第五章 本體聚合生產(chǎn)工藝

1、第五章第五章 本體聚合的生產(chǎn)工藝本體聚合的生產(chǎn)工藝 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 1、概念：不加其他介質(zhì)，只有單體本身在引發(fā)、概念：不加其他介質(zhì)，只有單體本身在引發(fā)劑作用下或依靠熱引發(fā)而進(jìn)行的聚合。劑作用下或依靠熱引發(fā)而進(jìn)行的聚合。 基本配方：單體基本配方：單體 引發(fā)劑引發(fā)劑2、特點：、特點： 優(yōu)點：優(yōu)點：1）工藝過程簡單）工藝過程簡單 2）產(chǎn)品純度高）產(chǎn)品純度高 缺點：移熱難缺點：移熱難 第二節(jié)第二節(jié) 高壓聚乙烯的生產(chǎn)高壓聚乙烯的生產(chǎn)1.國內(nèi)外的發(fā)展概況國內(nèi)外的發(fā)展概況2.高壓聚乙烯的自身特點高壓聚乙烯的自身特點 1）反應(yīng)壓力高，速度快）反應(yīng)壓力高，速度快 管式法：管式法： P=323Mpa L=

2、1000m V=1m3 釜式法：釜式法： P=245Mpa V=750-1000升升 2）移出反應(yīng)熱困難，易爆炸）移出反應(yīng)熱困難，易爆炸 3）設(shè)備要求高）設(shè)備要求高 4）易形成長、短支鏈（易進(jìn)行分子內(nèi)、分子間的鏈）易形成長、短支鏈（易進(jìn)行分子內(nèi)、分子間的鏈 轉(zhuǎn)移）轉(zhuǎn)移）3、LDPE雙釜串聯(lián)生產(chǎn)工藝參數(shù)的確定雙釜串聯(lián)生產(chǎn)工藝參數(shù)的確定 （1）聚合的壓力（）聚合的壓力（P） （2）聚合的溫度（）聚合的溫度（T） （3）乙烯的進(jìn)料溫度）乙烯的進(jìn)料溫度 工藝參數(shù)的確定圍繞以下幾個方面考慮：工藝參數(shù)的確定圍繞以下幾個方面考慮：優(yōu)質(zhì)：分子量及其分布，大分子的微觀結(jié)構(gòu)優(yōu)質(zhì)：分子量及其分布，大分子的微觀結(jié)構(gòu)

3、（長、（長、 短支化度）短支化度）高產(chǎn)：提高生產(chǎn)能力，即提高單體轉(zhuǎn)化率高產(chǎn)：提高生產(chǎn)能力，即提高單體轉(zhuǎn)化率低消耗及安全性等低消耗及安全性等 （1）聚合壓力）聚合壓力的確定的確定 壓力對分子量的影響壓力對分子量的影響 pMDPMRb pRp壓力對高分子短鏈支化度的影響壓力對高分子短鏈支化度的影響 短鏈支化主要是由分子內(nèi)鏈轉(zhuǎn)移形成的短鏈支化主要是由分子內(nèi)鏈轉(zhuǎn)移形成的 壓力對高分子短鏈支化度的影響壓力對高分子短鏈支化度的影響 短鏈支化主要是由分子內(nèi)鏈轉(zhuǎn)移形成的短鏈支化主要是由分子內(nèi)鏈轉(zhuǎn)移形成的高壓聚乙烯中的乙基和丁基短支鏈的形成是因為鏈自由基與本身鏈高壓聚乙烯中的乙基和丁基短支鏈的形成是因為鏈自由基

4、與本身鏈中的亞甲基上的氫發(fā)生了鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。中的亞甲基上的氫發(fā)生了鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。壓力對高分子長鏈支化度的影響壓力對高分子長鏈支化度的影響長鏈支化主要是由分子間鏈轉(zhuǎn)移形成的。長鏈支化主要是由分子間鏈轉(zhuǎn)移形成的。M pRpRIP 向聚合物轉(zhuǎn)移結(jié)果，主要是在主鏈上形成活性點，單體在該活向聚合物轉(zhuǎn)移結(jié)果，主要是在主鏈上形成活性點，單體在該活性點上加成增長，形成較長的支鏈。性點上加成增長，形成較長的支鏈。壓力對轉(zhuǎn)化率的影響壓力對轉(zhuǎn)化率的影響M pRpX%結(jié)論：結(jié)論：壓力壓力分子量分子量 對產(chǎn)品的質(zhì)量有利對產(chǎn)品的質(zhì)量有利 長、短支化度長、短支化度 對產(chǎn)品的質(zhì)量有利對產(chǎn)品的質(zhì)量有利 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率 對產(chǎn)品的產(chǎn)量有

5、利對產(chǎn)品的產(chǎn)量有利通常雙釜串聯(lián)通常雙釜串聯(lián)LDPE生產(chǎn)壓力生產(chǎn)壓力 P 2500kgf/cm2.盡管盡管LDPE生產(chǎn)過程中，隨著壓力升高，產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)生產(chǎn)過程中，隨著壓力升高，產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量增加，但從圖中可知，當(dāng)壓力量增加，但從圖中可知，當(dāng)壓力 2500kgf/cm2以后，分子量，以后，分子量，聚合速率幾乎不發(fā)生變化，長、短支化度得下降，轉(zhuǎn)化率聚合速率幾乎不發(fā)生變化，長、短支化度得下降，轉(zhuǎn)化率的增加也不明顯，且壓力高，安全性差，能量消耗大，不的增加也不明顯，且壓力高，安全性差，能量消耗大，不經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)。 （2）聚合溫度）聚合溫度的確定的確定溫度對分子量的影響溫度對分子量的影響 TDP 溫度

6、對高分子短鏈支化度的影響溫度對高分子短鏈支化度的影響 短鏈支化主要是由分子內(nèi)鏈轉(zhuǎn)移形成的。短鏈支化主要是由分子內(nèi)鏈轉(zhuǎn)移形成的。RbTRp溫度對高分子長鏈支化度的影響溫度對高分子長鏈支化度的影響 TRpRI溫度對轉(zhuǎn)化率的影響溫度對轉(zhuǎn)化率的影響TRpX%結(jié)論：結(jié)論：溫度溫度分子量分子量 對產(chǎn)品的質(zhì)量不利對產(chǎn)品的質(zhì)量不利 長、短支化度長、短支化度 對產(chǎn)品的質(zhì)量不利對產(chǎn)品的質(zhì)量不利 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率 對產(chǎn)品的產(chǎn)量有利對產(chǎn)品的產(chǎn)量有利雙釜串聯(lián)生產(chǎn)雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPE聚合溫度范圍在聚合溫度范圍在160270C。生產(chǎn)上，希望聚合溫度低好。生產(chǎn)上，希望聚合溫度低好。理論上，聚合溫度理論上，聚合溫度 LDPE熔點（

7、熔點（ 100C），），既反應(yīng)溫度的下限從理論上來說可以降到聚乙烯的熔點，但既反應(yīng)溫度的下限從理論上來說可以降到聚乙烯的熔點，但實際上它是由所使用的催化劑的活性來決定的，即在低溫下，實際上它是由所使用的催化劑的活性來決定的，即在低溫下，催化劑的活性降低，難得到維持反應(yīng)速度的反應(yīng)熱，致使反催化劑的活性降低，難得到維持反應(yīng)速度的反應(yīng)熱，致使反應(yīng)停止。應(yīng)停止。所以，聚合溫度下限為所以，聚合溫度下限為160C。另一方面，反應(yīng)溫度的上限是由反應(yīng)的安全性決定的。另一方面，反應(yīng)溫度的上限是由反應(yīng)的安全性決定的。反應(yīng)器內(nèi)的流體幾乎處在完全混合狀態(tài)，由于催化劑濃度的反應(yīng)器內(nèi)的流體幾乎處在完全混合狀態(tài)，由于催化劑

8、濃度的偏高易產(chǎn)生局部過熱反應(yīng)。通常，反應(yīng)溫度到偏高易產(chǎn)生局部過熱反應(yīng)。通常，反應(yīng)溫度到20C以上，以上，就要產(chǎn)生緩慢分解，生成的聚合物就要被污染。就要產(chǎn)生緩慢分解，生成的聚合物就要被污染。所以，聚合溫度上限，根據(jù)爆炸極限取所以，聚合溫度上限，根據(jù)爆炸極限取270C。雙釜串聯(lián)生產(chǎn)雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPE聚合溫度范圍在聚合溫度范圍在160270C。實際生產(chǎn)中雙釜串聯(lián)生產(chǎn)實際生產(chǎn)中雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPE聚合溫度范圍在聚合溫度范圍在2 2C。盡管溫度低，對長、短支化度的減少，分子量的增加有利，盡管溫度低，對長、短支化度的減少，分子量的增加有利，但從全面考慮，反應(yīng)速度不宜太慢。在滿足產(chǎn)品性能的前提下，盡但從全

9、面考慮，反應(yīng)速度不宜太慢。在滿足產(chǎn)品性能的前提下，盡量提高溫度，使催化劑活性增加，且在量提高溫度，使催化劑活性增加，且在2C之間，對之間，對長、短支化度的增加，分子量的降低影響不大，即對產(chǎn)品的性能影長、短支化度的增加，分子量的降低影響不大，即對產(chǎn)品的性能影響不大。響不大。所以，所以，雙釜串聯(lián)生產(chǎn)雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPE聚合溫度范圍在聚合溫度范圍在20C。 （3）乙烯進(jìn)料溫度的確定（乙烯進(jìn)料溫度的確定（TF)設(shè)：設(shè)：乙烯進(jìn)料溫度：乙烯進(jìn)料溫度：TFC進(jìn)入進(jìn)入A釜乙烯釜乙烯 ：FAkg/hrA釜反應(yīng)溫度：釜反應(yīng)溫度：TRAC實踐證明：實踐證明： TF 50C 30C 10C 5C X% 15.5% 1

10、7% 18.9% 19%最佳進(jìn)料溫度：最佳進(jìn)料溫度： TF = 30C4、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及特點（燕山引進(jìn)日本住友公司）、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)及特點（燕山引進(jìn)日本住友公司）1）反應(yīng)器容積大，生產(chǎn)能力高）反應(yīng)器容積大，生產(chǎn)能力高 容容 積：積： VRA = VRB = 750升升 生產(chǎn)能力：生產(chǎn)能力： G = 60000T/Y 年工作時數(shù)年工作時數(shù) ： = 8000hr/Y 空空 速：速： = 54.4kg/hr.l 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 化化 率：率： Xmax = 23.4% Xmin = 15% Xm = 19.7% 初步核算反應(yīng)器的容積。初步核算反應(yīng)器的容積。2 2）傳熱方式）傳熱方式）夾套傳熱夾套傳熱）中間冷卻器傳熱

11、中間冷卻器傳熱）乙烯冷進(jìn)料平衡反應(yīng)熱乙烯冷進(jìn)料平衡反應(yīng)熱3 3）攪拌器的結(jié)構(gòu)）攪拌器的結(jié)構(gòu)）槳葉多，結(jié)構(gòu)特殊）槳葉多，結(jié)構(gòu)特殊）槳葉距釜壁近）槳葉距釜壁近 目的：目的：a.a.防止防止LDPELDPE粘釜粘釜 b. b.提高傳熱系數(shù)提高傳熱系數(shù) c. c.使反應(yīng)好的使反應(yīng)好的LDPELDPE不致停留時間過長及時出釜不致停留時間過長及時出釜4 4）電機(jī)密封（電機(jī)安裝在釜內(nèi)）電機(jī)密封（電機(jī)安裝在釜內(nèi)）5 5）安全裝置（中間設(shè)有兩套自動防火裝置）安全裝置（中間設(shè)有兩套自動防火裝置）5 5、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPELDPE的工藝特點的工藝特點主要表現(xiàn)在兩個方面：主要表現(xiàn)在兩個方面：1 1）單

12、程轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)能力大）單程轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)能力大2 2）多點進(jìn)料，分區(qū)操作，適應(yīng)性強(qiáng)。（這套裝置）多點進(jìn)料，分區(qū)操作，適應(yīng)性強(qiáng)。（這套裝置能生產(chǎn)能生產(chǎn)1111個品種）個品種）1）單程轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)能力大）單程轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)能力大乙烯轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)溫度與乙烯的進(jìn)料溫度之差大致乙烯轉(zhuǎn)化率和反應(yīng)溫度與乙烯的進(jìn)料溫度之差大致成比例：成比例： F X q = FCp(TR-TF)+Q式中式中F進(jìn)料氣體流量進(jìn)料氣體流量 ，kg/hr X轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率 ，% q聚合熱，聚合熱， kcal/kg Cp反應(yīng)流體比熱，反應(yīng)流體比熱， kcal/kg. Q 外部冷卻所除去熱量外部冷卻所除去熱量 kcal/hr TR反應(yīng)

13、溫度，反應(yīng)溫度， TF進(jìn)料溫度，進(jìn)料溫度， 例：例：如圖，如圖，T TRARA=255 =255 T TRBRB=260 T=260 TF F=30 =30 中間冷卻器出口溫度中間冷卻器出口溫度 T TE E=160 =160 冷卻電機(jī)乙烯進(jìn)料量冷卻電機(jī)乙烯進(jìn)料量 4760kg/hr 4760kg/hr側(cè)線乙烯進(jìn)料量側(cè)線乙烯進(jìn)料量 28560 28560kg/hrkg/hr夾套移出反應(yīng)熱（夾套移出反應(yīng)熱（750ML) Q=10750ML) Q=105 5kcal/hrkcal/hr聚合熱聚合熱 q=810kal/kg(CH q=810kal/kg(CH2 2=CH=CH2 2)流體比熱流體比熱

14、 Cp=0.6kcal/kg. Cp=0.6kcal/kg. 高轉(zhuǎn)化率的原因：高轉(zhuǎn)化率的原因：A）乙烯進(jìn)料溫度低）乙烯進(jìn)料溫度低B）中間冷卻器移熱）中間冷卻器移熱即轉(zhuǎn)化率增大，可由降低進(jìn)料溫度和增大即轉(zhuǎn)化率增大，可由降低進(jìn)料溫度和增大Q的兩個的兩個途徑來實現(xiàn)。途徑來實現(xiàn)。為什么轉(zhuǎn)化率不能超過為什么轉(zhuǎn)化率不能超過24%？ 高轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)放熱量大，移熱困難高轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)放熱量大，移熱困難 若無限制地提高轉(zhuǎn)化率，則由于隨著聚合物若無限制地提高轉(zhuǎn)化率，則由于隨著聚合物濃度的提高，使聚合物的長鏈支化度增加，加工濃度的提高，使聚合物的長鏈支化度增加，加工性能和光學(xué)性能降低，產(chǎn)品質(zhì)量惡化。性能和光學(xué)性能降低

15、，產(chǎn)品質(zhì)量惡化。2 2）多點進(jìn)料，分區(qū)操作，適應(yīng)性強(qiáng)。（這套）多點進(jìn)料，分區(qū)操作，適應(yīng)性強(qiáng)。（這套裝置能生產(chǎn)裝置能生產(chǎn)1111個品種）個品種）例題：某廠例題：某廠LDPE車間工程師隨廠長到國外考察，車間工程師隨廠長到國外考察，廠長向工程師提出如下問題：廠長向工程師提出如下問題：1、本車間現(xiàn)有、本車間現(xiàn)有LDPE生產(chǎn)能力有多大？生產(chǎn)能力有多大？2、若不增加現(xiàn)有反應(yīng)器容積能否提高生產(chǎn)能力？、若不增加現(xiàn)有反應(yīng)器容積能否提高生產(chǎn)能力？若能怎樣提高？其最大產(chǎn)量是多少？若能怎樣提高？其最大產(chǎn)量是多少？3、若重新設(shè)計一個車間，預(yù)計產(chǎn)量為、若重新設(shè)計一個車間，預(yù)計產(chǎn)量為17000噸噸/年，年，問：問： 反應(yīng)器

16、容積取多少合適？反應(yīng)器容積取多少合適？ 中間冷卻器出口溫度取多少合適？中間冷卻器出口溫度取多少合適？ 實際生產(chǎn)能力是多少？實際生產(chǎn)能力是多少？車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)：車間生產(chǎn)數(shù)據(jù)：乙烯進(jìn)料總量乙烯進(jìn)料總量F總總=22857kg/hr T TF F=30 =30 雙釜串聯(lián)生產(chǎn)雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPE，各反應(yīng)器容積，各反應(yīng)器容積 VR=500LT TRARA=255 =255 T TRBRB=260 T=260 TE E=160 =160 資料數(shù)據(jù)介紹：反應(yīng)器適宜空速資料數(shù)據(jù)介紹：反應(yīng)器適宜空速 =55kg/hr.l 聚合熱：聚合熱： q=810kal/kg(CH q=810kal/kg(CH2 2=CH=CH

17、2 2) 年工作時數(shù)年工作時數(shù) ： =8000hr/Y 流體比熱：流體比熱： Cp=0.6kcal/kg. Cp=0.6kcal/kg. 最高轉(zhuǎn)化率：最高轉(zhuǎn)化率： Xmax =24% Xm=19.7%反應(yīng)器系列：反應(yīng)器系列： 反應(yīng)器容積反應(yīng)器容積 （VR） 夾套傳熱能力（夾套傳熱能力（Q） 200L 3x104kcal/hrkcal/hr 500L 7x104kcal/hrkcal/hr 600L 9x104 kcal/hrkcal/hr 750L 105kcal/hrkcal/hr6、聚乙烯生產(chǎn)工藝、聚乙烯生產(chǎn)工藝乙烯高壓聚合生產(chǎn)工藝乙烯高壓聚合生產(chǎn)工藝是在微量氧或有機(jī)過氧化物存在下，將乙烯

18、壓縮到14.7-245.2MPa壓力下，在150-290 的條件下，乙烯經(jīng)自由基聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫垡蚁┑木酆戏椒?。聚合原理聚合原理乙烯在高溫高壓下按自由基聚合反?yīng)機(jī)理進(jìn)行聚合。由于反應(yīng)溫度高，容易發(fā)生向大分子鏈的轉(zhuǎn)移而形成長支鏈和短支鏈產(chǎn)物，造成產(chǎn)物結(jié)晶度低、密度小。聚合主要工藝條件聚合主要工藝條件乙烯純度乙烯純度純度99.9%，其他聚合級乙烯氣體的規(guī)格要求如下：乙烯含量，%甲烷，乙烷，cm3/cm3氧， cm3/cm3CO， cm3/cm3乙炔， cm3/cm399.9500.10.50.5CO2，H2S（按H2S計），H2O，0.50.50.10.1引發(fā)劑引發(fā)劑以氧為引發(fā)劑時，氧的用量嚴(yán)格控

19、制在0.003%-0.007%；以有機(jī)產(chǎn)化物為引發(fā)劑時，將其溶解在液體石蠟中，配制成1%-25%的溶液。相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑相對分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑主要加入丙烯、丙烷、乙烷等，但純度要有嚴(yán)格要求。聚合溫度聚合溫度取決于引發(fā)劑的種類。以氧為引發(fā)劑時溫度控制在230 以上；以有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑時溫度控制在150 左右。聚合壓力聚合壓力108-245MPa，高低取決于聚乙烯生產(chǎn)牌號，壓力越大產(chǎn)物相對分子質(zhì)量越大。聚合轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)率聚合轉(zhuǎn)化率與產(chǎn)率乙烯單程聚合轉(zhuǎn)化率為16%-27%，未反應(yīng)單體經(jīng)冷卻循環(huán)使用，總產(chǎn)率為95%。乙烯進(jìn)料溫度為30，乙烯-聚乙烯混合物出料溫度160-280。大部分反應(yīng)熱由離開物料帶

20、走，反應(yīng)器夾套冷卻只帶少量反應(yīng)熱。聚合產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量測定聚合產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量測定相對分子質(zhì)量范圍10000-50000，重均相對分子質(zhì)量控制在100000以上。一般通過熔融指數(shù)（MI）法測定，其對應(yīng)關(guān)系如下：乙烯高壓聚合生產(chǎn)工藝流程乙烯高壓聚合生產(chǎn)工藝流程乙烯高壓聚合生產(chǎn)工藝流程如下圖所示。主要生產(chǎn)過程分為壓縮、聚合、分離和摻合四個工段。來自于總管的壓力為1.18MPa的聚合級乙烯進(jìn)入接收器（1），與來自輔助壓縮機(jī)（2）的循環(huán)乙烯氣混合。經(jīng)一次壓縮機(jī)（3）加壓到29.43MPa，再與來自于低聚物分離器（4）的返回乙烯一起進(jìn)入混合器（5），由泵（6）注入調(diào)節(jié)劑丙烯或丙烷。氣體物料經(jīng)二次壓縮

21、機(jī)（7）加壓到113196.20MPa（具體壓力根據(jù)聚乙烯牌號確定），然后進(jìn)入聚合釜（8），同時，由泵（9）連續(xù)向反應(yīng)器內(nèi)注入微量配制好的引發(fā)劑溶液，使乙烯進(jìn)行高壓聚合。 熔融指數(shù)數(shù)均相對分子質(zhì)量熔融指數(shù)數(shù)均相對分子質(zhì)量熔融指數(shù)數(shù)均相對分子質(zhì)量20.96.424000280001.80.2532000480000.0050.0015300076000聚乙烯生產(chǎn)工藝流程聚乙烯生產(chǎn)工藝流程摻摻合合側(cè)側(cè)123456789101112131415161718192021232222222425乙烯乙烯1.18MPa29.43MPa113196.20MPa冷卻水冷卻水溢溢流流側(cè)側(cè)從聚合釜出來的聚乙烯與未

22、反應(yīng)的乙烯經(jīng)反應(yīng)器底部減壓閥減壓進(jìn)行冷卻器（10），冷卻至一定溫度后進(jìn)入高壓分離器（11），減壓至24.5329.43MPa，分離出來的大部分未反應(yīng)的乙烯與低聚物，經(jīng)過低聚物分離器（4），分離出低聚物后，乙烯返回混合器（5）循環(huán)使用；低聚物在低聚物分液器（14）中回收夾帶的乙烯后排出。由高壓分離器（11）出來的聚乙烯物料（含少量未反應(yīng)的乙烯），在低壓分離器（12）中減壓至49.1kPa，其中分離出來的殘余乙烯進(jìn)入乙烯接收器（13）。在低壓分離器底部加入抗氧劑、抗靜電劑等后，與熔融狀態(tài)的聚乙烯一起經(jīng)擠壓齒輪泵（15）送至切粒機(jī)（16）進(jìn)行水下切粒。切成的粒子和冷卻水一起到脫水貯槽（17）脫水，再

23、經(jīng)振動篩（18）過篩后，料粒用氣流送到摻合工段。用氣流送來的料粒首先經(jīng)過旋風(fēng)分離器（19）中，通過氣固分離后，顆粒落入磁力分離器（20）以除去夾帶的金屬粒子，然后進(jìn)入緩沖器（21）。緩沖器中料粒經(jīng)過自動磅秤和三通換向閥進(jìn)入三個中間貯槽（22）中的一個，取樣分析，合格產(chǎn)品進(jìn)入摻合器（23）中進(jìn)行氣動循環(huán)摻合；不合格產(chǎn)品送至等外品貯槽（24）進(jìn)行摻合或貯存包裝。 7、聚乙烯的結(jié)構(gòu)、性能、用途、聚乙烯的結(jié)構(gòu)、性能、用途 聚乙烯的結(jié)構(gòu)聚乙烯的結(jié)構(gòu) 乙烯的化學(xué)組成為碳和氫，重復(fù)結(jié)構(gòu)單元為CH2CH2，是主鏈為碳原子組成的線型高聚物。依據(jù)聚合方法的不同，其產(chǎn)物結(jié)構(gòu)不同，高壓法合成的聚乙烯平均每1000個碳

24、原子中含1520個支鏈，其中短支鏈為甲基和長支鏈為烷基（如正丁基等），而中壓法和低壓法合成的聚乙烯基本上無支鏈。高壓聚乙烯的相對分子質(zhì)量為2500050000，結(jié)晶度為50%60%，密度為0.910.93，熔融溫度為115，一般稱為低密度聚乙烯。中壓法合成的聚乙烯，相對分子質(zhì)量為4500050000，結(jié)晶度為85%以上。低壓法合成的聚乙烯相對分子質(zhì)量一般小于350000，超過1000000的為超高相對分子質(zhì)量聚乙烯，結(jié)晶度80%以上，密度為0.920.97，熔融高于127。按照聚乙烯的結(jié)構(gòu)性能可以分為高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、超高相對分子質(zhì)量聚乙烯（UHMWPE）、線

25、性低密度聚乙烯（LLDPE）和茂金屬聚乙烯，此外，還有改性品種如乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）和氯化聚乙烯（CPE）等。 聚乙烯的性能聚乙烯的性能 一般性能一般性能聚乙烯樹脂為無毒、無味的白色粉末或顆粒，外觀呈乳白色，有似蠟的手感，吸水率低，小于0.01%。聚乙烯膜透明，并隨結(jié)晶度的提高而降低。聚乙烯膜的透水率低但透氣性較大，不適于保鮮包裝而適于防潮包裝。易燃、氧指數(shù)為17.4，燃燒時低煙，有少量熔融落滴，火焰上黃下籃，有石蠟氣味。聚乙烯的耐水性較好。制品表面無極性，難以粘合和印刷，經(jīng)表面處理有所改善。支鏈多其耐光降解和耐氧化能力差。 力學(xué)性能力學(xué)性能聚乙烯的力學(xué)性能一般，拉伸強(qiáng)度較低，抗蠕變性不

26、好，耐沖擊性好。沖擊強(qiáng)度LDPELLDPEHDPE，其他力學(xué)性能LDPELLDPEHDPE。主要受密度、結(jié)晶度和相對分子質(zhì)量的影響，隨著這幾項指標(biāo)的提高，其力學(xué)性能增大。耐環(huán)境應(yīng)力開裂性不好，但當(dāng)相對分子質(zhì)量增加時，有所改善。耐穿刺性好，其中LLDPE最好。 熱學(xué)性能熱學(xué)性能聚乙烯的耐熱性不高，隨相對分子質(zhì)量和結(jié)晶度的提高有所改善。耐低溫性能好，脆性溫度一般可達(dá)50以下；并隨相對分子質(zhì)量的增大，最低可達(dá)140。聚乙烯的線膨脹系數(shù)大，最高可達(dá)（2024）105/K。熱導(dǎo)率較高。電學(xué)性能電學(xué)性能因聚乙烯無極性，所以具有介電損耗低、介電強(qiáng)度大的電性能優(yōu)異，即可以做調(diào)頻絕緣材料、耐電暈性塑料，又可以做

27、高壓絕緣材料。環(huán)境性能環(huán)境性能聚乙烯屬于烷烴惰性聚合物，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。在常溫下耐酸、堿、鹽類水溶液的腐蝕，但不耐強(qiáng)氧化劑如發(fā)煙硫酸、濃硝酸和鉻酸等。聚乙烯在60以下不溶于一般溶劑，但與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等長期接觸會溶脹或龜裂。溫度超過60后，可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松節(jié)油、礦物油及石蠟中；溫度高于100，可溶于四氫化萘。由于聚乙烯分子中含有少量雙鍵和醚鍵，其耐候性不好，日曬、雨淋都會引起老化，需要加入抗氧劑和光穩(wěn)定劑改善。加工特性加工特性 因LDPE、HDPE的流動性好，加工溫度低，粘度大小適中，分解溫度低，在惰性氣體中高溫度300不分解，所以是一種加工性能很好的塑料。

28、但LLDPE的粘度稍高，需要增加電機(jī)功率20%30%；易發(fā)生熔體破裂，需增加口模間隙和加入加工助劑；加工溫度稍高，可達(dá)200215。聚乙烯的吸水率低，加工前不需要干燥處理。聚乙烯熔體屬于非牛頓流體，粘度隨溫度的變化波動較小，而剪切速率的增加下降快，并呈線性關(guān)系，其中以LLDPE的下降最慢。聚乙烯制品在冷卻過程中容易結(jié)晶，因此，在加工過程中應(yīng)注意模溫。以控制制品的結(jié)晶度，使之具有不同的性能。聚乙烯的成型收縮率大，在設(shè)計模具時一定要考慮。聚乙烯的用途聚乙烯的用途用途占樹脂的比例制品薄膜類制品LDPE的50%HDPE的10%LLDPE的70%用于食品、日用品、蔬菜、收縮、自粘、垃圾等輕質(zhì)包裝膜，地膜

29、、棚膜、保鮮膜等。重包裝膜，撕裂膜、背心袋等。包裝膜，垃圾袋、保鮮袋、超薄地膜等。注塑制品HDPE的30%LDPE的10%LLDPE的10%日用品如：盆、筒、簍、盒等，周圍箱、瓦楞箱、暖瓶殼、杯、臺、玩具等。中空制品以HDPE為主用于裝食品油、酒類、汽油及化學(xué)試劑的桶，玩具管材類制品以HDPE為主給水、輸氣、灌溉、穿線、吸管、筆芯、用的管材，化妝品、藥品、鞋油、牙膏等用的管材。絲類制品圓絲用HDPE扁絲用HDPE和LLDPE漁網(wǎng)、纜繩、工業(yè)濾網(wǎng)、民用紗窗等。紡織袋、布、撕裂膜。電纜制品以LDPE為主電纜絕緣和保護(hù)材料其他制品HDPE、LLDPELDPE打包帶型材 第三節(jié)第三節(jié) 聚甲基丙烯酸甲酯

30、聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯（聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate）俗稱“有機(jī)玻璃”，簡稱PMMA。是具有較高軟化點，較好沖擊強(qiáng)度和耐氣候性的，清澈、無色透明的熱塑性塑料。一、主要原料一、主要原料甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)式甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)式甲基丙烯酸甲酯的理化性質(zhì)甲基丙烯酸甲酯的理化性質(zhì)在常溫常壓下是帶有特殊氣味的無色、透明液體，易溶于有機(jī)溶劑中?；疚锢沓?shù)如下表所示。 分子結(jié)構(gòu)中含有不飽和雙鍵，結(jié)構(gòu)不對稱，容易發(fā)生聚合反應(yīng)。酯基可以水解、醇解、胺解等反應(yīng)。CH2CCOOCH3CH3相對分子質(zhì)量熔點， 沸點， 相對密度10048.8100.60.936閃點（閉

31、口）， 折光指數(shù)聚合熱，kJ/mol爆炸極限（體積），%101.411856.52.12-12.5原料來源原料來源二、二、PMMA的生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)工藝聚合原理與實施方法聚合原理與實施方法甲基丙烯酸甲酯的聚合反應(yīng)主要按自由基聚合機(jī)理進(jìn)行。其引發(fā)方式可以是光、熱、或引發(fā)劑。可以按本體、懸浮、溶液、乳液聚合等方法實施工業(yè)生產(chǎn)。甲基丙烯酸甲酯主要采用本體聚合生產(chǎn)有機(jī)玻璃；采用懸浮聚合生產(chǎn)模塑粉；采用乳液聚合生產(chǎn)皮革或織物處理劑。溶液聚合生產(chǎn)油漆，但應(yīng)用較少。在利用本體聚合生產(chǎn)有機(jī)玻璃時，主關(guān)鍵的問題是如何控制克服甲基丙烯酸甲酯聚合過程中的“凝膠效應(yīng)”和聚合過程體積收縮問題。影響聚合的因素影響聚合的因素

32、聚合時，體系的氧氣濃度、單體的濃度、聚合溫度、溶劑種類、引發(fā)劑用量等對產(chǎn)物的性能都有影響，如下圖所示。生產(chǎn)生產(chǎn)MMA的路線的路線合成法合成法丙酮氰醇法丙酮氰醇法異丁烯氧化法異丁烯氧化法廢有機(jī)玻璃解聚法廢有機(jī)玻璃解聚法 PMMA生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝本體澆注法生產(chǎn)板、棒、管狀有機(jī)玻璃本體澆注法生產(chǎn)板、棒、管狀有機(jī)玻璃有機(jī)玻璃板材的生產(chǎn)有機(jī)玻璃板材的生產(chǎn)0100 200300 400500 600204060801001234氧對MMA聚合的影響（反應(yīng)溫度：65 ，無光線）1 氧氣10.13kPa；2氧氣1.013kPa3氧氣0.1013kPa ；4無氧02040608080604020123聚合物產(chǎn)率

33、（%）65 70 75 80 85 90 9510046810121416181234Mr10-3 聚合物產(chǎn)率（%）反應(yīng)時間（日）反應(yīng)時間（小時）聚合溫度（ ）不同濃度MMA的聚合速率（溶劑：苯；反應(yīng)溫度：65 ）1 5%MMA；210%MMA320%MMAPMMA的相對分子質(zhì)量與反應(yīng)溫度、引發(fā)劑濃度的關(guān)系1無引發(fā)劑；20.1%BPO30.5%BPO；41.0%BPO單體配料制漿灌漿排氣封合聚合脫模裁切包裝入庫制模模板清洗新模板制膜制膜將一定規(guī)格的光潔平整、無光學(xué)畸變、去毛邊的硅玻璃板硅玻璃板，依次用5%的氫氧化鈉溶液、稀鹽酸洗滌洗滌，再用蒸餾水洗滌干凈并烘干烘干。根據(jù)厚度要求厚度要求，將符合

34、標(biāo)準(zhǔn)的橡膠條橡膠條用聚乙烯醇膠水浸后，再用玻璃紙玻璃紙包扎成適用的墊條。然后將墊條夾夾在二塊玻璃板的四周（注意留灌漿口灌漿口），用聚乙烯醇或其他粘性物質(zhì)嚴(yán)格涂封，再用墊有橡皮的不銹鋼夾子夾牢夾牢。制漿制漿又稱預(yù)聚合預(yù)聚合。是按配方將純度為98.5%以上的單體和引發(fā)劑、增塑劑、脫模劑等加入預(yù)聚釜預(yù)聚釜內(nèi)，啟動攪拌攪拌器，向夾套內(nèi)通入蒸汽升溫至升溫至7585，保持510min，停止加熱。釜內(nèi)物料因聚合放熱會自動升溫至升溫至9092，維持維持15min后，向夾套通冷卻水降溫至降溫至84左右，經(jīng)過15min后，將物料放入用夾套冷凍鹽水冷卻的釜中，快速攪拌冷卻至冷卻至1820，所得漿液供灌漿使用。預(yù)聚合

35、的目的目的：縮短聚合反應(yīng)的誘導(dǎo)期，利用“凝膠效應(yīng)”的提前出現(xiàn)，在灌模前移出較多的聚合熱，保證產(chǎn)品的質(zhì)量；減少聚合時的體積收縮，通過預(yù)聚合可以使收縮率小于12%（正常由MMA至PMMA體積收縮率為20%22%）；漿液粘度大，可以減少灌模的滲漏損失。 灌漿灌漿將預(yù)聚漿液通過漏斗灌入模具中。根據(jù)生產(chǎn)的板材厚度不同一般采取不同的灌漿方法。厚度小于4mm的板材，先灌漿，之后豎直置于進(jìn)片架直接進(jìn)入水箱，依靠水的壓力將空氣排出，使?jié){液布滿模具，立即封合。厚度56mm的板材，在豎直灌漿后將空氣排出，使?jié){液布滿模板，立即封合。厚度820mm的板材，為防止料液過重使模板撓曲破裂，而把模具放在可以傾斜的臥車上，灌漿

36、后立即垂直排氣封口。如圖所示。厚度2050mm的板材，采用水壓灌漿法，即先將模具放入水箱中，在模具被水淹沒一半左右時開始灌漿，隨漿料的進(jìn)入模具逐漸下沉，待料液充滿模具后迅速密封，在操作過程中要避免水進(jìn)入模具內(nèi)。如圖所示。 聚合（水聚合（水浴浴法、空氣法、空氣浴浴法）法）水浴法水浴法是將灌好漿料的模具放入恒溫水箱中靜置12h后通入蒸汽升溫。聚合溫度與聚合時間依據(jù)板材的厚度而定，如厚度小于20mm的板材，其操作條件為：3550聚合3038h；65100聚合35h，然后降溫4565送去脫模。水浴法的優(yōu)點是：反應(yīng)容易控制，聚合產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量差異較小，有利于提高產(chǎn)品的抗磨性和抗溶劑性；利用水中壓力比

37、空氣大，容易保證所得板材的厚度均勻。不足之處是勞動強(qiáng)度大；模具的密封嚴(yán)格；板材規(guī)格受水箱限制，難于生產(chǎn)特大型板材。 漿液漿液120150mm底架支架料液灌漿臥車水壓法灌漿空氣浴空氣浴法是將灌漿后的模具按與水平線成15o20o的斜度置于聚合車上，然后將聚合車推至烘房內(nèi)進(jìn)行聚合。首先在85100的烘房中聚合到一定粘度，將溶解于漿液中的空氣全部排出并降溫至3545，將模具放平，再送另一烘房，在4060低溫聚合，再在90100進(jìn)行高溫聚合，最后降溫到6070送去脫模?？諝庠》ǖ膬?yōu)點是：制模和密封沒有水浴法嚴(yán)格；由于聚合溫度較高（100下），能縮短聚合時間，并有利于提高板材的耐熱性和硬度；可以生產(chǎn)大型板

38、材。不足之處是由于空氣的導(dǎo)熱性差，對模具沒有壓力，故增加了操作技術(shù)上的難度。脫模脫模聚合后的模子，用模具刀插入縫中微加壓力即可脫模，若有困難可用溫水加熱有助于脫模。脫模后的片狀物經(jīng)修邊、裁剪、檢驗、分級后即可包裝入庫。有機(jī)玻璃棒材的生產(chǎn)有機(jī)玻璃棒材的生產(chǎn)有機(jī)玻璃棒材的生產(chǎn)同樣要經(jīng)過制漿、灌漿、聚合、脫模制漿、灌漿、聚合、脫模等過程。為了克服棒材因單體聚合收縮不均勻而造成缺陷，需要采取連續(xù)分層聚合法連續(xù)分層聚合法。即先將單體、引發(fā)劑、增塑劑、脫模劑等于80下加熱攪拌制成漿料，然后倒入一端封好的鋁制圓管中，將管直立并通入N2使管內(nèi)保持一定的壓力，以便漿料與管壁緊密貼合。再將管子底部置于7080的水

39、浴中進(jìn)行聚合，然后逐漸下移管子，使聚合反應(yīng)逐段連續(xù)進(jìn)行。由于管內(nèi)上部漿料為流動狀態(tài)，使壓力容易傳遞到聚合層，可防止徑向收縮，未聚合的單體會自然流下以補(bǔ)充可能出現(xiàn)的孔隙。鑄塑長1.2m，直徑10mm的棒約需6h，而同樣長度、直徑50mm的棒則需要24h。聚合完畢，取出冷卻。因樹脂的熱膨脹系數(shù)比做模具的鋁大些，所以樹脂冷卻后容易脫模。 有機(jī)玻璃管材的生產(chǎn)有機(jī)玻璃管材的生產(chǎn)用鋁管作模具，先將一端封閉，根據(jù)要求厚度灌入預(yù)制漿液，用N2趕出空氣，將鋁管另一端封閉。沿水平軸向方向?qū)⒛＞咭悦糠昼?00300轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，管外噴啉熱水，漿液即均勻分布于管壁并進(jìn)一步聚合生成壁厚一致的有機(jī)玻璃管。三、聚甲基丙烯酸

40、甲酯的結(jié)構(gòu)、性能與用途三、聚甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)、性能與用途 聚甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)聚甲基丙烯酸甲酯的結(jié)構(gòu)聚甲基丙烯酸甲酯是含70%75%間同立構(gòu)的線型熱塑性高聚物。因為它不具有完全的規(guī)整結(jié)構(gòu)，而且有龐大的側(cè)基，因此是無定形的。如果采用配位聚合也可以得到全同產(chǎn)構(gòu)或間同立構(gòu)聚甲基丙烯酸甲酯。聚甲基丙烯酸甲酯的性能聚甲基丙烯酸甲酯的性能光學(xué)性能光學(xué)性能聚甲基丙烯酸甲酯為高度透明的無定型熱塑性塑料，具有十分優(yōu)異的光學(xué)性能，透光率可達(dá)90%92%，折射率為1.49，并可透過大部分紫外線和紅外線。力學(xué)性能力學(xué)性能聚甲基丙烯酸甲酯是一種質(zhì)輕而堅韌的材料，在常溫下具有優(yōu)良的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度；但沖

41、擊強(qiáng)度一般，且對缺口敏感較大；表面硬度一般，易于劃傷，耐磨性較低，抗銀紋能力較差。熱學(xué)性能熱學(xué)性能聚甲基丙烯酸甲酯的氧指數(shù)為17.3，屬于易燃塑料，燃燒有花果臭味；耐熱溫度不高，長期使用溫度僅為80。電學(xué)性能電學(xué)性能由于分子中極性較大，其電性能不如聚乙烯好，其介電常數(shù)較大；主要用作高頻率絕緣材料。環(huán)境性能環(huán)境性能聚甲基丙烯酸甲酯的耐候性好，長期在戶外使用，性能下降很小。聚甲基丙烯酸甲酯中酯基的存在使其耐溶劑一般，只耐堿、稀酸及水溶性無機(jī)鹽、長鏈烷烴、油脂、醇類及汽油等；不耐芳烴、氯代烴，具體有四氯化碳、苯、二甲苯、二氯乙烷及氯仿等。加工性能加工性能聚甲基丙烯酸甲酯熔體屬于非牛頓流體，粘度變化主

42、要受螺桿轉(zhuǎn)速的影響。其熔體的粘度比PE、PS等高，對溫度的敏感性也比其他非牛頓流體類塑料高。聚甲基丙烯酸甲酯對加工溫度比較敏感，成型溫度在180230，加工溫度范圍比較窄，超過260以上即分解。因此加工時要嚴(yán)格控制溫度，以防止過熱。聚甲基丙烯酸甲酯在加工前需要進(jìn)行干燥處理，使其含水量在0.02%以下。干燥條件：先在100110干燥4h，再于7080干燥2h，料層厚度應(yīng)小于30mm。聚甲基丙烯酸甲酯的熔體粘度較大，成型中易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。為得到尺寸精度高的制品，必須在85下進(jìn)行緩慢退火處理。聚甲基丙烯酸甲酯的用途聚甲基丙烯酸甲酯的用途照明及采光照明及采光常用于燈罩，汽車、輪船、飛機(jī)上的窗玻璃及擋風(fēng)玻

43、璃，儀表窗、展示窗、廣告窗、天花板、照明板等。光學(xué)儀器光學(xué)儀器各種光學(xué)鏡片如眼鏡、放大鏡及透鏡等，信息傳播材料如光盤及光纖等。醫(yī)學(xué)材料醫(yī)學(xué)材料用于牙科材料如牙托、假牙以及假肢材料等。日用品日用品各種產(chǎn)品模型、標(biāo)本及工藝美術(shù)品等，各種鈕扣、發(fā)夾、兒童玩具、筆桿及繪圖儀器等。第五章第五章 本體聚合思考題本體聚合思考題1 1、何謂本體聚合？它有何特點？、何謂本體聚合？它有何特點？2 2、LDPELDPE生產(chǎn)自身有哪些特點？生產(chǎn)自身有哪些特點？3 3、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPELDPE，生產(chǎn)中最佳聚合壓力、溫度，生產(chǎn)中最佳聚合壓力、溫度是如何確定的，分別是多少？是如何確定的，分別是多少？4 4

44、、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPELDPE反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及特點是什么？反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及特點是什么？5 5、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPELDPE的工藝特點？的工藝特點？6.6.為什么為什么雙釜串聯(lián)雙釜串聯(lián)LDPELDPE生產(chǎn)壓力生產(chǎn)壓力 P P 2500kgf/cm2.2500kgf/cm2.6.6.某廠串聯(lián)生產(chǎn)某廠串聯(lián)生產(chǎn)LDPELDPE，其工藝流程簡圖如下，試計算物料經(jīng)過兩釜的總轉(zhuǎn)化其工藝流程簡圖如下，試計算物料經(jīng)過兩釜的總轉(zhuǎn)化率。率。工藝參數(shù)：乙烯進(jìn)料溫度工藝參數(shù)：乙烯進(jìn)料溫度T Tf f=30 =30 反應(yīng)器反應(yīng)器A A操作溫度操作溫度T Trara=255=255，中間冷卻器出口溫

45、度中間冷卻器出口溫度T TE E=179=179，反應(yīng)器反應(yīng)器B B操作溫度操作溫度T Trbrb=260=260，流體比熱流體比熱C CP P=0.6Kcal/Kg.=0.6Kcal/Kg.，乙烯聚合熱乙烯聚合熱Q=810Kcal/Kg(CHQ=810Kcal/Kg(CH2 2=CH=CH2 2)。 空速（以反應(yīng)器空速（以反應(yīng)器A A為準(zhǔn)）為準(zhǔn)）=50Kg/hr.L,=50Kg/hr.L,聚合釜容積聚合釜容積V Vrara=V=Vrbrb=750L=750L，聚合釜內(nèi)徑：聚合釜內(nèi)徑：內(nèi)內(nèi)=0.46=0.46mm，外徑外徑外外=0.94=0.94mm，聚合釜釜壁導(dǎo)熱系數(shù)聚合釜釜壁導(dǎo)熱系數(shù)=40

46、Kcal/m.Hr.=40Kcal/m.Hr.，聚合釜內(nèi)壁給熱系數(shù)聚合釜內(nèi)壁給熱系數(shù)1 1=1300Kcal/m.hr.=1300Kcal/m.hr.，聚合釜外壁給熱系數(shù)聚合釜外壁給熱系數(shù)2 2=2800Kcal/m.hr.=2800Kcal/m.hr.，夾套冷卻水進(jìn)出口溫度夾套冷卻水進(jìn)出口溫度T T進(jìn)進(jìn)=15=15，T T出出=60=60。夾套傳熱面積夾套傳熱面積F=8.5mF=8.5m2 2 。（。（計算時可忽略釜壁粘釜物和外壁水垢的影響）。計算時可忽略釜壁粘釜物和外壁水垢的影響）。1、何謂本體聚合？它有何特點？、何謂本體聚合？它有何特點？概念：不加其他介質(zhì)，只有單體本身在引發(fā)劑作概念：不

47、加其他介質(zhì)，只有單體本身在引發(fā)劑作用下或依靠熱引發(fā)而進(jìn)行的聚合。用下或依靠熱引發(fā)而進(jìn)行的聚合。特點：特點： 優(yōu)點：優(yōu)點：1）工藝過程簡單）工藝過程簡單 2）產(chǎn)品純度高）產(chǎn)品純度高 缺點：移熱難缺點：移熱難 2. LDPE生產(chǎn)自身有哪些特點？生產(chǎn)自身有哪些特點？高壓聚乙烯的自身特點高壓聚乙烯的自身特點 1）反應(yīng)壓力高，速度快）反應(yīng)壓力高，速度快 管式法：管式法： P=323Mpa L=1000m V=1m3 釜式法：釜式法： P=245Mpa V=750-1000升升 2）移出反應(yīng)熱困難，易爆炸）移出反應(yīng)熱困難，易爆炸 3）設(shè)備要求高）設(shè)備要求高 4）易形成長、短支鏈（易進(jìn)行分子內(nèi)、分子間的鏈）

48、易形成長、短支鏈（易進(jìn)行分子內(nèi)、分子間的鏈 轉(zhuǎn)移）轉(zhuǎn)移）3、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPE，生產(chǎn)中最佳聚合壓力、溫度，生產(chǎn)中最佳聚合壓力、溫度是如何確定的，分別是多少？是如何確定的，分別是多少？壓力壓力分子量分子量 對產(chǎn)品的質(zhì)量有利對產(chǎn)品的質(zhì)量有利 長、短支化度長、短支化度 對產(chǎn)品的質(zhì)量有利對產(chǎn)品的質(zhì)量有利 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率 對產(chǎn)品的產(chǎn)量有利對產(chǎn)品的產(chǎn)量有利溫度溫度分子量分子量 對產(chǎn)品的質(zhì)量不利對產(chǎn)品的質(zhì)量不利 長、短支化度長、短支化度 對產(chǎn)品的質(zhì)量不利對產(chǎn)品的質(zhì)量不利 轉(zhuǎn)化率轉(zhuǎn)化率 對產(chǎn)品的產(chǎn)量有利對產(chǎn)品的產(chǎn)量有利通常雙釜串聯(lián)通常雙釜串聯(lián)LDPE生產(chǎn)壓力生產(chǎn)壓力 P 2500kgf/cm2.

49、盡管盡管LDPE生產(chǎn)過程中，隨著壓力升高，產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)生產(chǎn)過程中，隨著壓力升高，產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量增加，但從圖中可知，當(dāng)壓力量增加，但從圖中可知，當(dāng)壓力 2500kgf/cm2以后，分子量，以后，分子量，聚合速率幾乎不發(fā)生變化，長、短支化度得下降，轉(zhuǎn)化率聚合速率幾乎不發(fā)生變化，長、短支化度得下降，轉(zhuǎn)化率的增加也不明顯，且壓力高，安全性差，能量消耗大，不的增加也不明顯，且壓力高，安全性差，能量消耗大，不經(jīng)濟(jì)。經(jīng)濟(jì)。雙釜串聯(lián)生產(chǎn)雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPE聚合溫度范圍在聚合溫度范圍在160270C。生產(chǎn)上，希望聚合溫度低好。生產(chǎn)上，希望聚合溫度低好。理論上，聚合溫度理論上，聚合溫度 LDPE熔點（熔點（

50、100C），），既反應(yīng)溫度的下限從理論上來說可以降到聚乙烯的熔點，但既反應(yīng)溫度的下限從理論上來說可以降到聚乙烯的熔點，但實際上它是由所使用的催化劑的活性來決定的，即在低溫下，實際上它是由所使用的催化劑的活性來決定的，即在低溫下，催化劑的活性降低，難得到維持反應(yīng)速度的反應(yīng)熱，致使反催化劑的活性降低，難得到維持反應(yīng)速度的反應(yīng)熱，致使反應(yīng)停止。應(yīng)停止。所以，聚合溫度下限為所以，聚合溫度下限為160C。另一方面，反應(yīng)溫度的上限是由反應(yīng)的安全性決定的。另一方面，反應(yīng)溫度的上限是由反應(yīng)的安全性決定的。反應(yīng)器內(nèi)的流體幾乎處在完全混合狀態(tài)，由于催化劑濃度的反應(yīng)器內(nèi)的流體幾乎處在完全混合狀態(tài)，由于催化劑濃度的偏

51、高易產(chǎn)生局部過熱反應(yīng)。通常，反應(yīng)溫度到偏高易產(chǎn)生局部過熱反應(yīng)。通常，反應(yīng)溫度到20C以上，以上，就要產(chǎn)生緩慢分解，生成的聚合物就要被污染。就要產(chǎn)生緩慢分解，生成的聚合物就要被污染。所以，聚合溫度上限，根據(jù)爆炸極限取所以，聚合溫度上限，根據(jù)爆炸極限取270C。雙釜串聯(lián)生產(chǎn)雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPE聚合溫度范圍在聚合溫度范圍在160270C。實際生產(chǎn)中雙釜串聯(lián)生產(chǎn)實際生產(chǎn)中雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPE聚合溫度范圍在聚合溫度范圍在2 2C。盡管溫度低，對長、短支化度的減少，分子量的增加有利，盡管溫度低，對長、短支化度的減少，分子量的增加有利，但從全面考慮，反應(yīng)速度不宜太慢。在滿足產(chǎn)品性能的前提下，盡但從全面考慮，

52、反應(yīng)速度不宜太慢。在滿足產(chǎn)品性能的前提下，盡量提高溫度，使催化劑活性增加，且在量提高溫度，使催化劑活性增加，且在2C之間，對之間，對長、短支化度的增加，分子量的降低影響不大，即對產(chǎn)品的性能影長、短支化度的增加，分子量的降低影響不大，即對產(chǎn)品的性能影響不大。響不大。所以，所以，雙釜串聯(lián)生產(chǎn)雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPE聚合溫度范圍在聚合溫度范圍在20C。4、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)、雙釜串聯(lián)生產(chǎn)LDPE反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及特點是什么？反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)及特點是什么？1）反應(yīng)器容積大，生產(chǎn)能力高）反應(yīng)器容積大，生產(chǎn)能力高2）傳熱方式）傳熱方式）夾套傳熱夾套傳熱）中間冷卻器傳熱中間冷卻器傳熱）乙烯冷進(jìn)料平衡反應(yīng)熱乙烯冷進(jìn)料平衡反應(yīng)熱3）攪拌器的結(jié)構(gòu)）攪拌器的結(jié)構(gòu)）槳葉多，結(jié)構(gòu)特殊）槳葉多，結(jié)構(gòu)特殊）槳葉距釜壁近）