2023年LDPE生产技术.docx
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1、2023年LDPE生产技术 第一篇:LDPE生产技术 LDPE生产技术 高压低密度聚乙烯LDPE是用高压工艺生产的,压力为110350MPa,温度为130350,聚合时间特殊短,一般为15秒到2分钟。乙烯聚合反应放出大量的热,热量主要通过循环过量的冷单体实现撤热,系统基本上在绝热条件下操作。1:1.15 LDPE高压反应主要接受两种聚合反应器:一种是带搅拌器的高压釜式反应器,该工艺最早是20世纪30年头由ICI公司开发的;另一种是管式反应器,最早是由巴斯夫公司开发的。后来,杜邦、陶氏化学、USI、住友和CdF化学(如今的埃尼化学)都对工艺作了若干改良。两种工艺生产的聚合物略有差异,主要因为反应
2、器的温度分布不同。 釜式法和管式法两种工艺的生产流程大体相同,一个工业化的LDPE装置通常由以下几部分组成:乙烯压缩、引发剂制备和注入系统、聚合反应器、分别系统、挤出造粒。除聚合反应器外,釜式法和管式法的工艺步骤相像。现已建成的管式法最大单线反应器实力为32万吨/年,是巴塞尔公司建在法国的装置;釜式法最大单线反应器实力为18万吨/年,是QGPC公司用Orchem(CdF)技术建在卡塔尔的装置。 LDPE市场价格较HDPE高,一般专利费也较少,因此LDPE投资开发又起先活跃。LDPE开发主要集中于管式法工艺中,釜式法的开发进展较少。LDPE生产技术主要进展表达在以下几个方面。 l管式法技术及进展
3、。管式法工艺的主要专利商有巴塞尔、DSM、等星和埃克森美孚等。 (a)巴塞尔管式法技术。巴塞尔管式法技术包括LupotechTM和LupotechTS两种。LupotechTM技术的特点是有多个单体进料点,反应器的这种构造适合于生产EVA;只有一个进料点的巴塞尔技术称为LupotechTS。 不同高压管式法设计的区分主要在于引发剂和反应器压力限制阀的差异。巴塞尔的Lupotech工艺以过氧化物作引发剂,Lupotech TM型工艺用压力限制阀限制乙烯的侧流,没有侧流的简洁模式是LupotechTS型。为提高热传导,运用高气体流速;取决于所需要的聚合物牌号,反应器末端的压力限制阀或为脉冲式、或为
4、非阀冲式。 LupotechTM型特别适合于生产重装袋牌号、共聚物和电线电缆牌号(即熔体指数小于1的产品),两种构型的单程转化率范围均为2435,转化率的差异主要取决于所要生产的牌号。 Lupotech工艺可在较高转化率的状况下干脆从反应器生产很宽范围的牌号。可以工业化生产VA含量高到30的共聚物,也可以生产丙烯酸酯含量高到20的共聚物。 (b)DSM公司高压管式法技术(CTR)。DSM公司清洁管式反应器(CTR)工艺的主要特点是:一级压缩机出口压力高达25MPa;聚合压力仅为200250MPa,且无脉冲,保持恒压;反应热用于预热原料;反应管直径保持恒定,有4个过氧化物注入点;转化率大约为32
5、%40%;运用混合的过氧化物引发剂,这种引发剂与管式法常用的氧引发相比,可得到较高的单程转化率,反应管不易结焦,产品具有更好的光学性质,对分解的敏感性小。另一个优点是生成的低聚物较少,这样就可简化循环气的回收流程。CTR技术中反应器保持恒压以及热传导效率高的主要优点是:简洁限制反应器的排料限制阀;无低循环疲乏现象,可降低投资和维护费用;产品质量稳定;薄膜拉伸性能好,可降低厚度;以及耗能低等。 该工艺产品的熔体指数(MFl)范围0.365g/10min,密度范围0.9180.930g/cm3,适于生产VA含量为10的EVA,最大单线设计可达40万吨/年。 (c)等星公司的高压管式法技术。等星高压
6、工艺的改良主要集中在降低能耗、不结焦的管式反应器设计、先进的工艺限制、模拟搅拌器设计和催化剂进料装置的改良。利用等星管式法工艺可以生产VA含量高达28%的EVA,假如VA含量9%以下,生产EVA不需要增加设备。LDPE产品的密度范围0.9170.932G/cm3,MFI 0.1835。反应用有机过氧化物作引发剂,可以用空气,也可以不用空气。转化率高达30%,利用其不结焦技术,装置的能耗可减至最小。与其它工艺不同,反应器不要求溶剂洗涤。由于接受先进的限制仪表,最终产品的均匀性很好。 (d)埃克森美孚公司的高压管式法工艺。埃克森美孚开发了一般的LDPE管式法技术,燕山石化公司购置该公司技术建设的2
7、0万吨/年装置已于2023年投产。目前位于美国路易斯安那州巴吞鲁日的装置是运用该技术最大的装置,脱瓶颈后实力到达22万吨/年。埃克森美孚管式法技术的主要特点是:象巴塞尔技术一样,用排放阀作脉冲阀,但正常操作时不运用;运用有机过氧化物作引发剂;设有加热反应管的脱焦系统;接受实时监控熔体性质的技术,优质牌号比例高;反应器设计有很高灵敏性,一个月内可生产全部牌号,一年可转变牌号600次,即使这样频繁切换,仍能保持较高的生产效率;单程转化率可达34%36%;装置牢靠性高,虽然额定运转8 000小时,但实际可运转8400小时。 该工艺产品的密度范围为0.9180.935g/cm3,熔体指数范围是0.34
8、6。一套36万吨/年管式法装置可生产VA含量达15%的EVA,正在开发生产VA含量达28%的EVA技术,用较小的装置可生产VA含量达40%的EVA。埃克森美孚设计了36万吨/年的反应器,投资本钱据说比22.5万吨/年反应器高25%35%。 2釜式法技术及进展 釜式法工艺的反应是绝热过程,工艺中没有明显的热量从反应器移出。乙烯聚合是高度放热的,假如温度超过350,就会发生爆炸性的分解,因此要通过细致地在反应器几个点注入簇新的冷乙烯来限制反应。高压釜式反应器几乎全部用有机过氧化物作聚合反应的引发剂。阿克苏诺贝尔、Peroxid化学(Laporte)和埃尔夫阿托化学都可以供应很多类型的引发剂。 埃克
9、森美孚公司已经在高压釜式反应器中运用茂金属催化剂,在巴吞鲁日的一个釜式法反应器中,几乎全部运用茂金属催化剂。现代釜式反应器的单程转化率为19.5%21%,不同牌号有所不同。 釜式法工艺技术的主要专利持有者是埃尼化学、等星、埃克森美孚和ICI(SimonCarves)。 (a)埃尼化学的高压釜式法工艺。埃尼化学通过20世纪80年头末收购法国阿托化学(原CdF化学),成为欧洲最大的LDPE和LLDPE生产公司。埃尼化学对釜式法技术的主要改良表达为装置的大型化(理论上最大反应器可达3m3)和将产品范围扩大到LLDPE/VLDPE和EVA的实力。 埃尼化学认为用该工艺生产LLDPE时反应器可放大到5m
10、3。与ICI/SimonCarves技术的不同之处在于,埃尼化学技术的单线生产实力达20万吨/年,可明显降低投资费用,但操作灵敏性略低。 该工艺接受齐格勒纳塔催化剂可以转换生产LLDPE/VLDPE。接着开发釜式法工艺技术的目的在于降低能耗,提高单线产量,提高平安性和削减环境问题。然而PolimeriEuropa很可能将更多的投资用于Unipol工艺的实施,用于釜式法工艺开发的投资明显少于以前。 (b)埃克森美孚的高压釜式法工艺。尽管埃克森美孚主要致力于管式法工艺,但其釜式法技术还是有一些不同于ICI/SimonCarves和埃尼化学技术的特点。其主要特征为:反应器是埃克森美孚自行设计的1.5
11、m3釜式反应器,并用它替代了用氧作引发剂的管式法反应器;反应器具有较高的长径比,有利于生产质量类似管式法工艺的薄膜产品;压力范围很宽,可生产低MFI的均聚物和高VA含量的共聚物。 (c)等星公司的高压釜式法工艺。埃克森美孚技术的前身就是等星的高压法技术。该技术最初由USI开发,然后转让给匡图姆化学,1997年8月千年石化(以前的匡图姆)和莱昂戴尔宣布成立有限合资公司即等星公司。 等星的技术开发集中在工艺限制、建立模型、高压釜搅拌器设计和催化剂进料设备。以到达适应挤出涂层市场要求的长链支化和分子量分布的平衡;而管式法产品则被优化适应吹塑和流延薄膜及成型应用的要求。反应的引发剂可以是空气,也可以是
12、有机过氧化物,不包括添加剂,该工艺生产的LDPEEVA的密度范围是0.9120.951g/cm3,MFI是0.234。 (d)ICISimonCarves的高压釜式法工艺.ICISimonCarves技术是高压聚乙烯工艺的先驱,其独特之处是能较好地限制确定聚合物链性质的主要参数,即分子量、分子量分布和长链及短链支化度。这种技术相宜生产高度差异化的牌号,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;反之挤出涂层牌号要求较高的熔体弹性,需要有更多长支链的产品。管式LDPE工艺和LLDPE工艺不易生产这些产品。 釜式法工艺的操作压力和产品转化率均低于管式法,但投资本钱和能耗很接近。用I
13、CI工艺更简洁生产那些LLDPE构成较少竞争威胁的产品。 其次篇:清洁生产技术 清洁生产技术 姓 名:刘星辰 学 号:291307118 专 业:环境工程 1传统的清洁生产技术 1.1清洁生产技术的提出 1979年,欧洲经济共同体委会提出了清洁生产技术的概念,其定义为:“在产地削减以至消退生产的任何公害、污染或废物并关心节省原材料及其它自然资源和能源的任何技术手段。 一些早期的国家和区域性的划组织了一些特别的举措,来促进所谓的“ 清洁技术 在国家的清洁生产支配中可以看到清洁少或无废物技术的进展和工业化能够进民族经济的进展以及环境质量虽然一些支配在这个标的改善概念内考虑了 “净化 技术,但是大数
14、仍满意于一个比较狭窄的定义,只集中于生产、装配技术和产品。 1.2清洁生产过去十年的进展状况世纪 80 年头以来,随着改革开放的不断深化,我国经济进展很快,各条战线都取得了显著的成就。1991 年国民生产总值比 1980 年增加 1.24 倍。90 年头以来,中国经济以每年 10左右的速度稳定持续增长。经济的高速增长,城市化进程的加快,各种资源的开发和消耗不断增加,给环境带来了很大的影响。2清洁生产技术的简介 2.1清洁生产的目标 清洁生产的基本目标就是提高资源利用效率,削减和避开污染物的产生,爱惜和改善环境,保障人体健康,促进经济与社会的可持续进展。 清洁生产要求到达:l通过资源的综合利用,
15、短缺资源的代用,二次资源的利用及节能、降耗、节水,合理利用自然资源,减缓资源的耗竭。2削减废物和污染物的生成和排放,促进工业产品的生产,使消费过程与环境相容,降低整个工业活动对人类和环境的风险。清洁生产目标的实现将表达工业生产的经济效益、社会效益和环境效益的统一,保证国民经济的持续进展。 最终要通过实施清洁生产,提高全民对清洁生产的相识,最终实现可持续进展的目标。清洁生产追求自然资源和能源利用的最合理化、经济效益的最大化、对人类与环境的危害最小量化。 2.2清洁生产技术的特点 2.2.1战略性 清洁生产是污染预防战略,是实现可持续进展的环境战略。作为战略,它有理论基础、技术内涵、实施工具、实施
16、目标和行动支配 2.2.2预防性 传统的“末端治理与生产过程相脱节,即“先污染、后治理。清洁生产从源头抓起,实行生产全过程限制,尽最大可能削减乃至消退污染物的产生,其实质是预防污染。 2.2.3综合性 实施清洁生产的措施是综合性的预防措施,包括结构调整、技术进步和完善管理。 2.2.4统一性 传统的“末端治理投入多、治理难度大、运行本钱高、经济效益与环境效益不能有机结合;清洁生产最大限度地利用资源,将污染物消退在生产过程之中,不 仅环境状况从根本上得到改善,而且能源、原材料和生产本钱降低,经济效益提高,竞争力增加,表达了集约型的增长方式,能够实现经济效益与环境效益相统一。 2.2.5持续性 清
17、洁生产的最大特点是持续不断地改良。清洁生产是一个相对的、动态的概念。所谓清洁的工艺技术、生产过程和清洁产品是与现有的工艺和产品相比较而言的。推行清洁生产,本身就是一个不断完善的过程,随着社会经济的进展和科学技术的进步,需要适时地提出新的目标,争取到达更高的水平。 2.3清洁生产的作用 清洁生产的核心是从源头抓起,预防为主,全过程限制,实现经济效益和环境效益的统一。 2.3.1清洁生产有利于克服企业管理生产与环保分别的问题 企业的管理对企业的生存和进展至关重要。虽然环境管理思想在不断渗透到企业的生产管理中,例如越来越多的工业企业关切其生产过程中的跑冒滴漏问题,但是,企业领导人和从事生产的工程技术
18、人员主要关注的是产品质量、产量和销路,因此更关切的是降低本钱、提高企业效益。而企业中从事环境管理的人员则热衷于污染物的治理效果、如何达标排放,企业生产管理和环境爱惜形成“两股道上跑车,始终跑不到一起。于是企业把环境爱惜的责任越来越看成是一种负担,而不是需要。清洁生产完全是一种新思维,它结合两者关切的焦点,通过对产品的整个生产过程持续运用整体预防污染的环境管理思想,变更企业的环境管理和职能,既留意源头削减,又要节省原材料和能源,不用或少用有毒的原材料;实施生产全过程限制,做到在生产过程中,削减各类废物的产生和降低其毒性,到达既降低物耗又削减废物的排放量和毒性的目的。 2.3.2清洁生产丰富和完善
19、了企业生产管理 清洁生产通过一套严格的企业清洁生产审核程序,对生产流程中的单元操作实测投入与产出数据,分析物料流失的主要环节和缘由。确定废物的来源、数量、类型和毒性,判定企业生产的“瓶颈部位和管理不善之处,从而提出一套简洁易行的无低费方案,实行边审计边削减物耗和污染物产生量的做法。 2.3.3开展清洁生产可大大减轻末端治理的负担 末端治理作为目前国内外限制污染最重要的手段,为爱惜环境起到了极为重要的作用。然而,随着工业化进展速度的加快,末端治理这一污染限制模式的种种弊端慢慢暴露出来。末端治理设施投资大、运行费用高,造成企业本钱上升,经济效益下降;末端治理存在污染物转移等问题,不能彻底解决环境污
20、染;末端治理未涉及资源的有效利用,不能制止自然资源的奢侈。清洁生产从根本上扬弃了末端治理的弊端,它通过生产全过程限制,削减甚至消退污染物的产生和排放。 2.3.4开展清洁生产,提高企业市场竞争力 清洁生产是一个系统工程,一方面,它提倡通过工艺改造、设备更新、废物回收利用的途径,实现“节能、降耗、减污、增效,从而降低本钱,提高组织的综合效益;另一方面,它强调提高组织的管理水平,提高包括管理人员、工程技术人员等全部员工在经济观、环境意识、参与管理意识、技术水平、职业道德等方面的素养。同时,清洁生产还可以有效地改善操作工人的劳动环境和操作条件,减轻生产过程对员工健康的影响,为企业树立良好的社会形象,
21、促使公众支持其产品,提高企业的市场竞争力。 3清洁生产技术的实施 实施清洁生产的主要途径和方法包括合理布局、产品设计、原料选择、工艺改革、节省能源与原材料、资源综合利用、技术进步、加强管理和实施生命周期评估等许多方面。 3.1合理布局,调整和优化经济结构和产业产品结构。同时,在地区合理布局方面,进行生产力的科学配置,组织合理的工业生态链,建立优化的产业结构体系,以实现资源、能源和物料的闭合循环,并在区域内削减和消退废物。 3.2在产品设计和原料选择时,优先选择无毒、低毒、少污染的原辅材料替代原有毒性较大的原辅材料,以防止原料及产品对人类和环境的危害。 3.3改革生产工艺,开发新的工艺技术,接受
22、和更新生产设备,淘汰陈旧设各。 3.4节省能源和原材料,提高资源利用水平,做到物尽其用。通过资源、原材料的节省和合理利用,使原材料中的全部组分通过生产过程尽可能地转化为产品,消退废物的产生,实现清洁生产。 3.5开展资源综合利用,尽可能多地接受物料循环利用系统,如水的循环利用,以到达节省资源、削减排污的目的,使废弃物资源化、减量化和无害化,削减污染物排放。 结束语:环境污染的本质是由于投入生产中的资源、能源未能物尽其用,转到气、液、固体中,成为废气、废液、固体废物进入环境。随着“节能、降耗、减污、增效清洁生产工作的深化,把末端治理与生产工艺过程限制相结合,实施生产过程限制及废物循环再利用的清洁
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