CN105585651B - 一种高密度聚乙烯产品的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高密度聚乙烯产品的制备方法，包括如下步骤：（1）将乙烯单体、丙烯或1‑丁烯单体、催化剂和溶剂加入到第一聚合釜中进行反应，反应后得到的产物进入第二聚合釜中；（2）将乙烯单体、丙烯或1‑丁烯单体、溶剂加入到第二聚合釜中进行反应，反应后得到的产物进入第三聚合釜中；（3）将乙烯单体、丙烯或1‑丁烯单体、溶剂加入到第三聚合釜中进行反应，反应后得到的产物进入闪蒸罐，从闪蒸罐出来的物料经过后续处理后得到聚乙烯产品。利用三釜串联生产聚合物产品的分子量分布较两釜串联产品更宽，可以较好地在保障产品机械强度，产品的耐环境应力开裂，管材制成品的快速开裂和慢速裂纹等指标可以得到很大程度的改善。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，具体涉及一种聚乙烯产品的制备方法，更具体的涉及一种多峰高密度聚乙烯产品的制备方法。
背景技术
扬子石化公司塑料厂淤浆法高密度聚乙烯(HDPE)装置设计年产21万HDPE本色粒料,装置的主要部分由A、B、C三条生产线组成，每条线生产能力为７万吨/年。装置采用日本三井油化公司的淤浆法高密度聚乙烯工艺技术路线。它应用釜式反应器，以高纯度乙烯为主要原料，以丙烯或1-丁烯为共聚单体,以己烷为溶剂,采用超高活性钛系催化剂,在温度68～85℃、压力2～8kg/cm2的条件下进行低压聚合,聚合淤浆中的HDPE粉料经高速离心机沉降分离、干燥、混炼、造粒、颗粒均化、合格产品包装出厂，而淤浆中的溶解有低分子量聚合物的母液被分离后分别送往聚合工序作溶剂使用和送往溶剂回收工序处理。每条线有两个结构与容积相同的聚合釜, 两釜可以根据生产流程的不同和工艺操作条件的要求，形成并联A、并联B及串联三种生产模式，生产挤塑、吹塑和注塑三大类型产品。并联工艺流程（如图1所示）用以生产较窄分子量分布的聚乙烯产品或生产分子量分布适中的聚乙烯产品。串联工艺流程（如图2所示），用以生产较宽分子量分布的聚乙烯产品，适用于高等级薄膜专用料和较高等级的耐压管材专用料产品的生产。两釜工艺可以生产双峰薄膜专用料和耐压管材专用料产品，但用于生产多峰（宽峰）分布的聚乙烯产品如耐热管材聚乙烯产品就比较困难。
发明内容
本发明克服了现有技术中用于生产宽峰分布的聚乙烯产品如耐热管材聚乙烯产品就比较困难的问题，在于提供一种可以生产出多峰（宽峰）分子量分布的高密度聚乙烯产品的制备方法。
本发明的具体技术方案如下：
一种高密度聚乙烯产品的制备方法，包括如下步骤：
（1）将乙烯单体、丙烯或1-丁烯单体、催化剂和溶剂加入到第一聚合釜中进行反应，反应后得到的产物进入第二聚合釜中；加入到第一聚合釜中的乙烯单体的流量为3000～6000kg/h，丙烯或1-丁烯单体的流量为15～120kg/h；
（2）将乙烯单体、丙烯或1-丁烯单体、溶剂加入到第二聚合釜中进行反应，反应后得到的产物进入第三聚合釜中；加入第二聚合釜中的乙烯单体的流量为3000～6000kg/h，丙烯或1-丁烯单体的流量为15～180kg/h；
（3）将乙烯单体、丙烯或1-丁烯单体、溶剂加入到第三聚合釜中进行反应，反应后得到的产物进入闪蒸罐，从闪蒸罐出来的物料经过后续处理后得到聚乙烯产品；加入第三聚合釜中的乙烯单体的流量为1300～5000kg/h，丙烯或1-丁烯单体的流量为15～120kg/h。
所述催化剂包括Ti系催化剂和三乙基铝，Ti系催化剂的加入量为0.06～0.12 kg/h，三乙基铝的加入量为1.2～2.4 kg/h；所述Ti系催化剂采用本领域内常用的Ti系催化剂均可。Ti系催化剂为主催化剂，三乙基铝催化剂为辅助催化剂，这两种催化剂同时加入聚合釜，在聚合釜中两种催化剂结合形成一种络合物，这种络合物用来触发聚合反应的发生。
己烷的加入量可以根椐不同产品生产的需要调整大小，主要作用是调节聚合釜内的聚合物和己烷混合浆液的浓度，同时调整反应物在聚合釜内的停留时间，停留时间的长短可以影响聚合物分子量的大小和原料单体的转化率等，优选的加入到各个聚合釜内的溶剂均为己烷，己烷的加入量均为8000～12000kg/h。
所述第一聚合釜、第二聚合釜、第三聚合釜内的温度均为68～85℃、压力均为2～8kg/cm2。
本发明和现有技术相比，具有如下优点：
1、利用三釜串联生产较两釜串联，可以更加灵活的调整聚合物产品内部含有的不同分子量聚乙烯的组成比例，可以促进更多的共聚单体进入聚乙烯分子链中 ，提高聚乙烯分子链的支化度，加强聚乙烯分子链间的相互系带作用。
2、聚合物产品的分子量分布较两釜串联产品更宽，可以较好地在保障产品机械强度的同时使得产品易于加工成型，产品的耐环境应力开裂，管材制成品的快速开裂和慢速裂纹等指标可以得到很大程度的改善。
3、可以根椐不同用途的需要，有针对性调整分子量分布，开发生产出更丰富的聚乙烯产品。
4、装置已经应用该技术生产出了耐热管材专用料产品和高等级PE100+管材专用料产品。
附图说明
图1为现有技术中两个聚合釜聚合工艺串联流程意图；
图2为本发明所述多峰高密度聚乙烯产品的制备工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明，本发明未提及的其他工艺和设备均为现有技术。
本发明中10kg/cm2=1MPa。
实施例1
参见图2，一种高密度聚乙烯产品的制备方法，包括如下步骤：
（1）将乙烯单体、丙烯单体、催化剂和己烷溶剂加入到第一聚合釜1中进行反应，反应后得到的产物进入第二聚合釜2中；加入到第一聚合釜中的乙烯单体的流量为4000kg/h，丙烯单体的流量为70kg/h，Ti系催化剂的加入量为0.85kg/h，三乙基铝的加入量为1.2 kg/h，己烷溶剂的加入量为8000kg/h；
（2）将乙烯单体、1-丁烯单体、己烷溶剂加入到第二聚合釜2中进行反应，反应后得到的产物进入第三聚合釜4中；加入第二聚合釜中的乙烯单体的流量为4000kg/h，丙烯单体的流量为120kg/h，己烷溶剂的加入量为7000kg/h；
（3）将乙烯单体、1-丁烯单体、己烷溶剂加入到第三聚合釜4中进行反应，反应后得到的产物进入闪蒸罐3，从闪蒸罐3出来的物料经过后续处理后得到聚乙烯产品；加入第三聚合釜中的乙烯单体的流量为2000kg/h，1-丁烯单体的流量为50kg/h，己烷溶剂的加入量为4000kg/h。
所述第一聚合釜、第二聚合釜、第三聚合釜内的温度均为68～85℃、压力均为2～8kg/cm2。
实施例2
参见图2，一种高密度聚乙烯产品的制备方法，包括如下步骤：
（1）将乙烯单体、1-丁烯单体、催化剂和己烷溶剂加入到第一聚合釜1中进行反应，反应后得到的产物进入第二聚合釜2中；加入到第一聚合釜中的乙烯单体的流量为5000kg/h， 1-丁烯单体的流量为20kg/h，Ti系催化剂的加入量为0.95kg/h，三乙基铝的加入量为1.5 kg/h，己烷溶剂的加入量为10000kg/h；
（2）将乙烯单体、1-丁烯单体、己烷溶剂加入到第二聚合釜2中进行反应，反应后得到的产物进入第三聚合釜4中；加入第二聚合釜中的乙烯单体的流量为3000kg/h， 1-丁烯单体的流量为150kg/h，己烷溶剂的加入量为4000kg/h；
（3）将乙烯单体、1-丁烯单体、己烷溶剂加入到第三聚合釜4中进行反应，反应后得到的产物进入闪蒸罐3，从闪蒸罐3出来的物料经过后续处理后得到聚乙烯产品；加入第三聚合釜中的乙烯单体的流量为2000kg/h， 1-丁烯单体的流量为80kg/h，己烷溶剂的加入量为3000kg/h。
所述第一聚合釜、第二聚合釜、第三聚合釜内的温度均为68～85℃、压力均为2～8kg/cm2。
实施例3
参见图2，一种高密度聚乙烯产品的制备方法，包括如下步骤：
（1）将乙烯单体、丙烯单体、催化剂和己烷溶剂加入到第一聚合釜1中进行反应，反应后得到的产物进入第二聚合釜2中；加入到第一聚合釜中的乙烯单体的流量为6000kg/h，丙烯单体的流量为110kg/h，Ti系催化剂的加入量为0.1 kg/h，三乙基铝的加入量为2.4kg/h，己烷溶剂的加入量为11000kg/h；
（2）将乙烯单体、丙烯单体、己烷溶剂加入到第二聚合釜2中进行反应，反应后得到的产物进入第三聚合釜4中；加入第二聚合釜中的乙烯单体的流量为4000kg/h，丙烯单体的流量为50kg/h，己烷溶剂的加入量为8000kg/h；
（3）将乙烯单体、丙烯单体、己烷溶剂加入到第三聚合釜4中进行反应，反应后得到的产物进入闪蒸罐3，从闪蒸罐3出来的物料经过后续处理后得到聚乙烯产品；加入第三聚合釜中的乙烯单体的流量为3000kg/h，丙烯单体的流量为25kg/h，己烷溶剂的加入量为11000kg/h。
所述第一聚合釜、第二聚合釜、第三聚合釜内的温度均为68～85℃、压力均为2～8kg/cm2。
对比例1
参见图1，一种聚乙烯产品的制备方法，包括如下步骤：
（1）将乙烯单体、丙烯单体、催化剂和己烷溶剂加入到第一聚合釜1中进行反应，反应后得到的产物进入第二聚合釜2中；加入到第一聚合釜中的乙烯单体的流量为5200kg/h，丙烯单体的流量为70kg/h，Ti系催化剂的加入量为0.85 kg/h，三乙基铝的加入量为1.2kg/h，己烷溶剂的加入量为9000kg/h；
（2）将乙烯单体、1-丁烯单体、己烷溶剂加入到第二聚合釜2中进行反应，反应后得到的产物进入闪蒸罐3中，从闪蒸罐3出来的物料经过后续处理后得到聚乙烯产品；加入第二聚合釜中的乙烯单体的流量为4800kg/h，1-丁烯单体的流量为120kg/h，己烷溶剂的加入量为9000kg/h。
所述第一聚合釜、第二聚合釜内的温度均为68～85℃、压力均为2～8kg/cm2。
对比例2
参见图1，一种聚乙烯产品的制备方法，包括如下步骤：
（1）将乙烯单体、丙烯单体、催化剂和己烷溶剂加入到第一聚合釜1中进行反应，反应后得到的产物进入第二聚合釜2中；加入到第一聚合釜中的乙烯单体的流量为5250kg/h，丙烯单体的流量为70kg/h，Ti系催化剂的加入量为0.93 kg/h，三乙基铝的加入量为1.2kg/h，己烷溶剂的加入量为9000kg/h；
（2）将乙烯单体、1-丁烯单体、己烷溶剂加入到第二聚合釜2中进行反应，反应后得到的产物进入闪蒸罐3中，从闪蒸罐3出来的物料经过后续处理后得到聚乙烯产品；加入第二聚合釜中的乙烯单体的流量为6000kg/h，丙烯单体的流量为120kg/h，己烷溶剂的加入量为10000kg/h。
所述第一聚合釜、第二聚合釜内的温度均为68～85℃、压力均为2～8kg/cm2。
Claims (3)
1.一种高密度聚乙烯产品的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将乙烯单体、丙烯或1-丁烯单体、催化剂和溶剂加入到第一聚合釜中进行反应，反应后得到的产物进入第二聚合釜中；加入到第一聚合釜中的乙烯单体的流量为3000～6000kg/h，丙烯或1-丁烯单体的流量为15～120kg/h；
(2)将乙烯单体、丙烯或1-丁烯单体、溶剂加入到第二聚合釜中进行反应，反应后得到的产物进入第三聚合釜中；加入第二聚合釜中的乙烯单体的流量为3000～6000kg/h，丙烯或1-丁烯单体的流量为15～180kg/h；
(3)将乙烯单体、丙烯或1-丁烯单体、溶剂加入到第三聚合釜中进行反应，反应后得到的产物进入闪蒸罐，从闪蒸罐出来的物料经过后续处理后得到聚乙烯产品；加入第三聚合釜中的乙烯单体的流量为1300～5000kg/h，丙烯或1-丁烯单体的流量为15～120kg/h；
所述催化剂包括Ti系催化剂和三乙基铝，Ti系催化剂的加入量为0.06～0.12kg/h，三乙基铝的加入量为1.2～2.4kg/h。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于加入到各个聚合釜内的溶剂均为己烷，己烷的加入量均为8000～12000kg/h。
3.根据上述任一权利要求所述的制备方法，其特征在于所述第一聚合釜、第二聚合釜、第三聚合釜内的温度均为68～85℃、压力均为2～8kg/cm2。
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