以乙烯為主要原料，丙烯、1-丁烯、己烯為共聚體，在催化劑的作用下，采用淤漿聚合或氣相聚合工藝，所得到的聚合物經(jīng)閃蒸、分離、干燥、造粒等工序，獲得顆粒均勻的成品。包括諸如片材擠塑、薄膜擠出、管材或型材擠塑，吹塑、注塑和滾塑。
HDPE適合熱塑性成型加工的各種成型工藝，成型加工性好，如注塑，擠塑，吹塑，旋轉(zhuǎn)成型，涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱封焊、熱焊接等。擠塑：用于擠塑生產(chǎn)的品級一般具有小于1的熔體指數(shù)和中寬到寬的MWD。在加工過程中，低的MI可獲得適宜的熔體強度。更寬MWD品級更適于擠塑，因為它們具有更高的生產(chǎn)速度，較低的?？趬毫Χ胰垠w斷裂趨勢減少。PE有許多擠塑用途，如電線、電纜、軟管、管材和型材。管材應用范圍從用于天然氣小截面黃管到48in直徑用于工業(yè)和城市管道的厚壁黑管。大直徑中空壁管用作混凝土制成的雨水排水管和其它下水道管線的替代物增長迅速。板材和熱成型：許多大型野餐型冷藏箱的熱成型襯里是由PE制成的，具有韌性、重量輕和耐用性。其它片材和熱成型產(chǎn)品包括擋泥板、槽罐襯里、盤盆防護罩、運輸箱和罐。一種大量的增長迅速的片材應用是地膜或池底村里，這是基于MDPE具有韌性、耐化學性和不滲透性。吹塑：在美國銷售的 HDPE1/3以上用于吹塑用途。這些范圍從裝漂白劑、機油、洗滌劑、牛奶和蒸餾水的瓶子到大型冰箱、汽車燃料箱和筒罐。吹塑品級的特性指標，如熔體強度、ES－CR和韌性，與用于片材和熱成型應用級相似，故相似品級可以采用。注射-吹塑通常用于制造更小的容器（小于16oz），用于包裝藥品、洗發(fā)液和化妝品。這種加工過程的一個優(yōu)點是生產(chǎn)瓶子自動去邊角，不需象一般吹塑加工那樣的后期修整步驟。盡管有某些窄MWD品級用于改進表面光潔度，一般使用中寬到寬MWD品級。注塑：見上文“材料特性”。滾塑：采用這種加工法的材料一般被粉碎成粉末料，使其在熱循環(huán)中熔融并流動。滾塑使用兩類PE：通用和可交聯(lián)類。通用級MDPE/HDPE通常的密度范圍從 0．935到 0．945g/CC，具有窄MWD，使產(chǎn)品具有高沖擊性和最小的翹曲，其熔體指數(shù)范圍一般為3—8。更高MI品級通常不適用，因為它們不具備滾塑制品希望的沖擊性和抗環(huán)境應力開裂性。薄膜：PE薄膜加工一般用普通吹膜加工或平擠加工法。大多數(shù)PE用于薄膜，通用低密度PE（LDPE）或線性低密PE（LLDPE）都可用。HDPE薄膜級一般用于要求優(yōu)越的拉伸性和極好的防滲性的地方。例如，HDPE膜常用于商品袋、雜貨袋和食物包裝[4]如小型容器、蓋子、日用制品、塑料花；醫(yī)療器具，藥品和食品包裝材料；擠塑 的管材、板材，電線電纜包覆，異型材、熱成型等制品；吹塑中空成型制品，如 食品容器有奶制品和果醬類，藥物、化妝品、化工產(chǎn)品容器、槽罐等。
HDPE的生產(chǎn)技術有3種，即漿液聚合，氣相聚合和溶液聚合。
1、漿液聚合法
淤漿法技術是將乙烯與脂肪烴溶劑混合，生產(chǎn)的聚合物懸浮于溶劑中，生產(chǎn)過程中壓力、溫度較低，漿液聚合是生產(chǎn)HDPE主要方法，漿液法工業(yè)化時間早，工藝技術成熟，使用漿液法生產(chǎn)技術主要有Hostalen、Phillips、Irmovene S、Equistar、Borieas、cx、Equistar等，漿液法根據(jù)反應器形式可以分為攪拌釜式和環(huán)管反應器2種。
(1)攪拌釜式漿液聚合
攪拌釜式漿液聚合典型代表為Basell公司的Hostalen技術和三井油化公司的CX技術，Hos．talen技術采用Hoeehst公司首創(chuàng)的攪拌釜工藝，使用雙反應器，可以進行串聯(lián)和并聯(lián)使用，該工藝中，聚合反應溶劑為正已烷，催化劑為高活性z—N催化劑，乙烯和氫氣混合后進入第一反應器，與催化劑混合發(fā)生聚合反應，反應器內(nèi)聚合物以淤漿形式懸浮在己烷中，聚合溫度約為80℃ ，聚合壓力小于10 bar，此工藝可以生產(chǎn)產(chǎn)品密度范圍為0．942～0．965 g／cm3，熔融指數(shù)范圍為0．2～80，共聚單體為丙稀和丁烯一1，生產(chǎn)傳統(tǒng)HDPE和雙峰HDPE，高密度管材性能優(yōu)異，適合制作受壓管材，達到PE100+。淤漿法釜式反應器連續(xù)聚合工藝的特點是：操作壓力和操作溫度低；雙釜反應器可通過采用并聯(lián)及串聯(lián)不同的形式生產(chǎn)單峰及雙峰產(chǎn)品；工藝操作彈性高，產(chǎn)品牌號轉(zhuǎn)換快，對原料純度要求不高；共聚單體采用丙烯，1一丁烯；采用已烷作溶劑，回收單元簡單。目前該方法被上許多生產(chǎn)廠家采用。該工藝的特點是聚合在惰性烴稀釋劑中進行的。
工藝流程為：將聚合乙烯（乙烯99.9%，乙烷0.1%）送入干燥器后與由正己烷組成的循環(huán)稀釋劑一起再進入釜式反應器，催化劑采用載體上含有鈦和錳、三乙基鋁為助催化劑的牌號。加入少量的氫控制分子量，聚合反應形成的是聚乙烯顆粒，反應溫度為90℃，壓力為1.8MPa，反應可分兩步在兩個聚合釜中進行，生產(chǎn)的濃度為34%（質(zhì)量分數(shù)）的淤漿固體，單體轉(zhuǎn)化率可達97%。聚合物從第二反應器流出閃蒸至壓力0.14MPa，閃蒸出來的未反應的乙烯、排出物中的乙烷及2%的環(huán)己烷稀釋劑經(jīng)兩次壓縮冷卻到2.5MPa，去氣提塔將乙烷回收去再循環(huán)中。閃蒸后留下來的淤漿經(jīng)離心分離回收大部分稀釋劑，固體濾餅送至干燥器中將揮發(fā)組分含量降至5%（質(zhì)量分數(shù)）左右。該干燥器是以氮氣保護做閉合循環(huán)進行操作的。干燥出來的聚合物末送至流化床干燥將所有烴稀釋劑除去、干燥后聚合物顆粒送到混煉工段加入各種添加劑，然后造粒。
(2)環(huán)管反應器工藝
環(huán)管反應器工藝的典型代表是Phillips公司的Phillips工藝和INNOS公司的InnoveneS工藝。Phillips工藝以異丁烷為稀釋劑，采用鉻系催化劑，催化劑在使用前要進行活化，活化后的催化劑末在氮氣保護下與高純度的異丁烷形成催化劑淤漿，然后進入環(huán)管反應器，原料乙烯單體經(jīng)過精制后，與氫氣、共聚單體己烯一1進行預混合然后注入環(huán)管反應器，乙烯在催化劑的作用下生成聚乙烯。軸流泵保持反應器內(nèi)物料的高速流動和非常均勻地混合，反應熱由夾套冷卻水均勻地撤出。本工藝生產(chǎn)MI范圍為0．1 5—1 00，密度0．936—0．972 g／cm3。環(huán)管反應器工藝的特點是：設備較少，流程短，投資成本低；不產(chǎn)生蠟和齊聚物，不粘壁；料形狀好，易于輸送；反應熱依靠反應器夾套冷卻水取出，撤熱容易,調(diào)整方便；原料要求較高，需凈化；共聚單體采用己烯；采用異丁烷作溶劑，易于脫出殘留溶劑。
其工藝流程為：新鮮的聚合級乙烯在干燥后將配制分子量調(diào)節(jié)劑氫，防凍劑和循環(huán)稀釋劑異丁烷混合后送入多環(huán)管連續(xù)流程反應器中，并將催化劑補充異丁烷充入反應器內(nèi)。反應溫度為106.7攝氏度，壓力為3.9MPa。聚合物和稀釋劑余漿借助軸流泵在6m/s的速度下通過環(huán)管反應器。反應器夾套中的水冷卻控制反應溫度，聚合物固體由環(huán)管反應器中豎式沉降口排出。從而使淤漿濃度可達到55%，轉(zhuǎn)化率為98%—99%。聚合物排出后去閃蒸將異丁烷及殘余單體排出到稀釋劑回收裝置中。其他固體聚合物與添加劑混合并造粒。
2、氣相聚合法
氣相聚合法（氣相流化床法）工藝典型代表為DOW化學公司的univation技術和INNOS公司的Innovene技術univation技術工藝采用低壓氣相流化床反應器，采用z／n催化劑及鉻系催化劑，凈化的原料注入反應器，在催化劑貯作用下產(chǎn)生聚合反應，反應在85～110?！?．壓力為2．41 MPa下進行，乙烯單程轉(zhuǎn)化率約為1％ ～2％ ，反應熱的撤除主要通過循環(huán)物流的冷卻，生產(chǎn)產(chǎn)品MI范圍為0．01～150，密度范圍為0．915～0．970 g／cm3。氣相流化床聚合反應工藝的特點是：操作壓力低，溫度低；可生產(chǎn)全密度聚乙烯；催化劑體系包括鈦系、鉻系；茂金屬催化劑，對原料純度要求高，所有原料均要精制：不需用溶劑，能耗低，維修和運行費用低。生產(chǎn)工藝是：干燥的單體與氫氣一道加到反應器系統(tǒng)中，原料加進一個大循環(huán)蒸汽流回路，并通過氣體分配由進入大型流化床反應器的底部，根據(jù)設計反應器原料有69.57%乙烯（乙烯含量為99.9%，0.1%為乙烷）、10.43%氫、7.56%乙烷和12.44%氮。這一原料氣組成生產(chǎn)出來額產(chǎn)品具有8g/10min的熔體指數(shù)和0.964g/cm3的密度。催化劑由三氯化鈦和四氫呋喃為促進劑的二氧化鎂混合物，助催化劑為三乙基鋁。催化劑以固態(tài)形式同氮氣一道從不痛反應器部位進入器內(nèi)。操作溫度為105℃，具體溫度根據(jù)產(chǎn)品牌號定。反應器操作壓力為2.0MPa，反應氣體從反應的頂部出來經(jīng)旋風分離器講含有固體物末的催化劑分離出來送回反應器去。然后從旋風分離器出來的氣體經(jīng)壓縮和循環(huán)冷卻器后循環(huán)至反應器底部。反應器排料通過一氣閘系統(tǒng)間歇地將產(chǎn)品顆粒送到料罐。進入出料罐的部分氣體經(jīng)上部的緩沖罐、過濾器、氣體冷卻器、分離罐進入壓縮機循環(huán)系統(tǒng)。聚合物從出料罐下部出來進入吹洗罐及后處理系統(tǒng)中去。后處理系統(tǒng)包括向聚合物加入各種添加劑、熔融、造粒及包裝。
3、溶液聚合法
溶液聚合法將乙烯溶解于溶劑中，反應生成的聚合物溶解于溶劑中，典型代表為NOVA公司的Sclairtech工藝，DOW 化學公司的DOW 工藝和DSM公司的Compact工藝。Sclairtech工藝為溶液聚合工藝，乙烯原料經(jīng)過分子篩脫出雜質(zhì)后，與溶劑及共聚單體進行混合后進人反應器，在催化劑作用下產(chǎn)生聚合反應，聚合反應在溫度160～200?！?，壓力80 bars條件下進行，通過多反應器、高強度混合，高效Z／N催化劑的作用下，控制產(chǎn)品的結(jié)構，生產(chǎn)產(chǎn)品MI范圍為0．2～150，密度范圍為0．905～0．970 g／cIn3。溶液聚合反應工藝的特點是：原料要求較低，不需要特殊的精制；反應器停留時間短，聚合反應速度快產(chǎn)品切換快；采用溶劑，反應穩(wěn)定，反應器不結(jié)垢；裝置開停工易于操作；轉(zhuǎn)化率高，乙烯的單程轉(zhuǎn)化率為95％，總利用率為98．5％。未反應的乙烯返回到乙烯裝置精制。
又稱為中壓溶液法是溶液法的一種類型，這里還包括絕熱低壓法和冷卻低壓法。中壓溶液法的乙烯單體轉(zhuǎn)化率可高達95%，用環(huán)己烷作為乙烯稀釋劑。三乙基鋁，四氧化鈦和氧氨化釩為催化劑。反應器為攪拌釜式反應器，反應器壓力為10.3MPa，溫度為300℃。從反應釜出來的物料去分離器進行閃蒸，閃蒸壓力至0.9MPa，其中90%的溶劑和殘余乙烯被蒸發(fā)并從聚合物中分離出來。再經(jīng)過第二次閃蒸分離，閃蒸壓力至0.12MPa，這些蒸汽的熱量在回收后冷卻至49℃，經(jīng)壓縮機送往氣體塔。氣體塔中輕組分從塔頂壓縮機至乙烯分餾塔。氣提塔的釜液送往重質(zhì)尾餾分分餾塔分離重餾分作廢物處理，塔頂餾分連同乙烯分餾塔塔底部分液一塊去催化劑制備。另外，被閃蒸分離出來的65%（質(zhì)量分數(shù)）聚合物混煉熔融擠出做后處理。
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