[科普中国]-低压聚合

基本内容

自从廿十世纪五十年代使用载体型高效催化剂生产高密度聚乙烯以来，低压聚合技术目前已在α—烯烃聚合领域内得到广泛的研究和应用。

石油化王中用乙烯合成的聚乙烯占全世界塑料生产的首位，它广泛用于工交、建筑、医用材料、包装材料及生活日用品等各个领域。六十年代末，国外出现了乙烯聚合高效催化剂，给乙烯低压聚合带来了一场巨大变革;能简化生产工艺，提高了产品质量和增加品种，大大地降低了聚乙烯生产成本和生产投资，推动了聚乙烯工业的迅速发展。

影响因素影响乙烯转化率的因素有以下几点：

1、原料中的杂质含量

当原料中杂质含量高时，催化剂活性降低，导致乙烯转化率下降。杂质对催化剂的毒性作用可分为下列3类：

（1）杂质不与烷基铝化合物起反应，但选择性地与活性中心起作用，如CO。

（2）杂质不与烷基铝化合物起反应，但选择性地吸附（配位）在活性中心上，引起催化剂暂时失活，当解吸时，催化剂活性恢复，如乙炔。

（3）杂质不仅与活性中心反应，而且与烷基铝化合物反应。当系统中烷基铝化合物浓度增大时，杂质对聚合反应活性的影响程度相应地变小，如H2O、CO2。

2、聚合反应温度

反应温度是聚合反应最重要的控制参数之一，也是乙烯转化率最重要的影响因素之一。当聚合温度升高时，乙烯转化率升高，聚合物产率也高。然而在浆液聚合时，如果温度太高，聚乙烯（PE）粉末开始溶胀，会使聚合停止。

3、反应压力

乙烯转化率与聚合反应压力基本成正比，这是由于当聚合反应压力升高时，溶解于溶剂己烷中的乙烯浓度增大，乙烯与催化剂活性的接触几率相应增大，参与反应的乙烯分子数量多的缘故。

4、浆液浓度与停留时间

5、Al/Ti（重量比）

聚合工艺1、低压绝热溶液聚合工艺

低压绝热溶液聚合工艺（又称Compact工艺）采用具有上、下2个搅拌器的绝热反应器，反应温度为150~250℃，压力位2.94~9.81MPa。该工艺反应器小，装置紧凑，物料停留时间短，产品牌号切换快，闪蒸阶段产生蒸汽使能量利用合理，连续开工率高。
Compact工艺溶液聚合部分主要包括2个绝热搅拌反应器，乙烯、共聚单体和己烷在-45℃反应，反应压力为2.94~9.81MPa，从投料到出产品需50min，乙烯单程转化率为90%~96%，后处理与AST工艺相同。1

2、低压溶液聚合工艺

美国Dow化学公司从1979年开始采用低压溶液法（Dowlex法）生产LLDPE。该法以Isoparc（一种饱和异链烷烃与C8~C9的混合物）为溶剂，以1-辛烯为工具单体，采用高活性钛催化剂。聚合装置有2个球形反应器：第一个反应器温度160℃，压力为2.55MPa，乙烯转化率为88%；第二个反应器温度160℃，压力为1.82MPa，乙烯转化率为50%.2个反应器物料停留时间较短，均为15min.Dow公司将上述工艺适当改造转成Insite工艺（即采用溶液聚合和限制几何形状的茂金属催化剂（CGCT)组成的工艺）。1993年开始使用该技术在57kt/a溶液法装置上实现了茂金属LLDPE工业化。这种催化剂是用氨取代非桥联茂金属催化剂结构中的一个环戊二烯或其衍生物，用烷基或硅烷基等作桥链，是一种单环戊二烯与第IV B族过渡金属以配位键形成的络合物。这种限制几何形状的茂金属催化剂具有较高活性，可制备具有长支链和较高1-辛烯含量的共聚物，还可以生产乙烯-苯乙烯共聚物等。1

技术应用技术内容充分利用中国丰富的铝土与铝工业资源优势，采用特有的高温低压聚合和独特喷雾干燥现代环保型工艺技术生产多品种的高效聚合氯化铝及其复合型净水剂系列产品。生产定制在5千吨/年-5万吨/年的规模化工业生产，其工艺技术水平达到国际先进。2

主要产品(1)高纯无铁聚合氯化铝；

(2)高效精制品聚合氯化(硫酸)铝；

(3)高效普通型聚合氯化铝；

(4)高效聚合氯化铝铁/铝硅复合型净水剂；

(5)高效有机复合型脱色净水剂；

(6)高效氧化除藻复合型净水剂。

应用领域产品广泛用于城镇饮用水净化处理，工业废水、城市污水处理与深度处理回用过程，可有效去除水中各种有毒有害重金属与有机污染物，除浊脱色，具有显著净化处理效能，降低运行成本。产品除浊率可达95%-99%，染料、造纸废水脱色率达85%以上，重金属废水去除率可达90%、工业、城市污水COD去除率可达80%以上，磷、氮富营养物去除率分别达到90和40%以上。2