聚乙烯高化课程设计概念.docx

对聚乙烯的相关研究一设计说明书本设计对于聚乙烯（低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、超高分子量）的结构组成、聚合工艺、性能、加工方法、改性与应用做了一定深入的探究，并阐述了其在化学工业中的作用和地位及其未来的发展。其次，确我们在研究线性低密度聚乙烯时，在其聚合工艺、加工方法、改性性能与应用方面做出额外的探究。聚合工艺方面，我们选用气相法Unipol生产工艺，利用PolymerPlus软件对其流程作出了简单的探究模拟，并作出了大致的的经济分析核算。加工方法方面我们探究了制备流延聚乙烯薄膜与双向拉伸聚乙烯薄膜袋技术。改性性能与应用方面，我们分别从接枝、交联、共聚、填充、纳米粒子方面阐述。聚合工艺我们以制备10万吨/年LLDPE，年开车时间为8000h，即以12500kg/h的流量生产聚乙烯产品的流程进行模拟。选取LLDPE数均分子大小量为18000，分散系数为7.78。原料选取纯度为99.8%的聚乙烯与98.5%的1-丁烯共聚单体（占总聚合物7%）共同调控。考虑各方面因素，选取原料利用率为95%。则最终我们所需的原料为乙烯9.81万吨/年，1-丁烯7481吨/年。根据市场价格，及其工业生产消耗，经核算，在不算建设期、投产期与银行贷款等方面，针对达产期计算后得出年支出64470.5万元，年收入120000万元，即年赚55529.5万元。二简介聚乙烯的基本信息聚乙烯是结构最简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯( CH2=CH2 )的加成聚合而成的。聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中低压力(15-30大气压)，有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯HDPE。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190–210°C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯LDPE，它是支化结构的。线性低密度聚乙烯LLDPE为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，密度为0.918~0.935g/cm3。超高分子量聚乙烯UHMWPE，是分子量100万以上的聚乙烯。热变形温度(0.46MPa)85℃，熔点130～136℃是一种线性结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料[1]。2.2 储存方法与主要用途聚乙烯保存需要保持贮藏器密封、储存在阴凉、干燥的地方，确保工作间有良好的通风或排气装置。多用于制作农用、食品及工业包装用薄膜，电线电缆包覆及涂层，薄膜是其主要加工产品，其次是片材和涂层、瓶、罐、桶等中空容器及其它各种注塑和吹塑制品、管材和电线、电缆的绝缘和护套等。2.3聚乙烯的优点与缺点优点: (1)聚乙烯具有良好的耐热性(软化点120-125℃)和耐寒性(脆化温度:-70℃)、使用温度可达100℃。 (2)机械性能(拉伸、弯曲、压缩、剪切强度和硬度均优于LDPE，耐磨性好。 (3)介电性能优良(绝缘材料)。 (4)化学稳定性良好，室温下不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱、盐。 (5)吸水性和水蒸汽透过率很低.缺点: (1)耐老化性能(热氧老化)较差--抗氧剂和紫外吸收剂; (2)在受力作用下，热变形温度很低。线形低密度聚乙烯(LLDPE) 线形低密度聚乙烯的生产工艺主要通过溶液法和气相法，将乙烯与带有烷基的支化烯烃，如4-甲基-戊烯、己烯、辛烯等共聚可以得到线性低密度聚乙烯(LLDPE)。也可以是其他共聚单体LLDPE的特性线型低密度聚乙烯，分子中一般只有短支链存在;机械性能介于高密度和低密度聚乙烯两者之间;熔点比普通低密度聚乙烯高15℃;耐低温性能也比低密度聚乙烯好;耐环境应力开裂性比普通低密度聚乙烯高数十倍[2]。聚乙烯国内外现状及其发展前景2.4.1国外的现状2008年，全球PE生产能力约为3580万t。其中北美、西欧、中东和中国的生产能力占到了全球总能力的67.5%。从2008年9月开始，世界PE产能开始明显增长，预计到2013年,全球PE的生产能力将达到4910万t。在产能增长地区，中东地区产能增长较快。到2011年，中东PE在全球产能中的比例从之前的7%增至14%，中国成为了目标市场，而欧洲则成为了一个备选市场。在2008年到2011年间，亚太地区的PE产能年增7%，新项目主要位于中国、印度和韩国，未来中国将继续成为动力源泉。目前，全球PE的消费量已达到了1971.0万t/a。PE的主要消费地区仍然集中在中东、美国、西欧及中国。预计到2013年，中东和加拿大将成为PE最大的出口国，主要进口国家为西欧和中国。2.4.2 国内的现状近几年，我国PE市场高速增长，产销量不断提高。2009年，我国PE的消费量达到了约470万t。到2010年消费量达到524.6万t，2013年