淤浆法聚乙烯生产中影响熔融指数的因素分析.pdf

淤浆法聚乙烯生产中影响熔融指数的因素分析
李晓东,王绍鹏,杨志娇,肖薇微
(中国石油辽刚石化烯烽厂,辽宁辽刚111003)
摘要]淤浆法聚乙烯生产过程中嫁融指数是衡量产品是否合格的重要指标。本文主要分析了在反应过程中各种因素对熔
融指数的影响,强调了氩气在嫆融指敚控制过程中的重要作用。结合日常生产,对熔融指数的控制进行了分析。
关键词]淤浆法聚乙烯;熔融指数;氩气;分析
概述
下,负荷5kg时通过一个直径为2.095mm,长为
辽阳石化烯烃厂聚乙烯裝置是从德国赫斯特8mm的喷嘴,10分钟挤出的克数。因此,熔融指
公司引进的高密度聚乙烯装置。该装置采用淤浆数的高低反应了产品流动性能的好坏。熔融指数
法生产,因此反应是在聚合釜中进行的。该法以高,流动性能好;熔融指数低,流动性能差。而
乙烯为原料,丙烯为共聚単体,采用齐格勒高效产品性能好坏不仅是流动性,还与抗拉伸裂度和
催化剂进行反应。已生产了GC7260、GD7255
抗冲击强度有关,如图1。
GF7750M、GM5010H等牌号产品。目前主要生
从图1中可以看出,熔融指数越高产品加工性
胖号为L0555P聚乙烯粉末,产品为白色,可用于越好,但是机械强度会越低。因此,要合理控制
生产塑改型氯化聚乙烯。在生产过程巾熔融指数熔融指数范围,使产品既有良好的加工性能又有
是反应产品是否合格的重要标准,在实际生产巾高的机械强度。
应把熔融指数控制在合理范围内。淤浆法生产聚
经研究发现,在高分子材料中,熔融指数
乙烯过程中,压力、温度、催化剂、氢气都对熔
(MI)与黏性有关,而黏性与分子量大小有关系。
融指数产生影响,因此在DCS控制时,可以调节
其经验公式简化后为
这些参数来控制熔融指数。熔融指数的合理控制
可以使装置保持长問期高效稳定运行。
Lg(MI=N-KLGM(K>0)
其中N、K为常数,M为分子量。对于同种高
2熔融指数
分子,可用熔体的流体速率来比较分子量大小
本装置中产品熔融指数(MD是指产品在190℃从以上经验公式可以推测出,分子量越大,熔融
指数越小;分子量越小,熔融指数越大
影响因素
3.1疑合釜温度
加工性能
化学反应过程中,温度是影响反应速率的重
要因素。根据阿伦尼鸟斯公式
Lnk=LNK0-(Ea/RT)
式中,K为反应速率,K。为指前因子,Ea为活
化能,T为温度,R为气体常数:可见,随着温度
机械强度
的升高,化学反应速率増大,聚合的速率也将増
大,链会终止,枚分子量会减小
作者简介:李晓东(1986-),男,山东泩坊人,大学本科,助
理⊥程师。在中国石油辽刚石化烯烃厂圳组运行⊥程师
图1MI与产品性能关系
万方数据
石油和化工设备
66-技术交流
2016年第19卷
3.2聚合金压力
淤浆法生产聚乙烯的整个反应可看成是气相
原料反应最終生成固体粉末的反应。根据勒夏特
A釜
列原理,在有气体参加或生成的可逆反应中,当
增加压强时,平衡总是向体积缩小的方向移动
0.8
在该反应中,虽然不是可逆反应,但是增
0.4
大压力可以改变反应物的浓度,使反应的速率加
0.2
B
快,从而使熔融指数升高。
3.3催化剂
时间
在聚合反应过程中,催化剂的浓度直接影
响了反应速率。催化剂浓度越高,乙烯分子与催
图3MT随时间变化关系
化剂碰撞次数就越多。而催化剂的作用就是降低
反应需要的活化能,因此大量乙烯分子会参加反
CH-CH>R: TI-TI-H+CH+CH2-R
应。这使得反应速率増加,分子量随着反应速率
增加而降低,从而熔融指数增大。
3.4氢气
从上述反应过程可以发现,在没有氢气加入
本装置淤浆法生产聚乙烯采用双釜并联操
的情况下,由于活性中心一直存在,乙烯分子可
作,氢气与乙烯混合后进入釜中。图2是単釜操作以尤限制的链接,分子量失控。在适量氢气加入
时,氢气量与熔融指数的关系。
的情況下,分子量增长到一定程度后,大分子链
和活性中心分别夺取一个氢原子而终止链增长的
过程,分子量得到控制,从而熔融指数也得到控
制
4结论
淤浆法生产聚乙烯的熔融指数与温度、压
力、催化剂和氢气量有关。其中,氢气是控制熔
融指数最关键的因素。氢气的有尢直接影响熔融
指数的存在与否,而温度、压力、催化剂只能在
熔融指数仔在的前提下起到微调的作用。因此在
生产操作过程中,満节氢气量是最自接最有效最
快速的方法。
图2氢气加入量与MI的关系
由图2可以看出,随着加入氢气量的増大,熔参考文献
」刘彦波.高密度聚乙烯中的熔融指数控制及其1XCS实现J
融指数也相应増大。在两釜并联操作过程中出现炼汕化工白动化,1906,3023741
了氢气不对称加入的情况,熔融指数如图3。
「21今日光,周淑梅.高分子分子量、分了子量分布与熔体指数
从图3中可以看出由于」B策没有氢气い,熔融指」代丽君,张玉车,姜华进、高分子概论M」北京:化学工
数逐渐降低,最后直到没有,而A熔融指数逐渐业出版社,2000
升高。氢气在调节熔融指数巾发挥了重要作用,
因在催化剂存在条件下,反应如下
收稿月期:2016.05-09:修回日期:2016007
万方数据