李文鑫

[摘 要]通过高压管式法研究反应器技术中的反应温度、反应压力以及调整剂对低密度聚乙烯产品的影响，通过在工业生产中进行试验，证明通过改变工艺中的反应参数，在不改变产品其他性能的情况下能够降低产品的浊度。

[关键词]高压管式法；反应条件；聚乙烯产品；低密度；浊度

中图分类号：TQ325.12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0032-01

管式法低密度聚乙烯（LDEP）装置，使乙烯通过1次和2次压缩机增压后送入管式反应器内，从而在高温高压中进行聚合。经过反应器出来的物料通过急冷后再进行高压及低压分离，聚合物经造粒、掺混、计量、净化后包装出厂。本技术则采用乙烯单点进料、过氧化物四点注入的脉冲式管式反应法，生产高压低密度的聚乙烯产品。

一、 工艺流程概述

从界区来的压力大约为2.0MPa的新鲜乙烯和辅机压缩的气体一起进入一次压缩机的入口，调整剂则进入其工段，经过三级压缩气体的压力则达到25 MPa后，进入二次压缩机再进一步压缩，通过二级压缩后则出口压力大约为260 MPa，然后再进入反应器，并在引发剂作用下进行聚合反应，经脉冲阀脉冲出料，并进入到高压分离器再进行分离，其中产品进入低压分离器，然而未反应的乙烯经过高压循环气处理后，再次回到二次压缩机入口，产品在低压分离器内进一步分离后，聚乙烯进入挤压机挤出造粒后，送储存、包装工段，分离出的乙烯气经低压循环气处理后直接进入辅机。

二、 低密度聚乙烯产品浊度影响因素

（一） 反应压力与反应温度影响

反应温度和反应压力作用于支链生成的过程，由于压力的上升，乙烯的密度则会不断的提高，导致自由基周围的乙烯单体浓度增加，从而使得自由基与周围乙烯分子发生增长反应可能性大幅度提高，短链支化度会不断的增加。同时由于反应温度的提高，则短链支化也会随之增加。管式反应器操作非常的特殊，各个区的转化率是由降值温度以及引发温度之差进行控制的。由于降温曲线的改变，因此生产同一牌号产品时会影响短支链的数量以及分布。所以，应该合理的建立及控制应温度和压力，避开短支链结构波动，从而影响产品浊度性能的指标。

（二）引发剂注入压力影响

反应器的降值温是通过泵注入引发剂的速率而进行控制的，为确保引发剂稳定的注入，必须安装背压控制阀在泵的出口上，背压控制阀则主要起着缓冲器的作用，使注入的引发剂稳定。在实际的生产控制中，因为不同牌号、不同阶段内各个反应区中转化率差异非常之大，那么，各反应区内的压降同样是不相同的。因此，在生产过程中，经过试验摸索后，适时调整对引发剂注入的压力控制器，从而实现最佳控制的状态。

（三）添加剂用量的影响

为了进一步减少薄膜制品凝胶感光性以及防止膜黏结，LDPE树脂在挤压造粒过程中，一般需要加入润滑剂、抗氧剂以及开口剂。抗氧剂目的是防止LDPE加工的过程中形成凝胶。然而，聚乙二醇（PEG）能够有效凝胶感光的抑制剂，拥有很多的稳定氢原子，经过过氧基在分子内进行氢转移。该装置设计PEG加入口挤压机进料段入口由于螺杆“打滑”从而使加入的量不足，最后导致凝胶生成的量增加，使其影响浊度性能。另外，开口剂加入的量过大，也会使膜表面产生大量的“卵石状”颗粒，容易使膜的光学性能降低，浊度值增高。

三、控制措施

（一）有效控制反应压力

生产的过程中一定保证每一批产品的反应压力必须在指令设定的值范围内，如果发生波动，操作人员必须要采取措施使其调整回指令值。为了保证各个反应区内的压降不产生大的变化，除了对各反应区转化率进行严格控制外，对于反应器除垢也要严格执行正常频次的要求，生产过程中熔体流动速率<1.0g/min时，尾端除垢则要采取特殊的措施，从而保证尾端的压力保持在240MPa以上。

（二）对反应器的温度分布进行控制与调整

浊度大小主要取决于反应器温度的分布，为保证聚合物性能符合标准的同时又获得最大转化率时，则要适当的调整反应器温度的分布。当浊度严重超标时，及时调整反应器的温度分布，降低转化率。在正常生产过程中LDPE产品熔体流动速度在目标值内，当分析浊度值和目标值之差等于0.2%或者更高，必须调整反应器降值温度及引发温度的分布。

（三）对引发剂注入压力值进行有效控制

引发剂注入压力的高低决定着引发剂注入的稳定性。通常生产中，若发现各个反应区转化率不变时而所需引发剂量增加时，必须手动渐渐的将背压控制阀进行开大，达到百分之百。检查此时所对应的反应点压力，从而再渐渐关小背压控制阀，把背压控制器设定反应压力为25MPa，从而进行引发剂稳定注入。试验结果表明，引发剂泵从系统中拆除检修时，必须注意调节引发剂注入的压力，相反，浊度值则增加。

（四）对反应器流量进行优化配置

由于反应引发温度对浊度是非常敏感的，所以必须控制好反应器的流量分配。保证第1、2、3点引发温度在一定指令范围是十分重要的。原设计在生产LD100时，转化率为31%时，正面进料为42%、第一侧流为27%、第二侧流为31%时，其浊度为6.2%。但是该装置在实际运行过程中按照上述的工艺条件生产时，它的浊度是7.9%（不加开口剂），其转化率为33%。那么，浊度值则有比较大的改观是6.4%，对应转化率则是32%。由此可见，经过优化反应器的流量分配，在保证高于设计转化率的基础上，浊度的指标也可以有较好的控制，那么生产不同的牌号产品时流量分配也随之不相同。

（五）控制添加剂的加入量

为了更好的防止LDPE膜出现自黏结，一般加入开口剂可以使膜的表面形成“卵石状”的颗粒，进一步优化表面粘连的性能。开口剂的加入量一定要严格要求，而且与要爽滑剂一起使用。改变原设计PEG以及爽滑剂配比，把部分爽滑剂经过母粒开口剂加入系统中，同样降低挤压机筒体冷水的温度，从而减少螺杆打滑的程度，进一步满足生产需求。开口剂的加入量要严格要求，尤其是反应器除垢或者部分反应点的丧失期间，随着生产率降低，操作人员应同步的调整开口剂加入量。

结束语

反应器的温度分布以及反应压力的波动可以改变LDPE支链结构，导致影响产品浊度性能。采取控制反应器压力、引发剂注人压力、反应器温度分布、反应器流量分配、转化率和添加剂含量等措施，能降低LDPE产品浊度值，可以提高产品光学性能。同时，浊度调节的步骤图是用于指导操作人员的实践，可以更好的控制LDPE产品浊度指标，为产品质量的提高提供了一条途径。

参考文献

[1]洪定一.塑料工业手册[M].北京：化学工业出版社，1999：385.

[2]闫琇峰，宋家瑞.高压管式法工艺中反应条件对低密度聚乙烯产品浊度的影响[J].现代化工，2009，（9）

[3]周和光，齐薇.管式法LDPE产品浊度影响因素及改进措施[J]. 合成树脂及塑料，2005，（2）