气相法聚乙烯催化剂研究现状及进展

黄海波

（中国石油四川石化有限责任公司，四川成都 611930）

气相法聚乙烯催化剂研究现状及进展

黄海波

（中国石油四川石化有限责任公司，四川成都 611930）

我国在化工生产过程中最常使用的化学产品是气相聚乙烯产品，气相法是目前最常使用的聚乙烯生产方法之一，分析和研究了气相法聚乙烯催化剂，促进化工行业的生产效率。

气相；聚乙烯；催化剂；研究进展

1 聚乙烯催化剂的分类与聚乙烯生产工艺

气相聚乙烯是我国化工生产过程当中最为常见的化学生产品之一，根据划分准则的差异性可将其分为不同类型的产品。聚乙烯的应用范围随着我国工业的日益发展而不断扩展，因此，为能够进一步促进各类材料与催化剂需求之间的相容性，还需要各相关人员在研发聚乙烯催化剂方面多下功夫，以不断完善其性能，而在实际调控聚乙烯催化剂的过程当中，又应以聚乙烯的分子结构为着重完善点。在发展初期，各催化剂生产方多以不断提高生产效率为生产聚乙烯的核心点。

Unipo2技术工艺（聚丙烯技术）和其他工艺相比具有的特点明显，首先是Unipol2工艺能够生产分子量可调的全密度聚乙烯树脂，并且，应用该种工艺还能够尽可能地将双峰分布树脂的加工难度最小化，并同时有效调整聚乙烯树脂的分子量。由此可见，这一工艺可在一定程度上对聚乙烯树脂侧链分支的长度和单体位置的控制都有产生相应的调节作用。而对与之相关的力学性能进行相应的完善与优化，同样亦能够让所生产的树脂与冰袋、运输袋等的实际应用需求更为贴合。与此同时，Unipol2工艺还可通过加工将茂金属单活性中心催化剂以及齐格勒催化剂的作用最大化，这就充分凸显了该项工艺对聚乙烯气相工艺水平和技术不断提升的重要性和实用性。

冷凝态操作工艺流化床反应器是实际应用冷凝态技术进行生产加工的必备要素之一。通常情况下，该反应器中聚合热会通过流化气体吸收升温或冷凝体吸收蒸发潜热等方式来有效调节反应器内部的总体热量，从而达到大幅度提升反应器内聚乙烯产量的操作目的。

2 气相法茂金属聚乙烯催化剂

早在20世纪80年代期间，德国著名科学家Kaminsky在进行相关研究实验中发现，在甲基铝氧烷（MAO）的刺激下，茂金属化合物能够产生相当高的烯烃聚合活性。与此同时，茂金属催化剂属于单活性中心催化剂，其具备了众多Z-N催化剂等中心催化剂所未有的优势，其不仅具有高活性和高共聚性能，并且还具备了一定的对窄分子量分布以及分子量大小的调控能力，这同时也说明了各技术人员在研究聚乙烯产品时可以分子结构可控性以及产品的性能和质量为主要研究方向。从客观发展的角度来看，负载化是催化剂制备技术当前的发展方向，而聚合工艺技术则呈现出气相流化床工艺技术发展趋势（以硅胶负载型催化剂为主）。在众多茂金属催化剂中，钛、锆、铪等是最为最常见的过渡金属，该公司首先在工业化装置中将Exxpol技术的作用最大化而生产出“Ex-act”聚乙烯，并且还先后研发出了众多链长均一、共聚单体分布均匀且相对分子量分布极窄的新型聚乙烯产品（熔体流动指数约为0.80～100g/10min ；密度为约为0.87～0.96g/cm3）。据相关媒体报道，Exxon公司还曾联合C7～C10的α-烯烃与乙烯共聚制备LLDPE（密度约为0.85～0.94g/cm3），其中所使用的乙烯/辛烯共聚主要有阳离子试剂和4～6族过渡金属，所使用助催化剂为MAO。

3 后过渡金属聚烯烃催化剂

国外著名化学家Brookhart在20世纪90年代期间发现了后过渡金属催化剂（即非茂金属催化剂）。，而后陆续有部分相关研究学者经实验研究发现，在金属选择方面跨越了元素周期表的过渡金属区域是后过渡金属催化剂以及茂金属催化剂和Z-N催化剂的主要区别。另外，其还与第Ⅷ族元素相关，涉及到了Ni、Co以及Fe等一系列元素。在后过渡金属催化剂的众多络合物配体种类中多以亚胺吡啶配体以及二亚胺配体等较为常见，且除了金属络合物这一必备要素之外，催化剂的组成亦少不了离子型硼化合物的作用。后过渡金属催化剂不仅能够接受众多元素，并且还可与烯烃（含有像酯或丙烯酸酯的官能团）产生相应的聚合作用。据相关报道显示，国外某先进科技公司所研发的后过渡金属催化剂可将α-烯烃和乙烯同时转化成具有特殊微观结构的高相对分子质量聚合物。工作人员只需要在使用过程中对压力以及配体取代基等相关因素进行简单的变换，便能够制备高性能的新型乙烯聚合物（完全无定形到线性、半结晶、高支化、高密度）。与此同时，该催化剂还可在气相、淤浆环管以及溶液和等诸多工艺中使用。除此之外，后过渡金属催化剂还具备了优化催化剂成本、生产率高等一系列优势。为能够使该种催化剂更适用于乙烯气相聚合工艺，目前相关技术人员正在就其负载化进行深入性和全面性研究。

4 结束语

由于气相聚乙烯催化剂的生产方式在一定程度上决定着聚乙烯催化剂的生产水平，因此各相关企业首先就应提高对该方面研究的重视意识，努力为发挥聚乙烯催化剂的作用以不断强化自身生产和加工聚乙烯效率的有效保障。

[1] 张自化.BP 公司 Innovene 聚乙烯工艺[J].石油化工要闻，2015，（12）.

Research Status and Development of Gas Phase Polyethylene Catalysts

Huang Hai-bo

The most commonly used chemical products in chemical production process in China are gas-phase polyethylene products.Gas phase method is one of the most commonly used methods for the production of polyethylene.The research and research on the vapor-phase polyethylene catalyst and the chemical industry Productivity.

gas phase；polyethylene；catalyst；research progress

TQ426

A

1003–6490（2017）10–0101–01

2017–07–25

黄海波（1976—），男，四川成都人，工程师，主要从事气相法聚乙烯生产技术、管理工作。