6 2016年11月 石 油 规 划 设 计 第27卷 第6期
文章编号：1004-2970（2016）06-0006-04
邹丹*
（大庆石化工程有限公司）
邹丹. 高压法低密度聚乙烯工艺技术现状及进展. 石油规划设计，2016，27（6）：6～9
摘要 低密度聚乙烯是目前世界上产量大、用途广的通用塑料之一，多用于挤出涂覆、注塑、
农用薄膜、高透明膜、工业收缩膜等领域。从生产工艺特点、反应条件和产品特点等方面，分别介绍了以荷兰国家矿业公司、美国埃克森—美孚化学公司及德国巴塞尔公司为代表的管式法高压聚乙烯生产工艺，以及以德国巴塞尔公司、美国埃克森—美孚化学公司及意大利埃尼公司为代表的釜式法高压聚乙烯生产工艺；分析了高压法聚乙烯工艺的技术进展及我国高压聚乙烯生产工艺的应用现状，并针对我国高压聚乙烯生产工艺目前存在的问题提出了建议。
关键词 低密度聚乙烯；高压法；工艺技术；现状进展
中图分类号：TQ325.1＋2 文献标识码：A DOI ：10.3969/j.issn.1004-2970.2016.06.002
低密度聚乙烯（LDPE）又称高压聚乙烯，是由聚合级乙烯为单体，在压力约300 MPa，温度150～330 ℃范围内发生聚合反应而生成的一种有韧性、有弹性、半透明的聚合物，其密度为0.910～0.935
3［1］
g/cm，是目前世界上产量大、用途广的通用塑料之一，多用于挤出涂覆、注塑、农用薄膜、高透明膜、工业收缩膜等领域。
低密度聚乙烯一般使用高压工艺生产，按反应器的形式分为管式法和釜式法两种。两种方法的生产流程大体相同，通常分5个部分，即，乙烯压缩、引发剂配制和注入系统、聚合反应系统、分离系统、挤出造粒和后处理系统。
另外，乙烯同其他极性单体（如醋酸乙烯）可产生共聚物，醋酸乙烯—乙烯共聚物（EVA乳液或EVA 树脂）是应用较多的品种。只需在低密度聚乙烯的高压聚合工艺装置中增加一些辅助设备，稍加改造即可生产EVA 树脂。
* 邹丹，女，工程师。2007年毕业于东北石油大学化学工程专业，获硕士学位。现在大庆石化工程有限公司，从事聚烯烃树脂的化工工艺设计工作。地址：黑龙江省大庆市卧里屯大街90号，163714。E-mail：[email protected]
1 高压聚乙烯生产工艺
1.1 管式法高压聚乙烯生产工艺
管式法高压聚乙烯生产工艺类型通常按进料点数、反应段数和出料方式来划分。一般情况下，工业装置的进料为1～4点，反应段数2～5段，出料方式有典型脉冲、脉冲和非脉冲3种情况。目前，较为成熟的技术有荷兰国家矿业公司的清洁管式反应技术、美国埃克森—美孚化学公司的管式法工艺
［2-5］
及德国巴塞尔公司的管式法工艺等。 1.1.1 荷兰国家矿业公司清洁管式反应技术
该工艺反应压力为250 MPa；初始反应温度为160 ℃，最高反应温度为290 ℃；转化率为28%～33.1%，最高可达38%。技术特点：
一是，采用非脉冲反应器技术，反应器操作压
力低且恒定，反应器内流速较高，具有良好的冲刷
第27卷 第6期 石 油 规 划 设 计 2016年11月 7
作用，不产生黏壁物。
二是，引发剂四点注入，反应温度峰值四个，峰值温度较低，反应物不易发生分解，无侧线进料。
三是，采用丙烷、丙烯做调节剂，由一次压缩机入口引入。
四是，反应器夹套采用冷水冷却，可副产蒸汽。 五是，反应器结构简单、价格低廉，反应管不发生机械疲劳，流程简单，装置投资较低。
六是，产品范围窄，无法生产低熔融指数（MI
1.1.2 埃克森—美孚化学公司的管式法工艺
该工艺反应压力为260～300 MPa；初始反应温度为160～190 ℃，最高反应温度320 ℃；转化率为28%～33.1%，最高可达40%。技术特点：
一是，采用单管多管径的脉冲反应器，反应器内物料流速较高，可冲刷黏在反应器壁上的聚合物。
二是，乙烯三点进料，一股从前端进入反应器预热至反应引发温度，另外两股分别进入侧线冷却器，冷却至15 ℃后进入反应器进行聚合反应，各段反应区使用急冷水冷却。引发剂五点注入，转化率高，操作灵活。
三是，生产基础树脂采用丙烯做调节剂，生产高透明牌号需要1-丁烯或丙醛做调节剂，生产中密度产品采用己烷等做调节剂。调节剂在二次压缩机的入口注入。
四是，采用在未反应的气体和聚合物的混合物中注入新鲜乙烯的急冷技术对聚合物进行降温，与使用产品冷却器相比，急冷技术降低了聚合物中凝胶的含量，极大地提高了最终产品的薄膜性能。
五是，反应器上设有防爆板及液压排放安全阀，并有专门的安全放空系统，安全性较高。
六是，高压循环系统设中压蒸汽废热锅炉和低压蒸汽废热锅炉，用于冷却循环乙烯气体，同时产生蒸汽。
1.1.3 德国巴塞尔公司的管式法工艺
该工艺反应压力为260～310 MPa，反应温度为160～330 ℃，转化率为28%～34.1%。技术特点：
一是，反应区末端设有一个脉冲控制阀，此阀开启短暂且有固定的时间周期，可使通过反应器的混合物的速度瞬间增长，带走反应器管壁上的聚合物，从而提高反应器内的热传递，也提高了反应转化率和反应器的稳定性，并且，对低熔融指数的产品，增加了其均匀性。
二是，乙烯分两股进入聚合反应器；引发剂分
四点注入反应区，四段反应，提高了操作的灵活性。
三是，采用丙烯、丙醛等做调节剂，由一次压缩机入口引入。
四是，高压循环系统有两套冷却器并联操作，一套正常操作时，另一套采用蒸汽加热，对高压循环气体进行溶解脱蜡。两套冷却器的脱蜡操作由顺序控制实现，对生产操作不产生影响。
五是，根据聚合反应的要求，设置不同温度等级的热水站，最大可能地回收了聚合反应及高压和低压循环气的热量，副产低压和中压蒸汽，同时大大减少了冷却水消耗量。
六是，可以生产高VA 含量（30%）共聚产品。 1.2 釜式法高压聚乙烯生产工艺
釜式法高压聚乙烯生产工艺无段间返混；通过选择适当的引发剂可在每段间产生温升；大型反应器有4～6段，每段在不同的温度下操作，以得到具有所需要的分子结构和长链支化度的产品。
3
目前，釜式反应器容积多为0.75～3.00 m ，平均反应温度150～300 ℃，反应压力110～200 MPa，转化率为15%～21%。较成熟的釜式法工艺有德国巴塞尔公司釜式法工艺、美国埃克森—美孚化学公司釜式法工艺、意大利埃尼公司釜式法工艺等。 1.2.1 德国巴塞尔公司的釜式法工艺
该工艺最大反应压力为220 MPa，反应釜容积
3
为1.5 m。技术特点：
一是，采用丙烯做调节剂，在一次压缩机入口加入，有利于与乙烯进行更充分的混合，能更好地起到调整分子量的作用。注入压力较低，为2.5～3.5 MPa。
二是，在聚合釜出料阀后，采用一次压缩机来的冷乙烯和热水分段换热，使产品冷却均匀，不易产生晶点或鱼眼。
三是，二次压缩机的流程相对较为简单，段间只有两台并联的冷却器，冷却介质为冷却水，设备投资较少，但因换热器面积较大，在操作过程中可能产生振动和黏壁问题。
四是，产品范围宽，应用范围广，可生产VA 含量达40%的高EVA 产品，生产弹性更大，市场适应性更强。
1.2.2 埃克森—美孚化学公司的釜式法工艺
该工艺最大反应压力为200 MPa，反应釜容积
3
为1.5 m。技术特点：
一是，采用异丁烯做调节剂，产品有更好的透明性、更低的浊度。调节剂在二次压缩机的入口加
8 2016年11月 邹丹：高压法低密度聚乙烯工艺技术现状及进展 第27卷 第6期 入，注入压力较高，约为30 MPa。
二是，二次压缩机段间共有四台冷却器，分两组，每组为两台串联，一台冷却介质为冷却水，另一台为冷冻水，冷却器的换热面积大大缩小，不易造成冷却器黏壁，且重心低，装置在运行中不易发生振动现象，有利于装置长周期运行。
三是，二次压缩机中冷却器入口、出口和Ⅱ段出口设有三条平衡线，进一步降低了二次压缩机整个管系的振动，同时，使两段同侧气缸做功均匀，有利于防止冷却器两侧出现压差，有利于二次压缩机的平稳运行。
四是，高压气体循环系统前端设有废热锅炉，利用高压循环气的高温副产1 MPa的中压蒸汽，降低了能耗。
1.2.3 意大利埃尼公司的釜式法工艺
该工艺最大反应压力为200 MPa，反应釜容积
3
为1.5 m。技术特点：
一是，采用丙烯做调节剂，在二次压缩机入口加入，注入压力较高，约为30 MPa。
二是，二次压缩机段间共有16台冷却器，分四组，每组分为两条并联线，每条线为两台串联，一台冷却介质为冷却水，另一台为冷冻水。优点是不易造成冷却器黏壁，且重心低，装置运行中不易发生振动现象，有利于装置长周期运行；缺点是设备台数较多，占地和投资较大。
三是，在聚合釜出料阀后，采用高压循环系统来的冷乙烯直接注入到反应物流中，使产品均匀冷却，有效降低晶点或鱼眼。
四是，高压循环系统前端设有锅炉水换热器，利用高压循环气的高温将热量传递给锅炉给水，副产0.3 MPa的低压蒸汽，降低了能耗。
五是，高压循环系统设计复杂，分高压、中压、低压三个循环系统，共有12台换热器和9台分离器，分三组，每组4台换热器和3台分离器，分离效果好，但设备台数较多，占地和投资较大。 1.3 管式法和釜式法高压聚乙烯生产工艺特点对比
管式法和釜式法高压聚乙烯生产工艺特点对比
［6-8］
结果见表1。
管式法
表1 管式法和釜式法高压聚乙烯生产工艺特点对比
对比项目 建设情况
釜式法
占世界LDPE 总产能的49%，占我国LDPE 总产能的33%，占世界LDPE 总产能的51%，占我国LDPE 总产能的67%，最
44
最大单线能力18×10 t/a 大单线能力32×10 t/a （1）反应温度、压力均匀，易形成有许多长支链的聚合（1）反应温度、压力沿反应管的长度逐渐降低，产品相对分物，冲击强度较好； 子质量分布较宽，支链较少，光学性好，适于加工成薄膜；（2）反应停留时间短，适于生产小批量牌号，过渡料少；（2）反应停留时间相对较长； （3）可生产高VA 含量的EVA，多用于热熔胶、挤出涂（3）共聚物中的VA 含量一般不大于20%，多用于农膜和收覆和掺混 缩包装膜 （1）长径比2∶1～20∶1； （1）反应管内径为25～64 mm，长0.5～1.5 km，长径比大于（2）反应器中有搅拌轴、挡板，搅拌马达一般也都安装12 000∶1； 于反应器内，维修、安装较困难 （2）反应器结构简单，制造和维修方便，能承受较高的压力反应压力为110～200 MPa；反应温度为150～300 ℃ 反应压力为250～310 MPa；反应温度为160～330 ℃ 近似完全混合 近似于柱塞流动 若操作失误，易发生分解反应；一旦发生分解反应，装
很少发生分解反应，多点注入新鲜气体，有助于反应进行
置须停车检修 有机过氧化物 氧气、有机过氧化物 采用进料冷却 夹套冷却和进料冷却 15%～21% 20%～35%（最高可达40%）
低
产品特点 反应器形式 反应条件 反应流体状态 反应控制 引发剂 聚合热散热方式 单程转化率 投资及操作费用 高
釜式法和管式法各有特点，釜式法适于生产小批量专用牌号及高含量EVA 等附加值较高的产品，
4
但单线能力较低，一般为10×10 t/a；管式法生产
4
规模较大，单线生产能力可达32×10 t/a，但共聚物中VA 含量较低。
2 高压法聚乙烯工艺的技术进展
自20世纪30年代成功开发出高压聚乙烯技术，
经过70多年的研究、开发、生产与不断改进，目前已形成相当成熟的高压聚乙烯生产技术。
随着科技的进步，采用新技术的装置已经可以
3
生产密度为0.943 g/cm的中密度产品。同时，采用自由基聚合而成的含有极性单体结构单元的共聚物，克服了原非极性的限制，极大地扩展了产品的用途。由于聚合反应的温度峰值受分解温度限制，最高不能超过335 ℃，因此，目前对LDPE 的研究
第27卷 第6期 石 油 规 划 设 计 2016年11月 9
主要集中于开发低温引发剂，控制反应温度，进而更好地控制聚合物的分子结构，提高反应转化率。
3 我国高压聚乙烯工艺现状及问题
我国兰州石化公司于1965年引进的釜式法技术为我国聚乙烯的生产发展奠定了基础。截至2015年，我国已建成投产的低密度聚乙烯装置共17套，
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
生产企业名称
上海石化股份有限公司塑料厂-1 燕山石化公司化工一厂-1 大庆石化公司
上海石化股份有限公司塑料厂-2 北京东方石油化工公司 茂名石化公司 齐鲁石化公司
燕山石化公司化工一厂-2 大庆石化公司 兰州石化公司 扬巴石化公司
中海—壳牌石化公司 茂名石化公司
北京华美聚合物有限公司 山东昊达化学有限公司 神华榆林化工分公司
规模/ 4-1
（10 t ·a ）7.8 12.0 6.5 8.0 4.0 11.0 14.0 20.0 20.0 20.0 2×20.0 25.0 25.0 6.0 10.0 30.0
生产能力为259.3×10 t/a，具体详见表2。
近年来，由于EVA 的市场需求加大，我国各大生产厂家在生产LDPE 的同时，也兼顾生产EVA 的牌号，或采用单线专门生产EVA。但是，较高档透明薄膜的产量还远不能满足市场需求，另外，耐压等级大于35 kV的LDPE 的电缆料在我国尚为空白，需全部从国外进口。
4
表2 我国LDPE 生产装置情况
投产或改造时间
1976 1976 1986 1992 1995 1996 1998 2002 2005 2006 2006 2006 2007 2009 2015 2015
采用技术
三菱油化高压管式法 住友化学高压釜式法
德国伊姆豪森高压管式法 三菱油化高压管式法
意大利埃尼公司技术生产EVA 美国匡藤化学公司管式法 荷兰国家矿业公司管式法
埃克森—美孚高压管式法（生产EVA）巴塞尔高压管式法 巴塞尔高压管式法
巴塞尔高压管式法（一条线生产EVA）巴塞尔高压管式法 巴塞尔高压管式法 美国杜邦釜式法
埃克森—美孚高压釜式法（生产EVA）巴塞尔高压管式法
针对我国LDPE 生产现状和存在问题，建议有条件的企业，可通过装置局部改造，生产国内紧缺的产品牌号以应对市场需求。拟建装置的生产企业在设计产品分布上，应优先考虑需求量较大的产品牌号，并开发高端产品，以弥补国内产品空白，尽量减少对进口产品的依赖。
[2] 石油和化工工程设计工作手册编委会.石油和化工
工程设计工作手册(第十一册) ——化工装置工程设计[M].山东:中国石油大学出版社,2010:163-172.
[3] 许淑丽,周和光.燕化新建管式法低密度聚乙烯装
置工艺探析[J].石油化工设计,2003,20(2): 24-27.
[4] 张德生.兰州石化分公司新建高压聚乙烯装置工艺
流程及特点[J].石化技术与应用,2007,25(5):455-460.
[5] 邓世强.茂名100kt/a低密度聚乙烯技术特点[J].
合成树脂及塑料,1999,16(3):37-40.
[6] 张英敏.国外LDPE 及高压乙烯共聚物的技术进展、
生产及应用[J].石油化工动态,1994(10):17-24,39.
[7] 刘海燕.LDPE工艺路线评述[J].合成树脂及塑
料,1997,14(3):1-4.
[8] 徐青.低密度聚乙烯工艺的比较[J].合成树脂及塑
料,1999,16(4):57-60.
4 结论
低密度聚乙烯作为最重要的聚烯烃产品之一，一直保持着良好的市场前景。自20世纪90年代以来，世界LDPE 的需求量一直保持着稳步增长的趋势。目前，我国的聚乙烯生产虽已得到快速发展，但是，仍不能满足国内市场需求，对进口产品的依赖性较大。因此，随着消费的增长，我国应加快发展低密度聚乙烯产业。
参考文献：
[1] 黄道进,叶昕,王洪国.齐鲁高压聚乙烯现状及市场
分析[J].齐鲁石油化工,2004,32(增刊):31-33.
收稿日期：2015-11-06
编辑：陈霞
Vol.27 No.6 Petroleum Planning & Engineering Nov. 2016 57
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另外，乙烯同其他极性单体（如醋酸乙烯）可产生共聚物，醋酸乙烯—乙烯共聚物（EVA乳液或EVA 树脂）是应用较多的品种。只需在低密度聚乙烯的高压聚合工艺装置中增加一些辅助设备，稍加改造即可生产EVA 树脂。
* 邹丹，女，工程师。2007年毕业于东北石油大学化学工程专业，获硕士学位。现在大庆石化工程有限公司，从事聚烯烃树脂的化工工艺设计工作。地址：黑龙江省大庆市卧里屯大街90号，163714。E-mail：[email protected]
1 高压聚乙烯生产工艺
1.1 管式法高压聚乙烯生产工艺
管式法高压聚乙烯生产工艺类型通常按进料点数、反应段数和出料方式来划分。一般情况下，工业装置的进料为1～4点，反应段数2～5段，出料方式有典型脉冲、脉冲和非脉冲3种情况。目前，较为成熟的技术有荷兰国家矿业公司的清洁管式反应技术、美国埃克森—美孚化学公司的管式法工艺
［2-5］
及德国巴塞尔公司的管式法工艺等。 1.1.1 荷兰国家矿业公司清洁管式反应技术
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一是，采用非脉冲反应器技术，反应器操作压
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二是，引发剂四点注入，反应温度峰值四个，峰值温度较低，反应物不易发生分解，无侧线进料。
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二是，乙烯三点进料，一股从前端进入反应器预热至反应引发温度，另外两股分别进入侧线冷却器，冷却至15 ℃后进入反应器进行聚合反应，各段反应区使用急冷水冷却。引发剂五点注入，转化率高，操作灵活。
三是，生产基础树脂采用丙烯做调节剂，生产高透明牌号需要1-丁烯或丙醛做调节剂，生产中密度产品采用己烷等做调节剂。调节剂在二次压缩机的入口注入。
四是，采用在未反应的气体和聚合物的混合物中注入新鲜乙烯的急冷技术对聚合物进行降温，与使用产品冷却器相比，急冷技术降低了聚合物中凝胶的含量，极大地提高了最终产品的薄膜性能。
五是，反应器上设有防爆板及液压排放安全阀，并有专门的安全放空系统，安全性较高。
六是，高压循环系统设中压蒸汽废热锅炉和低压蒸汽废热锅炉，用于冷却循环乙烯气体，同时产生蒸汽。
1.1.3 德国巴塞尔公司的管式法工艺
该工艺反应压力为260～310 MPa，反应温度为160～330 ℃，转化率为28%～34.1%。技术特点：
一是，反应区末端设有一个脉冲控制阀，此阀开启短暂且有固定的时间周期，可使通过反应器的混合物的速度瞬间增长，带走反应器管壁上的聚合物，从而提高反应器内的热传递，也提高了反应转化率和反应器的稳定性，并且，对低熔融指数的产品，增加了其均匀性。
二是，乙烯分两股进入聚合反应器；引发剂分
四点注入反应区，四段反应，提高了操作的灵活性。
三是，采用丙烯、丙醛等做调节剂，由一次压缩机入口引入。
四是，高压循环系统有两套冷却器并联操作，一套正常操作时，另一套采用蒸汽加热，对高压循环气体进行溶解脱蜡。两套冷却器的脱蜡操作由顺序控制实现，对生产操作不产生影响。
五是，根据聚合反应的要求，设置不同温度等级的热水站，最大可能地回收了聚合反应及高压和低压循环气的热量，副产低压和中压蒸汽，同时大大减少了冷却水消耗量。
六是，可以生产高VA 含量（30%）共聚产品。 1.2 釜式法高压聚乙烯生产工艺
釜式法高压聚乙烯生产工艺无段间返混；通过选择适当的引发剂可在每段间产生温升；大型反应器有4～6段，每段在不同的温度下操作，以得到具有所需要的分子结构和长链支化度的产品。
3
目前，釜式反应器容积多为0.75～3.00 m ，平均反应温度150～300 ℃，反应压力110～200 MPa，转化率为15%～21%。较成熟的釜式法工艺有德国巴塞尔公司釜式法工艺、美国埃克森—美孚化学公司釜式法工艺、意大利埃尼公司釜式法工艺等。 1.2.1 德国巴塞尔公司的釜式法工艺
该工艺最大反应压力为220 MPa，反应釜容积
3
为1.5 m。技术特点：
一是，采用丙烯做调节剂，在一次压缩机入口加入，有利于与乙烯进行更充分的混合，能更好地起到调整分子量的作用。注入压力较低，为2.5～3.5 MPa。
二是，在聚合釜出料阀后，采用一次压缩机来的冷乙烯和热水分段换热，使产品冷却均匀，不易产生晶点或鱼眼。
三是，二次压缩机的流程相对较为简单，段间只有两台并联的冷却器，冷却介质为冷却水，设备投资较少，但因换热器面积较大，在操作过程中可能产生振动和黏壁问题。
四是，产品范围宽，应用范围广，可生产VA 含量达40%的高EVA 产品，生产弹性更大，市场适应性更强。
1.2.2 埃克森—美孚化学公司的釜式法工艺
该工艺最大反应压力为200 MPa，反应釜容积
3
为1.5 m。技术特点：
一是，采用异丁烯做调节剂，产品有更好的透明性、更低的浊度。调节剂在二次压缩机的入口加
8 2016年11月 邹丹：高压法低密度聚乙烯工艺技术现状及进展 第27卷 第6期 入，注入压力较高，约为30 MPa。
二是，二次压缩机段间共有四台冷却器，分两组，每组为两台串联，一台冷却介质为冷却水，另一台为冷冻水，冷却器的换热面积大大缩小，不易造成冷却器黏壁，且重心低，装置在运行中不易发生振动现象，有利于装置长周期运行。
三是，二次压缩机中冷却器入口、出口和Ⅱ段出口设有三条平衡线，进一步降低了二次压缩机整个管系的振动，同时，使两段同侧气缸做功均匀，有利于防止冷却器两侧出现压差，有利于二次压缩机的平稳运行。
四是，高压气体循环系统前端设有废热锅炉，利用高压循环气的高温副产1 MPa的中压蒸汽，降低了能耗。
1.2.3 意大利埃尼公司的釜式法工艺
该工艺最大反应压力为200 MPa，反应釜容积
3
为1.5 m。技术特点：
一是，采用丙烯做调节剂，在二次压缩机入口加入，注入压力较高，约为30 MPa。
二是，二次压缩机段间共有16台冷却器，分四组，每组分为两条并联线，每条线为两台串联，一台冷却介质为冷却水，另一台为冷冻水。优点是不易造成冷却器黏壁，且重心低，装置运行中不易发生振动现象，有利于装置长周期运行；缺点是设备台数较多，占地和投资较大。
三是，在聚合釜出料阀后，采用高压循环系统来的冷乙烯直接注入到反应物流中，使产品均匀冷却，有效降低晶点或鱼眼。
四是，高压循环系统前端设有锅炉水换热器，利用高压循环气的高温将热量传递给锅炉给水，副产0.3 MPa的低压蒸汽，降低了能耗。
五是，高压循环系统设计复杂，分高压、中压、低压三个循环系统，共有12台换热器和9台分离器，分三组，每组4台换热器和3台分离器，分离效果好，但设备台数较多，占地和投资较大。 1.3 管式法和釜式法高压聚乙烯生产工艺特点对比
管式法和釜式法高压聚乙烯生产工艺特点对比
［6-8］
结果见表1。
管式法
表1 管式法和釜式法高压聚乙烯生产工艺特点对比
对比项目 建设情况
釜式法
占世界LDPE 总产能的49%，占我国LDPE 总产能的33%，占世界LDPE 总产能的51%，占我国LDPE 总产能的67%，最
44
最大单线能力18×10 t/a 大单线能力32×10 t/a （1）反应温度、压力均匀，易形成有许多长支链的聚合（1）反应温度、压力沿反应管的长度逐渐降低，产品相对分物，冲击强度较好； 子质量分布较宽，支链较少，光学性好，适于加工成薄膜；（2）反应停留时间短，适于生产小批量牌号，过渡料少；（2）反应停留时间相对较长； （3）可生产高VA 含量的EVA，多用于热熔胶、挤出涂（3）共聚物中的VA 含量一般不大于20%，多用于农膜和收覆和掺混 缩包装膜 （1）长径比2∶1～20∶1； （1）反应管内径为25～64 mm，长0.5～1.5 km，长径比大于（2）反应器中有搅拌轴、挡板，搅拌马达一般也都安装12 000∶1； 于反应器内，维修、安装较困难 （2）反应器结构简单，制造和维修方便，能承受较高的压力反应压力为110～200 MPa；反应温度为150～300 ℃ 反应压力为250～310 MPa；反应温度为160～330 ℃ 近似完全混合 近似于柱塞流动 若操作失误，易发生分解反应；一旦发生分解反应，装
很少发生分解反应，多点注入新鲜气体，有助于反应进行
置须停车检修 有机过氧化物 氧气、有机过氧化物 采用进料冷却 夹套冷却和进料冷却 15%～21% 20%～35%（最高可达40%）
低
产品特点 反应器形式 反应条件 反应流体状态 反应控制 引发剂 聚合热散热方式 单程转化率 投资及操作费用 高
釜式法和管式法各有特点，釜式法适于生产小批量专用牌号及高含量EVA 等附加值较高的产品，
4
但单线能力较低，一般为10×10 t/a；管式法生产
4
规模较大，单线生产能力可达32×10 t/a，但共聚物中VA 含量较低。
2 高压法聚乙烯工艺的技术进展
自20世纪30年代成功开发出高压聚乙烯技术，
经过70多年的研究、开发、生产与不断改进，目前已形成相当成熟的高压聚乙烯生产技术。
随着科技的进步，采用新技术的装置已经可以
3
生产密度为0.943 g/cm的中密度产品。同时，采用自由基聚合而成的含有极性单体结构单元的共聚物，克服了原非极性的限制，极大地扩展了产品的用途。由于聚合反应的温度峰值受分解温度限制，最高不能超过335 ℃，因此，目前对LDPE 的研究
第27卷 第6期 石 油 规 划 设 计 2016年11月 9
主要集中于开发低温引发剂，控制反应温度，进而更好地控制聚合物的分子结构，提高反应转化率。
3 我国高压聚乙烯工艺现状及问题
我国兰州石化公司于1965年引进的釜式法技术为我国聚乙烯的生产发展奠定了基础。截至2015年，我国已建成投产的低密度聚乙烯装置共17套，
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
生产企业名称
上海石化股份有限公司塑料厂-1 燕山石化公司化工一厂-1 大庆石化公司
上海石化股份有限公司塑料厂-2 北京东方石油化工公司 茂名石化公司 齐鲁石化公司
燕山石化公司化工一厂-2 大庆石化公司 兰州石化公司 扬巴石化公司
中海—壳牌石化公司 茂名石化公司
北京华美聚合物有限公司 山东昊达化学有限公司 神华榆林化工分公司
规模/ 4-1
（10 t ·a ）7.8 12.0 6.5 8.0 4.0 11.0 14.0 20.0 20.0 20.0 2×20.0 25.0 25.0 6.0 10.0 30.0
生产能力为259.3×10 t/a，具体详见表2。
近年来，由于EVA 的市场需求加大，我国各大生产厂家在生产LDPE 的同时，也兼顾生产EVA 的牌号，或采用单线专门生产EVA。但是，较高档透明薄膜的产量还远不能满足市场需求，另外，耐压等级大于35 kV的LDPE 的电缆料在我国尚为空白，需全部从国外进口。
4
表2 我国LDPE 生产装置情况
投产或改造时间
1976 1976 1986 1992 1995 1996 1998 2002 2005 2006 2006 2006 2007 2009 2015 2015
采用技术
三菱油化高压管式法 住友化学高压釜式法
德国伊姆豪森高压管式法 三菱油化高压管式法
意大利埃尼公司技术生产EVA 美国匡藤化学公司管式法 荷兰国家矿业公司管式法
埃克森—美孚高压管式法（生产EVA）巴塞尔高压管式法 巴塞尔高压管式法
巴塞尔高压管式法（一条线生产EVA）巴塞尔高压管式法 巴塞尔高压管式法 美国杜邦釜式法
埃克森—美孚高压釜式法（生产EVA）巴塞尔高压管式法
针对我国LDPE 生产现状和存在问题，建议有条件的企业，可通过装置局部改造，生产国内紧缺的产品牌号以应对市场需求。拟建装置的生产企业在设计产品分布上，应优先考虑需求量较大的产品牌号，并开发高端产品，以弥补国内产品空白，尽量减少对进口产品的依赖。
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4 结论
低密度聚乙烯作为最重要的聚烯烃产品之一，一直保持着良好的市场前景。自20世纪90年代以来，世界LDPE 的需求量一直保持着稳步增长的趋势。目前，我国的聚乙烯生产虽已得到快速发展，但是，仍不能满足国内市场需求，对进口产品的依赖性较大。因此，随着消费的增长，我国应加快发展低密度聚乙烯产业。
参考文献：
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收稿日期：2015-11-06
编辑：陈霞
Vol.27 No.6 Petroleum Planning & Engineering Nov. 2016 57
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mechanical machining and assembly. Jichai Power Equipment Company (referred to as JPEC) belongs to the typical discrete manufacturing industry. Its characteristics is the incoherence of the production process, complicated production links, scheduling and cooperative relations between the complex, and fast changing. Local delay affects the entire production plan, and enterprise of manufacturing cost and machining efficiency. The successful application of production dispatching management in MES system meets the need of Jichai production process of fine management, provides job allocation and scheduling process for JPEC, effectively improves the management decision-making ability and global analysis ability , and optimizes the management of the production process, reduces the production and operation cost, production data real-time collection and information sharing. Finally, it can provide effective support to enhance the market competitiveness of JPEC.
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