聚乙烯樹脂是通用合成樹脂中產(chǎn)量最大的品種，主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、線性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）以及一些具有特殊性能的產(chǎn)品，其特點是價格便宜，性能較好，可廣泛地應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、包裝以及日常工業(yè)中，在塑料工業(yè)中占有舉足輕重的地位。
1 世界聚乙烯工業(yè)現(xiàn)狀
上世紀90年代，世界聚乙烯工業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展時期，產(chǎn)能平均增幅達到約6.0%，特別是亞洲和中東地區(qū)石化工業(yè)的發(fā)展，為世界聚乙烯工業(yè)的發(fā)展帶來了機遇。2004年世界聚乙烯樹脂的總生產(chǎn)能力約為7165萬噸，消費量約為6079萬噸，比2003年增長約6.6%，除非洲、亞洲、大洋州、中南美和西歐有缺口外，其它地區(qū)基本上是產(chǎn)能大于需求。預計到2008年，世界聚乙烯樹脂的總生產(chǎn)能力將達到約8175萬噸，消費量將達到約7108萬噸，供需基本平衡。其中中東地區(qū)是生產(chǎn)能力增長最快的地區(qū)，年均增長幅度將達到約11.4%，到2008年生產(chǎn)能力將達到990萬噸，約占世界生產(chǎn)能力總增長量的29%。需求量增長最快的地區(qū)為亞洲，年均增長幅度將達到約6.8%，約占世界需求總增量的46%。2003年世界經(jīng)濟開始復蘇，特別是美國和西歐的經(jīng)濟復蘇，帶動了世界聚乙烯消費的增長。同時中國經(jīng)濟的高速增長，使其國內(nèi)對聚乙烯的需求仍保持良好的態(tài)勢。由于世界化工行業(yè)開始進入新的景氣周期，國際聚乙烯價格在2003年出現(xiàn)大幅度上漲，估計這種景氣狀態(tài)將持續(xù)到2006年。
世界聚乙烯工業(yè)正在發(fā)生重大的變化，生產(chǎn)能力越來越集中在少數(shù)幾個大的生產(chǎn)廠商手中，企業(yè)重組繼續(xù)進行，繼道化學公司并購聯(lián)碳公司，埃克森公司和美孚公司完成合并，巴斯夫公司和殼牌公司把Elence公司、Targor公司和Montell公司合并成立巴塞爾（Basell），雪佛龍和菲利普公司合并成立雪佛龍-菲利普公司后，日本的聚烯烴企業(yè)也進行了重組，而韓國三星石化同道達爾芬納埃爾夫公司建立了合資企業(yè)，使得世界聚乙烯的生產(chǎn)能力更加集中。目前，世界前十位聚乙烯生產(chǎn)企業(yè)的總生產(chǎn)能力已經(jīng)占到世界聚乙烯總生產(chǎn)能力的約45%，其中生產(chǎn)能力位于前兩位的道化學公司和埃克森美孚公司的生產(chǎn)能力均超過了600萬噸/年。
聚乙烯一直是世界需求量最大的通用塑料，從近十年的發(fā)展情況來看，盡管需求增長低于聚丙烯，但其年均增長率仍達到了約6.3%。聚乙烯樹脂需求的快速增長得益于以下幾個方面，一是由于經(jīng)濟的增長和開辟新的應用領域；二是世界包裝產(chǎn)品的變革，使得聚乙烯薄膜在幾乎所有產(chǎn)品的包裝物中得到廣泛應用。同時HDPE在技術上的突破使得其在管材、中空等領域中得到廣泛的應用。根據(jù)預測，在未來5年內(nèi)世界聚乙烯樹脂的需求仍將保持較高的增幅，年均增長率將達到約4.5%。
未來聚乙烯樹脂的應用領域仍將集中在包裝、農(nóng)業(yè)、建筑和電線電纜等方面。其中薄膜仍是聚乙烯的最大用途。未來的聚乙烯薄膜將更加專業(yè)化、扭結包裝膜、收縮包裝膜、纏繞包裝膜、貼體包裝膜、充氣包裝膜、高阻透性膜（阻氣、阻光等）、高耐熱性膜、選擇滲透膜、保鮮膜、抗菌膜等產(chǎn)品的應用比例將逐步增大。茂金屬催化劑于1991年在美國實現(xiàn)工業(yè)化應用后，聚烯烴催化劑已經(jīng)發(fā)展到第3代。單活性中心（SSC）和茂金屬催化劑技術的發(fā)展，進一步推動了聚乙烯生產(chǎn)過程和聚乙烯產(chǎn)品的技術進步。
雙峰技術使得HDPE產(chǎn)品在薄膜和管材領域得到廣泛應用。雙峰技術于20年前打開了高密度聚乙烯薄膜市場，現(xiàn)在其在管道應用中又獲得了巨大的發(fā)展。雙峰聚乙烯很好地解決了產(chǎn)品既具有良好的力學性能，又便于加工這一矛盾，在薄膜、建材、管道、吹塑成型用料、注塑成型用料、電線電纜等領域均有廣泛的應用。雙峰聚乙烯最近的發(fā)展是推出了PE100產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有更高的應力和抗裂性能，可生產(chǎn)厚度較薄的管道，而能承受相同的操作壓力，從而降低了生產(chǎn)成本。PE100可占領PVC管道的某些市場和許多鋼管市場，尤其適用于天然氣和石油管道場合，其抗磨蝕性好，抗腐蝕性也優(yōu)于鋼鐵材質(zhì)。
LDPE高透明牌號將成為包裝領域的新亮點。LDPE高透明產(chǎn)品是通過改變聚合壓力和調(diào)整助劑配方實現(xiàn)的。從目前市場應用狀況看，高透明LDPE產(chǎn)品很受市場青睞，根據(jù)美國市場調(diào)查機構分析，使用高透明產(chǎn)品包裝的各類食品的銷售量比普通包裝的高約30%，未來高透明LDPE薄膜將越來越多地應用于面包、水果、熟食等產(chǎn)品上。
茂金屬聚乙烯的應用將不斷擴大。根據(jù)統(tǒng)計，目前世界茂金屬和單活性中心SSC催化劑生產(chǎn)的聚乙烯約為150萬噸/年，其中用于食品包裝約占36%，非食品包裝約占47%，其他方面（醫(yī)藥、汽車和建筑等）約占17%。茂金屬LLDPE（mLLDPE）現(xiàn)在約占LLDPE總消費量的15%，預計到2010年這一比例將達到約22%。今后mLLDPE的年均消費增長率將高于LLDPE，達到約15%。因為mLLDPE產(chǎn)品有更好的性能，許多發(fā)達國家紛紛采用mLLDPE替代常規(guī)的LLDPE。根據(jù)預測，在未來發(fā)達國家LLDPE產(chǎn)量增長的近一半將來自于mLLDPE。2007年世界LLDPE的總需求量將達到約1830萬噸，其中mLLDPE的消費量將達到約280萬噸。埃克森美孚公司在北美推出極低密度（0.912g/cm3）茂金屬聚乙烯（mPE），目標是針對食品和工業(yè)包裝市場，該產(chǎn)品有很好的韌度和強度，其落錘沖擊強度是常規(guī)極低密度聚乙烯（VLDPE）的2倍以上，而密封溫度僅為85℃。
涂層用LDPE市場前景廣闊。聚乙烯樹脂涂層的生產(chǎn)主要集中在復合彩印領域。隨著人們對產(chǎn)品包裝的重視，包裝工業(yè)的發(fā)展極大地帶動了聚乙烯涂層的增長，且可加工品種不斷增加，已應用到紙板、聚酯膜、玻璃紙、聚丙烯膜、聚丙烯編織袋、膠帶、布等各種材質(zhì)；新品如離型紙、食品包裝制品、建筑用水泥包裝等，其中離型紙作為一種新型材料廣泛應用于商標、標簽、膠粘帶及廣告紙等方面。
2 生產(chǎn)工藝研究新進展
長期以來，在聚乙烯生產(chǎn)工藝技術領域，一直是多種工藝并存，各展其長。目前并存的液相法工藝有Nova公司的中壓法工藝、Dow化學公司的低壓冷卻法工藝和DSM公司的低壓絕熱工藝。應用最為廣泛的漿液法工藝是科諾科菲利浦斯、索爾維公司的環(huán)管工藝和赫斯特、日產(chǎn)化學、三井化學的攪拌釜工藝。氣相法工藝主要有Univation公司的Unipol工藝、BP公司的Innovene工藝和Basell公司的Spherilene工藝。近年來，氣相法由于流程較短、投資較低等特點發(fā)展較快，目前的生產(chǎn)能力約占世界聚乙烯總生產(chǎn)能力的34%，新建的LLDPE裝置近70%采用氣相法技術。近年來，在各工藝技術并存的同時，新技術不斷涌現(xiàn)。其中冷凝及超冷凝技術、不造粒技術、共聚技術、雙峰技術、超臨界烯烴聚合技術以及反應器新配置等新技術的開發(fā)，極大地促進了世界聚乙烯工業(yè)的發(fā)展。
2.1 冷凝及超冷凝技術
冷凝及超冷凝技術是UCC、Exxon化學和BP公司開發(fā)的，是指在一般的氣相法PE流化床反應器工藝的基礎上，使反應的聚合熱由循環(huán)氣體的溫升和冷凝液體的蒸發(fā)潛熱共同帶出反應器，從而提高反應器的時空產(chǎn)率和循環(huán)氣撤熱的一種技術。冷凝操作可以根據(jù)生產(chǎn)需要隨時在線進行切換，使裝置可以在投資不需要增加太大的情況下大幅度提高裝置的生產(chǎn)能力，裝置操作的彈性大，使得該技術具有無可比擬的優(yōu)越性。通過采用該技術不僅將單線最大生產(chǎn)能力從22.5萬噸/年提高到45萬噸/年以上，而且進一步降低了單位產(chǎn)品的投資和操作費用，操作穩(wěn)定性也得到了進一步提高。國外已有大量采用冷凝和超冷凝技術對氣相法PE裝置擴能的實績，最高擴能達到原有能力的2.5倍以上。我國揚子石化公司、天津石化公司、廣州石化公司以及吉林石化公司、中原石化有限責任公司、新疆獨山子石化公司等的聚乙烯裝置采用該技術也取得擴能成功。
UCC冷凝態(tài)技術的要點之一是將進入混氣室的循環(huán)氣體分成兩股，第一股氣流直接通過圓盤中心的開孔上升，第二股氣流則沿著封頭的壁面上升，目的是阻止冷凝液在封頭下部的壁面上升，使夾帶的冷凝液迅速均勻地霧化并懸浮在氣流中，再通過氣體分布板進人流化床層。UCC的冷凝態(tài)工藝由于允許的冷凝液含量較低，使得提高反應器生產(chǎn)能力的程度也相對較低。但其主要優(yōu)點在于除采用新型的預分布器以外，幾乎不需要對反應器進行任何改造，所以在Unipol生產(chǎn)裝置上被廣泛采用。Exxon化學公司在UCC公司誘導冷凝技術的基礎上進一步開發(fā)了超冷凝技術。Exxon化學公司發(fā)現(xiàn)，保證反應器內(nèi)流化狀態(tài)穩(wěn)定的必要條件是必須保持流化床密度與樹脂堆積密度之比(FBD/SBD)大于0.59，對確定的催化劑和產(chǎn)品牌號來說，SBD是一定的，而FBD則與循環(huán)氣組成有關，隨循環(huán)氣中重組分烴類冷凝劑含量的增加而下降，當降到某一極限值時流化狀態(tài)被破壞，無法繼續(xù)穩(wěn)定操作，雖然FBD與循環(huán)氣中的凝液量無關，但由于循環(huán)氣組分中冷凝劑的含量多少直接影響到循環(huán)氣露點高低及反應器入口的凝液量，因此FBD/SBD大于0.59這一界限就反映了超冷凝技術在理論上所能達到的最大能力限度。根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，Exxon化學公司通過監(jiān)測FBD/SBD進一步將凝液量提高到35%，實現(xiàn)了擴能1.5倍的目標(尚未達到極限)。
BP公司結合其流化床聚合工藝開發(fā)了有別于UCC的新冷凝技術。其技術特征是直接向流化床噴射霧化了的冷凝液。1995年BP公司宣布了它的所謂“高產(chǎn)工藝”(即冷凝工藝)，即在聚乙烯氣相工藝中引進液體循環(huán)，提高排熱量、增加產(chǎn)能。在該工藝中，循環(huán)氣體經(jīng)冷卻器冷卻后，冷凝液體和未冷凝氣體分離，分別進入流化床反應器，未凝氣體按傳統(tǒng)方式返回反應器。冷凝液經(jīng)過特殊設計的噴嘴霧化后，直接送人流化床進行蒸發(fā)換熱。雖然這種冷凝操作工藝增加了一些輔助設備和操作步驟，但可獲得較好的霧化和換熱效果，并且工藝操作調(diào)節(jié)的靈活性大。BP公司還稱其冷凝工藝可以和茂金屬催化劑結合使用。
誘導冷凝和超冷凝技術所使用的惰性冷凝劑可以是異戊烷或己烷，選擇的依據(jù)主要取決于原料來源和價格。冷凝操作的關鍵是如何進入和退出冷凝狀態(tài)。雖然冷凝模式確實有助于消除靜電、改善操作，但當循環(huán)氣中的凝液量達到2%左右時卻很容易發(fā)生結塊，因此進入和退出冷凝狀態(tài)時必須采用適當?shù)牟僮骷夹g，迅速跨過這個“門檻”。
采用誘導冷凝或超冷凝技術擴能，除原有反應器保持不變外，反應系統(tǒng)的主要設備均可保持不變。由于循環(huán)氣的體積流量未變，因此無需更換循環(huán)氣壓縮機(但循環(huán)氣中增加了重組分烴，則會導致電機負荷增加)，至于循環(huán)氣冷卻器，雖然其熱負荷隨生產(chǎn)能力擴大而成正比例增加，但由于在冷卻器中發(fā)生了冷凝過程，且循環(huán)氣組分中導熱系數(shù)相對高的組分增多，這些都使作為控制熱阻的循環(huán)氣側的給熱系數(shù)增加，因此在一定的擴能范圍內(nèi)循環(huán)氣冷卻器也不需更換。反應系統(tǒng)這三大主要設備的效率大大提高，使原來占裝置界區(qū)內(nèi)硬件投資約30%的反應系統(tǒng)費用顯著降低，同時由于循環(huán)氣壓縮機所消耗的電能也大幅度減少,因而誘導冷凝技術和超冷凝技術與常規(guī)氣相法相比，不僅節(jié)省投資，而且可降低操作費用。
2.2 不造粒技術
隨著催化劑技術的進步，現(xiàn)在已出現(xiàn)了直接由聚合釜中制得無需進一步造粒的球形PE樹脂的技術。直接生產(chǎn)不需造粒樹脂，不但能省去大量耗能的擠出造粒等步驟，而且從反應器中得到的低結晶產(chǎn)品不發(fā)生形態(tài)變化，這樣有利于縮短加工周期、節(jié)省加工能量。Montell公司的Spherilene工藝采用負載于MgCl2上的鈦系催化劑，由反應器直接生產(chǎn)出密度為0.890-0.970g/cm3的PE球形顆粒，產(chǎn)品包括LDPE、LLDPE和HDPE，甚至在不降低裝置生產(chǎn)能力的情況下生產(chǎn)VLDPE和ULDPE。由于省去了造粒工序，可使裝置投資減少20%。該工藝把淤漿法預聚技術與氣相流化床技術結合起來，反應先在一個小環(huán)管反應器中進行，然后預聚物連續(xù)通過一個或兩個短停留時間的氣相流化床，兩個氣相流化床中可控制及維持完全獨立的氣體組成，溫度和壓力可獨立控制，實現(xiàn)了產(chǎn)品設計更大的靈活性。
Spherilen工藝的核心是其催化劑技術。該技術使用的球形鈦系催化劑在物理和化學結構上顯示出三維空間的特點，可人為地控制載體本身的物理化學性能，并控制活性中心在載體上的分布。其原理為：通過控制載體的孔隙率，使活性中心優(yōu)先分布在表面，致使單體擴散能力受限，這樣在聚合過程中就可以得到層狀或空心的聚合物顆粒，而顆粒本身又成為一個反應器，引入其中的其它單體，則可在中空顆粒內(nèi)部的活性中心作用下聚合或共聚，從而生產(chǎn)出分散非常均勻的聚合共混物或稱聚合物合金。采用不同的單體配方，可得到均聚物、共聚物、彈性體以及其它功能性聚合物。
2.3 共聚技術
采用共聚技術對PE進行改性近年來得到長足的發(fā)展。低壓PE工藝的明顯進展之一就是HDPE和LLDPE的共聚單體從1-丁烯向高級α-烯烴(1-己烯、1-辛烯和4-甲基-1-戊烯)轉變。一般認為長鏈單體共聚的LLDPE比短鏈單體共聚的樹脂具有更高的整體韌性和強度，且長鏈單體對LLDPE樹脂性能改善的峰值處于1-己烯與1-辛烯之間，而1-辛烯共聚LLDPE韌性最好。隨著新型具有良好共聚性能催化劑的開發(fā)成功，以及冷凝態(tài)和超冷凝態(tài)進料技術的應用，許多公司已能夠經(jīng)濟、有效地生產(chǎn)高級α-烯烴共聚LLDPE樹脂。如Mobil公司在氣相流化床反應器中采用茂金屬催化劑，在與Z-N催化劑相同的條件下，用1-己烯共聚生產(chǎn)超強LLDPE，其透明度甚至好于LDPE，霧度約為6%，而一般LLDPE霧度約為16%，而沖擊強度高達7.85N。Dow公司的Dowlex辛烯共聚LLDPE同樣具有類似的性能。
2.4 反應器新配置
最近，開發(fā)大型管式反應器是生產(chǎn)LDPE的趨勢，釜式工藝變得越來越過時，但是2臺釜式反應器串聯(lián)操作技術的開發(fā)，使釜式反應器工藝的生產(chǎn)費用可與管式反應器競爭。住友化學在這種反應器配置方面較有經(jīng)驗，其不僅使用這種配置方式在日本生產(chǎn)LDPE，而且將該技術轉讓給巴西OPPPtroquimica公司。2臺釜式反應器串聯(lián)可使乙烯生成PE的轉化率至少提高35％，裝置產(chǎn)量提高達50％，同時生產(chǎn)同量PE的電力消耗降低，從而生產(chǎn)每噸PE的可變生產(chǎn)費用可降低約25％。
2.5 雙峰技術
雙峰聚乙烯是指相對分子質(zhì)量分布曲線呈現(xiàn)兩個峰值的聚乙烯樹脂，雙峰樹脂可以在獲得優(yōu)越物理性能的同時改善其加工性能。目前，生產(chǎn)雙峰樹脂的方法主要有熔融共混、反應器串聯(lián)、在單一反應器中使用雙金屬催化劑或混合催化劑等方法。目前的生產(chǎn)商主要采用串聯(lián)反應器方法，主要代表有Univation公司的UnipolⅡ工藝、Basell公司反應器串聯(lián)的氣相Spherilene工藝、Borealis公司的Borstar工藝、Phillips、Mitsui、Basell、Solvay等開發(fā)的淤漿法串聯(lián)反應器生產(chǎn)工藝等。單反應器法是通過開發(fā)含有多個活性中心的催化劑體系，在一個反應器內(nèi)合成雙峰相對分子質(zhì)量分布的聚乙烯樹脂。單反應器法能夠降低投資成本，但催化劑費用較高，開發(fā)難度大，而且產(chǎn)品性能會受到一定的限制。Univation公司采用單反應器，成功試產(chǎn)了雙峰HDPE。
Boreails公司開發(fā)出生產(chǎn)雙峰聚乙烯的獨特Borstar工藝，1995年在芬蘭首次建成一套20萬噸/年的生產(chǎn)裝置并投入運行，可生產(chǎn)HDPE、LLDPE、MDPE等多種牌號的產(chǎn)品。其生產(chǎn)設備主要由獨特的淤漿環(huán)管反應器和特制的流化床氣相反應器串聯(lián)而成，整個工藝過程高度靈活，PE分子質(zhì)量和分子質(zhì)量分布易于控制。采用齊格勒-納塔催化劑，產(chǎn)品密度范圍為 918-970 kg/m3，熔融速率范圍為 0.02-100 g/10 min。在環(huán)管反應器中使用超臨界丙烷作為稀釋劑，可以生產(chǎn)構成雙峰聚乙烯中低分子質(zhì)量峰的低分子質(zhì)量的聚合物，而在氣相反應器內(nèi)生產(chǎn)出構成高分子質(zhì)量峰的高分子質(zhì)量的產(chǎn)品，并可以根據(jù)要求調(diào)節(jié)分子質(zhì)量的分布。產(chǎn)品具有良好的機械性能和加工性能，能適應通用設備加工。
Borstar工藝只采用一種催化劑，在環(huán)管反應器內(nèi)在催化劑的活性中心上生成低分子質(zhì)量的聚合物，而在氣相反應器中可在同一催化劑顆粒上再生成高分子質(zhì)量的聚合物，從而生成雙峰聚乙烯。這種聚乙烯的優(yōu)點在于它既含有很短的聚合物分子鏈，又含有很長的聚合物分子鏈，俗稱“連接分子”。正是這種“接分子”，大大地提高了產(chǎn)品機械強度。在熔融狀態(tài)下，“連接分子”在小分子鏈的作用下，長分子鏈的部分鏈段開始舒展，從而改善了長分子鏈的流動性能，而短分子鏈起到分子間的潤滑作用，改善了加工性能。
北星雙峰聚乙烯工藝采用兩個反應器單獨操作，根據(jù)需要來控制分子質(zhì)量的分布。由于最終產(chǎn)品的熔融速率是一定的，兩臺反應器之間的產(chǎn)率比同樣可以影響分子質(zhì)量分布的寬度。假設環(huán)管反應器生產(chǎn)的低分子質(zhì)量聚合物和氣相反應器生產(chǎn)的高分子質(zhì)量聚合物的產(chǎn)率比為44/56，低分子質(zhì)量部分的分子質(zhì)量保持不變，那么，如果要降低高分子質(zhì)量部分的含量（如產(chǎn)率比為46/54），為了保持最終產(chǎn)品的分子質(zhì)量一定，則要提高高分子質(zhì)量部分的分子質(zhì)量，這意味著最終產(chǎn)品的分子質(zhì)量分布變寬。控制分子質(zhì)量分布的另一個方法是在環(huán)管和氣相反應器中調(diào)整熔體流動速率，假如最終產(chǎn)品的分子質(zhì)量一定，如果分子質(zhì)量分布太窄，則可以提高環(huán)管反應器中融體流動速率而降低氣相反應器中融體流動速率，即降低環(huán)管反應產(chǎn)品的分子質(zhì)量，提高氣相反應產(chǎn)品的分子質(zhì)量。如果聚合物在加工過程中出現(xiàn)煙味，這說明小分子質(zhì)量比例太多，可以通過適當降低環(huán)管反應器中生產(chǎn)的聚合物的融體流動速率（提高分子質(zhì)量）來作出相應的改變。如果聚合物的熔體強度降低，這說明沒有足夠的大分子，可以通過降低氣相反應器中的熔體流動速率即提高聚合物的分子質(zhì)量來實現(xiàn)。
采用Borstar工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品，分子量分布為雙峰的LLDPE膜，具有優(yōu)良的加工性和機械強度、撕裂強度、抗穿刺性；擠出覆膜級產(chǎn)品，可代替LDPE用于鋼管涂層和紙張覆膜；吹模及產(chǎn)品，具有優(yōu)異的耐環(huán)節(jié)應力開裂性和機械強度，特色產(chǎn)品為管材和電纜料。
Univation公司開發(fā)出Unipol-II生產(chǎn)工藝，增加第二個聚合反應器，生產(chǎn)LLDPE/HDPE雙峰樹脂，并建成了30萬噸/年的2個反應器串聯(lián)的氣相法生產(chǎn)裝置。高分子質(zhì)量的共聚物在第一個反應器中生成，低相對分子質(zhì)量共聚物在第二個反應器中生成。調(diào)節(jié)烯烴和氫的數(shù)量可以獲得所需要的產(chǎn)品。第一步的共聚物和活性催化劑的混合物通過管線轉移到第二個反應器系統(tǒng)中，管線位于脫氣罐的底部，第二級反應器的循環(huán)氣體作為輸送介質(zhì)。流化床反應的特點是停留時間長（3-4小時），以生產(chǎn)均一產(chǎn)品。聚合物產(chǎn)品定期排出，減壓進入產(chǎn)品脫氣和輸送罐。從脫氣罐出來的氣體循環(huán)到反應器，從輸送罐出來的聚合物進入料斗，用氮氣吹出殘留的烴類，用蒸汽使催化劑失活，料斗提供約3小時的停留時間，離開這一容器的氣流被冷卻并送往分離器共聚單體回收循環(huán)。輕組分送到排出氣體回收系統(tǒng)，剩余的聚合物物料送往裝置的加工部分。利用該工藝生產(chǎn)的易加工的雙峰分布樹脂，分子量可以在很大的自由度下調(diào)整，側鏈分支長度、位置及共聚單體的位置均可有效地控制。
近年來，Univation公司致力于單反應器“雙峰”HDPE技術的開發(fā)，已經(jīng)開發(fā)出2種Prodigy“雙峰”催化劑，并完成了5次工業(yè)試驗。該技術采用經(jīng)濟的單一流化催化反應器和“雙峰”催化劑，投資和生產(chǎn)成本比串聯(lián)反應器節(jié)約約35%-40%，2002年10月，Univation公司采用此技術在一套16萬噸/年的裝置上運行了6天，生產(chǎn)了3000噸雙峰HDPE薄膜樹脂，其性能和加工性與目前工業(yè)上用串聯(lián)反應器生產(chǎn)的高分子量雙峰樹脂的性能基本上一致，將于2004年實現(xiàn)工業(yè)化。由于該反應器生產(chǎn)雙峰樹脂主要依靠催化劑技術，很容易在現(xiàn)有的氣相反應器中實施，因此有可能占據(jù)雙峰樹脂更大的市場份額。
此外，北歐化工公司用其專有的齊格勒-納塔催化劑，在12萬噸/年超臨界漿液法環(huán)管反應器和氣相反應器相結合的雙反應器工藝中，生產(chǎn)“雙峰”LLDPE和HDPE。
Equistar化工公司開發(fā)出其星（Star）單中心催化劑，并用這種催化劑成功地試生產(chǎn)HDPE、MDPE和LLDPE，其雙峰聚合物是在雙反應系統(tǒng)生產(chǎn)的，兩反應器均使用淤漿法工藝。Equistar化工公司正在考慮用其“星”催化劑生產(chǎn)滾塑牌號、窄分子量分布和窄組成分布可提高機械性能和樹脂的流動性，也在考慮用這種催化劑生產(chǎn)高韌性、高強度的薄膜牌號。
2.6 原位法技術
工業(yè)上生產(chǎn)LLDPE通常是在反應器中加入一定比例的α-烯烴（如-丁烯、1-己烯和1-辛烯）與乙烯進行共聚，這些單體均由乙烯齊聚生成。原位共聚是在反應體系中，以乙烯為唯一原料，利用齊聚催化劑實現(xiàn)乙烯齊聚生成共聚α-烯烴，然后利用共聚催化劑使之與乙烯共聚，制備LLDPE。采用原位共聚可以簡化生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)成本，利用這種方法還可以通過改變齊聚催化劑與共聚催化劑的組合、配比及加入方式、助催化劑用量等反應條件達到對聚合物進行分子剪裁和調(diào)控產(chǎn)品結構和性能的目的。
2.7 激光法技術
新近，意大利佛羅倫斯大學非線性光譜實驗室的研究人員開發(fā)出一種以激光作催化劑，高壓法生產(chǎn)結晶聚乙烯(PE)的新工藝。該工藝操作簡單，聚合物收率高，結晶度高，適于大規(guī)模應用。一般情況下，烯烴可在極高壓力下完成聚合，但這種條件下生成的聚合物多為高度分枝的非結晶材料。而采用激光催化的新工藝可在較低壓力下完成聚合，并生成完全結晶的PE聚合物。反應中經(jīng)過光吸收過程使分子形態(tài)發(fā)生變化，非常有利于生成線性高聚物。除可改善PE的性能外，這種新工藝還不需涉及催化劑的使用與后處理，從根本上解決了環(huán)境保護的問題。
3 結束語
聚乙烯生產(chǎn)新工藝的不斷開發(fā)，將極大地促進了世界聚乙烯工業(yè)的發(fā)展。目前冷凝及超冷凝技術在我國聚乙烯的生產(chǎn)中得到了實際應用，并取得了很好的效果。今后應該重點加強雙峰技術在我國聚乙烯生產(chǎn)中的應用，同時積極開發(fā)適合我國國情的新的生產(chǎn)工藝，以提高我國聚乙烯工業(yè)生產(chǎn)的整體技術水平，促進我國聚烯烴行業(yè)的快速發(fā)展。近年來，我國聚乙烯工業(yè)取得了很大的發(fā)展，但國內(nèi)聚乙烯的市場占有率卻只有約44%，專用樹脂國內(nèi)基本上都可以生產(chǎn)，市場占有率也較5年前有了大幅度的提高。未來幾年雖然大規(guī)模的擴能將使國內(nèi)產(chǎn)品占有率有所提高，但LLDPE品種單一將限制國內(nèi)LLDPE年產(chǎn)量的擴大。另外在高密度聚乙烯中，國內(nèi)專用料品種偏少也限制了其增長。因此在未來聚乙烯的開發(fā)、生產(chǎn)及銷售中，國內(nèi)企業(yè)應積極應對加入WTO后國內(nèi)所面臨的市場狀況，，努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高聚乙烯的產(chǎn)品競爭力，使國產(chǎn)聚乙烯市場占有率得到進一步的提高。
