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HDPE工艺技术进展

摘要：介绍了高密聚乙烯生产技术即淤浆法，气相法，溶液法，综述了各自

的特点，工艺路线，产品方案，尤其是双峰高密度聚乙烯技术的发展。

关键词：高密度聚乙烯淤浆法气相法溶液法

高密聚乙烯（HDPE）因其综合性能优良，原料来源丰富，成本较低而得到广

泛应用。HDPE于70年代开始推向市场，产品密度为0.94～0.97g/cm3，习惯称

之为聚乙烯（PE）第二代产品。目前，双峰技术的出现带来新的市场发展。采用

双峰技术生产的树脂，高分子量部分有较高的强度，低分子量部分使树脂的加工

性能更好，其产品性能明显优于一般的宽分子量分布的树脂，被称作新一代的

HDPE产品[1]。

HDPE是目前世界生产能力和需求量位居第三大类的聚烯烃品种。预计到

2002年，世界HDPE生产能力将超过20Mt/a,比1990年净增2.78Mt，年均增长

3.1％。当前，世界上HDPE生产能力超过1Mt/a的公司有：

Equistar(1.52Mt/a),Phillips(1.38Mt/a)和Solvay(1.16Mt/a),全部集中在欧

美。亚洲国家目前还没有超过300Kt/a的大厂。

HDPE的生产技术有3种，即淤浆法，气相法和溶液法。淤浆法根据反应器

不同，分为釜式以应与管式反应2种工艺路线。HDPE产品主要用途为膜料，压

力管，大型中空容器和挤压板材。

1、淤浆法

淤浆法是最早开发的生产技术，技术工艺比较成熟，产品性能好，反应压力

较低，易于控制，但撤热问题一直制约着单线生产能力的提高。环管反应器的产

生较好地解决了撤热问题，提高了单线生产能力。目前，采用釜式反应的生产厂

家，为了提高单线生产能力，采用浆液外循环的措施。

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1.1、北欧北星Borealis工艺

北欧化工公司北星双峰Borealis工艺可以采用Ziegler～Natta(Z-N)催化

剂，也可用单中心催化剂，用环管反应器和气相应器串联组合生产双峰型线型低

密度聚乙烯（LLDPE）和HDPE（见图1）。产品密度为0.918～0.970g/cm3，溶体

流动指数（MI）为0.1～100.0g/10min[2]。

该工艺中的环管反应器和气相反应器彼此是完全独立的，容易控制各年历的

反应条件，从而拓宽产品范围。气相反应器不再添加新鲜催化剂，无粘釜现象，

不会生成片状、块状聚合物。这套反应系统可以灵活生成双峰型和单峰型产品，

分子量分布可以从窄到宽变化；可以根据最终产品要求，生产出各种有途牌号。

如可求一定强度的管材，膜泡稳定的薄膜，高的耐环境应力开裂性的吹塑制品等。

这种被称为“Borstar“工艺的双峰PE技术，是Borealis公司的芬兰Neste公

司10多年前开发的。据称，其BC200型催化剂也是双峰PE技术的关键。该催化

剂在聚合反应全过程始终有高活性，不同聚合反应阶段的同一活性中心上可以生

长出分子量大小不同的分子链，此特性是控制双峰分子量分布的关键。这种PE

新工艺具有新思路，主要特点有：

（1）应用Z-N和单中心催化剂能够在每一个反应步聚中精确，重复性地生

产出具有特定分子结构的产品。

（2）能够相互独立地在一个反应器中生产出极低分子量的产品，而在另外

一个反应器中生产出具有极高的产品。

（3）能够在任何一个反应器中加入共聚单体而不影响其他反应器中的反应，

同时共聚单体的加入不会影响该反应器中产品的分子量。

（4）具有很大的灵活性，能生产从很低密度到很高密度的PE，包括那结给

够代替以前在高压反应器中有生产的低密度聚乙烯（LDPE）。

（5）能够迅速，简单地投入生产，并且能够很方便地转产范围很宽的其他

系列的产品。

（6）低的生产成本，低的投入资本。

北欧双峰BC200型催化剂是用氧化硅为载体的Z-N催化剂，不但适于双峰产