新型高效淤浆工艺聚乙烯催化剂的制备及其催化性能

采用浸渍法制备了新型高效淤浆工艺聚乙烯催化剂(BCE催化剂)。研究了其组成、粒径分布、微观形态和对乙烯淤浆聚合的催化性能,并与国产、进口两种同类催化剂进行了比较。研究结果表明,在己烷为溶剂、聚合温度80℃、聚合时间2h、氢气压力0.28MPa、乙烯压力0.45MPa的条件下,BCE催化剂的催化活性(每克T i每小时产生的聚乙烯的质量)达351kg/(g.h),与国产、进口两种同类催化剂的催化活性适当;BCE催化剂所得聚合物的颗粒形态呈较大类球形,所得聚合物的细粉含量较少,粒径为75~850μm之间的粒子的质量分数为96.7%;BCE催化剂的氢调敏感性好。     

烷基铝对淤浆聚乙烯催化剂及其聚合粉料的影响

以氯化镁为载体,通过溶解析出体系制备粒径分布较窄的含镁/钛固体物粒子,使用不同取代基的烷基铝对含镁/钛固体物粒子进行优化处理,得到新型Ziegler-Natta催化剂。将催化剂用于乙烯淤浆聚合制备聚乙烯粉料。利用元素分析、熔体流动指数（MI）、SEM和粒径分布等研究了不同烷基铝对催化剂及其聚合粉料性能的影响,并与参比催化剂进行了对比。实验结果表明,二乙基氯化铝优化的催化剂聚合活性较参比催化剂提高12.5%,制备的聚合物堆密度明显提高;在保持优异共聚性能的同时,氢调性能明显提升;而且可生产高MI聚合物,聚合粉料颗粒形态规整,异形料粒子较少。乙基二氯化铝优化后的催化剂制备的聚合物粉料粒径分布更集中,粒径在105～500μm之间的聚合物占比达到88%(w)。     

给电子体分子结构对聚乙烯催化剂性能的影响

将丙二酸酯化合物、邻/对苯二甲酸酯化合物、二醇酯化合物、芳香酸单酯化合物、硝基化合物、氰基化合物、环三藜芦烃（H1）和二苯基蒽类衍生物等给电子体引入Ziegler-Natta(Z-N)聚乙烯催化剂中,研究了上述给电子体对催化剂的聚合活性、氢调敏感性以及聚合粉料堆密度、分子量及其分布的影响。实验结果表明,二酯类化合物可降低催化剂的聚合活性、提高聚合粉料的分子量;芳香酸单酯化合物可提高催化剂的聚合活性和氢调敏感性;硝基和氰基化合物会显著降低催化剂的聚合活性;H1可显著提高催化剂在高氢气乙烯摩尔比（简称氢乙比）条件下的聚合活性和氢调敏感性;二苯基蒽类衍生物可提高催化剂在低氢乙比条件下的聚合活性,但对于催化剂氢调敏感性的影响相对较小。因此,芳香酸单酯化合物和H1类更适于作为Z-N聚乙烯催化剂的给电子体。     

BCE催化剂制备高密度聚乙烯管材料

采用分光光度法、滴定法、粒度分布仪和13C NMR等方法研究了BCE催化剂与国外同类催化剂(Cat A)的组成、粒径分布、聚合物细粉含量及共聚性能等。实验结果表明,BCE催化剂的细粉含量低且粒径分布集中,制得的聚合物细粉含量低;BCE催化剂的共聚性能优于CatA催化剂。采用BCE催化剂生产聚乙烯管材料时,母液中的低分子固含量较使用CatA催化剂时平均减少11%(w)。BCE催化剂制得的聚乙烯管材料耐慢速裂纹扩展(缺口管)性能超国家标准,耐静液压破坏性能良好。     

新型丙烯聚合BHC催化剂的性能

采用基于溶液结晶法得到的全新球形丙烯聚合BHC催化剂,通过间歇本体聚合法制备了丙烯聚合物,利用粒径分布测试、显微镜观察、聚合物等规指数测定及熔体流动速率测定等方法考察了BHC催化剂的性能,并与参比催化剂进行了对比。实验结果表明,通过调整工艺配方,可灵活制备粒径范围为3～80μm的球形BHC催化剂。BHC催化剂粒子呈球形,粒子强度高、不易破碎,细粉含量低,所得聚合物粉料中几乎没有细粉。BHC催化剂具有活性高、活性衰减慢、氢调敏感性好等特点,在多釜串联的工业聚合装置上具有广泛的应用前景。     

球形TiCl_4/MgCl_2催化剂催化丙烯聚合

以乳化急冷法制备的球形M gC l2为载体,制备了球形T iC l4/M gC l2催化剂(简称催化剂),并将该催化剂用于丙烯聚合。采用扫描电子显微镜、N2吸附法对催化剂及聚合物的形态进行了表征,考察了聚合时间、聚合温度、铝钛比、铝硅比、氢气加入量对催化剂性能的影响。实验结果表明,催化剂与聚合物均为球形,且催化剂粒径分布窄,具有较大的孔体积和孔径,所制得的聚丙烯也具有孔隙率大、孔径大等特点。较佳的聚合条件为:聚合温度70~75℃、聚合时间3h、铝与钛摩尔比为300、铝与硅摩尔比为15、氢气加入量(质量分数)2.00×10-4;在此条件下,催化剂具有较高的催化活性,同时聚丙烯具有较高的等规度;催化剂具有良好的氢调敏感性。     

BCU催化剂在UNIPOL装置上的工业应用

使用BCU催化剂在UNIPOL工业装置上成功生产了抗冲共聚聚丙烯,利用GPC和力学性能测试等对产品的性能进行了表征。表征结果显示,BCU催化剂适于在UNIPOL装置上生产抗冲共聚丙烯,聚合活性和定向能力与参比催化剂基本相当,氢调敏感性略低。在第一反应器中,BCU催化剂所得均聚物粉料的粒径较参比催化剂所得粉料的粒径略大,细粉更少,但二者粒径分布基本相当;在第二反应器中,相比参比催化剂,BCU催化剂所得的共聚物粉料的粒径分布更窄,流动性更好,有利于更高橡胶含量抗冲共聚丙烯的生产。BCU催化剂生产的LC1813产品较参比催化剂生产的LC1813具有更好的刚韧平衡性能。     

PEC-1催化剂的乙烯淤浆聚合性能研究

研究了自制镁-钛系PEC-1催化剂的乙烯均聚性能、聚合反应动力学行为、共聚合性能、氢调敏感性等聚合性能。结果表明,PEC-1催化剂的聚合活性优于对比催化剂;氢调敏感性较好,改变氢气分压可获得熔体流动速率可控且为0.058～3.486 g/min的聚合物;乙烯与1-己烯共聚性能显著;使用PEC-1催化剂可制备出粒径主要集中于150～300目的聚合物;聚合反应动力学行为属速率衰减型。     

乙醇对BCE催化剂聚合性能的影响

制备了3组不同溶解体系的BCE催化剂,考察了乙醇对BCE催化剂催化乙烯淤浆聚合性能的影响,研究了乙醇对催化剂的钛含量、比表面积、孔隙率、乙烯淤浆聚合活性、氢调敏感性及乙烯与1-己烯共聚性能的影响。用XPS和SEM等手段对催化剂的结构进行了表征。实验结果表明,乙醇的加入使得催化剂中钛的质量分数由2.10%增至6.21%、比表面积由100m2/g增至324m2/g;含有乙醇的催化剂催化乙烯淤浆聚合的活性高达33.6kg/g,合成的产物具有很大的堆密度(0.33g/cm3);含有乙醇的催化剂还具有良好的氢调敏感性及优异的乙烯与1-己烯的共聚性能。     

高性能淤浆法聚乙烯催化剂的研究

对一种新型高活性BCE-Ⅰ催化剂进行聚合评价,对BCE-Ⅰ催化剂及其制备的聚合物进行表征。与参考催化剂进行对比,考察了催化剂的粒径分布、催化活性、氢调敏感性和丁烯共聚等对聚合物的密度和堆密度等方面的影响。实验结果表明,在乙烯淤浆聚合工艺条件下(氢气分压0.28MPa、乙烯分压0.45MPa、温度80℃、时间2h),BCE-Ⅰ催化剂的活性较高(为50.9kg/g),BCE-Ⅰ催化剂制备的聚合物具有很大的堆密度(达到0.36g/cm3),明显高于参考催化剂制备的聚合物的堆密度(0.31g/cm3);BCE-Ⅰ催化剂制备的聚合物的粒径分布窄,细粉含量少,在高氢分压条件下(氢气分压0.68MPa、乙烯分压0.05MPa),140目以下细粉的质量分数约为12%,远低于参考催化剂制备的聚合物中140目以下细粉的含量(质量分数约为36%);同时BCE-Ⅰ催化剂的氢调敏感性和丁烯共聚性能均优于参考催化剂。     

乙烯淤浆聚合BCE催化剂生产双峰聚乙烯树脂的工业应用

介绍了BCE 催化剂工业生产高性能双峰聚乙烯树脂的情况,并与进口催化剂进行对比;研究了两种催化剂生产的双峰聚乙烯树脂的物理性能和力学性能。实验结果表明,BCE 催化剂能明显改善装置的运行情况,具有较好的氢调敏感性和丁烯共聚性能。BCE 催化剂制备的双峰聚乙烯树脂具有较高的堆密度(0.34～0.37g/cm~3),高于进口催化剂制备的双峰聚乙烯树脂的堆密度(0.27～0.34g/cm~3);BCE 催化剂制备的树脂粒径分布集中,细粉含量少,粒径小于75μm的细粉的质量分数约为14.9%,远低于进口催化剂制备的树脂中的细粉含量(质量分数为38.4%)。BCE 催化剂在制备双峰聚乙烯树脂过程中低聚物生成明显低于进口催化剂。     

聚乙烯催化剂PCG-01的制备及性能评价

以乙氧基镁为载体,烷氧基硅烷为给电子体,制备出Mg-Ti系乙烯聚合Ziegler-Natta催化剂PGC-01。研究了该催化剂的聚合反应动力学、氢调敏感性和共聚性能,考察了催化体系Al/Ti摩尔比、聚合温度等工艺条件对催化剂聚合性能的影响,并采用SEM,DSC等分析方法对催化剂和聚合产物的颗粒形态及性能进行了表征。结果表明,该催化剂具有颗粒形态好,粒径分布窄,活性高,聚合产物堆密度高,反应平稳,氢调敏感性良好的特点;以AlEt3为助催化剂,在n(Al)/n(Ti)为120、压力为0.8 MPa、温度为80℃、反应时间为2 h的条件下,催化剂PCG-01的乙烯聚合活性达37.2 kg/g;聚合产物具有近球形结构,粒径主要分布在180～425μm。     

乙烯淤浆聚合BCE催化剂的工业应用

介绍了BCE催化剂工业应用的情况,并与国产同类型BCH催化剂进行对比,考察了装置的运行情况,并研究了两种催化剂生产的聚乙烯的物理性能和力学性能。试验结果表明,BCE催化剂能明显改善装置的运行情况,它的的活性较高(22.2kg/g),所制备的聚乙烯的堆密度(0.38g/cm3)明显高于BCH催化剂制备的聚乙烯的堆密度(0.29g/cm3);BCE催化剂制备的聚乙烯的粒径分布窄,细粉含量低,小于325目细粉的质量分数约为6.1%,远低于BCH催化剂制备的聚乙烯中小于325目细粉的含量(质量分数为23.5%);同时BCE催化剂的氢调敏感性优于BCH催化剂,丙烯与氢气的消耗量分别减少了11.1%和16.6%。     

新型负载型Ziegler-Natta催化剂用于乙烯聚合

采用原位生成载体和活性中心的方法,以Mg(C2H5)2与SiCl4反应生成载体、Ti(OBu)4与SiCl4反应生成金属活性中心制备了一种新型高性能负载型Ziegler-Natta乙烯聚合催化剂(CatⅠ)。利用ICP、SEM、粒度分析仪和GPC等方法研究了CatⅠ的组成、形态、粒径分布及采用CatⅠ制得的聚乙烯的形态与性能,并与商业催化剂进行了对比。表征结果显示,CatⅠ的载Ti量较高、粒径分布均匀且催化剂颗粒呈规整的球形;采用CatⅠ制得的聚乙烯堆密度大、细粉含量低、相对分子质量分布较宽、颗粒呈规整的类球形且分布均匀。在相同聚合条件下,CatⅠ的氢调敏感性能优于商业催化剂,因此有利于对聚乙烯产品的性能进行调控。     

NT-1型高效乙烯聚合催化剂的工业试用

针对淤浆法聚乙烯生产工艺开发了高效乙烯聚合催化剂NT-1。该催化剂在燕化公司化工一厂低压聚乙烯生产装置上的工业试用结果表明:适合淤浆法聚乙烯生产工艺,其活性与原使用的BCH催化剂相当,氢调敏感性和共聚性优于BCH催化剂,并能够显著降低低聚物的生成。用NT-1催化剂生产的聚乙烯颗粒大,粒径分布集中,用NT-1催化剂所生产的树脂产品与用BCH催化剂所生产的树脂产品性能相当,但在耐环境应用开裂、屈服强度、断裂强度、伸长率、冲击强度等方面要略优于用BCH催化剂。     

BCES催化剂在CX工艺装置上的工业应用

采用BCES催化剂在CX工艺装置上进行工业应用试验,生产了高密度聚乙烯(HDPE)管材料和牌号为5000S的产品。考察了BCES催化剂的性能及其在CX工艺装置上运行的平稳性、经济性及制备的聚乙烯产品的性能。BCES催化剂的聚合活性与BCE催化剂相当,但聚合物堆密度更高、聚合物粒径分布更集中且细粉含量更低。在CX工艺装置上应用BCES催化剂时装置运行平稳,聚合釜液位、搅拌电流、离心机扭矩和干燥蒸汽用量等运行参数明显降低,实现了HDPE管材料的长周期稳定生产。工业应用试验结果表明,将BCES催化剂应用于CX工艺装置上有利于提高装置负荷、节约能耗及降低产品成本。     

硼酸酯类给电子体在淤浆法制备聚乙烯催化剂中的应用

以硼酸酯类化合物为给电子体制备了聚乙烯催化剂。利用SEM和粒度分布仪表征了含不同给电子体的催化剂的粒径与形态。表征结果显示,含硼酸酯类给电子体的催化剂颗粒呈球形,粒径分布均匀且平均粒径随给电子体上烷氧基数目的增大而增大。考察了含不同给电子体的催化剂的聚合性能。实验结果表明,含硼酸酯类给电子体的催化剂的聚合活性较高,其中,含硼酸三丁酯给电子体的催化剂氢调性能优异,共聚性能与商业催化剂相当。硼酸酯类给电子体的使用有利于开发高性能的高密度聚乙烯串联牌号。     

国产CMAX 120型催化剂在环管聚丙烯装置上的应用

在30万t/a环管聚丙烯(PP)装置上,进行了国产CMAX120型催化剂的应用试验,并与该装置原用进口催化剂作了对比。结果表明,与进口催化剂相比,CMAX120型催化剂的平均活性略低、氢调性略差、等规度调节性略优;2种催化剂所得产品PP粉料的粒径分布相差较大,其中CMAX120型催化剂所产PP中细粉含量明显增加,平均粒径较小;CMAX120型催化剂所产PP除清洁度略差于进口催化剂生产的PP产品外,其他质量指标均相当,产品质量合格。