亚太、东欧和中东地区石化工业的扩能所弥补；聚合催化剂的需求增速则将是所有催化剂品种中最快的，主要原因是非洲和中东地区聚合物产能的快速扩张；由于加氢处理催化剂需求量稳步增长以及非洲、中东和亚太地区油品产量较高，炼油催化剂需求也将非常强劲。全球都在通过减少车用燃料的含硫量来减轻空气污染，这将继续增加催化剂的装载量。据Freedonia称，未来5年全球催化剂市场需求的年均增速有望接近6%，到2012年全球催化剂市场份额将达到163亿美元。其中，北美市场占32%的市场份额，亚太占31%，西欧占21%，东欧、拉美占9%，非洲、中东占7%。如果按需求量计算，未来5年全球催化剂有望以年均2%的速度增长，到2012年全球催化剂市场需求量将达到530万吨。编辑本段选择性催化剂[2]有的是单一化合物，有的是络合化合物，有的是混合物。催化剂有选择性，不同的反应所用的催化剂有所不同，例如淀粉氧化用的催化剂以NaClO2作氧化剂，Ni2+、Fe2+、Cu2+等催化作用较好;若用H2O2作氧化剂时，Fe2+、Mn2+等效果好，而Ni2+、Cu2+、Co2+等效果较差;当用KMnO4为氧化剂时，而是自身反应产生的Mn2+作催化剂，但Fe2+、Ni2+、Cu2+等均无催化作用。同一反应也有不同效果的催化剂，例如聚乙烯醇缩甲醛化反应，以酸作催化剂，其效果是盐酸(HCl)>硫酸(H2SO4)>磷酸(H3PO4)。同是苯酚与甲醛反应合成酚醛树脂，使用氢氧化钠、氢氧化钡、盐酸、氨水、草酸、醋酸、甲酸、硫酸、磷酸、氧化镁、氧化锌等催化剂，其产品性能都有所不同。编辑本段使用和发展催化剂[3]用量很少，一定要选用得当，最好使用混合型催化剂。无机酸、碱、盐催化剂都有一定的腐蚀性和毒害性;有机类催化剂多数易燃，甚至有爆炸性，还有毒性，像三氟化硼一乙醚络合物属剧毒物，在处理、储存和使用时都要注意安全。催化剂的发展应是高效化、低腐蚀化、纳米化、环保化。高效可以用量更少，低腐蚀可减少对设备的损害，纳米化可使金属氧化物催化剂效率更高，环保化有益于健康和环境友好。编辑本段制造方法综述催化剂制造催化剂的每一种方法，实际上都是由一系列的操作单元组合而成。为了方便，人们把其中关键而具特色的操作单元的名称定为制造方法的名称。传统的方法有机械混合法、沉淀法、浸渍法、溶液蒸干法、热熔融法、浸溶法（沥滤法）、离子交换法等，近十年来发展的新方法有化学键合法、纤维化法等。机械混合法将两种以上的物质加入混合设备内混合。此法简单易行，例如转化-吸收型脱硫剂的制造，是将活性组分（如二氧化锰、氧化锌、碳酸锌）与少量粘结剂(如氧化镁、氧化钙)的粉料计量连续加入一个可调节转速和倾斜度的转盘中，同时喷入计量的水。粉料滚动混合粘结，形成均匀直径的球体，此球体再经干燥、焙烧即为成品。乙苯脱氢制苯乙烯的Fe-Cr-K-O催化剂，是由氧化铁、铬酸钾等固体粉末混合压片成型、焙烧制成的。利用此法时应重视粉料的粒度和物理性质。沉淀法此法用于制造要求分散度高并含有一种或多种金属氧化物的催化剂。在制造多组分催化剂时，适宜的沉淀条件对于保证产物组成的均匀性和制造优质催化剂非常重要。通常的方法是在一种或多种金属盐溶液中加入沉淀剂（如碳酸钠、氢氧化钙），经沉淀、洗涤、过滤、干燥、成型、焙烧(或活化)，即得最终产品。如果在沉淀桶内放入不溶物质（如硅藻土），使金属氧化物或碳酸盐附着在此不溶物质上沉淀，则称为附着沉淀法。沉淀法需要高效的过滤洗涤设备，以节约水，避免漏料损失。浸渍法将具有高孔隙率的载体（如硅藻土、氧化铝、活性炭等）浸入含有一种或多种金属离子的溶液中，保持一定的温度，溶液进入载体的孔隙中。将载体沥干，经干燥、煅烧，载体内表面上即附着一层所需的固态金属氧化物或其盐类(图1)。浸渍法可使催化活性组分高度分散，并均匀分布在载体表面上，在催化过程中得到充分利用。制备含贵金属（如铂、金、锇、铱等）的催化剂常用此法，其金属含量通常在1%以下。制备价格较贵的镍系、钴系催化剂也常用此法，其所用载体多数已成型，故载体的形状即催化剂的形状。另有一种方法是将球状载体装入可调速的转鼓(图2)内，然后喷入含活性组分的溶液或浆料，使之浸入载体中，或涂覆于载体表面。喷雾蒸干法用于制颗粒直径为数十微米至数百微米的流化床用催化剂。如间二甲苯流化床氨化氧化制间二甲腈催化剂的制造，先将给定浓度和体积的偏钒酸盐和铬盐水溶液充分混合，再与定量新制的硅凝胶混合，泵入喷雾干燥器内，经喷头雾化后，水分在热气流作用下蒸干，物料形成微球催化剂，从喷雾干燥器底部连续引出。热熔融法热熔融法是制备某些催化剂的特殊方法，适用于少数不得不经过熔炼过程的催化剂，为的是借助高温条件将各个组分熔炼称为均匀分布的混合物，配合必要的后续加工，可制得性能优异的催化剂。这类催化剂常有高的强度、活性、热稳定性和很长的使用寿命。主要用于制造氨合成所用的铁催化剂。将精选磁铁矿与有关的原料在高温下熔融、冷却、破碎、筛分，然后在反应器中还原。浸溶法从多组分体系中，用适当的液态药剂（或水）抽去部分物质，制成具有多孔结构的催化剂。例如骨架镍催化剂的制造，将定量的镍和铝在电炉内熔融，熔料冷却后成为合金。将合金破碎成小颗粒，用氢氧化钠水溶液浸泡，大部分铝被溶出（生成偏铝酸钠），即形成多孔的高活性骨架镍。离子交换法催化剂某些晶体物质（如合成沸石分子筛）的金属阳离子（如Na）可与其他阳离子交换。将其投入含有其他金属（如稀土族元素和某些贵金属）离子的溶液中，在控制的浓度、温度、pH条件下，使其他金属离子与Na进行交换。由于离子交换反应发生在交换剂表面，可使贵金属铂、钯等以原子状态分散在有限的交换基团上，从而得到充分利用。此法常用于制备裂化催化剂，如稀土-分子筛催化剂。发展中的新方法①化学键合法。近十年来此法大量用于制造聚合催化剂。其目的是使均相催化剂固态化。能与过渡金属络合物化学键合的载体，表面有某些官能团(或经化学处理后接上官能团)，如-X、-CH2X、-OH基团。将这类载体与膦、胂或胺反应，使之膦化、胂化或胺化，然后利用表面上磷、砷或氮原子的孤电子对与过渡金属络合物中心金属离子进行配位络合，即可制得化学键合的固相催化剂，如丙烯本体液相聚合用的载体──齐格勒－纳塔催化剂的制造。②纤维化法。用于含贵金属的载体催化剂的制造。如将硼硅酸盐拉制成玻璃纤维丝，用浓盐酸溶液腐蚀，变成多孔玻璃纤维载体，再用氯铂酸溶液浸渍，使其载以铂组分。根据实用情况，将纤维催化剂压制成各种形状和所需的紧密程度，如用于汽车排气氧化的催化剂，可压紧在一个短的圆管内。如果不是氧化过程，也可用碳纤维。纤维催化剂的制造工艺较复杂，成本高。编辑本段其他解释催化剂：AMD(ATI)显卡驱动程序的名称（Catalyst）AMD(ATI)RadeonHD2400/HD2600/HD2900/HD3400/HD3600/HD3800/HD4350/HD4550/HD4600/HD4650/HD4670/HD4770/HD4800/HD4850X2/HD4870X2/HD4890系列显卡催化剂驱动9.8正式版ForWinXP（2009年8月15日发布）AMD高级市场经理IanMcNaughton今天不仅在其博客中介绍了在QuakeCon2009大会上的新品展示问题，还提前放出了催化剂9.8驱动包，。由于尚未公开发行，所以无法得知具体更新，从INF文件看，催化剂9.8版本号8.640，编译于7月14日，支持全系列RadeonHD2000/3000/4000桌面显卡和对应的集成与专业型号，而且发布不久的785G整合芯片组核心RadeonHD4200和第二款40nm桌面产品RadeonHD4750都已位列其中，但没有国内专用卡RadeonHD4860，官方网站会在17日正式公开。另外，从文件来看今天发布的都是集成催化剂控制中心(CCC)和相关程序的完整版本，虽然仅带有英文语言，但如果你已经安装了简体中文的旧版驱动，升级过程中就是熟悉的中文界面，完成后就能得到简体中文的催化剂9.8了，推荐玩家下载更新AMD如期发布了催化剂10.3WHQL官方正式版，无论功能特性还是游戏性能，以及可靠性和稳定性，都跃上了一个新台阶，属于绝对重量级的新驱动。事实上，催化剂10.3驱动是AMD用来对付NVIDIAGF100的关键武器，理论上应该让RadeonHD5850/GeForceGTX470、RadeonHD5870/GeForceGTX480分别持平甚至小有胜出，而且本月底还有RadeonHD5870Eyefinity6六屏输出版，将凭借2GBGDDR5的更大容量显存占据优势地位，如此种种都在一定程度上迫使NVIDIA推迟了新卡的发售，并抓紧研发新驱动，双方的竞争也到了剑拔弩张的地步。其实催化剂10.3原本计划在本月中旬前后发布，但为了等待竞争对手而潜伏至今，一周前的预览版反而更新一些：正式版编译于3月2日，显示版本号8.712，通过了微软WHQL认证，而预览版编译于3月13日，版本号8.712.3，没有微软认证，但增加了5870Eyefinity6的有关更新和《异形大战铁血战士》的进一步优化。一、催化剂10.3WHQL正式版新特性1．“CatalystMobility”同时每月例行支持移动显卡。从本月开始，AMD催化剂驱动不但针对桌面显卡每月升级一次，也会同时照顾到移动显卡，全面支持MobilityRadeonHD2000/3000/4000/5000系列显卡和大多数主要OEM/ODM笔记本厂商的产品，不过操作系统仅限WindowsVista/7。2．催化剂控制中心ATIEyefinity多屏输出技术增强1)、显示边缘补偿：提供简单易用的向导模式，帮助用户调整多台显示器布局，消除被边框占据的像素。2)、每显示器色彩调整：针对每台显示器独立进行色彩、亮度、对比度的控制。3)、多显示器编组：使用多台显示器创建不止一个ATIEyefinity群组。4)、改进显示配置切换：支持于ATIEyefinity群组和AtomCCC配置档案管理器，以及在克隆、扩展桌面模式之间简单切换。3．支持3D立体眼镜AMD已经升级了Direct3D显示驱动，支持四缓冲(QuadBuffer)，从而能够启用iZ3D等第三方厂商的中间件，在120Hz刷新率显示器上输出左右立体图像。4．Linux催化剂10.3Linux版本这次主要增加了对RedHatEnterpriseLinux5.5的初步支持。二、催化剂10.3WHQL正式版游戏性能改进这大概是催化剂有史以来游戏性能提升范围最广泛的一次了，主要面向RadeonHD5000/4800系列最新显卡，涉及3款基准性能测试程序和多达17款游戏，其中《尘埃2》、《鹰击长空》等游戏尤为突出，而其他程序和游戏虽然提升幅度普遍都是个位数，但如此长期累积下来的效果也是相当惊人的。3DMarkVantage：5000系列总分提升最多8%，5800系列显卡子项得分提升最多4%，5000系列其他型号显卡子项得分提升最多3%。《异形大战铁血战士》：5000系列整体性能提升5%。《BattleForge》：5000系列提升最多8%，4800系列提升最多3%。《使命召唤：战争世界》：5800系列提升最多2%，4800系列提升最多6%。《英雄连》：5000系列提升最多6%，4800系列提升最多3%。《Crysis》/《CrysisWarhead》：5000系列提升最多6%，4800系列提升最多2%。《鬼泣4》：5000系列提升最多10%，4800系列提升最多6%。《尘埃2》：5970提升最多30%，5800系列提升最多20%，4800系列提升最多10%。《敌占区：雷神战争》：5800系列提升最多5%，5000系列提升最多3%，48000系列提升最多2%。《FarCry2》：5000系列提升最多6%，4800系列提升最多4%。《Left4Dead》/《Left4Dead2》：4800系列提升最多3%。《S.T.A.L.K.E.R.：普里皮亚季的召唤》(基准测试)：5000系列开启反锯齿的时候提升最多10%。《S.T.A.L.K.E.R.：晴空》：5970提升最多2%，5800系列提升最多2%。《生化危机5》：5000系列提升最多5%，4800系列提升最多3%。《鹰击长空》：5970提升最多15%，5800/5700系列提升最多20%，4800系列提升最多3%。UnigineTropics演示与测试程序：5000系列提升最多5%。《冲突世界》：5800系列提升最多5%，5700系列提升最多3%，4800系列提升最多5%。《德军总部》：5000系列提升最多4%，4800系列提升最多4%。三、催化剂10.3WHQL正式版问题修正新驱动又修复了多达35个各种问题，其中所有Windows3个、Windows713个、WindowsVista6个、WindowsXP5个、Linux8个。催化剂：由原意引申出来，指对事物发展具有促进作用的东西。如“情感的催化剂”，“工业革命的催化剂——战争”等生产方法分为高压法、低压法、中压法三种。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。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。中压法仅菲利浦公司至今仍在采用，生产的主要是高密度聚乙烯。高压法用氧或过氧化物等作引发剂，使乙烯聚合为低密度聚乙烯的方法。乙烯经二级压缩后进入反应器(图3)，在压力100～300MPa、温度200～300℃及引发剂作用下聚合为聚乙烯，反应物经减压分离，使未反应的乙烯回收后循环使用，熔融状的聚乙烯在加入塑料助剂后挤出造粒。（见彩图）所用聚合反应器有管式反应器(管长可达2000m)和釜式反应器两种。管式法流程的单程转化率20%～34%，单线年生产能力100kt。釜式法流程的单程转化率20%～25%，单线年生产能力180kt。低压法分淤浆法、溶液法和气相法三种，除溶液法外，聚合压力都在2MPa以下。一般步骤有催化剂的配制、乙烯聚合、聚合物的分离和造粒等。①淤浆法生成的聚乙烯不溶于溶剂而呈淤浆状。淤浆法聚合条件温和，易于操作，常用烷基铝作活化剂，氢气作分子量调节剂，多采用釜式反应器。由聚合釜出来的聚合物淤浆经闪蒸釜、气液分离器到粉料干燥机，然后去造粒（图4）。生产过程中还包括溶剂回收、溶剂精制等步骤。采用不同的聚合釜串联或并联的组合方式，可以得到不同分子量分布的产品。②溶液法聚合在溶剂中进行，但乙烯和聚乙烯均溶于溶剂中，反应体系为均相溶液。反应温度(≥140℃)、压力(4～5MPa)较高。特点是聚合时间短，生产强度大，可兼产高、中、低三种密度的聚乙烯，能较好地控制产品的性质；但溶液法所得聚合物分子量较低，分子量分布窄，固体物含量较低。③气相法乙烯在气态下聚合，一般采用流化床反应器。催化剂有铬系和钛系两种，由贮罐定量加入到床层内，用高速乙烯循环以维持床层流态化，并排除聚合反应热。生成的聚乙烯从反应器底部出料（图5）。反应器的压力约2MPa，温度85～100℃。气相法是生产线型低密度聚乙烯聚乙烯最主要的方法，气相法省去了溶剂回收和聚合物干燥等工序，且比溶液法节省投资15%和操作成本10%。为传统高压法投资的30%，操作费的1/6。因而得到了迅速发展。但气相法在产品质量及品种上有待进一步改进。中压法用负载于硅胶上的铬系催化剂，在环管反应器中，使乙烯在中压下聚合，生产高密度聚乙烯。加工和应用可用吹塑、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，还加入抗氧剂、润滑剂、着色剂等，使聚乙烯的应用范围更加扩大。编辑本段聚乙烯树脂生产方法及工艺聚乙烯生产方法：聚乙烯按聚合压力可以分为高压法、中压法、低压法；按介质来分可以分为淤浆法、溶液法、气相法。主要生产工艺：目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多，拥有LDPE技术的有7家，LLDPE和全密度技术的企业有10家，HDPE技术的企业有12家。从技术发展情况来看，高压法生产的LDPE是PE树脂生产中技术最成熟的方法，釜式法和管式法工艺技术均已成熟，目前这两种生产工艺技术同时并存。国外各公司普遍采用低温高活性催化剂引发聚合体系，可降低反应温度和压力。高压法生产LDPE将向大型化、管式化方向发展。而低压法生产HDPE和LLDPE，主要采用钛系和络系催化剂，欧洲和日本大多采用钛系催化剂，而美国大多采用络系催化剂。目前世界上主要应用的聚乙烯生产技术共用11种，我国的PE生产工艺有8种。（1）高压管式和釜式反应工艺（2）三井化学低压淤液法CX工艺（3）BP气相法Innovene生产工艺（4）雪佛龙-菲利蒲斯公司双环管反应器LPE工艺（5）北欧化工北星（Bastar）双峰工艺（6）低压气相法Unipol工艺（7）巴赛尔聚烯烃公司Hostalen工艺（8）Sclartech溶液法生产工艺催化剂技术：催化剂是PE工工艺关键部分，也是其技术开发的焦点。特别是1991年茂金属催化剂在美国实现了工业化，使得PE生产技术进入了新的发展阶段。编辑本段国内外聚乙烯工业现状目前世界各大PE生产企业大都已涉足茂金属PE（mPE）生产领域，如陶氏化学、伊士曼、旭化成、阿托菲纳、雪佛龙-菲利浦斯等公司。日本旭化成化学购买陶氏化学的茂金属催化剂专利Insite，采用淤浆法生产工艺生产茂金属高密度聚乙烯（mHDPE），牌号为Creolex。由于性能优越，mPE1995年进入商业化发展以来，全球mPE树脂的消费量每年翻一番。预计到2010年，全球mPE产能将达到1700万吨，其中：mLLDPE为7聚乙烯00万吨、mHDPE为600万吨。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（Post-metallocene）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。目前我国Uuipol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120%～200%。薄膜低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜，这种薄膜有良好的透明性和一定的抗拉强度，广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜(见彩图)。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。1975年以来，高密度聚乙烯薄膜也得到发展，它的强度高、耐低温、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。线型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜，其强度、韧性均优于低密度聚乙烯，耐刺穿性和刚性也较好，透明性虽较差，仍稍优于高密度聚乙烯。此外，还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层，制成高分子复合材料。中空制品高密度聚乙烯强度较高，适宜作中空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。管板材挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设。挤出的板材可进行二次加工。也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作台板和建筑材料(见建筑用高分子材料)。纤维中国称为乙纶，一般采用低压聚乙烯作原料，纺制成合成纤维。乙纶主要用于生产渔网和绳索，或纺成短纤维后用作絮片，也可用于工业耐酸碱织物。目前已研制出超高强度聚乙烯纤维（强度可达3～4GPa），可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复合材料。杂品用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱（见彩图）、小型容器、自行车和拖拉机的零件等。制造结构件时要用高密度聚乙烯。聚乙烯改性聚乙烯的改性品种主要有氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、交联聚乙烯和共混改性品种。氯化聚乙烯以氯部分取代聚乙烯中的氢原子而得到的无规氯化物。氯化是在光或过氧化物的引发下进行的，工业上主要采用水相悬浮法来生产。由于原料聚乙烯的分子量及其分布、支化度及氯化后的氯化度、氯原子分布和残存结晶度的不同，可得到从橡胶状到硬质塑料状的氯化聚乙烯。主要用途是作聚氯乙烯的改性剂，以改善聚氯乙烯抗冲击性能。氯化聚乙烯本身还可作为电绝缘材料和地面材料。氯磺化聚乙烯当聚乙烯与含有二氧化硫的氯作用时，分子中的部分氢原子被氯和少量的磺酰氯(-SO2Cl)基团取代，就得到氯磺化聚乙烯。主要的工业制法为悬浮法。氯磺化聚乙烯耐臭氧、耐化学腐蚀、耐油、耐热、耐光、耐磨和抗拉强度较好，是一种综合性能良好的弹性体，可用以制作接触食品的设备部件。交联聚乙烯采用辐射法（X射线、电子射线或紫外线照射等）或化学法（过氧化物或有机硅交联）使线型聚乙烯成为网状或体型的交联聚乙烯。其中有机硅交联法工艺简单，操作费用低，且成型与交联可分步进行，宜采用吹塑和注射成型。交联聚乙烯的耐热性、耐环境应力开裂性及机械性能均比聚乙烯有较大提高，适于作大型管材、电缆电线以及滚塑制品等。聚乙烯的共混改性将线型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯掺混后，就可用于加工薄膜及其他制品，产品性能比低密度聚乙烯好。聚乙烯和乙丙橡胶共混可制得用途广泛的热塑性弹性体。茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯是一种新颖热塑性塑料，是90年代聚烯烃工业最重要的技术进展，是继LLDPE生产技术后的一项重要革新。由于它是使用茂金属(MAO)为聚合催化剂生产出来的聚乙烯，因此，在性能上与传统的Ziegler-Natta催化剂聚合而成的PE有显著的不同。茂金属催化剂用于合成茂金属聚乙烯独特的优良性能和应用，引起了市场的普遍关注，许多世界著名大型石化公司投入巨大人力、物力竞相开发和研究，成为聚烯烃工业乃至整个塑料工业的热门话题。早期，茂金属催化剂用于乙烯聚合只能得到分子量为2～3万的蜡状物，而且催化活性不高，没有实用意义，因而没有引起重视和推广。直到1980年，德国汉堡大学Kaminsky教授发现用二茂基氯锆（CP2ZrCl2）和甲基铝氧烷（MAO）组合的共催化剂在甲苯溶液中进行乙烯聚合，催化剂活性能高达106g-PE/g-Zr，反应速度与酶反应速度相当。MAO是二甲基铝和水在聚合体系以外条件下合成的高齐聚度甲基铝氧烷。Kaminsky教授的发现给茂金属催化剂研究注入了活力，吸引了众多公司参与开发和研究，并取得了相当大的进展。1991年美国埃克森（Exxon）公司首次实现了茂金属催化剂用于聚烯烃工业化生产，生产出第一批茂金属聚乙烯（mPE），其商品名是“Exact”。茂金属聚烯烃中以mPE的发展最快和较成熟，主要品种为线型低密度聚乙烯（LLDPE）和甚低密度聚乙烯（VLDPE）。mPE有两个系列，一类是以包装领域为主要目标的薄膜用品级，另一类是以辛烯-1为共聚单体的塑性体，称为POP（PolyolefinePlastmer）。mPE薄膜品级具有较低的熔点和明显的熔区，并且在韧性、透明度、热粘性、热封温度、低气味方面等明显优于传统聚乙烯，可用于生产重包装袋、金属垃圾箱内衬、食品包装、拉伸薄膜等。目前，茂金属线型低密度聚乙烯消费量占线型低密度聚乙烯总消费量的15%左右，预计到2010年这一比例将达到22%。据统计，目前世界上茂金属聚乙烯年产量约为1500多万吨，其中用于食品包装领域的产品约占总消费量的36%，非食品包装约占47%，其他方面（医药、汽车和建筑等）约占17%。聚乙烯在合成树脂中产量最大、发展最快、品种开发最活跃，能否实现聚乙烯的高性能化，很大程度上取决于催化剂的性能。茂金属催化剂具有优异的催化共聚能力，它能使大多数共聚体与乙烯共聚，并且能够使极性单体催化聚合，而使用传统催化剂很难实现；在环烯聚合方面，传统催化剂只能开环聚合，而用茂金属催化剂能双键加成聚合。因为许多发达国家纷纷采用茂金属线型低密度聚乙烯替代常规的线型低密度聚乙烯，今后茂金属线型低密度聚乙烯的年均消费增长率将高于线型低密度聚乙烯，达到15%。未来发达国家线型低密度聚乙烯产量增长的近一半将来自于茂金属线型低密度聚乙烯，预计美国市场茂金属线型低密度聚乙烯需求量将增长至2009年的134万吨。聚乙烯英文名称：polyethylene，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α－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CH2=CH2+CH2=CH2+······→—CH2—CH2—CH2—CH2······简写：nCH2=CH2→—[—CH2—CH2—CH2—CH2—]—聚合压力大小：高压、中压、低压；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；聚乙烯(PE)树脂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)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、茂金属聚乙烯(mPE)及一些具有特殊性能的产品，其中LLDPE和HDPE因其分子链的高度线性化，又统称为线型PE。20世纪80年代以前，PE催化剂研究的重点是追求催化效率，经过近30年的努力，催化剂的催化效率大幅度提高，同时还简化了生产工艺、降低了能耗和物耗。目前工业应用的PE催化剂主要有铬基催化剂、齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂、茂金属催化剂、非茂金属催化剂、双功能催化剂及双峰或宽峰相对分子质量分布的聚烯烃复合催化剂等，其中Ziegler-Natta催化剂是应用最为广泛的PE类催化剂。

PE的制备工艺分为低压法和高压法。低压法用于生产LLDPE和HDPE，共有3种生产工艺：淤浆法、溶液法和气相法。淤浆工艺的聚合物呈悬浮状态，在碳氢稀释剂中不溶解；溶液法聚合物溶于溶剂中，该工艺可交替生产HDPE和LLDPE，工业上称为可转换装置；气相法聚合物呈固体颗粒状态存在于搅拌床或流化床中；高压法用氧或过氧化物等作引发剂，乙烯经二级压缩后进人反应器，在一定压力、温度及引发剂作用下，使乙烯聚合为LDPE，反应物经减压分离并在加入塑料助剂后挤出造粒。淤浆法、溶液法、高压法、气相法等4种工艺相比，气相法具有工艺流程短、操作压力低、无需使用溶剂、原料和能量消耗低、牌号切换容易、过渡料少、适合生产全密度PE等优点。因此，自20世纪60年开发以来，气相法聚合工艺发展最为迅速。气相法生产能力约占世界PE总生产能力的34%，新建的LLDPE装置近70%采用气相法技术。

1

气相法PE工艺技术进展

气相法聚合过程是单体在气相介质中的固体催化剂颗粒上进行聚合反应，生成的PE树脂呈现催化剂的颗粒形态，除颗粒尺寸不同程度地放大外，其粒型、粒度分布和堆积密度均与催化剂的颗粒形态直接相关。从某种意义上讲，PE颗粒是催化剂颗粒形态的“复制”。为获得理想颗粒形态且分布合理的聚合物，对催化剂的颗粒形态提出了新的要求，如催化剂形态若为球形且分布集中，则可以提高反应收率、提高聚合反应器的浆液浓度、提高聚合反应的传质和传热能力、提高装置单位体积生产能力且有利于提高装置的安全稳定运转。目前工业上普遍应用的气相法工艺主要有Univation公司的Unipol工艺、BP公司的Innovene工艺和Basell公司的Sphefilene工艺。

1.1

冷凝及超冷凝技术

冷凝及超冷凝技术是UCC，Exxon和Bpt公司分别开发成功的，是指在一般的PE气相流化床反应器工艺的基础上，使反应的聚合热由循环气体的温升和冷凝液体的蒸发潜热共同带出反应器，从而提高反应收率和循环气撤热能力的一种技术。该技术可以根据生产需要随时在线进行切换，使装置在无需增加太大投资的情况下大幅度提高生产能力，并且解决了应用高露点的高碳烯烃作为共聚单体及提高加入量的问题，为气相流化床工艺扩大PE产量和生产多种牌号产品提供了有利的技术支持。

国外已有较多气相法PE装置采用冷凝及超冷凝技术扩大其生产能力，最高可将生产能力扩大到原有生产能力的2.5倍。目前，国内中国石油吉林石化公司PE厂气相法装置采用超冷凝技术成功地实现了生产能力的大幅度增长，由原设计10.0万t/a扩能至27.4万t/a，扩能系数达到170%，成为国内同类装置改造扩能系数最大的实例。

1.2

不造粒技术

不造粒技术是直接在聚合釜中制得无需进一步造粒的球形PE树脂的一种技术。由于该技术不需要造粒工序，不仅有利于缩短加工周期，节省加工能量，而且从反应器中得到的低结晶产品不会发生形态变化。

Montell公司的Spherilene工艺采用负载于MgCl2上的钛系催化剂，在反应器中直接生产出相对密度为0.890-0.970g/cm3的PE球形颗粒，产品包括LDPE，LLDPE和HDPE。该工艺还可在不降低装置能力的情况下生产超低密度聚乙烯VLDPE和ULDPE。由于省去了造粒工序，装置投资可减少约20%。Spherilene工艺的核心是催化剂技术，它将淤浆法预聚技术与气相流化床技术结合起来，使反应先在1个小环管反应器中进行，然后预聚物连续通过1或2个短停留时间的气相流化床。2个气相流化床中可控制及维持完全独立的气体组成，温度和压力也可独立控制，以实现产品设计更大的灵活性。

1.3

共聚技术

采用共聚技术对PE进行改性近年来也得到了发展，低压PE工茸的明显进展之一就是HDPE和LLDPE的共聚单体从1-丁烯向高级α-烯烃(1-戊烯，1-己烯和1-辛烯)转变。一般认为长链单体共聚的LLDPE比短链单体共聚的树脂具有更高的韧性和强度，且1-辛烯共聚的LLDPE韧性最好。

1.4

原位技术

工业上生产LLDPE通常是在反应器中加入一定比例的α-烯烃与乙烯进行共聚，这些单体均由乙烯齐聚生成。原位共聚是在反应体系中，以乙烯作为惟一原料，利用齐聚催化剂实现乙烯齐聚生成α-烯烃，然后利用共聚催化剂使之与乙烯共聚，制备LLDPE。采用原位共聚可以简化生产工艺，降低生产成本，利用这种方法还可以通过改变齐聚催化剂与共聚催化剂的组合、配比及加人方式、助催化剂用量等反应条件达到对聚合物分子剪裁和调控产品结构和性能的目的。1.5

反应器新配置

大型管式反应器的开发已经成为LDPE生产的发展趋势，釜式工艺变得越来越过时。然而2台釜式反应器串联操作技术的开发，使釜式反应器工艺的生产费用可与管式反应器进行竞争。住友化学””在这种反应器配置方面较有经验，其不仅在日本采用该技术生产LDPE，而且将该技术转让给巴西Opteroquimica公司。2台釜式反应器串联可使乙烯生成PE的转化率至少提高35%，装置产量可提高50%；每吨PE的可变生产成本降低约25%。

1.6

双峰PE的生产技术

双峰PE是指相对分子质量分布曲线呈现2个峰值的PE树脂，它可以在获得优越物理性能的同时改善其加工性能了目前；生产双峰树脂的方法主要有聚合物熔体混合法、单反应器混合催化剂法以及2个或多个反应器串联及并联使用等方法。

目前生产商主要采用串联反应器法生产双峰PE，具有代表性的有Basell工艺反应器串连的气相Spherilene工艺，Borealis公司的Borstar工艺和Univation公司的Unip01.Ⅱ工艺。其中Unipol，Ⅱ技术可生产出双峰分布的LLDPE，它既含有高相对分子质量组分，可保证其有高强度等优异性能，又含有低相对分子质量组分，使树脂易于流动，具有良好的加工性能。

1.7

激光法技术

意大利佛铝伦萨大学非线性光谱实验室的研究人员开发出了一种以激光作催化剂，采用高压法生产结晶PE的新工艺。该工艺操作简单，聚合物收率高，适于大规模生产。一般情况下，烯烃可在极高压力下完成聚合，生成的聚合物多为高度分支的非结晶材料。而采用激光催化的新工艺可在较低的压力下完成聚合，并生成完全结晶的PE聚合物。该工艺可通过光吸收过程改善PE的性能，并无需对催化剂进行后处理，可从根本上解决环境污染问题。

PE生产新工艺的不断开发，极大地促进了世界PE工业的发展。目前冷凝及超冷凝技术在我国PE的生产中得到了实际应用，并取得了良好效果。

2

气相法PE用催化剂进展

目前生产气相法PE用催化剂主要有3种：一是铬基催化剂，在硅胶或硅铝胶载体上浸渍含铬化合物，包括氧化铬催化剂和有机铬催化利；二是Ziegler-Natta催化剂，主要是钛基催化剂，是用化学键结合在含镁载体上的过渡金属化合物；三是茂金属及非茂等单活性中心催化剂。

2.1

国外的进展情况

2.1.

铬基催化剂

铬基催化剂包括氧化铬催化剂和有机铬催化剂，它们是由硅胶或硅铝胶载体浸渍含铬化合物而生成。1951年，Phillips公司开发出这种催化剂，主要用于该公司和Univation公司的PE生产工艺，生产线性结构的HDPE。改进后也可用于乙烯和Q-烯烃的共聚反应，所得共聚物具有非常宽的相对分子质量分布。

2003年，意大利Basell公司工业化生产出一种名为AdventC的新型铬基催化剂，它可直接作为气相法和淤浆法工艺用钛系催化剂的替代物，将其用于生产HDPE时，无需增设任何设备。

2.1.2

Ziegler-Natt