中国石油天然气股份有限公司大庆石化分公司（简称大庆石化）塑料厂240 kt/a低压高密度聚乙烯(HDPE)装置采用日本三井淤浆法生产工艺，以乙烯为原料，丙烯（丁烯-1）为共聚单体，氢气为相对分子质量调节剂，生产HDPE树脂。采用钛系催化剂，按离子聚合机理，生产粉末状HDPE树脂。装置由原料精制、聚合、脱气、混炼造粒、回收、成品包装等工段组成。目前装置占有市场份额较大的专用料产品为氯化聚乙烯（CPE）基础树脂粉QL505P，年产量占装置产量的19.8%以上。

通过一系列研究工作的开展，使上述问题得到了圆满的解决。对提高大庆石化公司氯化聚乙烯专用基础树脂产品品质、顺利实现工业扩大化稳定生产具有重要意义。

1 研究内容

⑴、优化工艺生产方案，调整聚合反应温度、压力及母液返回率等关键工艺控制参数，避免产品在聚合反应过程中出现颗粒破碎、不均匀问题。

⑵、对催化剂进行优化选择，选用新型高性能催化剂，同时调控反应器浆液浓度，解决粉料筛分不合理、载氯困难和氯化压力高等难题。

⑶、对QL505P树脂质量控制指标进行修订、改进，通过精细调控，严控质量指标，确保出厂产品性能优良，使批次间产品质量波动降到最低。

2 原因分析

从CPE生产原理方面剖析，生产氯化聚乙烯时，载氯反应共分为三个阶段。我公司生产的QL505P树脂粉料在进行载氯反应时，前两个阶段可以顺利进行，反应压力等参数一切正常，但进行到第三段反应时，反应压力偏高（最高可达到0.6Mpa以上），反应时间较长、载氯量低。另外，反应后进行碱洗时，碱用量增加，CPE产品白度低、发黄。

从具体情况来看，前两段反应压力正常而第三段反应压力高，主要是前两段将QL505P聚合物中粉末粒径均匀、粗细适中的粉末先行反应掉，而进入第三段反应后，剩余的大颗粒及细粉难于参与反应，在不断通氯气的情况下，反应压力逐渐提高，待反应压力达到临界值，氯气才加载到粒径较大的粉末颗粒中，所以造成此种现象的直接原因为颗粒粒径分布不好，粗、细组分含量较多。而厂家反映的碱洗过程中用碱量大及产品白度低的问题也是由于物料中粗、细组分较多，在反应时，氯气进入到大颗粒中载氯，残余在大颗粒中的氯气与水形成酸，不易中和，所以造成碱用量大。而碱用量大导致干燥时间延长，最终使产品发黄。

由上述分析可以看出，CPE生产厂家反映的上述质量问题，主要问题还是产品粒径分布不均匀，粗细粉组分含量过高所致。同时，由于QL505P的生产处于研发前期，对该产品相关物性参数的调控还需要进一步完善和改进。另外，关于产品中存在的片状料问题，主要是在离心机的内外转鼓之间研磨产生。

3 解决方案

3.1 催化剂的改进

由于高密度聚乙烯粉料的形态是催化剂形态的复制和放大，聚合物的筛分和催化剂有着密不可分的关系。为此，我们打算先从催化剂着手，在以往生产中我们采用的催化剂为第二代干粉型高效催化剂。干粉催化剂生产的最后一道工序为干燥，是将含有己烷的催化剂浆液干燥成粉末状再装桶出厂销售。这样，在高温干燥的过程中，势必会对催化剂的颗粒形态造成破坏，一部分催化剂颗粒破碎形成了催化剂细粉，同时，一部分催化剂粉末也易团聚生成较大的催化剂颗粒。因此，干粉催化剂生产的氯化聚乙烯（CPE）产品的粗、细组分必定较多且分布不均匀。通过与催化剂厂家的技术人员进行交流后确定，选择新型浆液高效催化剂进行QL505P的生产。而且，要求催化剂厂家对浆液催化剂的生产工艺和原料进行了优化和调整改进，同时又免去了干燥环节，可以避免催化剂颗粒在干燥过程中出现破碎的情况。利用浆液催化剂生产的CPE产品具有更加均匀的粒径分布且对粗、细组分含量又得到了有效的控制。

3.2 生产条件的优化

为了防止在聚合生产过程中产生破碎从而导致颗粒形态的破坏，在生产此产品时，我们采取了如下工艺改进措施。

⑴、在配制催化剂时，对催化剂进行预络合。这样做可以有效的控制颗粒的形态，防止聚乙烯颗粒破碎。同时，对催化剂进行预络合也可以显著提高粉末的堆积密度。

⑵、将聚合反应温度控制在82-83℃（原指标85℃），并降低浆液浓度至280-320 g/L（原指标350 g/L），以避免过高的反应温度和浆液浓度使聚合反应生成的聚乙烯颗粒破碎和降低细粉的生成比率。