新型高效聚乙烯催化剂的放大研究

论文摘要

高密度聚乙烯（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。在世界范围内,50%聚乙烯产品是HDPE,淤浆聚合工艺是生产HDPE的重要方法之一。我国20世纪80年代引进淤浆法HDPE生产技术,先后在大庆、扬子、燕山、兰州建立了四套HDPE生产装置。起初,四套装置所使用的催化剂体系均PZ催化剂,该催化剂由三井油化公司开发的,是一种高效载体型齐格勒-纳塔催化剂,这种催化剂价格很高,经过国内科研机构的不断努力,开发的BCH、YLH催化剂逐步替代了进口催化剂。但这几种国产催化剂普遍存在活性不稳定、产品细粉含量高等问题,导致聚合产品质量不稳定,聚合后处理工序难度大,致使装置的物耗、能耗增加。本研究以MgCl2为原料,用化学反应方法活化MgCl2载体,然后用TiCl4处理制得MgCl2载体催化剂,该催化剂是齐格勒-纳塔型乙烯聚合催化剂,可用于三井油化淤浆法HDPE生产工艺,小试研究已经完成。本论文在200升体系下进行催化剂合成工艺放大研究,将制备的催化剂在2L聚合釜中进行淤浆聚合评价,研究结果表明,放大合成的催化剂活性可达到30kg PE/gcat以上,氢调敏感性及共聚性能均优于BCH催化剂;制备的聚合物表观密度达到0.32g/cm3,细粉含量低,粒度分布合理,质量稳定,有利于工业装置产品质量控制及生产能力的提高,同时该催化剂的成功研发也为新产品开发提供技术支持。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 综述
• 1.1 聚乙烯的产能状况
• 1.1.1 世界聚乙烯产能
• 1.1.2 中国聚乙烯产能
• 1.1.3 聚乙烯市场分析与预测
• 1.2 聚乙烯工艺技术发展
• 1.2.1 低密度聚乙烯生产工艺
• 1.2.2 高密度聚乙烯生产工艺
• 1.2.3 线性低密度聚乙烯生产工艺
• 1.3 聚乙烯催化剂研究发展
• 1.3.1 齐格勒-纳塔催化剂
• 1.3.2 茂金属催化剂
• 1.3.3 后过渡金属催化剂
• 1.4 齐格勒-纳塔催化剂的组成
• 1.4.1 过渡金属化合物
• 1.4.2 助催化剂
• 1.4.3 载体
• 1.4.4 第三组分
• 1.5 本文研究的背景、目的及意义
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验装置
• 2.3.1 聚合实验装置
• 2.3.2 催化剂合成实验装置
• 2.4 催化剂的合成研究
• 2.4.1 催化剂合成反应机理的研究
• 2.4.2 催化剂合成方法概述
• 2.4.3 催化剂放大合成研究
• 2.5 乙烯淤浆聚合性能研究
• 2.5.1 催化剂催化乙烯聚合反应机理
• 2.5.2 催化剂催化乙烯聚合方法
• 2.6 催化剂及聚合物的分析表征方法
• 2.6.1 催化剂的分析与测试
• 2.6.2 聚合物的分析与测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 催化剂合成工艺对催化剂性能的影响
• 3.1.1 载体活化
• 3.1.2 酯化反应
• 3.1.3 载体改性
• 3.1.4 载钛反应
• 3.1.5 催化剂合成平行性实验
• 3.2 催化剂催化乙烯聚合性能的研究
• 3.2.1 催化剂的聚合反应动力学特征
• 3.2.2 聚合温度对聚合性能的影响
• 3.2.3 聚合压力对聚合性能的影响
• 3.2.4 助催化剂对聚合性能影响
• 3.2.5 相对分子量调节剂对聚合性能的影响
• 3.3 与同类催化剂的对比评价
• 3.3.1 均聚性能
• 3.3.2 共聚性能
• 3.4 催化剂及聚合物的分析表征
• 3.4.1 载体结构分析
• 3.4.2 催化剂组成分析
• 3.4.3 催化剂比表面积分析
• 3.4.4 催化剂形态分析
• 3.4.5 聚合物形态分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
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