催化劑的資料

催化劑科技名詞定義中文名稱：催化劑英文名稱：catalyst定義：能提高化學反應速率，而本身結構不發(fā)生永久性改變的物質。如蛋白質性酶和具有催化活性的RNA。應用學科：細胞生物學（一級學科）；細胞化學（二級學科）以上內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布求助編輯百科名片催化劑對反應速率的改變在化學反應里能改變其他物質的化學反應速率（既能提高也能降低），而本身的質量和化學性質在化學反應前后都沒有發(fā)生改變的物質叫催化劑（也叫觸媒）根據國際純粹化學和應用化學聯(lián)合會(IUPAC)1981年的定義：催化劑是一種增加反應速率但不改變反應總標準吉布斯自由能的物質。催化劑在化學反應中引起的作用叫催化作用。催化劑在工業(yè)上也稱為觸媒。催化劑自身的組成、化學性質和質量在反應前后不發(fā)生變化；它和反應體系的關系就像鎖與鑰匙的關系一樣，具有高度的選擇性（或專一性）。一種催化劑并非對所有的化學反應都有催化作用，例如二氧化錳在氯酸鉀受熱分解中起催化作用，加快化學反應速率，但對其他的化學反應就不一定有催化作用。某些化學反應并非只有唯一的催化劑，例如氯酸鉀受熱分解中能起催化作用的還有氧化鎂、氧化鐵和氧化銅等等。初中課本上定義：在化學反應里能改變（加快或減慢）其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前后（反應過程中會改變）都沒有發(fā)生變化的物質叫做催化劑，又叫觸媒。其物理性質可能會發(fā)生改變，例如MnO2在催化氯酸鉀生成氯化鉀和氧氣的反應前后由塊狀變?yōu)榉勰?。也有一種說法，催化劑先與反應物中的一種反應，然后兩者的生成物繼續(xù)在原有條件下進行新的化學反應，而催化劑反應的生成物的反應條件較原有反應物的反應條件有所改變。例如：向H2O2溶液中滴加FeCl3溶液，可發(fā)生下列反應：H2O2+2Fe3+==2Fe2++O2+2H+，H2O2+2Fe2++2H+==2Fe3++2H2O可以看到，第一個反應生成的2Fe2++2H+在第二個反應中馬上反應掉，又變回2Fe3+，和第一個反應正好抵消。在這里Fe3+就起著催化劑作用。催化劑原先因發(fā)生化學反應而生成的物質會在之后進一步的反應中重新生成原有催化劑，即上面提到的質量和化學性質在反應前后都沒有發(fā)生變化。物質叫做助催化劑。助催化劑在化學工業(yè)上極為重要。例如，在合成氨的鐵催化劑里加入少量的鋁和鉀的氧化物作為助催化劑，可以大大提高催化劑的催化作用。鈀催化劑被廣泛應用于工業(yè)催化劑在現(xiàn)代化學工業(yè)中占有極其重要的地位，現(xiàn)在幾乎有半數(shù)以上的化工產品，在生產過程里都采用催化劑。例如，合成氨生產采用鐵催化劑，硫酸生產采用釩催化劑，乙烯的聚合以及用丁二烯制橡膠等三大合成材料的生產中，都采用不同的催化劑。據統(tǒng)計，約有80%~85%的化工生產過程使用催化劑（如氨、硫酸、硝酸的合成，乙烯、丙烯、苯乙烯等的聚合，石油、天然氣、煤的綜合利用，等等），目的是加快反應速率，提高生產效率。在資源利用、能源開發(fā)、醫(yī)藥制造、環(huán)境保護等領域，催化劑也大有作為，科學家正在這些領域探索適宜的催化劑以期在某些方面有新的突破。催化劑顯然是參加了反應，只是作為一個反應中介，在反應前后總量不變（注意，不是在反應中總量不變），而使得加快或減緩反應速度的一種物質。比如有反應A+B=C而A+R=X，X+B=C+R這樣反應的話，速度會和上式不一樣，則R在反應前后問題沒有變化，則可說R是反應A+B=C的催化劑。行業(yè)發(fā)展趨勢美國Freedonia集團日前發(fā)布的最新研究報告顯示，未來5年雖然全球化工行業(yè)仍將維持健康發(fā)展的勢頭，但化工催化劑需求增速將是所有催化劑終端領域中最慢的，尤其是有機合成催化劑需求近期將受到醫(yī)藥工業(yè)缺乏新產品的不利影響，然而這種不利的影響會被非洲、亞太、東歐和中東地區(qū)石化工業(yè)的擴能所彌補；聚合催化劑的需求增速則將是所有催化劑品種中最快的，主要原因是非洲和中東地區(qū)聚合物產能的快速擴張；由于加氫處理催化劑需求量穩(wěn)步增長以及非洲、中東和亞太地區(qū)油品產量較高，煉油催化劑需求也將非常強勁。全球都在通過減少車用燃料的含硫量來減輕空氣污染，這將繼續(xù)增加催化劑的裝載量。據Freedonia稱，未來5年全球催化劑市場需求的年均增速有望接近6%，到2012年全球催化劑市場份額將達到163億美元。其中，北美市場占32%的市場份額，亞太占31%，西歐占21%，東歐、拉美占9%，非洲、中東占7%。如果按需求量計算，未來5年全球催化劑有望以年均2%的速度增長，到2012年全球催化劑市場需求量將達到530萬噸。編輯本段選擇性催化劑[2]有的是單一化合物，有的是絡合化合物，有的是混合物。催化劑有選擇性，不同的反應所用的催化劑有所不同，例如淀粉氧化用的催化劑以NaClO2作氧化劑，Ni2+、Fe2+、Cu2+等催化作用較好;若用H2O2作氧化劑時，F(xiàn)e2+、Mn2+等效果好，而Ni2+、Cu2+、Co2+等效果較差;當用KMnO4為氧化劑時，而是自身反應產生的Mn2+作催化劑，但Fe2+、Ni2+、Cu2+等均無催化作用。同一反應也有不同效果的催化劑，例如聚乙烯醇縮甲醛化反應，以酸作催化劑，其效果是鹽酸(HCl)>硫酸(H2SO4)>磷酸(H3PO4)。同是苯酚與甲醛反應合成酚醛樹脂，使用氫氧化鈉、氫氧化鋇、鹽酸、氨水、草酸、醋酸、甲酸、硫酸、磷酸、氧化鎂、氧化鋅等催化劑，其產品性能都有所不同。編輯本段使用和發(fā)展催化劑[3]用量很少，一定要選用得當，最好使用混合型催化劑。無機酸、堿、鹽催化劑都有一定的腐蝕性和毒害性;有機類催化劑多數(shù)易燃，甚至有爆炸性，還有毒性，像三氟化硼一乙醚絡合物屬劇毒物，在處理、儲存和使用時都要注意安全。催化劑的發(fā)展應是高效化、低腐蝕化、納米化、環(huán)?；?。高效可以用量更少，低腐蝕可減少對設備的損害，納米化可使金屬氧化物催化劑效率更高，環(huán)保化有益于健康和環(huán)境友好。編輯本段制造方法綜述催化劑制造催化劑的每一種方法，實際上都是由一系列的操作單元組合而成。為了方便，人們把其中關鍵而具特色的操作單元的名稱定為制造方法的名稱。傳統(tǒng)的方法有機械混合法、沉淀法、浸漬法、溶液蒸干法、熱熔融法、浸溶法（瀝濾法）、離子交換法等，近十年來發(fā)展的新方法有化學鍵合法、纖維化法等。機械混合法將兩種以上的物質加入混合設備內混合。此法簡單易行，例如轉化-吸收型脫硫劑的制造，是將活性組分（如二氧化錳、氧化鋅、碳酸鋅）與少量粘結劑(如氧化鎂、氧化鈣)的粉料計量連續(xù)加入一個可調節(jié)轉速和傾斜度的轉盤中，同時噴入計量的水。粉料滾動混合粘結，形成均勻直徑的球體，此球體再經干燥、焙燒即為成品。乙苯脫氫制苯乙烯的Fe-Cr-K-O催化劑，是由氧化鐵、鉻酸鉀等固體粉末混合壓片成型、焙燒制成的。利用此法時應重視粉料的粒度和物理性質。沉淀法此法用于制造要求分散度高并含有一種或多種金屬氧化物的催化劑。在制造多組分催化劑時，適宜的沉淀條件對于保證產物組成的均勻性和制造優(yōu)質催化劑非常重要。通常的方法是在一種或多種金屬鹽溶液中加入沉淀劑（如碳酸鈉、氫氧化鈣），經沉淀、洗滌、過濾、干燥、成型、焙燒(或活化)，即得最終產品。如果在沉淀桶內放入不溶物質（如硅藻土），使金屬氧化物或碳酸鹽附著在此不溶物質上沉淀，則稱為附著沉淀法。沉淀法需要高效的過濾洗滌設備，以節(jié)約水，避免漏料損失。浸漬法將具有高孔隙率的載體（如硅藻土、氧化鋁、活性炭等）浸入含有一種或多種金屬離子的溶液中，保持一定的溫度，溶液進入載體的孔隙中。將載體瀝干，經干燥、煅燒，載體內表面上即附著一層所需的固態(tài)金屬氧化物或其鹽類(圖1)。浸漬法可使催化活性組分高度分散，并均勻分布在載體表面上，在催化過程中得到充分利用。制備含貴金屬（如鉑、金、鋨、銥等）的催化劑常用此法，其金屬含量通常在1%以下。制備價格較貴的鎳系、鈷系催化劑也常用此法，其所用載體多數(shù)已成型，故載體的形狀即催化劑的形狀。另有一種方法是將球狀載體裝入可調速的轉鼓(圖2)內，然后噴入含活性組分的溶液或漿料，使之浸入載體中，或涂覆于載體表面。噴霧蒸干法用于制顆粒直徑為數(shù)十微米至數(shù)百微米的流化床用催化劑。如間二甲苯流化床氨化氧化制間二甲腈催化劑的制造，先將給定濃度和體積的偏釩酸鹽和鉻鹽水溶液充分混合，再與定量新制的硅凝膠混合，泵入噴霧干燥器內，經噴頭霧化后，水分在熱氣流作用下蒸干，物料形成微球催化劑，從噴霧干燥器底部連續(xù)引出。熱熔融法熱熔融法是制備某些催化劑的特殊方法，適用于少數(shù)不得不經過熔煉過程的催化劑，為的是借助高溫條件將各個組分熔煉稱為均勻分布的混合物，配合必要的后續(xù)加工，可制得性能優(yōu)異的催化劑。這類催化劑常有高的強度、活性、熱穩(wěn)定性和很長的使用壽命。主要用于制造氨合成所用的鐵催化劑。將精選磁鐵礦與有關的原料在高溫下熔融、冷卻、破碎、篩分，然后在反應器中還原。浸溶法從多組分體系中，用適當?shù)囊簯B(tài)藥劑（或水）抽去部分物質，制成具有多孔結構的催化劑。例如骨架鎳催化劑的制造，將定量的鎳和鋁在電爐內熔融，熔料冷卻后成為合金。將合金破碎成小顆粒，用氫氧化鈉水溶液浸泡，大部分鋁被溶出（生成偏鋁酸鈉），即形成多孔的高活性骨架鎳。離子交換法催化劑某些晶體物質（如合成沸石分子篩）的金屬陽離子（如Na）可與其他陽離子交換。將其投入含有其他金屬（如稀土族元素和某些貴金屬）離子的溶液中，在控制的濃度、溫度、pH條件下，使其他金屬離子與Na進行交換。由于離子交換反應發(fā)生在交換劑表面，可使貴金屬鉑、鈀等以原子狀態(tài)分散在有限的交換基團上，從而得到充分利用。此法常用于制備裂化催化劑，如稀土-分子篩催化劑。發(fā)展中的新方法①化學鍵合法。近十年來此法大量用于制造聚合催化劑。其目的是使均相催化劑固態(tài)化。能與過渡金屬絡合物化學鍵合的載體，表面有某些官能團(或經化學處理后接上官能團)，如-X、-CH2X、-OH基團。將這類載體與膦、胂或胺反應，使之膦化、胂化或胺化，然后利用表面上磷、砷或氮原子的孤電子對與過渡金屬絡合物中心金屬離子進行配位絡合，即可制得化學鍵合的固相催化劑，如丙烯本體液相聚合用的載體──齊格勒－納塔催化劑的制造。②纖維化法。用于含貴金屬的載體催化劑的制造。如將硼硅酸鹽拉制成玻璃纖維絲，用濃鹽酸溶液腐蝕，變成多孔玻璃纖維載體，再用氯鉑酸溶液浸漬，使其載以鉑組分。根據實用情況，將纖維催化劑壓制成各種形狀和所需的緊密程度，如用于汽車排氣氧化的催化劑，可壓緊在一個短的圓管內。如果不是氧化過程，也可用碳纖維。纖維催化劑的制造工藝較復雜，成本高。編輯本段其他解釋催化劑：AMD(ATI)顯卡驅動程序的名稱（Catalyst）AMD(ATI)RadeonHD2400/HD2600/HD2900/HD3400/HD3600/HD3800/HD4350/HD4550/HD4600/HD4650/HD4670/HD4770/HD4800/HD4850X2/HD4870X2/HD4890系列顯卡催化劑驅動9.8正式版ForWinXP（2009年8月15日發(fā)布）AMD高級市場經理IanMcNaughton今天不僅在其博客中介紹了在QuakeCon2009大會上的新品展示問題，還提前放出了催化劑9.8驅動包，。由于尚未公開發(fā)行，所以無法得知具體更新，從INF文件看，催化劑9.8版本號8.640，編譯于7月14日，支持全系列RadeonHD2000/3000/4000桌面顯卡和對應的集成與專業(yè)型號，而且發(fā)布不久的785G整合芯片組核心RadeonHD4200和第二款40nm桌面產品RadeonHD4750都已位列其中，但沒有國內專用卡RadeonHD4860，官方網站會在17日正式公開。另外，從文件來看今天發(fā)布的都是集成催化劑控制中心(CCC)和相關程序的完整版本，雖然僅帶有英文語言，但如果你已經安裝了簡體中文的舊版驅動，升級過程中就是熟悉的中文界面，完成后就能得到簡體中文的催化劑9.8了，推薦玩家下載更新AMD如期發(fā)布了催化劑10.3WHQL官方正式版，無論功能特性還是游戲性能，以及可靠性和穩(wěn)定性，都躍上了一個新臺階，屬于絕對重量級的新驅動。事實上，催化劑10.3驅動是AMD用來對付NVIDIAGF100的關鍵武器，理論上應該讓RadeonHD5850/GeForceGTX470、RadeonHD5870/GeForceGTX480分別持平甚至小有勝出，而且本月底還有RadeonHD5870Eyefinity6六屏輸出版，將憑借2GBGDDR5的更大容量顯存占據優(yōu)勢地位，如此種種都在一定程度上迫使NVIDIA推遲了新卡的發(fā)售，并抓緊研發(fā)新驅動，雙方的競爭也到了劍拔弩張的地步。其實催化劑10.3原本計劃在本月中旬前后發(fā)布，但為了等待競爭對手而潛伏至今，一周前的預覽版反而更新一些：正式版編譯于3月2日，顯示版本號8.712，通過了微軟WHQL認證，而預覽版編譯于3月13日，版本號8.712.3，沒有微軟認證，但增加了5870Eyefinity6的有關更新和《異形大戰(zhàn)鐵血戰(zhàn)士》的進一步優(yōu)化。一、催化劑10.3WHQL正式版新特性1．“CatalystMobility”同時每月例行支持移動顯卡。從本月開始，AMD催化劑驅動不但針對桌面顯卡每月升級一次，也會同時照顧到移動顯卡，全面支持MobilityRadeonHD2000/3000/4000/5000系列顯卡和大多數(shù)主要OEM/ODM筆記本廠商的產品，不過操作系統(tǒng)僅限WindowsVista/7。2．催化劑控制中心ATIEyefinity多屏輸出技術增強1)、顯示邊緣補償：提供簡單易用的向導模式，幫助用戶調整多臺顯示器布局，消除被邊框占據的像素。2)、每顯示器色彩調整：針對每臺顯示器獨立進行色彩、亮度、對比度的控制。3)、多顯示器編組：使用多臺顯示器創(chuàng)建不止一個ATIEyefinity群組。4)、改進顯示配置切換：支持于ATIEyefinity群組和AtomCCC配置檔案管理器，以及在克隆、擴展桌面模式之間簡單切換。3．支持3D立體眼鏡AMD已經升級了Direct3D顯示驅動，支持四緩沖(QuadBuffer)，從而能夠啟用iZ3D等第三方廠商的中間件，在120Hz刷新率顯示器上輸出左右立體圖像。4．Linux催化劑10.3Linux版本這次主要增加了對RedHatEnterpriseLinux5.5的初步支持。二、催化劑10.3WHQL正式版游戲性能改進這大概是催化劑有史以來游戲性能提升范圍最廣泛的一次了，主要面向RadeonHD5000/4800系列最新顯卡，涉及3款基準性能測試程序和多達17款游戲，其中《塵埃2》、《鷹擊長空》等游戲尤為突出，而其他程序和游戲雖然提升幅度普遍都是個位數(shù)，但如此長期累積下來的效果也是相當驚人的。3DMarkVantage：5000系列總分提升最多8%，5800系列顯卡子項得分提升最多4%，5000系列其他型號顯卡子項得分提升最多3%?！懂愋未髴?zhàn)鐵血戰(zhàn)士》：5000系列整體性能提升5%?！禕attleForge》：5000系列提升最多8%，4800系列提升最多3%?！妒姑賳荆簯?zhàn)爭世界》：5800系列提升最多2%，4800系列提升最多6%。《英雄連》：5000系列提升最多6%，4800系列提升最多3%?！禖rysis》/《CrysisWarhead》：5000系列提升最多6%，4800系列提升最多2%?！豆砥?》：5000系列提升最多10%，4800系列提升最多6%?！秹m埃2》：5970提升最多30%，5800系列提升最多20%，4800系列提升最多10%?！稊痴紖^(qū)：雷神戰(zhàn)爭》：5800系列提升最多5%，5000系列提升最多3%，48000系列提升最多2%?！禙arCry2》：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.：普里皮亞季的召喚》(基準測試)：5000系列開啟反鋸齒的時候提升最多10%?！禨.T.A.L.K.E.R.：晴空》：5970提升最多2%，5800系列提升最多2%?！渡C5》：5000系列提升最多5%，4800系列提升最多3%。《鷹擊長空》：5970提升最多15%，5800/5700系列提升最多20%，4800系列提升最多3%。UnigineTropics演示與測試程序：5000系列提升最多5%?！稕_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%。《德軍總部》：5000系列提升最多4%，4800系列提升最多4%。三、催化劑10.3WHQL正式版問題修正新驅動又修復了多達35個各種問題，其中所有Windows3個、Windows713個、WindowsVista6個、WindowsXP5個、Linux8個。催化劑：由原意引申出來，指對事物發(fā)展具有促進作用的東西。如“情感的催化劑”，“工業(yè)革命的催化劑——戰(zhàn)爭”等生產方法分為高壓法、低壓法、中壓法三種。高壓法用來生產低密度聚乙烯，這種方法開發(fā)得早，用此法生產的聚乙烯至今約占聚乙烯總產量的2/3，但隨著生產技術和催化劑的發(fā)展，其增長速度已大大落后于低壓法。低壓法就其實施方法來說，有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用于生產高密度聚乙烯，而溶液法和氣相法不僅可以生產高密度聚乙烯，還可通過加共聚單體，生產中、低密度聚乙烯，也稱為線型低密度聚乙烯。近年來，各種低壓法工藝發(fā)展很快。中壓法僅菲利浦公司至今仍在采用，生產的主要是高密度聚乙烯。高壓法用氧或過氧化物等作引發(fā)劑，使乙烯聚合為低密度聚乙烯的方法。乙烯經二級壓縮后進入反應器(圖3)，在壓力100～300MPa、溫度200～300℃及引發(fā)劑作用下聚合為聚乙烯，反應物經減壓分離，使未反應的乙烯回收后循環(huán)使用，熔融狀的聚乙烯在加入塑料助劑后擠出造粒。（見彩圖）所用聚合反應器有管式反應器(管長可達2000m)和釜式反應器兩種。管式法流程的單程轉化率20%～34%，單線年生產能力100kt。釜式法流程的單程轉化率20%～25%，單線年生產能力180kt。低壓法分淤漿法、溶液法和氣相法三種，除溶液法外，聚合壓力都在2MPa以下。一般步驟有催化劑的配制、乙烯聚合、聚合物的分離和造粒等。①淤漿法生成的聚乙烯不溶于溶劑而呈淤漿狀。淤漿法聚合條件溫和，易于操作，常用烷基鋁作活化劑，氫氣作分子量調節(jié)劑，多采用釜式反應器。由聚合釜出來的聚合物淤漿經閃蒸釜、氣液分離器到粉料干燥機，然后去造粒（圖4）。生產過程中還包括溶劑回收、溶劑精制等步驟。采用不同的聚合釜串聯(lián)或并聯(lián)的組合方式，可以得到不同分子量分布的產品。②溶液法聚合在溶劑中進行，但乙烯和聚乙烯均溶于溶劑中，反應體系為均相溶液。反應溫度(≥140℃)、壓力(4～5MPa)較高。特點是聚合時間短，生產強度大，可兼產高、中、低三種密度的聚乙烯，能較好地控制產品的性質；但溶液法所得聚合物分子量較低，分子量分布窄，固體物含量較低。③氣相法乙烯在氣態(tài)下聚合，一般采用流化床反應器。催化劑有鉻系和鈦系兩種，由貯罐定量加入到床層內，用高速乙烯循環(huán)以維持床層流態(tài)化，并排除聚合反應熱。生成的聚乙烯從反應器底部出料（圖5）。反應器的壓力約2MPa，溫度85～100℃。氣相法是生產線型低密度聚乙烯聚乙烯最主要的方法，氣相法省去了溶劑回收和聚合物干燥等工序，且比溶液法節(jié)省投資15%和操作成本10%。為傳統(tǒng)高壓法投資的30%，操作費的1/6。因而得到了迅速發(fā)展。但氣相法在產品質量及品種上有待進一步改進。中壓法用負載于硅膠上的鉻系催化劑，在環(huán)管反應器中，使乙烯在中壓下聚合，生產高密度聚乙烯。加工和應用可用吹塑、擠出、注射成型等方法加工，廣泛應用于制造薄膜、中空制品、纖維和日用雜品等。在實際生產中，為了提高聚乙烯對紫外線和氧化作用的穩(wěn)定性，改善加工及使用性能，需加入少量塑料助劑。常用的紫外線吸收劑為鄰羥基二苯甲酮或其烷氧基衍生物等，炭黑是優(yōu)良的紫外線屏蔽劑。此外，還加入抗氧劑、潤滑劑、著色劑等，使聚乙烯的應用范圍更加擴大。編輯本段聚乙烯樹脂生產方法及工藝聚乙烯生產方法：聚乙烯按聚合壓力可以分為高壓法、中壓法、低壓法；按介質來分可以分為淤漿法、溶液法、氣相法。主要生產工藝：目前世界上擁有聚乙烯技術的公司很多，擁有LDPE技術的有7家，LLDPE和全密度技術的企業(yè)有10家，HDPE技術的企業(yè)有12家。從技術發(fā)展情況來看，高壓法生產的LDPE是PE樹脂生產中技術最成熟的方法，釜式法和管式法工藝技術均已成熟，目前這兩種生產工藝技術同時并存。國外各公司普遍采用低溫高活性催化劑引發(fā)聚合體系，可降低反應溫度和壓力。高壓法生產LDPE將向大型化、管式化方向發(fā)展。而低壓法生產HDPE和LLDPE，主要采用鈦系和絡系催化劑，歐洲和日本大多采用鈦系催化劑，而美國大多采用絡系催化劑。目前世界上主要應用的聚乙烯生產技術共用11種，我國的PE生產工藝有8種。（1）高壓管式和釜式反應工藝（2）三井化學低壓淤液法CX工藝（3）BP氣相法Innovene生產工藝（4）雪佛龍-菲利蒲斯公司雙環(huán)管反應器LPE工藝（5）北歐化工北星（Bastar）雙峰工藝（6）低壓氣相法Unipol工藝（7）巴賽爾聚烯烴公司Hostalen工藝（8）Sclartech溶液法生產工藝催化劑技術：催化劑是PE工工藝關鍵部分，也是其技術開發(fā)的焦點。特別是1991年茂金屬催化劑在美國實現(xiàn)了工業(yè)化，使得PE生產技術進入了新的發(fā)展階段。編輯本段國內外聚乙烯工業(yè)現(xiàn)狀目前世界各大PE生產企業(yè)大都已涉足茂金屬PE（mPE）生產領域，如陶氏化學、伊士曼、旭化成、阿托菲納、雪佛龍-菲利浦斯等公司。日本旭化成化學購買陶氏化學的茂金屬催化劑專利Insite，采用淤漿法生產工藝生產茂金屬高密度聚乙烯（mHDPE），牌號為Creolex。由于性能優(yōu)越，mPE1995年進入商業(yè)化發(fā)展以來，全球mPE樹脂的消費量每年翻一番。預計到2010年，全球mPE產能將達到1700萬噸，其中：mLLDPE為7聚乙烯00萬噸、mHDPE為600萬噸。目前PE催化劑已經發(fā)展到第三代，日本三井化學和陶氏化學合作開發(fā)出新一代茂金屬（Post-metallocene）催化劑。與傳統(tǒng)茂金屬和Z-N型催化劑不同，該催化劑可使極性單體如甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等與烯烴共聚，從而可用于開發(fā)具有粘結性、耐油性及氣體阻隔性能的全新聚烯烴樹脂。我國非常重視PE生產技術，PE生產技術創(chuàng)新一直被列入國家技術創(chuàng)新計劃項目。針對國內PE生產以氣相法工藝為主，產品牌號切換困難、過渡料多的問題，近年來國內PE生產企業(yè)紛紛開展了以現(xiàn)有聚乙烯生產技術改造為依托，氣相法聚乙烯冷凝、超冷凝工藝和淤漿法聚乙烯外循環(huán)工藝的開發(fā)工作，并取得實效。目前我國Uuipol工藝的大部分生產裝置已經采用國產冷凝技術進行了改擴建，產量已經超出裝置原設計能力120%～200%。薄膜低密度聚乙烯總產量的一半以上經吹塑制成薄膜，這種薄膜有良好的透明性和一定的抗拉強度，廣泛用作各種食品、衣物、醫(yī)藥、化肥、工業(yè)品的包裝材料以及農用薄膜(見彩圖)。也可用擠出法加工成復合薄膜用于包裝重物。1975年以來，高密度聚乙烯薄膜也得到發(fā)展，它的強度高、耐低溫、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。線型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜，其強度、韌性均優(yōu)于低密度聚乙烯，耐刺穿性和剛性也較好，透明性雖較差，仍稍優(yōu)于高密度聚乙烯。此外，還可以在紙、鋁箔或其他塑料薄膜上擠出涂布聚乙烯涂層，制成高分子復合材料。中空制品高密度聚乙烯強度較高，適宜作中空制品?？捎么邓芊ㄖ瞥善?、桶、罐、槽等容器，或用澆鑄法制成槽車罐和貯罐等大型容器。管板材擠出法可生產聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強度較高，適于地下鋪設。擠出的板材可進行二次加工。也可用發(fā)泡擠出和發(fā)泡注射法將高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作臺板和建筑材料(見建筑用高分子材料)。纖維中國稱為乙綸，一般采用低壓聚乙烯作原料，紡制成合成纖維。乙綸主要用于生產漁網和繩索，或紡成短纖維后用作絮片，也可用于工業(yè)耐酸堿織物。目前已研制出超高強度聚乙烯纖維（強度可達3～4GPa），可用作防彈背心，汽車和海上作業(yè)用的復合材料。雜品用注射成型法生產的雜品包括日用雜品、人造花卉、周轉箱（見彩圖）、小型容器、自行車和拖拉機的零件等。制造結構件時要用高密度聚乙烯。聚乙烯改性聚乙烯的改性品種主要有氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯和共混改性品種。氯化聚乙烯以氯部分取代聚乙烯中的氫原子而得到的無規(guī)氯化物。氯化是在光或過氧化物的引發(fā)下進行的，工業(yè)上主要采用水相懸浮法來生產。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、氯原子分布和殘存結晶度的不同，可得到從橡膠狀到硬質塑料狀的氯化聚乙烯。主要用途是作聚氯乙烯的改性劑，以改善聚氯乙烯抗沖擊性能。氯化聚乙烯本身還可作為電絕緣材料和地面材料。氯磺化聚乙烯當聚乙烯與含有二氧化硫的氯作用時，分子中的部分氫原子被氯和少量的磺酰氯(-SO2Cl)基團取代，就得到氯磺化聚乙烯。主要的工業(yè)制法為懸浮法。氯磺化聚乙烯耐臭氧、耐化學腐蝕、耐油、耐熱、耐光、耐磨和抗拉強度較好，是一種綜合性能良好的彈性體，可用以制作接觸食品的設備部件。交聯(lián)聚乙烯采用輻射法（X射線、電子射線或紫外線照射等）或化學法（過氧化物或有機硅交聯(lián)）使線型聚乙烯成為網狀或體型的交聯(lián)聚乙烯。其中有機硅交聯(lián)法工藝簡單，操作費用低，且成型與交聯(lián)可分步進行，宜采用吹塑和注射成型。交聯(lián)聚乙烯的耐熱性、耐環(huán)境應力開裂性及機械性能均比聚乙烯有較大提高，適于作大型管材、電纜電線以及滾塑制品等。聚乙烯的共混改性將線型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯摻混后，就可用于加工薄膜及其他制品，產品性能比低密度聚乙烯好。聚乙烯和乙丙橡膠共混可制得用途廣泛的熱塑性彈性體。茂金屬聚乙烯茂金屬聚乙烯是一種新穎熱塑性塑料，是90年代聚烯烴工業(yè)最重要的技術進展，是繼LLDPE生產技術后的一項重要革新。由于它是使用茂金屬(MAO)為聚合催化劑生產出來的聚乙烯，因此，在性能上與傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑聚合而成的PE有顯著的不同。茂金屬催化劑用于合成茂金屬聚乙烯獨特的優(yōu)良性能和應用，引起了市場的普遍關注，許多世界著名大型石化公司投入巨大人力、物力競相開發(fā)和研究，成為聚烯烴工業(yè)乃至整個塑料工業(yè)的熱門話題。早期，茂金屬催化劑用于乙烯聚合只能得到分子量為2～3萬的蠟狀物，而且催化活性不高，沒有實用意義，因而沒有引起重視和推廣。直到1980年，德國漢堡大學Kaminsky教授發(fā)現(xiàn)用二茂基氯鋯（CP2ZrCl2）和甲基鋁氧烷（MAO）組合的共催化劑在甲苯溶液中進行乙烯聚合，催化劑活性能高達106g-PE/g-Zr，反應速度與酶反應速度相當。MAO是二甲基鋁和水在聚合體系以外條件下合成的高齊聚度甲基鋁氧烷。Kaminsky教授的發(fā)現(xiàn)給茂金屬催化劑研究注入了活力，吸引了眾多公司參與開發(fā)和研究，并取得了相當大的進展。1991年美國?？松‥xxon）公司首次實現(xiàn)了茂金屬催化劑用于聚烯烴工業(yè)化生產，生產出第一批茂金屬聚乙烯（mPE），其商品名是“Exact”。茂金屬聚烯烴中以mPE的發(fā)展最快和較成熟，主要品種為線型低密度聚乙烯（LLDPE）和甚低密度聚乙烯（VLDPE）。mPE有兩個系列，一類是以包裝領域為主要目標的薄膜用品級，另一類是以辛烯-1為共聚單體的塑性體，稱為POP（PolyolefinePlastmer）。mPE薄膜品級具有較低的熔點和明顯的熔區(qū)，并且在韌性、透明度、熱粘性、熱封溫度、低氣味方面等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)聚乙烯，可用于生產重包裝袋、金屬垃圾箱內襯、食品包裝、拉伸薄膜等。目前，茂金屬線型低密度聚乙烯消費量占線型低密度聚乙烯總消費量的15%左右，預計到2010年這一比例將達到22%。據統(tǒng)計，目前世界上茂金屬聚乙烯年產量約為1500多萬噸，其中用于食品包裝領域的產品約占總消費量的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%。聚乙烯在合成樹脂中產量最大、發(fā)展最快、品種開發(fā)最活躍，能否實現(xiàn)聚乙烯的高性能化，很大程度上取決于催化劑的性能。茂金屬催化劑具有優(yōu)異的催化共聚能力，它能使大多數(shù)共聚體與乙烯共聚，并且能夠使極性單體催化聚合，而使用傳統(tǒng)催化劑很難實現(xiàn)；在環(huán)烯聚合方面，傳統(tǒng)催化劑只能開環(huán)聚合，而用茂金屬催化劑能雙鍵加成聚合。因為許多發(fā)達國家紛紛采用茂金屬線型低密度聚乙烯替代常規(guī)的線型低密度聚乙烯，今后茂金屬線型低密度聚乙烯的年均消費增長率將高于線型低密度聚乙烯，達到15%。未來發(fā)達國家線型低密度聚乙烯產量增長的近一半將來自于茂金屬線型低密度聚乙烯，預計美國市場茂金屬線型低密度聚乙烯需求量將增長至2009年的134萬噸。聚乙烯英文名稱：polyethylene，簡稱PE，是乙烯經聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量α－烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70～-100℃),化學穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優(yōu)良CH2=CH2+CH2=CH2+······→—CH2—CH2—CH2—CH2······簡寫：nCH2=CH2→—[—CH2—CH2—CH2—CH2—]—聚合壓力大?。焊邏骸⒅袎?、低壓；聚合實施方法：淤漿法、溶液法、氣相法；產品密度大?。焊呙芏取⒅忻芏?、低密度、線性低密度；聚乙烯(PE)樹脂是通用合成樹脂中產量最大的品種，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)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)、茂金屬聚乙烯(mPE)及一些具有特殊性能的產品，其中LLDPE和HDPE因其分子鏈的高度線性化，又統(tǒng)稱為線型PE。20世紀80年代以前，PE催化劑研究的重點是追求催化效率，經過近30年的努力，催化劑的催化效率大幅度提高，同時還簡化了生產工藝、降低了能耗和物耗。目前工業(yè)應用的PE催化劑主要有鉻基催化劑、齊格勒-納塔(Ziegler-Natta)催化劑、茂金屬催化劑、非茂金屬催化劑、雙功能催化劑及雙峰或寬峰相對分子質量分布的聚烯烴復合催化劑等，其中Ziegler-Natta催化劑是應用最為廣泛的PE類催化劑。

PE的制備工藝分為低壓法和高壓法。低壓法用于生產LLDPE和HDPE，共有3種生產工藝：淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿工藝的聚合物呈懸浮狀態(tài)，在碳氫稀釋劑中不溶解；溶液法聚合物溶于溶劑中，該工藝可交替生產HDPE和LLDPE，工業(yè)上稱為可轉換裝置；氣相法聚合物呈固體顆粒狀態(tài)存在于攪拌床或流化床中；高壓法用氧或過氧化物等作引發(fā)劑，乙烯經二級壓縮后進人反應器，在一定壓力、溫度及引發(fā)劑作用下，使乙烯聚合為LDPE，反應物經減壓分離并在加入塑料助劑后擠出造粒。淤漿法、溶液法、高壓法、氣相法等4種工藝相比，氣相法具有工藝流程短、操作壓力低、無需使用溶劑、原料和能量消耗低、牌號切換容易、過渡料少、適合生產全密度PE等優(yōu)點。因此，自20世紀60年開發(fā)以來，氣相法聚合工藝發(fā)展最為迅速。氣相法生產能力約占世界PE總生產能力的34%，新建的LLDPE裝置近70%采用氣相法技術。

1

氣相法PE工藝技術進展

氣相法聚合過程是單體在氣相介質中的固體催化劑顆粒上進行聚合反應，生成的PE樹脂呈現(xiàn)催化劑的顆粒形態(tài)，除顆粒尺寸不同程度地放大外，其粒型、粒度分布和堆積密度均與催化劑的顆粒形態(tài)直接相關。從某種意義上講，PE顆粒是催化劑顆粒形態(tài)的“復制”。為獲得理想顆粒形態(tài)且分布合理的聚合物，對催化劑的顆粒形態(tài)提出了新的要求，如催化劑形態(tài)若為球形且分布集中，則可以提高反應收率、提高聚合反應器的漿液濃度、提高聚合反應的傳質和傳熱能力、提高裝置單位體積生產能力且有利于提高裝置的安全穩(wěn)定運轉。目前工業(yè)上普遍應用的氣相法工藝主要有Univation公司的Unipol工藝、BP公司的Innovene工藝和Basell公司的Sphefilene工藝。

1.1

冷凝及超冷凝技術

冷凝及超冷凝技術是UCC，Exxon和Bpt公司分別開發(fā)成功的，是指在一般的PE氣相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，從而提高反應收率和循環(huán)氣撤熱能力的一種技術。該技術可以根據生產需要隨時在線進行切換，使裝置在無需增加太大投資的情況下大幅度提高生產能力，并且解決了應用高露點的高碳烯烴作為共聚單體及提高加入量的問題，為氣相流化床工藝擴大PE產量和生產多種牌號產品提供了有利的技術支持。

國外已有較多氣相法PE裝置采用冷凝及超冷凝技術擴大其生產能力，最高可將生產能力擴大到原有生產能力的2.5倍。目前，國內中國石油吉林石化公司PE廠氣相法裝置采用超冷凝技術成功地實現(xiàn)了生產能力的大幅度增長，由原設計10.0萬t/a擴能至27.4萬t/a，擴能系數(shù)達到170%，成為國內同類裝置改造擴能系數(shù)最大的實例。

1.2

不造粒技術

不造粒技術是直接在聚合釜中制得無需進一步造粒的球形PE樹脂的一種技術。由于該技術不需要造粒工序，不僅有利于縮短加工周期，節(jié)省加工能量，而且從反應器中得到的低結晶產品不會發(fā)生形態(tài)變化。

Montell公司的Spherilene工藝采用負載于MgCl2上的鈦系催化劑，在反應器中直接生產出相對密度為0.890-0.970g/cm3的PE球形顆粒，產品包括LDPE，LLDPE和HDPE。該工藝還可在不降低裝置能力的情況下生產超低密度聚乙烯VLDPE和ULDPE。由于省去了造粒工序，裝置投資可減少約20%。Spherilene工藝的核心是催化劑技術，它將淤漿法預聚技術與氣相流化床技術結合起來，使反應先在1個小環(huán)管反應器中進行，然后預聚物連續(xù)通過1或2個短停留時間的氣相流化床。2個氣相流化床中可控制及維持完全獨立的氣體組成，溫度和壓力也可獨立控制，以實現(xiàn)產品設計更大的靈活性。

1.3

共聚技術

采用共聚技術對PE進行改性近年來也得到了發(fā)展，低壓PE工茸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-戊烯，1-己烯和1-辛烯)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韌性和強度，且1-辛烯共聚的LLDPE韌性最好。

1.4

原位技術

工業(yè)上生產LLDPE通常是在反應器中加入一定比例的α-烯烴與乙烯進行共聚，這些單體均由乙烯齊聚生成。原位共聚是在反應體系中，以乙烯作為惟一原料，利用齊聚催化劑實現(xiàn)乙烯齊聚生成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工藝，降低生產成本，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、配比及加人方式、助催化劑用量等反應條件達到對聚合物分子剪裁和調控產品結構和性能的目的。1.5

反應器新配置

大型管式反應器的開發(fā)已經成為LDPE生產的發(fā)展趨勢，釜式工藝變得越來越過時。然而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費用可與管式反應器進行競爭。住友化學””在這種反應器配置方面較有經驗，其不僅在日本采用該技術生產LDPE，而且將該技術轉讓給巴西Opteroquimica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%，裝置產量可提高50%；每噸PE的可變生產成本降低約25%。

1.6

雙峰PE的生產技術

雙峰PE是指相對分子質量分布曲線呈現(xiàn)2個峰值的PE樹脂，它可以在獲得優(yōu)越物理性能的同時改善其加工性能了目前；生產雙峰樹脂的方法主要有聚合物熔體混合法、單反應器混合催化劑法以及2個或多個反應器串聯(lián)及并聯(lián)使用等方法。

目前生產商主要采用串聯(lián)反應器法生產雙峰PE，具有代表性的有Basell工藝反應器串連的氣相Spherilene工藝，Borealis公司的Borstar工藝和Univation公司的Unip01.Ⅱ工藝。其中Unipol，Ⅱ技術可生產出雙峰分布的LLDPE，它既含有高相對分子質量組分，可保證其有高強度等優(yōu)異性能，又含有低相對分子質量組分，使樹脂易于流動，具有良好的加工性能。

1.7

激光法技術

意大利佛鋁倫薩大學非線性光譜實驗室的研究人員開發(fā)出了一種以激光作催化劑，采用高壓法生產結晶PE的新工藝。該工藝操作簡單，聚合物收率高，適于大規(guī)模生產。一般情況下，烯烴可在極高壓力下完成聚合，生成的聚合物多為高度分支的非結晶材料。而采用激光催化的新工藝可在較低的壓力下完成聚合，并生成完全結晶的PE聚合物。該工藝可通過光吸收過程改善PE的性能，并無需對催化劑進行后處理，可從根本上解決環(huán)境污染問題。

PE生產新工藝的不斷開發(fā)，極大地促進了世界PE工業(yè)的發(fā)展。目前冷凝及超冷凝技術在我國PE的生產中得到了實際應用，并取得了良好效果。

2

氣相法PE用催化劑進展

目前生產氣相法PE用催化劑主要有3種：一是鉻基催化劑，在硅膠或硅鋁膠載體上浸漬含鉻化合物，包括氧化鉻催化劑和有機鉻催化利；二是Ziegler-Natta催化劑，主要是鈦基催化劑，是用化學鍵結合在含鎂載體上的過渡金屬化合物；三是茂金屬及非茂等單活性中心催化劑。

2.1

國外的進展情況

2.1.

鉻基催化劑

鉻基催化劑包括氧化鉻催化劑和有機鉻催化劑，它們是由硅膠或硅鋁膠載體浸漬含鉻化合物而生成。1951年，Phillips公司開發(fā)出這種催化劑，主要用于該公司和Univation公司的PE生產工藝，生產線性結構的HDPE。改進后也可用于乙烯和Q-烯烴的共聚反應，所得共聚物具有非常寬的相對分子質量分布。

2003年，意大利Basell公司工業(yè)化生產出一種名為AdventC的新型鉻基催化劑，它可直接作為氣相法和淤漿法工藝用鈦系催化劑的替代物，將其用于生產HDPE時，無需增設任何設備。

2.1.2

Ziegler-Natt