HDPE Hostalen工艺粘壁物结构剖析及原因分析

摘要

淤浆法工艺是最常用的聚乙烯工艺技术之一，具有工艺比较成熟，产品性能好，乙烯转化率高等优点，但粘壁现象一直困扰着该工艺安全平稳生产。 本课题利用FTIR、NMR、GPC、DSC等分析方法对氯化聚乙烯专用料及粘壁物进行结构剖析，找出了专用料及粘壁物在结构上的差异：粘壁物中含有少量的——CH2CH3支链、低聚物含量高（含量达28．64%）、细粉含量高（含量达28%）。 降低低聚物产率，提高聚合物堆密度对降低聚合釜内浆液浓度，进而对系统的传热有利。小试结果表明，降低催化剂浓度、催化剂预聚可以有效地提高产物的堆密度，Al（ET）3作为助催化剂时，堆密度和S值随Al/Ti比变化较小；延长聚合时间、降低氢气分压及降低Al/Ti则会使产物粉末蜡含量降低。 THB催化剂不是造成粘壁加剧的因素，但是小试在TiCl4含量为0．1ml/L时出现了粘壁，说明催化剂内游离钛是粘壁的成因之一。 “双峰”试验证实在高低聚物含量的情况下进行高温聚合时，聚合体系出现了粘壁现象，说明低聚物含量高及温度过高均是造成粘壁的原因，并且活性中心并未失活，后续反应会使分子链继续增长、分子量增大。 在催化剂制备过程中降低游离钛的含量、提高反应釜搅拌效率、适当控制反应负荷可以有效的抑制反应釜的粘壁；理论上，对反应釜进行抛光处理，向反应釜内添加适当的抗静电剂对减少粘壁有一定的作用，实验证明抗静电剂含量含量在2～15ppm范围内对催化剂活性及聚合物堆密度几乎没有影响。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1前言

1.2淤浆工艺简介

1.2.1辽化Hostalen工艺

1.2.2三井CX工艺

1.3粘壁及结块

1.4催化剂及助催化剂对聚合的影响

1.4.1催化剂对聚合物形态的影响

1.4.2催化剂对分子量分布的影响

1.4.3助催化剂

1.5工艺对聚合的影响

1.5.1聚合温度

1.5.2浆液与外循环

1.5.3催化剂预聚

1.6本课题的研究思路

第二章 实验部分

2.1实验原料及设备

2.2实验过程

2.2.1催化剂及助催化剂对产物的影响

2.2.2低分子物对产物的影响

2.2.3预聚合对产物的影响

2.2.4抗静电剂对产物的影响

2.3结构剖析

2.3.1 FTIR测试

2.3.2 聚合物NMR测试

2.3.3 分子量及分子量分布测定

2.3.4 聚合物DSC测试

2.3.5 蜡含量测试

2.3.6 聚合物粒径分布的测定

2.3.7 密度测定

2.3.8 SEM观察

第三章 结果与讨论

3.1催化剂结构剖析

3.2专用料及粘壁物的测试分析

3.2.1专用料及粘壁物FTIR测试

3.2.2专用料及粘壁物的NMR测试

3.2.3专用料及粘壁物GPC测试

3.2.4专用料及粘壁物DSC测试

3.2.5专用料及粘壁物粒度分布

3.2.6粘壁原因分析

3.3小试试验部分

3.3.1 小试工艺参数设定

3.3.2 THB和LH-1催化性能

3.3.3 LH-1和THB混合催化性能

3.3.4 助催化剂对聚合的影响

3.3.5 催化剂预聚对堆密度的影响

3.3.6 生成低聚物的影响因素

3.3.7 游离钛对THB催化性能的影响

3.3.8“双峰”试验

3.3.9 抗静电剂对THB催化性能的影响

第四章 结论

参考文献

研究成果及发表的学术论文

致谢

导师及作者简介