超过1000万吨扩能！聚乙烯项目，工艺技术如何选？

高压法聚乙烯生产工艺可分为高压管式法工艺 和高压釜式法工艺两种。高压管式法工艺技术代表有 LyondellBasell 公司的 Lupotech T 工艺、SABIC 公司 的 CTR 工艺和埃克森美孚 (Exxon Mobil) 公司工艺 (国内应用企业有燕山石化公司)；高压釜式法工艺技 术代表有 Enichem 工艺、埃克森美孚 (Exxon Mobil) 公司工艺和 ICI 工艺。低压法工艺主要有气相法工艺、淤浆法工艺和溶液法工艺。

气相法工艺技术代表有美国 Univation 技术公司的 Unipol 工艺 (国内应用企业有茂名、吉 化、扬子、天津、中原、广州、大庆、齐鲁石化公司)、英 国 BP 公司的 Innovene 工艺 (国内应用企业有独山 子石化公司)、Basell 公司的 Spherilene 工艺和北欧化工公司的北星 (Bastar) 工艺 (国内应用企业有上海 石化公司)；淤浆法分为环管聚合工艺和搅拌釜式聚合工艺，环管聚合工艺技术代表有雪佛龙-菲利浦斯 (Chevron Phillips) 公司工艺 (国内应用企业有上海金 菲公司、茂名石化公司)、Borealis 公司的 Borstar 工艺 和 Innovene S 工艺，搅拌釜式聚合工艺技术代表有日 本三井化学 /Prime 聚合物公司的 CX 工艺 (国内应用 企业有大庆、扬子、燕山、兰州石化公司) 和巴塞尔聚 烯烃公司 Hostalen 工艺 (国内应用企业有辽化公司)；溶液法工艺技术代表有 Dow 化学公司的 Dowlex 工艺和 SABIC(原DSM) 公司的 Compact 工艺。

Innovene S工艺采用两环管淤泥反应器串联工艺，采用钛系或铬系催化剂，通常反应压力为4.2MPa，反应温度90～109℃，单程转化率为96%，己烯为共聚单体，产品密度范围为0.939～0.961g/cm3，分子量范围为：3万～25万，可以生产双峰聚乙烯产品，主要用作高压管材。

SABIC 气相法工艺采用冷凝态技术，使用单台 反应器生产 LLDPE/HDPE。SABIC 工艺装置由单体 净化、催化剂制备、聚合反应、树脂脱气和挤出造粒单元组成。操作温度为 80～100 ℃，压力约为 2.4 MPa。乙烯单程转化率约 2%～3%，停留时间 3～4 h。该装置将液化的共聚单体喷入粉料气体流化床。

该工艺树 脂的性能通过催化剂、助催化剂、共聚单体和氢气的 加入量来调节；该工艺简单，投资较低。SABIC 的工艺技术基本上自用。SABIC 公司开发了基于淤浆法 CSTR 工艺的技 术 (HAO)。该技术基于淤浆法 CSTR 平台，并对该平 台进行了改进，以使该工艺能够生产除丁烯 (C4) 基聚合物外的己烯 (C6) 基双峰 HDPE 共聚合物。C6 双峰 HDPE 树脂可用于生产高质量抗裂管材。乙烯为单体，1-丁烯 /1-己烯为共单体。在 SABIC 的 HAO 技术中，稀释剂是庚烷异构体的混合物，允许使用 1-己烯和 1-丁烯作为共聚单体。

LondellBasell 的 Spherilene 工艺单峰产品构架 的单反应器 Spherilene C 工艺和用于所有级别 PE 的 双反应器构架的 Spherilene S 工艺。Spherilene C 使 用钛系的 Z-N 催化剂生产窄分子量分布的聚乙烯产品，使用铬系的催化剂可以生产双 / 宽峰的聚乙烯产 品。在 Spherilene S 工艺中使用钛系的 Z-N 催化剂 可以生产密度为 0.915～0.962 g/cm3 的全部产品。Spherilene 工艺存在工艺架构灵活、预聚合技术、反应停留时间短、产品切换无需停车、不需要种子树脂、产品可直接出售等特点。

Spherilene工艺由预聚合反应器和气相流化床反应器构成。Spherilene工艺可分为两种：Spherilene S工艺和Spherilene C工艺。其中Spherilene S工艺为用于单峰产品的单反应器工艺，采用Avant Z和Avant C催化剂。SpherileneC由预聚合反应器和两个串联的气相流化床反应器构成，可以生产双峰分布的聚乙烯树脂及双峰共聚单体的聚乙烯产品，也可生产三元共聚物及四元共聚物。Spherilene工艺的一大特点是由聚合釜直接制得无需进一步造粒的球形PE树脂，通常反应压力为1.5～3.0 MPa，反应温度70～100℃，产品中乙烯含量为73%～85%，丙烯0～15%，其他共聚单体为0～15%，产品密度范围：0.890～0.970g/cm3，MFR为0.01～100g/10min。产品可包括LLDPE、HDPE、VLDPE、ULDPE。

——溶液法Dowlex聚乙烯工艺

Dow化学公司的Dowlex工艺为低压溶液法工艺，采用两台串联的搅拌釜式反应器，聚合反应压力为4.8MPa，反应器出口温度为170℃，第二反应器的聚合物含量为10%。反应停留时间短，乙烯单程转化率可超过90%。Dowlex工艺通常仅生产1-辛烯基聚合物。采用该工艺已经开发了密度低于0.915g/cm3的VLDPE，另可生产0.965g/cm3的均聚物树脂，MFR可达200g/10min。该工艺使用茂金属催化剂生产密度为0.895～0.910g/cm3的塑性体和密度为0.865～0.895g/cm3的弹性体。

——溶液法Sclairtech聚乙烯工艺

加拿大NOVA化学公司的Sclairtech（AST）工艺反应器的操作温度为300℃，操作压力可达14MPa，该工艺产品的密度范围为0.905～0.965g/cm3，MFR范围为0.15～150g/10min，可生产Mw/Mn为3～22的窄和宽分子量分布的树脂。反应器的停留时间很短（小于2min），牌号切换非常快；反应器中固体含量高，乙烯单程转化率达95%以上。

——溶液法Compact聚乙烯工艺                                                                             SABIC（原DSM）公司的Compact工艺聚合反应在一个完全充满液体、带搅拌器的反应器中绝热条件下进行，采用Z-N催化剂。反应聚合温度为150～250℃，聚合压力为3～10MPa,反应器停留时间少于10min,乙烯单程转化率大于95%，可用于生产HDPE、LLDPE和塑性体，产品密度范围为0.880～0.970g/cm3，MFR范围为1.0～100g/10min。氢用于控制聚合物分子量。无需脱除催化剂步骤。生产每吨产品的物耗、能耗为：乙烯和共聚单体1.016t，电力500kwh，蒸汽400kg，冷却水230m3，低压蒸汽（产出）330kg。

——Lupotech T高压管式法聚乙烯工艺

LyondellBasell公司的Lupotech T工艺包括Lupotech TM（适合于生产EVA共聚物），和Lupotech TS。Lupotech T工艺以过氧化物为引发剂，在较高转化率下直接从反应器生产很宽范围的牌号产品。

——CTR高压管式法聚乙烯工艺

SABIC公司（原DSM）的CTR工艺中反应器保持恒压以及热传导效率高，产品牌号切换灵活。该工艺产品的MFR范围为0.3～65g/10min，密度范围为0.918～0.930 g/cm3，适于生产VA含量为10%的EVA共聚物。

——ExxonMobil公司的高压管式法聚乙烯工艺

工艺采用有机过氧化物作引发剂，反应器设计有很高的灵活性，操作压力高达300MPa。该工艺产品的密度范围为0.918～0.935 g/cm3，MFR范围为0.3～46g/10min。

  ——Stamicarbon公司高压法聚乙烯工艺

利用高压管式反应器生产LDPE和EVA共聚体。生产每吨产量的物耗、能耗为：乙烯1.005t，电力800kwh，高压蒸汽230kg，冷却水120m3，低压蒸汽（产出）650kg。

——Enichem公司的高压釜式法聚乙烯工艺

该工艺采用Z-N催化剂可以转换生产LLDPE、VLDPE和EVA共聚物。

——ExxonMobil公司的高压釜式法聚乙烯工艺

该工艺有利于生产质量类似于高压管式法聚乙烯工艺的薄膜产品；压力范围很宽，可生产低MFR的均聚物和高VA含量的共聚物。操作压力低于200MPa，高压工艺的优点是缩短停留时间，相同的反应器可从生产均聚物切换至共聚物。均聚物聚合物密度为912～935kg/m3，熔融指数为0.2～150。醋酸乙烯含量可高达30%。生产每吨聚合物的物耗、能耗为：乙烯1.008吨，电力800kwh，蒸汽0.35t，氮气5m3。

——ICI/Simon Carves公司的高压釜式法聚乙烯工艺

该工艺可以较好地控制决定聚合物链的主要参数，即分子量、分子量分布和长链及短链支化度，适宜生产高度差别化的牌号，例如，电线涂层和薄膜牌号要求较低的熔体弹性，要求长支链数较少。

——Lupotech A高压釜式法聚乙烯工艺

LyondellBasell公司的Lupotech A 高压釜式法工艺主要优化用于需要加工要求的高级产品的生产，如乙酸乙烯酯含量达40%的胶黏剂和密封剂，或具有独特性能的LDPE产品。反应聚合压力为110～350MPa，温度为130～350℃，聚合时间非常短，一般为15s到2min。

——双回路反应器LPE工艺

雪佛龙—菲利浦斯石油公司LPE工艺生产线性聚乙烯（LPE）。采用极高活性催化剂在回路反应器和异丁烷浆液中进行聚合。产品熔融指数和分子量分布可由催化剂、操作条件和氢气来调节控制。共聚单体可用丁烯-1、已烯-1、辛烯-1等。高活性催化剂使之无需脱除催化剂，聚合时无石蜡或其他副产物生成，大大减少了对环境的逸散污染。乙烯、异丁烷、共聚单体和催化剂连续进入回路反应器，在低于100℃和约4.0MPa下发生反应，停留时间约1小时。乙烯单程转化率超过97%。生产每吨产品的物耗、能耗为：乙烯1.007吨，催化剂和化学品2～10美元（对于不同产品），电力350kwh，蒸汽0.25t，冷却水185t，氮气30m3。如上海金菲公司和茂名石化新线。