第一篇:全球主要的11種聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)
全球主要的11種聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)
目前世界上擁有聚乙烯技術(shù)的公司很多,擁有LDPE技術(shù)的有7家,LLDPE和全密度技術(shù)的企業(yè)有10家,HDPE技術(shù)的企業(yè)有12家。從技術(shù)發(fā)展情況看,高壓法生產(chǎn)LDPE是PE樹脂生產(chǎn)中技術(shù)最成熟的方法,釜式法和管式法工藝技術(shù)均已成熟,目前這兩種生產(chǎn)工藝技術(shù)并存。發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用管式法生產(chǎn)工藝。
此外,國(guó)外各公司普遍采用低溫高活性催化劑引發(fā)聚合體系,可降低反應(yīng)溫度和壓力。高壓法生產(chǎn)LDPE將向大型化、管式化方向發(fā)展。低壓法生產(chǎn)HDPE和LLDPE,主要采用鈦系和絡(luò)系催化劑,歐洲和日本多采用齊格勒型鈦系催化劑,而美國(guó)多采用絡(luò)系催化劑。
目前世界上主要應(yīng)用的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)用11種,現(xiàn)簡(jiǎn)單介紹如下: 1巴塞爾公司氣相法Spherilene工藝
生產(chǎn)線性PE可從很低密度PE(ULDPE)到LLDPE,也可生產(chǎn)HDPE等。采用齊格勒-納塔型鈦基催化劑和Spherilene氣相法工藝。在輕質(zhì)惰性烴類存在下,催化劑和進(jìn)料先進(jìn)行本體預(yù)聚合,在緩和條件下發(fā)生本體聚合。漿液進(jìn)入第一臺(tái)氣相反應(yīng)器,采用循環(huán)氣體回路冷卻器散熱,再進(jìn)入二臺(tái)氣相反應(yīng)器。
生產(chǎn)產(chǎn)品密度從ULDPE(小于900kg/m3)到HDPE(大于960 kg/m3),熔體流動(dòng)速率(MFR)從0.01-100。因采用二臺(tái)氣相反應(yīng)器,故可生產(chǎn)雙峰級(jí)和特種聚合物。Spherilene工藝1992年推向市場(chǎng)以來(lái),現(xiàn)已擁有生產(chǎn)能力180萬(wàn)噸/年。六套生產(chǎn)裝置(美國(guó)1套、韓國(guó)2套、巴西2套、印度1套)己投入運(yùn)轉(zhuǎn),另有二套(印度和伊朗各1套)在建設(shè)中,單線生產(chǎn)能力可從10萬(wàn)噸/年-30萬(wàn)噸/年。目前,中國(guó)沒(méi)有這類技術(shù)的生產(chǎn)裝置。
2北歐化工公司北星(Bastar)工藝
北星PE工藝可生產(chǎn)雙峰和單峰LLDPE、MDPE(中密度PE)和HDPE。采用串聯(lián)的回路、氣相低壓法反應(yīng)器。PE密度為918-970kg/m3,熔融指數(shù)0.1-100。采用Z-N催化劑或SSC(單活性中心)催化劑。
催化劑與丙烷稀釋劑混入進(jìn)入緊湊的預(yù)聚合反應(yīng)器,同時(shí)送入共催化劑、乙烯、共聚單體和氫氣。預(yù)聚合的漿液再進(jìn)入第二臺(tái)較大的漿液回路反應(yīng)器,在超臨界條件(75-100℃、5.5-6.5MPa)下操作。可生產(chǎn)雙峰級(jí)產(chǎn)品。經(jīng)閃蒸后的聚合物進(jìn)一步送入流化床氣相反應(yīng)器,無(wú)需加入新催化劑,可得到均聚物,氣相反應(yīng)落操作條件為:75-100℃、2.0MPa。第一套工業(yè)化裝置于1995年在芬蘭投運(yùn),阿布扎比建設(shè)的二條生產(chǎn)線(45萬(wàn)噸/年雙峰級(jí)產(chǎn)品)于2001年下半年投運(yùn)。第5套25萬(wàn)噸/年裝置(第二套雙峰級(jí))也在中國(guó)上海石化公司建成,成為中國(guó)最大的PE裝置,該工藝單線最大的設(shè)計(jì)能力可達(dá)30萬(wàn)噸/年。
3BP公司氣相法Innovene工藝
可生產(chǎn)LLDPE和HDPE產(chǎn)品,采用Z-N鈦基、鉻基或茂金屬催化劑。鉻催化劑可生產(chǎn)寬分子量分布的產(chǎn)品,齊格勒-納塔(Z-N)催化劑生產(chǎn)窄分子量分布的產(chǎn)品。床層反應(yīng)器操作條件緩和,為75-100℃和2.0MPa。可采用丁烯或已烯為共聚單體。己有30套生產(chǎn)線投入運(yùn)轉(zhuǎn)、設(shè)計(jì)或建設(shè)中。能力范圍為5萬(wàn)-35萬(wàn)噸/年。
Technip公司與BP公司合作,在歐洲、前蘇聯(lián)、南美、中國(guó)和馬來(lái)西亞擁介BP公司生產(chǎn)聚乙烯的Innovene工藝。BP公司Innovene PE能力現(xiàn)已超過(guò)800萬(wàn)噸/年,包括伊朗Bandar Iman、蘇格蘭格蘭杰默斯、印度尼西亞梅拉克和馬來(lái)西亞克爾蒂赫等的PE裝置。中國(guó)獨(dú)山子石化公司LLDPE/HDPE裝置的二次擴(kuò)建也采用Innovene工藝,從12萬(wàn)噸/年擴(kuò)增到20萬(wàn)噸/年。賽科新建的60萬(wàn)噸聚乙烯將采用該技術(shù)。
4埃克森美孚公司管式和釜式反應(yīng)工藝
采用高壓自由基工藝生產(chǎn)LDPE均聚物和EVA(乙烯醋酸乙烯)共聚物。采用大規(guī)模管式反應(yīng)器(能力13萬(wàn)-35萬(wàn)噸/年)和攪拌釜式反應(yīng)器(能力約10萬(wàn)噸/年)。管式反應(yīng)器操作壓力高達(dá)300MPa,釜式反應(yīng)器低于200MPa。高壓工藝的優(yōu)點(diǎn)是縮短停留時(shí)間,相同的反應(yīng)器可從生產(chǎn)均聚物切換至共聚物。均聚物聚合物密度為912-935 kg/m3,熔融指數(shù)為0.2-150。醋酸乙烯含量可高達(dá)30%。生產(chǎn)每噸聚合物的物耗、能耗為:乙烯1.008噸,電力800kwh,蒸汽0.35t,氮?dú)?m3。已有23套高壓法反應(yīng)器投運(yùn),產(chǎn)能為170萬(wàn)噸/年。生產(chǎn)均聚物和各種共聚物。目前燕山新建的20萬(wàn)噸/年LDPE裝置即采用該公司的管式法技術(shù)。
5三井化學(xué)公司低壓漿液法CX工藝
可生產(chǎn)HDPE和MDPE,采用低壓漿液法CX工藝。可生產(chǎn)雙峰分子量分布的產(chǎn)品。乙烯、氫氣、共聚單體和超高活性催化劑進(jìn)入反應(yīng)器,在漿液狀態(tài)下發(fā)生聚合反應(yīng),聚合物性質(zhì)自動(dòng)控制系統(tǒng)可有效地控制產(chǎn)品質(zhì)量,超高活性催化劑無(wú)需從產(chǎn)品中脫除。
從漿液中分離出來(lái)的90%的溶劑,無(wú)需作任何處理就可直接循環(huán)至反應(yīng)器。可生產(chǎn)窄或?qū)挿肿恿糠植嫉漠a(chǎn)品,密度為930-970 kg/m3,熔融指數(shù)0.01-50。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為:乙烯和共聚單體1010 kg,電力305 kwh,蒸汽340 kg,冷卻水190 t,氮?dú)?0 m3。已有35條生產(chǎn)線投運(yùn)或建設(shè)中,總能力360萬(wàn)噸/年。國(guó)內(nèi)目前由于該技術(shù)的企業(yè)主要有大慶的22萬(wàn)噸裝置、揚(yáng)子和燕山的14萬(wàn)噸裝置,蘭州的7萬(wàn)噸裝置。
6雪佛龍-菲利浦斯公司雙回路反應(yīng)器LPE工藝
用菲利浦斯石油公司LPE工藝生產(chǎn)線性聚乙烯(LPE)。采用極高活性催化劑在回路反應(yīng)器和異丁烷漿液中進(jìn)行聚合。產(chǎn)品熔融指數(shù)和分子量分布可由催化劑、操作條件和氫氣來(lái)調(diào)節(jié)控制。共聚單體可用丁烯-
1、已烯-
1、辛烯-1等。
高活性催化劑使之無(wú)需脫除催化劑,聚合時(shí)無(wú)石蠟或其他副產(chǎn)物生成,大大減少了對(duì)環(huán)境的逸散污染。乙烯、異丁烷、共聚單體和催化劑連續(xù)進(jìn)入回路反應(yīng)器,在低于100℃和約4.0MPa下發(fā)生反應(yīng),停留時(shí)間約1小時(shí)。乙烯單程轉(zhuǎn)化率超過(guò)97%。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為:乙烯1.007噸,催化劑和化學(xué)品2~10美元(對(duì)于不同產(chǎn)品),電力350 kwh,蒸汽0.25 t,冷卻水185 t,氮?dú)?0 m3。已有82條生產(chǎn)線投運(yùn)和建設(shè),占世界PE能力34%。上海金菲公司的13.5萬(wàn)噸裝置就是采用該技術(shù)。茂名新建的35萬(wàn)噸/年的新裝置也可能采用該技術(shù)。
7Univation技術(shù)公司低壓氣相法Unipol工藝
用低壓、氣壓Unipol PE工藝生產(chǎn)LLDPE-HDPE。采用漿液催化劑和氣相、流化床反應(yīng)器。用常規(guī)的和茂金屬催化劑無(wú)需脫除催化劑步驟。投資和操作費(fèi)用較低,對(duì)環(huán)境污染較少。乙烯、共聚單體和催化劑進(jìn)入流化床反應(yīng)器,操作條件為約100℃和2.5MPa。產(chǎn)品密度為915-970kg/m3,熔融指數(shù)0.1-200。根據(jù)催化劑類型可調(diào)節(jié)窄或?qū)挿肿恿糠植肌R延?9條生產(chǎn)線投運(yùn)或建設(shè)。單線能力可為4萬(wàn)-45萬(wàn)噸/年。目前國(guó)內(nèi)采用該技術(shù)的裝置較多,主要為茂名、吉化、揚(yáng)子、天津、中原、廣州、大慶、齊魯?shù)取?/p>
8Stamicarbon公司COMPACT工藝
該工藝采用先進(jìn)的Z-N催化劑利用COMPACT Solution技術(shù)生產(chǎn)密度為900-970kg/m3的PE。采用攪拌釜式反應(yīng)器,聚合溫度200℃。氫用于控制聚合物分子量。無(wú)需脫除催化劑步驟。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為:乙烯和共聚單體1.016t,電力500kwh,蒸汽400kg,冷卻水230m3,低壓蒸汽(產(chǎn)出)330kg。有5套裝置投運(yùn),總能力65萬(wàn)噸/年。
9巴塞爾聚烯烴公司Hostalen工藝
用攪拌釜的Hostalen工藝生產(chǎn)HDPE。采用并聯(lián)或串聯(lián)的二臺(tái)反應(yīng)器進(jìn)行漿液聚合。生產(chǎn)每噸產(chǎn)品的物耗、能耗為:乙烯和共聚單體1.015 t,蒸汽400 kg,電力350 kwh,冷卻水165 m3。已有31條生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)或設(shè)計(jì)中,生產(chǎn)能力近340萬(wàn)噸/年。目前在國(guó)內(nèi)采用該技術(shù)的裝置為遼化公司,生產(chǎn)能力只有4萬(wàn)噸。該技術(shù)目前單線最大生產(chǎn)能力可達(dá)到35萬(wàn)噸/年,可生產(chǎn)包括雙峰在內(nèi)的幾乎所有產(chǎn)品,其中其薄膜、中空和管材等產(chǎn)品在世界上具有一定的知名度。
10埃尼化學(xué)公司高壓法工藝 采用高壓法釜式或管式工藝生產(chǎn)LDPE和EVA。LDPE密度為918-935 kg/m3,EVA中VAM(醋酸乙烯單體)含量可從3%-40%。己有24條生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)或設(shè)計(jì)中,單線能力可高達(dá)20萬(wàn)噸/年。目前該裝置投資費(fèi)用和能耗相對(duì)較高,新建裝置一般不采用該技術(shù)。
11Stamicarbon公司高壓法工藝
利用高壓管式反應(yīng)器生產(chǎn)LDPE和EVA共聚體。生產(chǎn)每噸產(chǎn)量的物耗、能耗為:乙烯1.005t,電力800 kwh,高壓蒸汽230 kg,冷卻水120 m3,低壓蒸汽(產(chǎn)出)650 kg。1996年起,已有單線能力15萬(wàn)-30萬(wàn)噸/年裝置多套投運(yùn),總能力超過(guò)180萬(wàn)噸/年
第二篇:大田馬鈴薯種薯生產(chǎn)技術(shù)(圖文版)
嘉有黃腐酸,作物生命源
大田馬鈴薯種薯生產(chǎn)技術(shù)
(1):選地到播種
馬鈴薯種薯質(zhì)量與產(chǎn)量都與種薯的質(zhì)量密切相關(guān),種薯的質(zhì)量控制是個(gè)系統(tǒng)工程,從品種的莖尖脫毒、脫毒苗擴(kuò)繁、微型薯原原種繁殖,直到原種和種薯的大田生產(chǎn),各個(gè)環(huán)節(jié)都與質(zhì)量有關(guān),只有控制好所有生產(chǎn)環(huán)節(jié),才能繁殖出優(yōu)質(zhì)種薯。種薯質(zhì)量的控制需要生產(chǎn)人員來(lái)完成。所以,所有的種薯生產(chǎn)人員必須懂得種薯生產(chǎn)技術(shù)。下面著重講一講大田馬鈴薯種薯生產(chǎn)技術(shù)。
一、選地
(一)選擇高緯度、高海拔的氣候冷涼地區(qū)
1、傳播馬鈴薯病毒的主要介體桃蚜,適宜取食活動(dòng)氣溫為23~25℃,也是傳播馬鈴薯Y病毒(PVY)效率最高的溫度;氣溫在15℃以下蚜蟲起飛困難。
2、高緯度、高海拔、濕潤(rùn)的空曠地區(qū),風(fēng)速大,能夠阻止蚜蟲的降落聚集,氣候冷涼,不利于蚜蟲繁殖、遷飛和傳毒,卻極適合馬鈴薯生長(zhǎng)和塊莖膨大。
3、種薯田周圍不得有高大障礙物,以利通風(fēng),減少傳毒蚜蟲降落的密度。
(二)隔離條件好
1、在種薯生產(chǎn)基地的較大范圍內(nèi),至少方圓5千米內(nèi)沒(méi)有馬鈴薯生產(chǎn)田,及其他茄科植物和開黃花作物,如油菜、向日葵等。因?yàn)樵S多茄科植物的病毒如煙草花葉病毒、番茄黑環(huán) 嘉有黃腐酸 作物生命源
病毒等都可以感染馬鈴薯;開黃花的植物易引誘蚜蟲傳播病毒。
2、適當(dāng)?shù)母綦x條件,即使帶有馬鈴薯Y病毒(PVY)、或馬鈴薯A病毒(PVA)等非持久性病毒的蚜蟲遷飛到馬鈴薯種薯基地時(shí),其喙針上的病毒已失活而無(wú)傳毒力。
3、黃皿監(jiān)測(cè)蚜蟲
(1)黃皿的規(guī)格:長(zhǎng)方形黃皿多用金屬片制成。一般長(zhǎng)50厘米,寬32厘米,高8厘米,底部2厘米涂黃色,上部和外部都涂成深色(圖1)。
圖1 黃皿底有一小洞,直徑2cm,用以排出過(guò)多的水,平常用橡皮塞塞住。下雨過(guò)多時(shí),可由洞中排出,為避免蚜蟲隨水從洞口流出,洞口下系一個(gè)小布袋,下面接一個(gè)桶,水排在桶中,蚜蟲留在布袋中,再將其收集于稱有70%酒精的小瓶中(圖2)。嘉有黃腐酸,作物生命源
圖2 黃皿底部的洞口和操作方式
(2)黃皿的安置:黃皿距離地面60cm,兩個(gè)黃皿之間相距6m。安置黃皿時(shí),避免黃皿與其周圍的植株接觸,以免無(wú)翅蚜爬入皿內(nèi)。也可把黃皿安置在田邊,這樣可以不進(jìn)入田間調(diào)查蚜蟲,減少對(duì)植株的接觸與摩擦。
(3)蚜蟲調(diào)查:自有翅蚜發(fā)生日起,每隔2~3日調(diào)查一次,用毛筆將蚜蟲挑出,并記錄蚜蟲頭數(shù)。將調(diào)查數(shù)據(jù)做成整個(gè)生長(zhǎng)季馬鈴薯蚜蟲消長(zhǎng)曲線圖。一般連續(xù)調(diào)查3年,得到的數(shù)據(jù)有更準(zhǔn)確的參考價(jià)值。嘉有黃腐酸 作物生命源
圖3 傳播病毒的無(wú)翅蚜(左),有翅蚜(右)
(4)發(fā)現(xiàn)有翅蚜,及時(shí)向基地總部報(bào)告,并加強(qiáng)防治措施。
(三)土壤條件
1、土層深厚,土壤疏松,沙壤土或壤土。地塊相對(duì)平整,地力一致;土壤肥沃,有機(jī)質(zhì)含量1%以上,微酸性土壤最好(pH值5.4-6.5),堿性土壤不能大于pH值8.2。
2、兩年以上未種過(guò)馬鈴薯的土地,前茬最好是禾谷類作物。
3、每個(gè)地塊面積應(yīng)大于35公頃,地面平坦或平緩(坡度小于10度),適合機(jī)械化作業(yè)。
4、有灌溉和排水能力的地塊,每500畝配套2-3眼機(jī)井,出水量在100噸/小時(shí)以上。
二、測(cè)土配方施肥
(一)取土樣
1、按同樣土壤類型和肥力選取樣點(diǎn),樣品應(yīng)具有代表性; 嘉有黃腐酸,作物生命源
2、取0-20厘米土層,每500畝至少取12點(diǎn),重量0.5公斤左右。
(二)取樣方法
1、土鉆取樣,蛇形法采點(diǎn)(圖4)。
圖4 土鉆取土樣(左),蛇形取土示意圖(右)
(三)測(cè)試項(xiàng)目
有機(jī)質(zhì)、全N、全磷(P2O5)、全鉀(K2O),堿解N、有效磷P2O5、速效鉀K2O,、pH值,Ca、S、Mg、Zn、B、Fe、Cu。
三、制定詳細(xì)生產(chǎn)計(jì)劃
(一)根據(jù)作業(yè)能力、面積、確定生產(chǎn)規(guī)模和預(yù)算
一般1000畝配套一套農(nóng)機(jī)具,包括拖拉機(jī)、反轉(zhuǎn)犁、組 嘉有黃腐酸 作物生命源
合耙或旋耕機(jī)、撒肥機(jī)、播種機(jī)、中耕機(jī)、打藥機(jī)、殺秧機(jī)、收獲機(jī)、種薯運(yùn)輸工具等。
(二)依據(jù)作業(yè)能力、種植面積安排生產(chǎn)人員、機(jī)械(動(dòng)力、耕作、噴灌)、種薯、整地時(shí)間、播種時(shí)間、中耕除草時(shí)間,做好施肥計(jì)劃、噴藥計(jì)劃、殺秧計(jì)劃、收獲計(jì)劃、運(yùn)輸計(jì)劃。
四、生產(chǎn)實(shí)施
(一)播種前整地
一般選用秋耕地,耕層淺且不一致的土壤進(jìn)行春耕。
1、耕深:30-35cm為宜。
2、質(zhì)量要求:避免漏耕,不出現(xiàn)硬塊,耕深一致,前后犁同樣深度。
3、耕地前按噴灌圈半徑劃出噴灌圈邊界,耕地時(shí)多耕出1-2米。
4、深松土壤:馬鈴薯的根系集中在土層下35厘米處,深松 40-45厘米,達(dá)到土層深而疏松,根系可達(dá)到70cm,精細(xì)整地是增產(chǎn)的基礎(chǔ)。
5、組合耙耙地或旋耕:達(dá)到土地平整、35厘米內(nèi)土壤無(wú)坷垃。
(二)施足基肥(底肥)
1、時(shí)間:播種前一周開始。
2、方法:用拖拉機(jī)牽引帶肥箱的中耕機(jī)施肥或耙地前用撒肥機(jī)撒施基肥或隨播種機(jī)施入做種肥或第一次中耕時(shí)施入。(圖5)。嘉有黃腐酸,作物生命源
3、用量:氮總用量的40%-60%;磷100%;鉀60%-80%。
4、播前起壟時(shí)條施于播種溝兩側(cè),選用顆粒肥料,通過(guò)調(diào)整施肥機(jī)轉(zhuǎn)速檔和出肥閘達(dá)到計(jì)劃施肥量。
圖5 播種前撒肥機(jī)撒施基肥
(三)播前澆水
1、播種前澆水達(dá)到土壤最大持水量的 70%左右,達(dá)到播種最佳土壤狀態(tài);
2、避免播種后澆水降低土溫,種薯容易爛種,幼芽易感莖潰瘍,出苗遲緩。
(四)種薯
1、種薯的生理年齡(圖6)
(1)休眠期,收獲后的1-2個(gè)月; 嘉有黃腐酸 作物生命源
(2)頂芽?jī)?yōu)勢(shì)期(幼齡期),只有頂部芽眼萌發(fā),其他的芽眼仍處于休眠狀態(tài);
(3)多芽期(壯齡期),塊莖上、中部的芽眼都萌發(fā),有5-6個(gè)壯芽,此期約在塊莖收獲后的4-5個(gè)月,利用多芽期(壯齡期)的種薯播種最好,出苗早而整齊,主莖數(shù)多,單株所結(jié)塊莖數(shù)多,產(chǎn)量高;
(4)衰老期(老齡期),具有許多衰老細(xì)弱的芽,塊莖失水、薯皮皺縮,此期約在收獲后6個(gè)月以上的塊莖,播種后,植株早衰,產(chǎn)量低。
不同生理年齡的長(zhǎng)短與品種、以及塊莖收獲后所處的溫度、濕度條件密切關(guān)系。
圖6 種薯的生理年齡
(五)播種前種薯處理
1、微型薯催芽
播種前10-15d出庫(kù),控制微型薯芽長(zhǎng)1-2毫米。
2、原種(G1)或種薯(G2)催芽 嘉有黃腐酸,作物生命源
于播種前15-20天在庫(kù)內(nèi)升溫催芽,由原有的2-3℃逐漸升至15-20℃,催芽長(zhǎng)2毫米左右。
3、原種或種薯分級(jí)
(1)原種(G1)或種薯(G2)經(jīng)分選機(jī)分級(jí),25-50克的整薯播種,充分發(fā)揮其頂端優(yōu)勢(shì)作用(圖7),出苗整齊健壯;同時(shí)避免切刀傳播病毒和細(xì)菌病害。
圖7 播種前原種分級(jí)
(2)大于70克的原種進(jìn)行切塊
◎切塊大小:群體切塊平均重量50克左右,80-120克切成二塊,130-150克切成三塊,160-200克切成四塊,種塊大小應(yīng)與播種杯大小匹配。種薯塊過(guò)大時(shí),切除多余薯肉部分,控制切塊大小一致; 嘉有黃腐酸 作物生命源
◎切面越小越好,利于刀口愈合;
◎切刀消毒:每人備2~3把刀,切到病薯,用0.2%高錳酸鉀溶液或75%酒精進(jìn)行切刀消毒。
(3)拌種:切塊后即刻用70%甲基托布津可濕性粉劑4公斤,加滑石粉100公斤拌種10000公斤切塊;或用適樂(lè)時(shí)2.5%懸浮種衣劑1公斤藥劑加水1公斤噴施1噸馬鈴薯種薯。
(4)切塊應(yīng)在播種前兩天進(jìn)行,做到隨切種、隨拌種、隨播種,避免長(zhǎng)時(shí)間堆放引起霉?fàn)€。如果種薯不能及時(shí)播種應(yīng)在8℃左右條件下儲(chǔ)存。
(六)播種前準(zhǔn)備
1、播前起壟:播種前在整好的土地上先起壟,結(jié)合施種肥,用拖拉機(jī)牽引帶施肥箱的中耕機(jī)施肥,肥料條施在播種溝兩側(cè)6-8厘米,兩個(gè)化肥條相距24-28厘米。同時(shí)深松播種下方土壤35厘米,起扁平凹形壟。
2、播種前調(diào)試播種機(jī):使播種量、播深,株行距達(dá)到計(jì)劃要求。機(jī)械作業(yè)時(shí),起壟要直,接合壟的行距必須一致,便于以后的機(jī)械作業(yè)和田間管理。
3、播前用藥:殺蟲劑。
(1)原則:調(diào)節(jié)壓力(大于20PSI),噴頭保證霧化良好,噴霧均勻一致,噴藥后應(yīng)盡快混入0-20cm土層內(nèi)。
(2)時(shí)間:與施肥同步進(jìn)行。
(3)種類及用量:按“噴藥方案”確定。
(4)注意:噴藥前用清水噴霧測(cè)算用藥量,使其與計(jì)劃用藥量吻合,選擇無(wú)風(fēng)作業(yè)。嘉有黃腐酸,作物生命源
(七)播種
1、適期早播:使種薯及時(shí)出苗,減少土壤中感病的風(fēng)險(xiǎn)。
2、播種期的確定:當(dāng)10cm的地溫穩(wěn)定在10~12℃時(shí)播種;播種過(guò)早,出苗后易受凍害,延遲生長(zhǎng)(圖8)。
圖8
馬鈴薯出苗后的凍害
3、播種深度
(1)播種過(guò)深,地溫低,出苗慢,黑痣病(絲核菌莖潰瘍病)嚴(yán)重,且不利于收獲,收獲時(shí)挖掘機(jī)負(fù)重過(guò)大;播種覆土淺時(shí)出苗雖快,但膨大的塊莖易裸露土層外出現(xiàn)青皮,影響品質(zhì),同時(shí)匍匐莖易長(zhǎng)出地面成為地上分枝,減少結(jié)薯數(shù)量。
(2)播種深度的確定:播種時(shí)首先應(yīng)將種薯播入濕潤(rùn)土層內(nèi),對(duì)保溫、保濕好的土壤宜淺播,種薯應(yīng)播至地表下6-8厘米,覆土厚度為10-12厘米,覆土厚度最厚不能超過(guò)15厘米,沙土覆土厚一些,粘土薄一些。1-3克微型薯播種要淺,3-4厘米;3.1-5克微型薯播種深度4-5厘米,5-8克的 嘉有黃腐酸 作物生命源
微型薯播種深度6-8厘米,8-12克的微型薯播種深度8-10厘米,大于12克的微型薯播種深度同大薯深度。
4、播種密度:
機(jī)械播種的行距一般為90cm,根據(jù)土壤肥力、種薯級(jí)別、品種熟期等確定株距。株距:G0小于5克10cm,G0大于5克15cm,G1早熟18-19cm,中熟19-21cm。
(1)生產(chǎn)原種(G1):全部整薯播種,按微型薯的大小確定播種密度
◎微型薯1-3g種植密度為7000粒左右/畝,株距10厘米;
◎3.1-5g、5.1-8g、8.1-15g均為5000粒左右/畝,株距15厘米;
◎15.1-20g及20克以上均為4500粒左右/畝,株距16厘米;
(2)生產(chǎn)種薯(G2)
◎早熟品種株距18厘米左右,每畝約4000株;
◎中熟或中晚熟品種株距20厘米左右,每畝約3800。
5、注意事項(xiàng)
(1)播前應(yīng)反復(fù)測(cè)試播種密度,及時(shí)調(diào)整,使其與計(jì)劃吻合。
(2)駕駛員行駛速度不宜快,操作中要用劃印器,確保播種質(zhì)量。
(3)杯式播種機(jī)鏈條松緊適中;出現(xiàn)空杯或一杯多塊現(xiàn)象時(shí),應(yīng)調(diào)整播種機(jī)有關(guān)部位。
(4)隨時(shí)清理播種杯內(nèi)部,減少土與雜物堆積。嘉有黃腐酸,作物生命源
大田馬鈴薯種薯生產(chǎn)技術(shù)(2):施肥到貯藏
(八)施肥
1、馬鈴薯對(duì)肥料的需求
產(chǎn)1噸馬鈴薯所需營(yíng)養(yǎng)元素,N 4.74公斤,P2O5 1.83公斤,K2O 8.36公斤,Ca 0.64公斤,Mg 0.36公斤,S 0.48公斤,Na 0.125公斤,Zn 0.0052公斤,Cu 0.0022公斤,Mn 0.0021公斤,F(xiàn)e 0.0042公斤,B 0.0006公斤
2、馬鈴薯微量元素的吸收與土壤的酸堿度(以pH值表示)有關(guān)(表1),(1)強(qiáng)酸性土壤中缺氮、磷、鉀、鈣、鎂和硫等礦物元素;
(2)輕酸性和極輕酸性土壤最適于馬鈴薯生長(zhǎng),僅缺鈣、鎂、鐵和錳;
(3)極輕堿性和輕堿性土壤(pH=7.5)中缺硼、錳、銅、鋅和鐵幾種元素;
(4)中堿性土壤(pH=8.1-8.5)中對(duì)上述幾種微量元素和氮磷都缺。
馬鈴薯種植過(guò)程中,根據(jù)土壤的酸堿程度,針對(duì)所缺少的礦物元素,有選擇性地噴施硝酸鉀、磷酸二氫鉀、硼酸、硫酸錳、硫酸銅、硫酸鋅或硫酸亞鐵等,每次噴施濃度應(yīng)低于0.2%,最好噴施螯合態(tài)的多種微量元素,更便于馬鈴薯植株吸收。
表1 土壤酸堿度與營(yíng)養(yǎng)元素的可供給性 嘉有黃腐酸 作物生命源
+ = 含量多,可被馬鈴薯根系吸收
2、施肥水平與肥料用量
根據(jù)品種的熟性、種植密度、水分條件、土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量及PH值、目標(biāo)產(chǎn)量、栽培水平、光照、積溫及氣候條件等綜合考慮。
表2 一般條件下施肥量推薦表(公斤/畝)嘉有黃腐酸,作物生命源
3、施肥量的計(jì)算方法
施肥量= 目標(biāo)產(chǎn)量×單位產(chǎn)量的養(yǎng)分吸收量-土壤養(yǎng)分供應(yīng)量 肥料養(yǎng)分含量×肥料利用率
4、追肥
(1)時(shí)間:出苗后3周、5周、7周和9周追施氮肥較為合適,7周,9周可適量混追磷肥、鉀肥及微肥。9周后以葉面追肥為主,確保植株正常生長(zhǎng)發(fā)育之需。
(2)結(jié)合灌溉進(jìn)行追肥
◎通常所需氮、鉀肥的1/2分4-5次追施,前2次追尿素4kg/畝,每次2kg,后3次追硝酸鉀每次3kg/畝。
◎馬鈴薯生長(zhǎng)中、后期分2次追施磷酸二氫鉀,每次1.5-2kg/畝。
(九)滅草:保持壟內(nèi)、壟間無(wú)雜草
1、苗前滅草(封閉除草)
(1)播種后7-10天內(nèi)噴封閉除草劑田普180-200毫升/畝,兌水30-40升/畝,進(jìn)行噴霧。
(2)保持土壤濕潤(rùn),使噴施的除草劑形成水膜,提高除草效果,噴藥機(jī)均速作業(yè),噴出的藥液均勻,避免漏噴,重復(fù)噴。
2、苗后除草
(1)草苗齡2-3葉片時(shí)進(jìn)行噴施,噴施要均;
(2)苗后根據(jù)雜草種類噴施相應(yīng)的除草劑,可用寶成5克/畝,或高效蓋草能50毫升/畝,每畝用水30升。
(十)中耕 嘉有黃腐酸 作物生命源
1、目的:消滅雜草,松土保墑,提高地溫。
2、中耕時(shí)拖拉機(jī)應(yīng)換窄的輪胎,以免壟間作業(yè)壓苗。
3、中耕次數(shù)越少越好:一般1-2次,(1)時(shí)間:播種以后,出苗率達(dá)到10%-20%時(shí)開始中耕,出苗率達(dá)30%以前完成。
(2)質(zhì)量:頂部培土厚度3-5厘米,地頭、邊角地帶的壟頂必須培好土,否則除草效果不好,有未培上土的壟頂要進(jìn)行人工輔助培土;微型薯培土厚度2-3厘米。
(3)第二次中耕在苗高15-20cm時(shí)進(jìn)行,可結(jié)合追肥,要控制中耕機(jī)作業(yè)速度,1人跟隨中耕機(jī)之后,隨時(shí)將埋入土中的苗扒出。
4、注意事項(xiàng):
(1)適時(shí)作業(yè)。
(2)使中耕器平穩(wěn)前進(jìn)。
(3)根據(jù)所需壟高調(diào)整中耕撓角度,一般壟高25厘米左右。
(4)保證作業(yè)質(zhì)量,不傷根,不傷苗,少埋苗(圖9)。
(5)中耕時(shí)土壤溫度適中,耕層土壤相對(duì)濕度保持65%-75%。嘉有黃腐酸,作物生命源
圖9 合理的追肥與培土
(十一)拔雜除病株
1、拔除原種、種薯田的病株是消滅病毒毒源、減少病毒傳播和提高種薯質(zhì)量的重要措施。
2、進(jìn)行2次嚴(yán)格的拔除病株、雜株。
(1)第一次在幼苗期,這一次最重要,盡量拔除能分辨出的病毒株和地下的母薯塊,杜絕其再發(fā)出新枝。
(2)第二次在現(xiàn)蕾至開花期(有翅蚜蟲遷飛前)進(jìn)行,這時(shí)期癥狀表現(xiàn)明顯,有利于徹底拔除病株,同時(shí)根據(jù)花色拔除雜株(圖10)。
(3)拔除病株、雜株時(shí),如發(fā)現(xiàn)植株上有蚜蟲,必須先在病株及其周圍植株噴灑滅蚜藥劑。拔除的病株和其塊莖應(yīng)及時(shí)放入袋中,移出田間妥善處理,避免擴(kuò)散傳播。
3、田間拔病株等作業(yè)應(yīng)穿高腰水靴,每換地塊前要用肥皂水清洗后再進(jìn)地。
4、拖拉機(jī)作業(yè)應(yīng)先原種而后種薯田,每換地塊應(yīng)進(jìn)行輪胎消毒。嘉有黃腐酸 作物生命源
圖10 拔出病毒退化株
(十二)需水與灌溉
1、馬鈴薯對(duì)水分的需求
不同生育期對(duì)土壤水分要求:苗期的土壤應(yīng)保持土壤最大持水量的60%~70%;開花期到結(jié)薯期的需水量逐漸增多應(yīng)保持土壤最大持水量的75%~85%,每天的需水5-8毫米。
2、馬鈴薯各生育期每天需水情況
(1)苗期(播后4-6周):每天的需水范圍在1.5-2毫米
(2)生長(zhǎng)早期(播后7-10周):每天的需水范圍在3-5毫米
(3)生長(zhǎng)中期(播后11-15周):每天的需水范圍在5-8毫米
(4)生長(zhǎng)后期(播后16-18周):每天的需水量開始逐18 嘉有黃腐酸,作物生命源
步下降,直到2毫米。
3、灌溉方式
使用機(jī)械化噴灌,可結(jié)合化肥及農(nóng)藥的施用,即節(jié)水經(jīng)濟(jì)又安全有效,一般夜間噴灌比白天好。
4、灌溉時(shí)間
(1)播前灌溉: 土壤墑情差(濕度低于65%),要在播種前2-3天灌水,使25厘米土壤保持濕潤(rùn)。
(2)播后灌溉:避免用水量過(guò)大,一般不灌水。微型薯播種深度較淺,應(yīng)注意保持土壤濕度,應(yīng)多次小量灌水。
(3)第一次灌溉
1)悶耕后根據(jù)土壤墑情24小時(shí)后進(jìn)行,使土壤相對(duì)濕度保持在60%-65%。
2)噴灌時(shí)應(yīng)盡量加快噴灌機(jī)行走速度,使降水量達(dá)到20毫米。
3)灌溉水量不能太多,否則會(huì)引起養(yǎng)分淋溶和病害發(fā)生。
(4)第二次灌溉
1)出苗后20—25天,塊莖形成初期,應(yīng)使土壤相對(duì)濕度保持65%-70%。
2)噴灌降水量達(dá)到25毫米。
3)灌溉水量不能太多,否則會(huì)引起養(yǎng)分淋溶。
4)土壤濕度不能太小,以免引起塊莖畸形。
(5)第三次灌溉
1)根系的有效深度為60厘米,應(yīng)施入足夠的水分保證根系區(qū)達(dá)到田間最大持水量。嘉有黃腐酸 作物生命源
2)用水量應(yīng)是30-35毫米。
(6)生長(zhǎng)中期灌溉
1)始終保持土壤水分充足直到下一次灌溉。
2)采用短時(shí)且頻繁的灌溉,使土壤水分含量滿足植株生長(zhǎng)的要求。
(7)生長(zhǎng)后期灌溉
1)作物需水量下降(莖、根停止生長(zhǎng),土壤被遮蔽,白天變短等)
2)灌溉間隔的時(shí)間可以拉長(zhǎng),如果植株受到早疫、晚疫及環(huán)腐病的威脅,允許在下次灌溉前土壤相對(duì)濕度降到65%以下。
(8)最后一次灌溉
1)殺秧前土壤相對(duì)濕度降到50%,以保證塊莖促熟。
2)沙性土殺秧前10天進(jìn)行灌溉。
3)粘性土殺秧前15天進(jìn)行灌溉。
4)本次灌溉應(yīng)確保地塊松軟,易于收獲。
(9)注意事項(xiàng):
1)中耕后24小時(shí)內(nèi)盡量避免灌溉。
2)噴藥后36小時(shí)內(nèi)盡量避免灌溉。
3)一般提倡超前,足量灌溉法。
(播種后到殺秧前的需水時(shí)期,詳細(xì)參考附件4)
(十三)殺秧
1、殺秧時(shí)間
根據(jù)品種熟性、塊莖膨大情況、天氣情況等多種因素,綜20 嘉有黃腐酸,作物生命源
合考慮,于收獲前10-15天進(jìn)行殺秧。
2、殺秧方法:
(1)化學(xué)殺秧:使用200克/畝克無(wú)蹤葉面噴霧,植株繁茂時(shí)需要噴施2次。
(2)機(jī)械殺秧:拖拉機(jī)牽引殺秧機(jī)進(jìn)行,殺秧后留茬5厘米左右(圖11)。
圖11 機(jī)械殺秧
(十四)收獲
1、收獲前準(zhǔn)備
(1)收獲設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù),包括收獲機(jī)械、運(yùn)輸車輛、加油車及維修車等。嘉有黃腐酸 作物生命源
(2)包裝材料(麻袋或塑料網(wǎng)袋)的準(zhǔn)備及人工的配備。
(3)臨時(shí)覆蓋物的準(zhǔn)備,如草簾、棉被、塑料布等,以防止突然下雨、降溫對(duì)馬鈴薯塊莖的損害。
(4)馬鈴薯貯藏庫(kù)的清理及消毒:清理后的儲(chǔ)藏庫(kù)用生石灰粉均勻撒在地面,或用1/1000的甲基托布津(或多菌靈、百菌清)均勻噴灑地面及墻壁。
2、收獲時(shí)間
(1)早熟品種出苗后75-80天收獲,中熟品種90-95天收獲,晚熟品種100-110天收獲。
(2)殺秧后10-15天,當(dāng)馬鈴薯植株大部分枯死,薯皮木栓化后收獲;
(3)溫度8℃以上收獲,利于塊莖的傷口愈合;
(4)控制土壤濕度在50%左右,低于50%易造成薯皮損傷,高于70%不利于機(jī)械作業(yè)。
3、機(jī)械收獲
(1)收獲深度:首先測(cè)量馬鈴薯結(jié)薯層的平均深度,再加深3-5cm,即為合理的收獲深度,收獲時(shí)檢查塊莖是否全部挖出或產(chǎn)生破損,適時(shí)調(diào)整挖掘深度。
(2)檢查傳送鏈上留有土墊的厚度,厚度以不造成塊莖直接碰撞傳送鏈條造成破皮,也不由于過(guò)厚造成挖掘后的塊莖被土掩蓋為準(zhǔn),可以通過(guò)調(diào)整牽引車的車速、根據(jù)地勢(shì)調(diào)整液壓調(diào)節(jié)桿以達(dá)到最佳的收獲效果(圖12)。嘉有黃腐酸,作物生命源
圖12 收獲機(jī)收獲(左),聯(lián)合收獲機(jī)收獲(右)
(3)晾薯:收獲后的塊莖上有水分和泥土,通過(guò)適當(dāng)?shù)牧罆窨蓽p少塊莖表面的水分和泥土附著,一般1-2小時(shí)較為適宜;避免暴曬,暴曬影響塊莖傷口愈合;避免淋雨以免造成品質(zhì)下降和儲(chǔ)藏期間發(fā)生病害。嘉有黃腐酸 作物生命源
(4)分選和包裝:按種薯大小分級(jí)包裝,分三級(jí),即50克、50-150克、150克以上,裝袋時(shí)應(yīng)盡量避免撞皮損傷。
4、裝運(yùn):車廂及四周用草簾鋪墊,盡量采用專用裝車設(shè)備,若人工裝車時(shí)避免踩踏。拉運(yùn)時(shí)為注意雨淋或低溫凍害應(yīng)在車頂加蓋草簾或苫布。
(十五)貯藏
1、貯藏庫(kù)的清理及消毒
清理后的儲(chǔ)藏庫(kù)用生石灰粉均勻撒在地面,或用1/1000的甲基托布津(或多菌靈、百菌清)均勻噴灑地面及墻壁。
2、預(yù)貯
新收獲的塊莖要放在通風(fēng)較好,溫度在15-20℃的庫(kù)房中,堆高不超過(guò)2米,堆寬不超過(guò)4米,堆于堆之間留通風(fēng)道,經(jīng)過(guò)15-20天的預(yù)貯藏過(guò)程,使塊莖表皮木栓化,薯皮干爽,機(jī)械傷口愈合,呼吸強(qiáng)度減弱平穩(wěn)后逐漸降低溫度,最后達(dá)到種薯的正常貯藏溫度2-4℃。
3、種薯貯存
(1)貯藏溫度:種薯貯藏的溫度應(yīng)根據(jù)種薯的貯存期、播種時(shí)間確定。2-4℃是最佳的種薯貯藏溫度。
(2)貯藏濕度:為防止塊莖因過(guò)度失水造成薯皮皺縮失去種用價(jià)值,減少貯藏期間塊莖中養(yǎng)分的損耗,同時(shí)又能防止塊莖腐爛、發(fā)芽和病害的發(fā)生、蔓延,窖內(nèi)濕度控制在85%-90%。
(3)提高種薯的耐貯性:田間管理時(shí)避免過(guò)量使用氮肥,應(yīng)使用氮磷鉀復(fù)合肥或配方施肥,增加塊莖干物質(zhì)的含量。同時(shí)加強(qiáng)田間管理,防止病蟲害的發(fā)生,增加種薯的耐貯藏性。嘉有黃腐酸,作物生命源
大田馬鈴薯種薯生產(chǎn)技術(shù)
(3):病害防治
(一)病毒病
病毒是導(dǎo)致馬鈴薯種薯退化的主要因素,影響馬鈴薯產(chǎn)量的主要病毒有:
馬鈴薯Y病毒(PVY)
1、傳播:多種蚜蟲和汁液(接觸)都能傳播,屬于非持久性傳播的病毒,蚜蟲吸食病株幾分鐘、甚至幾秒鐘就可得毒,再吸食健株,極短時(shí)間就能將Y病毒傳到健株上;人和機(jī)械田間作業(yè)也可傳播。
2、癥狀:葉片皺縮,葉片有壞死斑點(diǎn);或葉背面可見葉脈壞死,嚴(yán)重時(shí)葉片干枯而不脫落,掛于壞死的莖上,形成垂葉壞死(圖13)
圖13 馬鈴薯Y病毒引起的葉片皺縮(左),葉脈壞死
3、防治
(1)利用脫毒種薯
(2)防止病毒再侵染 嘉有黃腐酸 作物生命源
◎非作業(yè)人員禁止進(jìn)入種薯繁殖地。
◎田間作業(yè)人員嚴(yán)禁穿黃色服裝。
◎田間拔病株等應(yīng)穿高腰水靴,每換地塊前要用肥皂水清洗后再進(jìn)地。
◎人工逐壟拔除雜株、病株,要求整株及地下薯塊全部拔出裝袋帶出田間深埋。
◎拖拉機(jī)作業(yè)應(yīng)先原種而后種薯田,每換地塊應(yīng)進(jìn)行輪胎消毒。
馬鈴薯卷葉病毒(PLRV)
1、傳播:只有桃蚜傳播馬鈴薯卷葉病毒,屬于持久性傳播的病毒,蚜蟲吸食病株得毒后可終生帶毒,傳播病毒給健株需要較長(zhǎng)時(shí)間。
2、癥狀:植株當(dāng)年早期感染卷葉病毒時(shí),只有上部葉片延主脈向上卷曲,葉基部常有紫紅色素。病薯長(zhǎng)出的植株植株變矮,全部葉片延主脈向上卷曲,上部葉片失綠,下部葉片呈革質(zhì)狀,脆而易折。塊莖變小,有的品種塊莖產(chǎn)生網(wǎng)紋壞死(圖14)
圖14 馬鈴薯卷葉病毒在葉片上的癥狀(左),塊莖網(wǎng)紋(右)嘉有黃腐酸,作物生命源
(二)真菌病害
近年來(lái)常發(fā)生的病害有:
1、黑痣病
(1Γ
露鵲?,濕度大都會(huì)引發(fā)感染。
(2)癥狀:出土后染病,最初植株下部葉子發(fā)黃,莖基
?15)。
圖15 黑痣病在馬鈴薯莖基部的褐色凹陷斑(左)塊莖上的褐色菌核(右)
(3)防治:甲基托布津70%可濕性粉劑(WP),400g+滑石粉10kg拌種薯100kg;阿米西達(dá)25%懸浮劑1000倍液(50ml/畝),馬鈴薯播種時(shí),均勻噴施在播種溝 嘉有黃腐酸 作物生命源
2、早疫病
(1)發(fā)生:以菌絲體在病株殘?bào)w中或患病塊莖中越冬,翌年播種病薯,出苗后,病株上形成新的分生孢子。植株上產(chǎn)生的分生孢子很易脫落,并借風(fēng)力向四周傳播。特別在氣溫高燥等不良環(huán)境,或植株?duì)I養(yǎng)不良、生長(zhǎng)衰弱的情況下發(fā)病嚴(yán)重。
(2)癥狀:常見的是葉片出現(xiàn)暗褐色帶有明顯同心輪紋的病斑,有時(shí)葉片上產(chǎn)生較多暗褐色或黑色小壞死斑,或在葉尖發(fā)生黑褐色大型病斑。感病塊莖產(chǎn)生大小不等、微凹陷的圓形或不規(guī)則的黑褐色病斑,健康與患病組織的邊緣明顯(圖16)
圖16 馬鈴薯早疫病葉片癥狀(左),塊莖癥狀
(3)防治:
◎培育健壯植株,增強(qiáng)抗病力:適當(dāng)增施氮肥和鉀肥,適時(shí)灌溉,加強(qiáng)田間管理。
◎藥劑防治:初見病斑時(shí),可選用苯醚甲環(huán)唑(世高)水分散粒劑40克/畝、戊唑醇43%懸浮劑(好力克)15ml畝或28 嘉有黃腐酸,作物生命源
25%嘧菌酯(阿米西達(dá))懸浮劑40ml/畝每隔7-10天噴施一次,共噴2-3次。
3、晚疫病
(1)發(fā)生:種植感病品種,會(huì)不同程度發(fā)生晚疫病,如果晴天,陽(yáng)光中的紫外線可殺死孢子,發(fā)生的病斑很快干枯,不能形成流行;如濕度與溫度條件適宜,則會(huì)造成晚疫病的流行。
(2)癥狀:馬鈴薯的葉片和塊莖上的癥狀明顯,葉緣或葉尖最初發(fā)生不規(guī)則的褐色斑點(diǎn),氣候潮濕時(shí),病葉呈水浸狀,蔓延極快。葉背面健康與患病部位的交界處有一層褪綠圈,上有絨毛狀的白色霉層,這是晚疫病最顯著的特征。
感病塊莖形成大小不等、形狀不規(guī)則凹陷褐斑。病斑的切面可見到皮下組織呈紅褐色;其變色面積的大小、深淺,依發(fā)病程度而定。濕度大、溫度高時(shí),病斑可蔓延到大部分塊莖,一旦感染腐生菌,可使整個(gè)塊莖腐爛(圖17)。
圖17 馬鈴薯晚疫病葉片癥狀(左);塊莖癥狀(右)嘉有黃腐酸 作物生命源
(3)防治
◎種植抗病品種:皆為中晚或晚熟品種,而早熟品種的植株都不抗晚疫病。
◎加厚培土:減少植株上的晚疫病菌落到土壤中侵染塊莖,同時(shí)可促進(jìn)多層結(jié)薯,有利于塊莖膨大,避免產(chǎn)生青皮塊莖。
◎藥劑防治
發(fā)病前施用保護(hù)性殺菌劑,如75%百菌清(達(dá)科寧)可濕性粉劑600倍液,;或50%氟啶胺(福帥得)懸浮劑40ml/畝噴施;或代森錳鋅類(大生M-
45、新萬(wàn)生、噴克等)80% 或70%可濕性粉劑400~500倍液,噴施。
發(fā)病時(shí)用治療性殺菌劑,殺死或抑制病原菌在植物體內(nèi)發(fā)展。68.75%氟菌·霜霉威(銀法利)懸浮劑100-120ml/畝噴施,連續(xù)噴施2-3次。還可以用安克錳鋅、科佳等殺菌劑。
(三)噴藥細(xì)則
1、噴藥原則
預(yù)防為主,防治結(jié)合,因地制宜,經(jīng)濟(jì)有效。
2、防治時(shí)間:
(1)植株封壟前,一般出苗后3-4周內(nèi)完成第一次。
(2)以后視植株生長(zhǎng)情況及發(fā)病情況每隔7-9天進(jìn)行一次。
3、噴藥次數(shù):一般8-10次,降雨量大,濕度大可適當(dāng)增加噴藥次數(shù)。
4、用藥種類:前期以保護(hù)性藥劑與內(nèi)吸性藥劑交替使用。30 嘉有黃腐酸,作物生命源
后期二者混合使用,在全生育期防治病害的同時(shí),進(jìn)行蚜蟲及馬鈴薯害蟲的防治。
5、用藥量:詳見附件6 《常用藥劑一覽表》。
6、注意事項(xiàng):
噴藥時(shí)應(yīng)選擇晴好天氣,風(fēng)力1-3級(jí);注意不同藥劑混合施用時(shí),相互之間應(yīng)不影響藥效;噴藥壓力不低于20 PSI,檢查噴頭霧化良好,葉片正反面分布均勻;不要漏噴,噴藥結(jié)束后要立即清洗藥罐、噴頭等。
附件4:需水與灌溉
一、馬鈴薯對(duì)水份的需求
(一)、馬鈴薯從出苗到收獲前期,土壤的相對(duì)濕度不低于65%。
(二)、需水高峰通常在播種后的50-90天。
(三)、不能在每日12:00-15:00從植株生長(zhǎng)表現(xiàn)上判斷植株是否缺水。
(四)、各個(gè)生長(zhǎng)期的需水情況
1、苗期(播后4-6周):每天的需水范圍在1.5-2毫米
2、生長(zhǎng)期早期(播后7-10周):每天的需水范圍在3-5毫米
3、生長(zhǎng)期中期(播后11-15周):每天的需水范圍在5-8毫米
4、生長(zhǎng)期晚期(播后16-18周):每天的需水量開始逐步下降,直到2毫米。
二、灌溉
(一)、灌溉方式:使用機(jī)械化噴灌,可結(jié)合化肥及農(nóng)藥的施用,即節(jié)水經(jīng)濟(jì)又安全有效,一般夜間噴灌比白天好。
嘉有黃腐酸 作物生命源
(二)、灌溉時(shí)間
1、播前灌溉:土壤墑晴差(濕度低于65%),要在播種前2-3天灌水,使25厘米土壤保持濕潤(rùn)。
2、播后灌溉:避免用水量過(guò)大,一般不灌水。微型薯播種深度較淺,應(yīng)注意保持土壤濕度,應(yīng)多次小量灌水。
3、第一次灌溉
(1)、悶耕后根據(jù)土壤墑情24小時(shí)后進(jìn)行,使土壤相對(duì)濕度保持在60%-65%。
(2)、噴灌時(shí)應(yīng)盡量加快噴灌機(jī)行走速度,使降水量達(dá)到20毫米。
(3)、灌溉水量不能太多,否則會(huì)引起養(yǎng)分淋溶和病害發(fā)生。
4、第二次灌溉
(1)、出苗后20-25天,塊莖形成初期,應(yīng)使土壤相對(duì)濕度保持65%-70%。
(2)、噴灌降水量達(dá)到25毫米。
(3)、灌溉水量不能太多,否則會(huì)引起養(yǎng)分淋溶。(4)、土壤濕度不能太小,以免引起塊莖畸形。
5、第三次灌溉
(1)、根系的有效深度為60厘米,應(yīng)施入足夠的水份保證根系區(qū)達(dá)到田間最大持水量。(2)、用水量應(yīng)是30-35毫米。
6、生長(zhǎng)中期灌溉
(1)、始終保持土壤水分充足直到下一次灌溉。
(2)、采用短時(shí)且頻繁的灌溉,使土壤水分含量滿足植株生32 嘉有黃腐酸,作物生命源
長(zhǎng)的要求。
7、生長(zhǎng)晚期灌溉
(1)、作物需水量下降(莖、根停止生長(zhǎng),土壤被遮蔽,白天變短等)
(2)、灌溉間隔的時(shí)間可以拉長(zhǎng),如果植株受到早疫、晚疫及環(huán)腐病的威脅,允許在下次灌溉前土壤相對(duì)濕度降到65%以下。
8、最后一次灌溉
(1)、殺秧前土壤相對(duì)濕度降到50%,以保證塊莖促熟。(2)、沙性土殺秧前10天進(jìn)行灌溉。(3)、粘性土殺秧前15天進(jìn)行灌溉。(4)、本次灌溉應(yīng)確保地塊松軟,易于收獲。
嘉有黃腐酸 作物生命源
嘉有黃腐酸,作物生命源
第三篇:聚乙烯技術(shù)綜述
聚乙烯技術(shù)綜述
摘要:按產(chǎn)品類型來(lái)分,聚乙烯可分為高壓低密度聚乙烯、高密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯。本文對(duì)其催化劑技術(shù)和生產(chǎn)工藝分別進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。關(guān)鍵詞:聚乙烯 技術(shù) 低密度 高密度 線性
目前世界上擁有聚乙烯技術(shù)的公司很多,擁有LDPE技術(shù)的有7家,LLDPE和全密度技術(shù)的企業(yè)有10家,HDPE技術(shù)的企業(yè)有12家。從技術(shù)發(fā)展情況看,高壓法生產(chǎn)LDPE是PE樹脂生產(chǎn)中技術(shù)最成熟的方法,釜式法和管式法工藝技術(shù)均已成熟,目前這兩種生產(chǎn)工藝技術(shù)并存。發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用管式法生產(chǎn)工藝。此外,國(guó)外各公司普遍采用低溫高活性催化劑引發(fā)聚合體系,可降低反應(yīng)溫度和壓力。高壓法生產(chǎn)LDPE將向大型化、管式化方向發(fā)展。低壓法生產(chǎn)HDPE和LLDPE,主要采用鈦系和絡(luò)系催化劑,歐洲和日本多采用齊格勒型鈦系催化劑,而美國(guó)多采用絡(luò)系催化劑。現(xiàn)將世界上主要應(yīng)用的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)單介紹如下:
一、低密度聚乙烯
低密度聚乙烯(LDPE)于20世紀(jì)30年代末首次投入生產(chǎn),包括幾種化學(xué)和物理性質(zhì)不同的乙烯均聚物、共聚物和三聚物,其密度處于0.915~0.935克/立方厘米的范圍。有支鏈分子結(jié)構(gòu)的均聚物常稱為高壓低密度聚乙烯(HP-LDPE),系用高壓釜或管式法進(jìn)行生產(chǎn),操作壓力約為1050—3500公斤/平方厘米。用高壓釜生產(chǎn)的聚乙烯,其特點(diǎn)是聚乙烯分子有很多長(zhǎng)支鏈,易于加工,產(chǎn)品適用于擠出、涂層和高強(qiáng)度重負(fù)荷薄膜生產(chǎn);用管式法生產(chǎn)的聚乙烯,其分子具有的長(zhǎng)支鏈不如前者多,適于生產(chǎn)透明包裝膜。
在HP-LDPE的生產(chǎn)中,乙烯的聚合為強(qiáng)放熱的自由基聚合反應(yīng)。高壓釜反應(yīng)器的乙烯單程停留時(shí)間約為20~40秒,單程轉(zhuǎn)化率約為15%~20%;在管式反應(yīng)器中,乙烯典型的停留時(shí)間約為35—50秒,轉(zhuǎn)化率則為20%~30%。采用的自由基引發(fā)劑包括十二酰過(guò)氧化物、過(guò)氧特戊酸叔丁酯、過(guò)辛酸叔丁酯、過(guò)苯甲酸叔丁酯和過(guò)氧醋酸叔丁酯等。在高壓釜式法中,通常一臺(tái)釜只使用一種引發(fā)劑,但若多臺(tái)釜串聯(lián),則不同的釜可采用不同的引發(fā)劑。在管式反應(yīng)器中,沿管長(zhǎng)不同區(qū)域可采用不同的引發(fā)劑。
高壓乙烯共聚物的生產(chǎn)與上述均聚物生產(chǎn)相似,也采用自由基聚合。當(dāng)乙烯與所希望的共聚單體,如醋酸乙烯共聚時(shí),用過(guò)氧化物或過(guò)醋酸酯引發(fā),得到所謂E—VA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)樹脂。用于制造薄膜的最普通EVA,通常含有2%~5%的醋酸乙烯。也有的產(chǎn)品含有高達(dá)18%的醋酸乙烯。EVA是最為重要的乙烯共聚物。它使產(chǎn)品的韌性、低溫性質(zhì)、透明度和加熱密封性能得到改進(jìn)。
工業(yè)上重要的其它乙烯共聚物還包括乙烯與丙烯酸酯的共聚物、乙烯與酸的共聚物以及含離子鍵的共聚物。乙烯與丙烯酸烷基酯,如丙烯酸乙酯、甲酯或丁酯共聚,可得到相應(yīng)的共聚物。這些共聚單體顯示極性,可改變所得聚合物的彈性、結(jié)晶度和熱性質(zhì)。乙烯-丙烯酸甲酯的共聚物(E-MA)與EVA相似,但熱穩(wěn)定性較高。工業(yè)EMA通常含有18%-28%的丙烯酸甲酯,在擠出加工中,可單獨(dú)或摻混使用。乙烯—丙烯酸乙酯共聚物(EEA)的產(chǎn)品范圍,包括有彈性的適于熱熔粘結(jié)的低熔點(diǎn)產(chǎn)品直至有非常高韌性和彈性的產(chǎn)品。一般來(lái)說(shuō),EEA含有15%-30%的丙烯酸乙酯,具有彈性和極性。乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)含有5%-20%的丙烯酸丁酯,用于擠出和共擠出膜,作為熱密封和結(jié)合層材料。
乙烯也可與丙烯酸聚合,得到乙烯-丙烯酸共聚物(EAA),或與甲基丙烯酸聚合,得到乙烯—甲基丙烯酸共聚物(EMAA)。這些酸可降低共聚物的結(jié)晶度,并使加熱密封所需的溫度降低,且給聚合物以高極性,促進(jìn)粘結(jié)力,特別是聚合物與金屬,如鋁以及與極性基體,如玻璃的粘結(jié)力。典型的酸共聚單體的含量范圍為3%-20%。
用鈉、鋅或其它陽(yáng)離子化合物中和EAA或EMAA可生成聚合物鹽或含離子鍵的聚合物。含離子鍵的聚合物是含有鏈間離子鍵聚合物的專業(yè)術(shù)語(yǔ)。這類共聚物有非常高的透明度。和乙烯與酸的共聚物相比,有較高的熔體強(qiáng)度。
隨共聚單體含量增加,HP-LDPE的密度增加,其范圍約為0.923~0.968克/立方厘米。
對(duì)于高壓聚乙烯均聚物的生產(chǎn),目前的研究重點(diǎn)是開發(fā)新的自由基引發(fā)劑,以改進(jìn)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性以及控制聚合物的分子結(jié)構(gòu)。而對(duì)于共聚物生產(chǎn)來(lái)說(shuō),則主要是發(fā)現(xiàn)能改進(jìn)物理和化學(xué)性能的新產(chǎn)品,供已有和新的應(yīng)用采用。近來(lái)新建的HP-LDPE裝置大都選用管式法工藝。管式反應(yīng)器的單線生產(chǎn)能力現(xiàn)已可達(dá)20萬(wàn)-30萬(wàn)噸/年。與早先管式反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率為20%~30%相比,管式法的平均單程轉(zhuǎn)化率現(xiàn)在已可提高到40%。此外,據(jù)報(bào)導(dǎo),目前正在開發(fā)一種采用串聯(lián)高壓釜的新LDPE工藝,它可使反應(yīng)器的轉(zhuǎn)化率至少達(dá)35%,產(chǎn)量增加50%,可變成本降低25%,此工藝可有效地用于改造已有工廠。現(xiàn)在較為著名的HP-LDPE生產(chǎn)技術(shù)有ICI、BASF和Basell等工藝。
預(yù)計(jì)2006年,世界HP-LDPE的生產(chǎn)能力為2121萬(wàn)噸/年,消費(fèi)量則約為1892萬(wàn)噸/年。2003年,我國(guó)的HP-LDPE生產(chǎn)能力約為89.8萬(wàn)噸,主要采用國(guó)外引進(jìn)的工藝,包括管式法和高壓釜工藝進(jìn)行生產(chǎn)。此外,我國(guó)還用引進(jìn)的管式法工藝每年約生產(chǎn)5萬(wàn)噸EVA樹脂。
二、高密度聚乙烯
聚乙烯的第二大類產(chǎn)品是高密度聚乙烯(HDPE)。高密度聚乙烯自1959年問(wèn)世以來(lái),已取得驚人的發(fā)展。現(xiàn)在廣泛用于不同的領(lǐng)域,例如包裝、管道、電線和電纜等應(yīng)用領(lǐng)域。
(一)物理性質(zhì)
高密度聚乙烯是分子中有重復(fù)乙烯單元的線性熱塑性塑料。乙烯是聚合物的主要成分,也可含有1~2wt%的α—烯烴共聚單體。目前使用最廣泛的α—烯烴是丁烯-
1、己烯—1和辛烯-1。但有時(shí)也采用4-甲基戊烯—1(4-MP-1)作為共聚單體。HDPE共聚物含有少量支鏈,可改進(jìn)樹脂的性能,使之可用于某些有應(yīng)力的場(chǎng)合。一般來(lái)說(shuō),HDPE的密度范圍為0.941—0.965克/立方厘米。密度范圍為0.926~0.940克/立方厘米的中密度聚乙烯有時(shí)也被分類為高密度聚乙烯。
樹脂的分子量分布、平均分子量和密度是影響最終產(chǎn)品的關(guān)鍵性質(zhì)。典型的高密度聚乙烯,其平均分子量為40000~300000。高分子量(HMW)高密度聚乙烯的平均分子量處于200000—500000之間。為了彌補(bǔ)高分子量樹脂加工的本征困難,一些生產(chǎn)商制造所謂雙峰樹脂來(lái)改進(jìn)其加工性。超高分子量(UHMW)聚乙烯樹脂,其平均分子量超過(guò)3000000。
(二)生產(chǎn)工藝
高密度聚乙烯的生產(chǎn)工藝可分為氣相工藝、淤漿工藝和溶液法工藝三種。
氣相工藝系采用流化床反應(yīng)器(如Union Carbide工藝、BP工藝)或攪拌反應(yīng)器(如Elenac工藝),使乙烯直接聚合為固體聚合物顆粒。淤漿工藝則是將溶解在烴類稀釋劑中的乙烯,聚合成懸浮在烴類稀釋劑中的固體聚合物顆粒,所采用的反應(yīng)器形式有四種:攪拌反應(yīng)器(如Henac工藝、Asahi工藝)、采用兩段反應(yīng)工藝的攪拌反應(yīng)器(如Nissan工藝、Mitsui工藝)、采用異丁烷為稀釋劑的連續(xù)環(huán)形.反應(yīng)器(如Chevron Phillps的顆粒狀工藝)以及采用C6或較重稀釋劑的連續(xù)環(huán)形反應(yīng)器(如Solvay工藝)。溶液法工藝是將溶解在反應(yīng)溶劑(一般為環(huán)己烷或一種石蠟烴)中的乙烯,聚合為溶于溶劑中的聚合物。溶液法使用的反應(yīng)器有三種:中壓(1500磅/平方英寸)反應(yīng)器(如NOVA工藝)、低壓(400磅/平方英寸)冷卻反應(yīng)器(如Dow工藝)和低壓絕熱反應(yīng)器(如DSM工藝)。這些工藝目前均在工業(yè)上運(yùn)轉(zhuǎn),由于每種工藝均有其各自最為合適的產(chǎn)品牌號(hào)范圍,因此在經(jīng)濟(jì)上不存在相互競(jìng)爭(zhēng)。
(三)催化劑
聚合技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵在于催化劑的開發(fā)。近年來(lái),在催化劑活性和活性位控制方面已取得顯著進(jìn)展。
目前用于生產(chǎn)HDPE的催化劑體系可分為三種基本類型:浸漬在二氧化硅或二氧化硅—氧化鋁載體上的絡(luò)合鉻化合物,化學(xué)上與固體含鎂載體結(jié)合的絡(luò)合鈦化合物,以及基于單活性位或茂金屬的催化劑。
理論上,基于鉻和鈦的催化劑可用于所有類型的工藝。然而,各生產(chǎn)商傾向于在每種生產(chǎn)線中只采用一種類型的催化劑。
基于鉻的催化劑主要被Chevron Phillips和Union Carbide(現(xiàn)在Dow)以及購(gòu)得他們轉(zhuǎn)讓技術(shù)的生產(chǎn)商所采用。一般來(lái)說(shuō),此催化劑系借將鉻氧化物溶液浸漬至載體上,繼之借化學(xué)和/或加熱來(lái)活化。這種催化劑有許多變型,它系在催化劑制備之前或在制備過(guò)程中使鉻化合物或其載體進(jìn)行化學(xué)改性,以改變獲得的HDPE的特性(分子結(jié)構(gòu))。
基于鈦的催化劑被世界上大多數(shù)HDPE生產(chǎn)商所采用。典型地說(shuō),它們是將氯化鈦載在磨碎的固體氧化鎂上,或使有機(jī)可溶解的鎂化合物與鈦化合物反應(yīng),繼之用一種試劑,如四氯化硅使之氯化來(lái)制造。這類催化劑通常要使用有機(jī)鋁助催化劑。
茂金屬催化劑是由鋯、鉿和鈦的茂金屬與鋁氧烷助催化劑構(gòu)成的有規(guī)立構(gòu)催化劑。它可更為精確地控制分子性質(zhì),使產(chǎn)品能裁縫至適合特定應(yīng)用的需要。雖然早先的大多數(shù)研究系針對(duì)單活性位催化劑(SSC)在氣相和溶液法裝置中的應(yīng)用,但近來(lái)的改進(jìn)已使其可用于淤漿工藝。Asahi、Borealis、Elenac(以前BASF)、Dow、Exxon Mobil、ATOFINA和Chevron Phillips均擁有用單活性位催化劑以淤漿工藝生產(chǎn)聚乙烯的生產(chǎn)技術(shù)。Asahi和ATOFINA則已可進(jìn)行基于茂金屬的HDPE工業(yè)生產(chǎn)。
(四)催化劑及生產(chǎn)工藝的改進(jìn)
茂金屬催化劑的研制成功,促進(jìn)了先進(jìn)Ziegler-Natta(Z-N)催化劑的開發(fā),它可以生產(chǎn)出與茂金屬相似的HDPE。Equister首先在環(huán)形反應(yīng)器中,用其新的STAR(r)SSC催化劑完成了HDPE生產(chǎn)。此催化劑生產(chǎn)的HDPE有長(zhǎng)的支鏈和窄的分子量分布(MWD),以及良好的抗;中性和改進(jìn)的透明度,且易于加工。NO—VA也在其先進(jìn)的Sclartech溶液法工藝中,以工業(yè)規(guī)模使用了一種先進(jìn)的Z-NSSC催化劑,同時(shí)還在Unipol和Innovene(BP)氣相工藝中進(jìn)行了試驗(yàn),據(jù)報(bào)導(dǎo),用此技術(shù)可生產(chǎn)低至中密度牌號(hào)聚乙烯,其物理性質(zhì)和加工性能均得到改善。
除催化劑外,工藝系統(tǒng)也出現(xiàn)了改進(jìn)。一個(gè)例子是使氣相法工藝的循環(huán)物流含有冷凝液來(lái)提高氣相反應(yīng)器的生產(chǎn)能力。現(xiàn)在,Univation Technologies(Exxon-Mobil與Dow合資的技術(shù)轉(zhuǎn)讓公司)和BP均轉(zhuǎn)讓它們各自的“超冷凝方式”技術(shù)。常規(guī)的氣相法反應(yīng)器,其生產(chǎn)能力受熱去除能力所限制。在UnkmCarbide最初提出的冷凝方式操作的專利中,循環(huán)冷卻氣流中含有的冷凝液量限于10%~12%。但在超冷凝方式操作中,進(jìn)入流化床反應(yīng)器的冷凝液量可達(dá)50%。采用此技術(shù)來(lái)改造已有裝置,只用新建裝置1/2的投資,就可使生產(chǎn)能力提高1倍。
雙峰樹脂因其較好的加工性與性質(zhì)之間的平衡受到青睞。廣泛采用雙峰HDPE技術(shù)的主要問(wèn)題是需采用兩臺(tái)串聯(lián)的淤漿反應(yīng)器。茂金屬催化劑的出現(xiàn),使得有可能采用一臺(tái)反應(yīng)器生產(chǎn)雙峰HDPE,節(jié)省了投資。Univation Technologies開發(fā)了一種共載體技術(shù),避免了組份間不希望的相互影響,生產(chǎn)出的雙峰HDPE樹脂除有線性和長(zhǎng)支鏈分子的雙峰結(jié)合外,還結(jié)合了雙峰分子量分布和雙峰共聚單體的組成分布。
2001年全球HDPE的生產(chǎn)能力約為2720萬(wàn)噸。其中,淤漿裝置占62%,氣相裝置占31%,其余7%則為溶液法裝置。估計(jì)2006年HDPE的消費(fèi)量將由2001年的2154萬(wàn)噸增加到2773萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)屆時(shí)淤漿裝置的能力分享稍有下降,為58%,而氣相和溶液法裝置所占的比例則將分別增至34%和8%。2003年,我國(guó)HDPE的生產(chǎn)能力為123萬(wàn)噸。主要采用由國(guó)外引進(jìn)的淤漿法技術(shù)生產(chǎn),少量用引進(jìn)的氣相法工藝生產(chǎn)。
三、線性低密度聚乙烯
聚乙烯的第三大類產(chǎn)品是線性低密度聚乙烯(LLDPE)。
第一代線性低密度聚乙烯是乙烯與較重α—烯烴,如丁烯—
1、己烯—1和辛烯-1的共聚物。其密度處于0.915~0.940克/立方厘米之間。一般來(lái)說(shuō),共聚物中共聚單體的含量為5—12wt%。聚合物的性質(zhì)隨其所用共聚單體而異。常規(guī)LLDPE的分子結(jié)構(gòu)以其線性主鏈為特征,只有少量或沒(méi)有長(zhǎng)支鏈,但包含一些短支鏈。沒(méi)有長(zhǎng)支鏈?zhǔn)咕酆衔锏慕Y(jié)晶性較高。與HP-LDPE相比,LLDPE的熔點(diǎn)較高,但透明度較低。然而,其拉伸強(qiáng)度、耐擊穿性、耐撕裂性以及伸長(zhǎng)率均提高。
通常,LLDPE樹脂用密度和熔體指數(shù)來(lái)表征。密度由聚合物鏈中共聚單體的濃度決定。共聚單體的濃度決定了聚合物中的短支鏈量。短支鏈的長(zhǎng)度則取決于共聚單體的類型。共聚單體濃度越高,樹脂的密度越低。此外,熔體指數(shù)是樹脂平均分子量的反映,主要由反應(yīng)溫度決定。平均分子量與分子量分布無(wú)關(guān),后者主要受催化劑類型影響。
LLDPE系在20世紀(jì)70年代由Union Carbide工業(yè)化。它代表了聚乙烯催化劑和工藝技術(shù)的重大變革。亦即,所生產(chǎn)的產(chǎn)品范圍顯著擴(kuò)大;用配位催化劑代替自由基引發(fā)劑;以及用較低成本的低壓氣相聚合取代成本較高的高壓反應(yīng)器。
如前所述,LLDPE的密度范圍處于0.915~0.940克/立方厘米,但按ASTM的D—1248-84規(guī)定,0.926~0.940克/立方厘米的密度范圍屬中密度聚乙烯(MDPE)。新一代LLDPE將其密度擴(kuò)大至包括塑性體(0.890—0.915克/立方厘米)和彈性體(<0.890克/立方厘米)。但美國(guó)塑料工業(yè)協(xié)會(huì)(SPI)和美國(guó)塑料工業(yè)委員會(huì)(APC)只擴(kuò)大LLDPE的范圍至塑性體,不包括彈性體。在美國(guó)和西歐,Union Carbide和Dow Chemical從20世紀(jì)80年代中期起,出售基于乙烯的早期塑性體和彈性體,并將它們稱之為非常低密度的聚乙烯(VLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)樹脂。
第一代LLDPE樹脂是HP-LDPE的類似物,有卓越的物理性質(zhì),但透明度和加工性能則較差。這些缺點(diǎn)使其應(yīng)用受到限制,只能作為摻混樹脂使用。它促使進(jìn)一步開發(fā)有改進(jìn)透明度和加工性能的下一代LLDPE樹脂。到20世紀(jì)90年代初,基于采用改進(jìn)的Ziegler-Natta(Z-N)催化劑和反應(yīng)器,出現(xiàn)了第二代LLDPE樹脂。在新催化劑的篩選過(guò)程中,還發(fā)現(xiàn)了新的絡(luò)合單活性位茂金屬和被限定的幾何結(jié)構(gòu),它被用于生產(chǎn)分子結(jié)構(gòu)可滿足特定應(yīng)用的第三代LLDPE。然而,這些樹脂的透明度和加工性能仍然不如HP-LDPE。現(xiàn)在許多聚合物公司正對(duì)基于Ni-Pd和Fe-Co絡(luò)合物的第四代單活性位聚乙烯配位催化劑進(jìn)行評(píng)估。
(一)茂金屬催化劑
茂金屬催化劑體系由茂金屬絡(luò)合物和助催化劑構(gòu)成。一般來(lái)說(shuō),它們是一種均相催化劑體系,但可載在對(duì)催化劑行為只有很小影響的惰性固體顆粒上。它們之所以被稱為“單活性位”催化劑,是因?yàn)槊恳粋€(gè)茂金屬絡(luò)合物的分子只形成一個(gè)催化劑活性位。因此,若只采用一種茂金屬化合物,則所有活性位相同。所有茂金屬都是單活性位,但不是所有單活性位都是茂金屬,例如上面提及的Ni-Pd和Fe-Co也是單活性位催化劑。
茂金屬絡(luò)合物是一種至少含有一個(gè)環(huán)戊二烯配位體的有機(jī)金屬絡(luò)合物。雖然茂金屬一般要求至少有兩個(gè)環(huán)戊二烯配位體,但此定義現(xiàn)已擴(kuò)展至包括僅有一個(gè)環(huán)戊二烯的聚乙烯催化劑。與常規(guī)Z-N催化劑類似,通常茂金屬催化劑體系所用的助催化劑也是烷基鋁的衍生物。由于由鋁氧烷類化合物組成的催化劑體系具有高活性,因此它已被工業(yè)上采用。鋁氧烷類化合物是含有Al-O-Al鏈段的齊聚的部分水解三烷基鋁類。其中,以用三甲基鋁制成的甲基鋁氧烷(MAO)最為活潑。
(二)茂金屬聚乙烯
首次工業(yè)化生產(chǎn)的茂金屬聚乙烯系列產(chǎn)品是“塑性體”系列產(chǎn)品。塑性體是一專業(yè)術(shù)語(yǔ),表示密度處于0.860—0.915克/立方厘米之間的茂金屬聚乙烯。最初的塑性體系用高壓釜工藝進(jìn)行生產(chǎn)。其最初用途是作為熱密封或粘合層材料使用,特別是用來(lái)作為共擠出擴(kuò)散膜或?qū)訅褐破贰K母哐鯕鉂B透性也使其可用于新鮮制品的包裝。而其低熔點(diǎn)、窄熔融范圍、較高的軟化點(diǎn)以及與許多其它樹脂有較好的兼容性,則使它很適合作為袋材的配料。因?yàn)樗苄泽w有極高的韌性和良好的熱密封性,可廣泛用來(lái)作為“性能提高劑”,與所有其它聚烯烴,特別是與聚丙烯和聚乙烯摻混。
另一類茂金屬聚乙烯是mLLDPE。它主要用于成卷或日用薄膜領(lǐng)域。這些mLLDPE一般系由大的氣相反應(yīng)器進(jìn)行生產(chǎn)。mLLDPE眾所周知的特性是有良好的韌性,可用于制造拉伸膜、重負(fù)荷袋、金屬垃圾箱的襯里和軟的食品包裝袋。mLLDPE的兩個(gè)特定應(yīng)用的例子是用于冷凍食品包裝和紙的外包裝薄膜。也正在評(píng)估將茂金屬聚乙烯用于擠出涂敷和層壓制品。
一種新的茂金屬聚乙烯系列產(chǎn)品mVLDPE也由氣相工藝進(jìn)行生產(chǎn),它可滿足較高的性能要求,用于要求有很好熱密封性能(低的初始密封溫度和高的粘結(jié)強(qiáng)度)和透明度的食品包裝。它具有mLLDPE的韌性,同時(shí)其熱密封性和透明度處于mLLDPE與塑性體之間。此新的聚合物將與乙烯共聚物,如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)相競(jìng)爭(zhēng)。
雖然如上所述,對(duì)于烯烴聚合,目前大部分注意力均集中在茂金屬催化劑上。但其它新的催化劑技術(shù),如單活性位(S-S)有機(jī)金屬催化劑以及改進(jìn)的Z-N體系催化劑也已成為開發(fā)研究的重點(diǎn)。工業(yè)界和科學(xué)界的研究人員正致力于尋求與茂金屬催化劑有同等高活性和等規(guī)度的新型催化劑。在這些新型催化劑中,最為重要的是Ni-Pd(DuPont)、Fe-Co(BP)和非茂金屬S-S(NOVA)等催化劑。
(三)生產(chǎn)工藝
在氣相LLDPE工藝問(wèn)世之前,聚乙烯的生產(chǎn)限于采用高壓(釜式或管式法)和較低壓力的溶劑和淤漿法工藝。這些工藝以其特定的產(chǎn)品市場(chǎng)為目標(biāo),分別生產(chǎn)HP-LDPE、MDPE和HDPE。每一種工藝僅能生產(chǎn)有限密度變化范圍的產(chǎn)品。氣相LLDPE工藝問(wèn)世后,使此情況發(fā)生很大變化。它可用同一反應(yīng)器生產(chǎn)所有密度范圍的PE產(chǎn)品,能靈活地根據(jù)市場(chǎng)需求變化,改變所生產(chǎn)的PE品種。
現(xiàn)在,LLDPE樹脂可用液相和氣相工藝進(jìn)行生產(chǎn)。液相工藝中,Dow Chemical的冷卻低壓法和NOVA Chemicals Corporation的中壓法占?jí)旱箖?yōu)勢(shì)。這兩種工藝均可切換生產(chǎn)LLDPE和HDPE。雖然歷史上淤漿法以生產(chǎn)HDPE和MDPE為主,但現(xiàn)在已可生產(chǎn)LLDPE和塑性體。此外,LLDPE也可用高壓釜和管式反應(yīng)器制造。
Univation Technologies和BP控制了氣相法LLDPE生產(chǎn)技術(shù)的轉(zhuǎn)讓。氣相法技術(shù)也能切換生產(chǎn)LLDPE和HDPE。但如前所述,由于產(chǎn)品牌號(hào)切換會(huì)產(chǎn)生大量不合格的過(guò)渡產(chǎn)品,經(jīng)濟(jì)上不合算。因此,通常的做法是,一套裝置在一段時(shí)間內(nèi)專用于生產(chǎn)一種主要產(chǎn)品,而在另一段時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)另一種產(chǎn)品,不經(jīng)常進(jìn)行產(chǎn)品切換。2001年,美國(guó)的LLDPE生產(chǎn),70%采用Univation氣相技術(shù),19%采用BP氣相工藝,其余11%則用Montell(現(xiàn)Basell)和Quan-Turm Chemical(現(xiàn)Equistar)工藝生產(chǎn)。
Univation的低壓氣相流化床工藝,亦即UnipolTM工藝是生產(chǎn)LLDPE的最普通工業(yè)化工藝。在此工藝中,乙烯和共聚單體(丁烯α-1或己烯-1)在流化床反應(yīng)器中聚合,生成顆粒狀聚合物。其特點(diǎn)是將一種載體型鈦或鈦-鉻催化劑粉末連續(xù)送入流化床反應(yīng)器,并連續(xù)地由反應(yīng)器取出聚合物產(chǎn)品顆粒。在流化床中,增長(zhǎng)的聚合物顆粒被循環(huán)的乙烯/共聚單體物流流態(tài)化。循環(huán)物流通過(guò)外部冷卻器冷卻,除去反應(yīng)熱。反應(yīng)器壓力約為300磅/平方英寸,反應(yīng)溫度約為88℃。UnipolTM工藝也可用于生產(chǎn)聚丙烯,采用Shell的超高活性催化劑(SHAC)。
BP的低壓氣相流化床工藝與UnipolTM工藝非常相似。僅冷凝液送入流化床的方式稍有不同。BP的方法是先將冷凝液與循環(huán)物流分離,然后用置于流化床內(nèi)的噴咀霧化,將其送入流態(tài)化床層。UnipolTM則不進(jìn)行分離,冷凝液隨循環(huán)物流一起送入流化床反應(yīng)器。
Montell(現(xiàn)Basell)的Spher-ileneTM工藝能生產(chǎn)密度范圍為0.890~0.970克/立方厘米的可裁縫分子量分布的聚乙烯。此工藝采用一臺(tái)的液相環(huán)形反應(yīng)器與一或二臺(tái)氣相流化床反應(yīng)器串聯(lián),可使用C2~C8烯烴共聚單體的混合物,在反應(yīng)器內(nèi)生成摻混物和合金。因此工藝可直接得到球形聚合物,故可取消擠出造粒工序。
Dow生產(chǎn)線性聚乙烯的低壓溶劑法工藝已用于世界上許多工廠,但這些工廠均屬Dow的自有工廠。在此工藝中,乙烯、辛烯-1和C8-C9異構(gòu)鏈烷烴溶劑與改性的Ziegler催化劑溶液一起送入兩臺(tái)串聯(lián)的攪拌反應(yīng)器。反應(yīng)在395磅/平方英寸和160℃的條件下進(jìn)行。第二臺(tái)反應(yīng)器溶液中,聚合物的含量為10%。總停留時(shí)間為30分鐘。反應(yīng)器的流出物在35磅/平方英寸的絕壓下閃蒸,除去溶液中的乙烯。繼之,用加熱/閃蒸步驟除去溶劑。聚合物則進(jìn)行擠壓造粒。
生產(chǎn)線性聚乙烯的中壓SclairTM溶液法工藝系由DuPont Canada開發(fā),已轉(zhuǎn)讓給世界上20多家公司。在1994年中期,NO-VA Chemicals購(gòu)買了SclairTM技術(shù)及其世界技術(shù)轉(zhuǎn)讓業(yè)務(wù),并采用新一代的非茂金屬催化劑,提出了SclairⅡTM技術(shù)。Phillips的淤漿環(huán)管反應(yīng)器工藝主要用于生產(chǎn)HDPE,但1993年P(guān)hillips借采用新的鉻氧化物催化劑,成功地降低了聚乙烯的密度范圍,得到兩種低密度(0.923和0.927克/立方厘米)線性聚乙烯。1995年,又報(bào)導(dǎo)采用茂金屬催化劑可將密度進(jìn)一步降低至0.910克/立方厘米。
2001年,世界LLDPE的生產(chǎn)能力約為1780萬(wàn)噸,產(chǎn)量約1350萬(wàn)噸。2006年生產(chǎn)能力和產(chǎn)量將分別提高到2248萬(wàn)噸和1673萬(wàn)噸。2003年,我國(guó)的LLDPE生產(chǎn)能力為170.5萬(wàn)噸,主要采用由國(guó)外引進(jìn)的氣相流化床工藝,少量用引進(jìn)的SclairTM技術(shù)。
近年來(lái),世界聚乙烯裝置的平均年生產(chǎn)能力顯著變大,已由20世紀(jì)70年代的約5萬(wàn)噸/年擴(kuò)大至25萬(wàn)~45萬(wàn)噸/年的規(guī)模。裝置單線生產(chǎn)能力變大產(chǎn)生的主要問(wèn)題是產(chǎn)品牌號(hào)切換困難。為了提高競(jìng)爭(zhēng)能力,世界聚乙烯生產(chǎn)商的發(fā)展方向基本上有兩個(gè),一個(gè)是成為大規(guī)模生產(chǎn)商,通過(guò)提高其大批量產(chǎn)品的市場(chǎng)分享和大批量低成本生產(chǎn)來(lái)占領(lǐng)市場(chǎng),另一個(gè)則是著眼于牌號(hào)、技術(shù)革新和改進(jìn)服務(wù)以贏得市場(chǎng)。
第四篇:聚乙烯的特性
聚乙烯的特性
聚乙烯是一種乳白色的塑料,表面呈蠟狀且半透明,是電線電纜較為理想的絕緣和護(hù)套材料。其主要優(yōu)點(diǎn)是:
(1)優(yōu)異的電氣性能。其絕緣電阻和耐電強(qiáng)度高;在較寬的頻率范圍內(nèi),介電常數(shù)ε和介質(zhì)損耗角正切tgδ值小,且基本不受頻率變化的影響,作為通信電纜的絕緣材料,是近乎理想的一種介質(zhì)。
(2)機(jī)械性能較好,富有可撓性,而且強(qiáng)韌,耐容性好。
(3)耐熱老化性能、低溫耐寒性能及耐化學(xué)穩(wěn)定性好。
(4)耐水性好,吸濕率低,浸在水中絕緣電阻一般不下降。
(5)作為非極性材料,透氣性大,低密度聚乙烯的透氣性是各種塑料中最為優(yōu)良的。
(6)比重輕,其比重均小于1。高壓聚乙烯尤為突出,約為0.92g/cm3;低壓聚乙烯雖其密度較大,也僅為0.94g/ cm3左右。
(7)具有良好的加工工藝性能,易于熔融塑化,而不易分解,冷卻易于成型,制品幾何形狀和結(jié)構(gòu)尺寸易于控制。
(8)用它制作的電線電纜重量輕,使用、敷設(shè)方便,接頭容易。
但聚乙烯還有不少缺點(diǎn):軟化溫度低;接觸火焰時(shí)易燃燒和熔融,并放出與石蠟燃燒時(shí)同樣的臭味;耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性和蠕變性較差,在聚乙烯作為海底電纜和落差較大(尤其是垂直敷設(shè))電纜的絕緣和護(hù)套材料使用時(shí)應(yīng)特別注意。電線電纜用聚乙烯塑料(1)一般絕緣用聚乙烯塑料
僅由聚乙烯樹脂和抗氧劑所組成。(2)耐候聚乙烯塑料
主要由聚乙烯樹脂、抗氧劑、和碳黑組成。耐候性能的好壞取決于碳黑的粒徑、含量、和分散度。(3)耐環(huán)境應(yīng)力龜裂聚乙烯塑料
采用熔融指數(shù)0.3以下,分子量分布不太寬的聚乙烯;對(duì)聚乙烯進(jìn)行輻照或化學(xué)交聯(lián)。(4)高電壓絕緣用聚乙烯塑料
高電壓電纜絕緣的聚乙烯塑料要求高度純凈,還需要添加電壓穩(wěn)定劑和采用特殊的擠塑機(jī),避免氣孔產(chǎn)生,以抑制樹脂放電,提高聚乙烯的耐電弧、耐電腐蝕和耐電暈性。(5)半導(dǎo)電聚乙烯塑料
半導(dǎo)電聚乙烯塑料是在聚乙烯中加入導(dǎo)電碳黑獲得的,一般應(yīng)采用細(xì)粒徑、高結(jié)構(gòu)的碳黑。(6)熱塑性低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴電纜料
該種電纜料是以聚乙烯樹脂為基料,加入優(yōu)質(zhì)高效的無(wú)鹵無(wú)毒阻燃劑、抑煙劑、熱穩(wěn)定劑、防霉劑、著色劑等改性添加劑,經(jīng)混煉、塑化、造粒而成。
第五篇:聚乙烯生產(chǎn)工藝總結(jié)
高密度聚乙烯技術(shù)進(jìn)展
HDPE簡(jiǎn)介
1953年低壓合成HDPE,與LDPE、LLDPE 比較,HDPE 支鏈化程度最小,分子能緊密地堆砌,密度最大(0.941~0.965 gPcm3),結(jié)晶度高。HDPE 目前是世界生產(chǎn)能力和需求量位居第三大類的聚烯烴品種,其主要用于薄膜、吹塑、管材等 技術(shù)進(jìn)展 催化劑
工業(yè)生產(chǎn)中主要使用Ti系Z-N催化劑、Cr系催化劑。生產(chǎn)工藝
HDPE的生產(chǎn)技術(shù)主要有:漿液聚合、氣相聚合和溶液聚合。
漿液聚合法
此法是生產(chǎn)HDPE主要方法,工藝成熟,生產(chǎn)技術(shù)主要有Hostalen、Phillips、Innovene S、Equistar、Borieas、CX、Equistar 等。
1.攪拌釜式漿液聚合(Z-N催化劑 己烷溶劑,雙釜聚合工藝)
basell:hostalen技術(shù)
三井油化公司:CX技術(shù)
很相似的工藝
漿液法連續(xù)工藝:操作溫度壓力低;采用并聯(lián)及串聯(lián)不同形式生產(chǎn)單、雙峰產(chǎn)品;
原料要求不高
問(wèn)題:細(xì)粉問(wèn)題和低聚物生成量高,裝置安全生產(chǎn)周期短
2.環(huán)管反應(yīng)器工藝
(Cr系催化劑 異丁烷反應(yīng)介質(zhì))
Phillips:Phillips工藝(單環(huán)管)
INNOS:Innovene S工藝(雙環(huán)管)
環(huán)管反應(yīng)器工藝特點(diǎn):設(shè)備較少,投資成本低;細(xì)粉少和顆粒形態(tài)好。原料要求高
氣相聚合法
典型代表:DOW化學(xué)公司的univation技術(shù)和INNOS公司的innovene技術(shù)
工藝特點(diǎn):操作溫度、壓力低;可生產(chǎn)全密度聚乙烯;催化劑體系包括Ti,Cr系;茂金屬催化劑;原料需要精制;不需要溶劑。
溶液聚合法
典型代表:NOVA公司的sclairtech工藝、DOW工藝和DSM公司的Compact工藝。工藝特點(diǎn):原料要求低;反應(yīng)停留時(shí)間短,產(chǎn)品切換快;采用溶劑,轉(zhuǎn)化率高。
雙峰高密度聚乙烯
雙峰PE中高相對(duì)分子質(zhì)量成分可賦予其良好的力學(xué)性能和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能,而低相對(duì)分子質(zhì)量成分起到潤(rùn)滑作用,改善其加工性能。因此,雙峰PE 與單峰產(chǎn)品相比,有更好的力學(xué)性能、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能及良好的加工性能,綜合性能優(yōu)異。
目前,雙峰HDPE 的生產(chǎn)工藝主要有Borealis 公司的Borstar 工藝、Basell 公司的Hostalen 工藝、Spherilene 工藝INNOS 公司的Innovene S 工藝、三井公司的CX 工藝和Evolue工藝、NOVA 公司的Sclalrtech 工藝、DOW 公司的UnipolⅡ工藝等、雙峰HDPE 主要應(yīng)用于管材薄膜、中空產(chǎn)品等。
超高分子量PE(UHWPE)分子量長(zhǎng)度是高密度聚乙烯的10-20倍,分子量達(dá)到100-600萬(wàn)。因分子量高而具有其他塑料無(wú)可比擬的優(yōu)異的耐沖擊、耐磨損、自潤(rùn)滑性、耐化學(xué)腐蝕等性能。
世界聚乙烯技術(shù)的最新進(jìn)展
氣相法工藝:Univation公司的Unipol工藝、BP公司的Innovene工藝和Basell公司的Spherilene工藝。氣相法工藝由于流程較短、投資較低、生產(chǎn)靈活等特點(diǎn)發(fā)展較快, 目前的生產(chǎn)能力約占世界聚乙烯總生產(chǎn)能力的34%, 新建的LLDPE 裝置近70%采用氣相法技術(shù)。
Unipol工藝:目前該工藝是世界應(yīng)用最廣的聚乙烯工藝, 約占全球聚乙烯總生產(chǎn)能力的25%。該工藝的核心是用氣相流化床反應(yīng)器生產(chǎn)質(zhì)量非常均勻的產(chǎn)品, 與其他工藝相比, 減少了共混后的處理裝置。采用Univation 公司的間接冷卻反應(yīng)器技術(shù)可以在冷凝液含量很少或不增加進(jìn)入反應(yīng)器的冷凝液含量的情況下, 間接提高反應(yīng)器的撤熱能力, 還可以通過(guò)調(diào)節(jié)換熱導(dǎo)管的冷凝液溫度和速度來(lái)控制反應(yīng)器的冷卻程度, 減少了聚合物粘壁現(xiàn)象, 使工藝條件變得越來(lái)越寬容, 對(duì)冷凝液的操作方法也越來(lái)越多。
BP低壓氣相工藝:與Unipol非常相似。均采用冷凝態(tài)技術(shù)。只是冷凝液送入流化床的方式稍有不同。BP的方法是先將冷凝液與循環(huán)物流分離,然后用置于流化床內(nèi)的噴嘴霧化,將其送入流態(tài)化床層。Unipol則不進(jìn)行分離,冷凝液隨循環(huán)物流一起進(jìn)入流化床反應(yīng)器。誘導(dǎo)冷凝和超冷凝技術(shù)所使用的惰性冷凝劑可以是異戊烷或己烷,選擇的依據(jù)主要取決于原料來(lái)源和價(jià)格。
Sphrilene工藝:Spherilene 工藝最通用的設(shè)計(jì)是采用兩臺(tái)氣相反應(yīng)器串聯(lián)這種方案可以滿足產(chǎn)品分布較寬的需要。只采用Avant Z 系列催化劑, 不需切換其他催化劑, 就可生產(chǎn)全部范圍的線性PE系列產(chǎn)品。
聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)及其催化劑的研究進(jìn)展
當(dāng)代典型的P E 生產(chǎn)工藝有以下幾種:(1)巴塞爾公司氣相法Spheri l ene 工藝;(2)北歐化工公司北星(Bor s t a r)工藝;(3)BP 公司氣相法I nn o v en e 工藝;(4)埃克森美孚公司管式和釜式反應(yīng)工藝;(5)三井化學(xué)公司低壓漿液法CX 工藝;(6)雪佛龍-菲利浦斯公司雙回路反應(yīng)器LPE 工藝;(7)Univa t ion 公司低壓氣相法Unipol 工藝;(8)Stami carbon 公司Compact 工藝;(9)巴塞爾聚烯烴公司Host al en 工藝;(10)埃尼化學(xué)公司高壓法工藝;(11)Stami carbon 公司高壓法工藝;(1 2)巴塞爾公司高壓法Lu p o-t ech 工藝;(13)諾瓦化學(xué)公司Scl air t ech 工藝。
世界聚乙烯工業(yè)現(xiàn)狀及生產(chǎn)工藝新進(jìn)展
雙峰技術(shù)
生產(chǎn)雙峰PE有熔融共混、反應(yīng)器串聯(lián)、在單一反應(yīng)器中使用雙金屬催化劑或混合催化劑等方法。目前生產(chǎn)商主要采用串聯(lián)反應(yīng)器方法,主要代表有Univation公司的UnipolⅡ工藝, Basell公司反應(yīng)器串聯(lián)的氣相Spherilene工藝, Borealis公司的Borstar工藝,以及Phillip s、Mitsui、Basell、Solvay等公司開發(fā)的淤漿法串聯(lián)反應(yīng)器生產(chǎn)工藝等。
Borealis公司開發(fā)出生產(chǎn)雙峰PE的獨(dú)特Borstar工藝,于1995年在芬蘭首次建成一套20萬(wàn)t/ a的生產(chǎn)裝置并投入運(yùn)行,可生產(chǎn)HDPE、LLDPE、MDPE等多種牌號(hào)的產(chǎn)品。其生產(chǎn)設(shè)備主要由獨(dú)特的淤漿環(huán)管反應(yīng)器和特制的流化床氣相反應(yīng)器串聯(lián)而成,整個(gè)工藝過(guò)程高度靈活, PE分子質(zhì)量及其分布易于控制。該工藝采用齊格勒-納塔催化劑,產(chǎn)品密度為918~970 kg/m3 ,熔體流動(dòng)速率(MFR)為0.02~100 g/10 min。在環(huán)管反應(yīng)器中使用超臨界丙烷作為稀釋劑,可以生產(chǎn)構(gòu)成雙峰PE中低分子質(zhì)量峰的聚合物,而在氣相反應(yīng)器內(nèi)生產(chǎn)出構(gòu)成高分子質(zhì)量峰的聚合物,并可以根據(jù)要求調(diào)節(jié)分子質(zhì)量的分布。Borstar雙峰PE工藝采用兩個(gè)反應(yīng)器單獨(dú)操作,可根據(jù)需要來(lái)控制分子質(zhì)量的分布。
近年來(lái),Univation公司致力于單反應(yīng)器雙峰HDPE技術(shù)的開發(fā),已經(jīng)開發(fā)出2種Prodigy雙峰催化劑,并完成了5次工業(yè)試驗(yàn)。該技術(shù)采用經(jīng)濟(jì)的單一流化催化反應(yīng)器和雙峰催化劑,投資和生產(chǎn)成本比串聯(lián)反應(yīng)器節(jié)約35% ~40%。由于該反應(yīng)器生產(chǎn)雙峰HDPE主要依靠催化劑技術(shù),很容易在現(xiàn)有的氣相反應(yīng)器中實(shí)施,因此有可能占據(jù)雙峰HDPE更大的市場(chǎng)份額。
Univation公司還開發(fā)出Unipol-II生產(chǎn)工藝,增加了第二個(gè)聚合反應(yīng)器,生產(chǎn)雙峰LLDPE /HDPE樹脂,并建成了30萬(wàn)t/ a的2個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)的氣相法生產(chǎn)裝置。高分子質(zhì)量的共聚物在第一個(gè)反應(yīng)器中生成,低分子質(zhì)量的共聚物在第二個(gè)反應(yīng)器中生成。調(diào)節(jié)烯烴和氫的數(shù)量可以獲得所需要的產(chǎn)品。
雙峰聚乙烯的發(fā)展概況
Borstar生產(chǎn)工藝主要特點(diǎn):
(1)在第1 階段使用淤漿法的反應(yīng)器可以使開車階段穩(wěn)定、品種更換的過(guò)渡期縮短;(2)在第1 個(gè)反應(yīng)器中使用超臨界丙烷稀釋劑可以生成極低相對(duì)分子質(zhì)量樹脂;(3)在第1 階段,從聚合物中完全分離出單體(丙烷稀釋劑采用閃蒸的方法除去)可以使第2 階段的聚合在獨(dú)立的反應(yīng)條件下進(jìn)行;(4)在第2 階段使用氣相法的反應(yīng)器可以生產(chǎn)不同性能的產(chǎn)品,而且產(chǎn)品中揮發(fā)性的烴含量較低;(5)反應(yīng)器可以按比例放大滿足大型生產(chǎn)裝置的需要。
Montell 公司的Spherilene 生產(chǎn)工藝能夠生產(chǎn)雙峰聚乙烯樹脂,它使用多個(gè)串聯(lián)的流化床氣相反應(yīng)器,催化劑為齊格勒-納塔催化劑。使用3 個(gè)反應(yīng)器的串聯(lián)系統(tǒng)(小型環(huán)式加上2個(gè)氣相反應(yīng)器)用來(lái)生產(chǎn)多峰產(chǎn)品具有優(yōu)點(diǎn),即它所用的催化劑能夠優(yōu)化其產(chǎn)品性能和一種催化劑體系(齊格勒-納塔)能夠生產(chǎn)全部的LLDPE/ HDPE產(chǎn)品。
Spherilene 工藝的特點(diǎn)與其他聚烯烴生產(chǎn)技術(shù)基本相似,其關(guān)鍵是催化劑技術(shù)。Spherilene 生產(chǎn)工藝的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是在整個(gè)運(yùn)行中沒(méi)有采用任何冷凝方式而獲得很高的產(chǎn)率。高產(chǎn)量與聚合過(guò)程的總停留時(shí)間有關(guān), 大約為2.5 h ,比其他的氣相法生產(chǎn)工藝的停留時(shí)間要短。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是由于輕質(zhì)烴代替氮?dú)庠谙到y(tǒng)中用做稀釋劑。這改進(jìn)了傳熱效果,改進(jìn)了聚合物高產(chǎn)量時(shí)的熱穩(wěn)定性(即減少了局部過(guò)熱的可能性)。
此工藝生產(chǎn)聚丙烯技術(shù)占世界生產(chǎn)總能力的37%。
美國(guó) Montell 公司開始研究MZCR技術(shù),97年獲得專利授權(quán),98年中試,02年8月basell公司進(jìn)行聚丙烯spheripol工藝改造,進(jìn)行MZCR工業(yè)化,16Wt/a,02年10月公開MZCR工藝,注冊(cè)商標(biāo)為spherizone。我們可以努力將此技術(shù)運(yùn)用到聚乙烯生產(chǎn)上來(lái)。
Basell公司開發(fā)了MZCR生產(chǎn)工藝,采用一個(gè)包括提升管、氣固分離器和向下流的豎管的流化床環(huán)管反應(yīng)器。設(shè)計(jì)概念與流化催化裂化(FCC)相近,是將催化裂化技術(shù)應(yīng)用于其現(xiàn)有的單區(qū)循環(huán)反應(yīng)器,如下圖所示。
由于上升段和下降段具有不同的反應(yīng)溫度、壓力,以及不同濃度的氫氣和共聚單體的濃度,導(dǎo)致兩區(qū)有不同分子量的聚合物生成。再通過(guò)不斷混合,形成寬分子量分布的產(chǎn)物。多層洋蔥結(jié)構(gòu)是通過(guò)在兩區(qū)內(nèi)多次循環(huán)Tt/T循而形成的。
生長(zhǎng)機(jī)理不同:生長(zhǎng)的聚合物粒子在不同的環(huán)境中連續(xù)循環(huán),每經(jīng)過(guò)一次循環(huán),就生成一層同一種或不同種的聚合物,最終可形成多層的洋蔥結(jié)構(gòu),如圖1.2b所示。
MZCR的特點(diǎn):
1.設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,無(wú)內(nèi)部機(jī)械構(gòu)件,投資少
2.高效的移熱能力和低能耗:上升段可靠過(guò)冷氣體或部分冷凝氣體移熱,而且MZCR的操作氣速可以大于帶出氣速,移熱能力增加;下降段主要通過(guò)固體循環(huán)或輸入液相單體或惰性介質(zhì)來(lái)移去反應(yīng)熱。
3.產(chǎn)量比傳統(tǒng)工藝高兩成,允許在高壓下操作,比傳統(tǒng)反應(yīng)器經(jīng)濟(jì),為發(fā)揮催化劑最佳性能創(chuàng)造條件。
4.聚合物結(jié)構(gòu)均勻(多層洋蔥結(jié)構(gòu)),改善聚合物性能,如剛性,耐熱性,熔體強(qiáng)度,柔軟度以及密封性能等等。
關(guān)于MZCR的思考: 阻隔流體的選擇,可能使用一種以上的阻隔流體 此體系對(duì)催化劑不敏感,所以切換催化劑體系不會(huì)遇到麻煩。催化劑可任意選擇。可用于生產(chǎn)不同種類的聚烯烴。是否可以考慮添加多種催化劑,以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣性要求。
Modeling小結(jié):
1.沿著下降段,單體和氫氣濃度均降低。
2.下降段中,低氣速生成低分子量產(chǎn)品;低循環(huán)比可以生產(chǎn)寬分子量分布的聚合物,但降低氣速和固體循環(huán)比會(huì)降低產(chǎn)率。
3.固體循環(huán)流量增加,PSD變得平滑、高固體循環(huán)流速下,系統(tǒng)行為像CSTR,而低循環(huán)流速時(shí),系統(tǒng)行為像PFR。
4.下降段中,氣速增加,MWD和PI隨之增加;固體循環(huán)流速減少,MWD,PI增加。隨著氣體流速增加和固體循環(huán)流量減少,就有單體濃度增大,固體粒子停留時(shí)間延長(zhǎng),使得分子量和多孔性指數(shù)增加。
模型討論了聚合物產(chǎn)量、PSD、分子量和多分散指數(shù)PI(粒徑分布寬度的度量).粒徑分布:主要由停留時(shí)間決定。
多分散指數(shù):隨著固體循環(huán)流量的減小而增加。
然而,固體循環(huán)量減小,聚合物范圍變大,均勻性降低,因此需控制循環(huán)量以平衡MWD和產(chǎn)物均勻性。
最佳固體循環(huán)流量主要取決于催化劑特性。分子量和多分散指數(shù)均隨著活性增加而增加。
高活性的催化劑能完全發(fā)揮MZCR的特點(diǎn)。
MZCR modeling I.II I:討論沒(méi)有加內(nèi)部阻隔氣體時(shí)的情況,下降管頂部的濃度和上升段末端條件一樣。
因?yàn)闅錆舛炔蛔儯鴨误w濃度減小,(單體被消耗)則不同分子量聚合物在下降管中生成。
惰性氣體存在限制了反應(yīng)速率,維持分壓,也移走了部分反應(yīng)熱。單體和惰性氣體比不能太大,否則聚合物結(jié)焦黏壁。
催化劑流率越大,降低了聚合物的平均分子量。(單體競(jìng)爭(zhēng)活性位)
增加惰性氣體,降低了聚合物分子量。
上升段高氣速導(dǎo)致各段低的氣體消耗量,但氣速對(duì)分子量影響不大。上升段的孔隙率降低,導(dǎo)致高的單體消耗速率,但增加不大。
低床高使得反應(yīng)器的固體循環(huán)量更高,同時(shí)床層對(duì)反應(yīng)器生產(chǎn)能力有較大影響。
II: 討論有加內(nèi)部阻隔氣體時(shí)的情況,下降管頂部的氣體條件發(fā)生了變化,而固體條件與上升管相同。
1.單體/氫氣較小時(shí),上升段生成高分子量的聚合物鏈,下降段生成低分子量的聚合物鏈,從而影響樹脂的多分散性;單體/氫氣較大時(shí),兩段聚合物區(qū)別不大。
2.氣速的影響:上升段氣速增大,使固體氣速變大,使得反應(yīng)器區(qū)域中總的固體循環(huán)量減小,減少反應(yīng)區(qū)域的停留時(shí)間。使得分子量變窄,有更多的高分子量生成。反之亦然。3.低的下降管床高能增加生產(chǎn)能力,單體/氫氣變小,使得產(chǎn)物的分子量分布較窄。同時(shí),低下降管床高能生成較高的分子量產(chǎn)品。
4.上升段孔隙率降低增加了此區(qū)域聚合物量生成,降低了下降段的停留時(shí)間。