Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2016 » Ноябрь » 3 » Производство полиэтилена среднего давления
19:23
Производство полиэтилена среднего давления

 

     Технологическая схема производства ПЭСД, в простейшем случае, включает емкость для приготовления суспензии катализатора, реактор для проведения синтеза, деаэратор для удаления остатков непрореагировавшего мономера из реакционной среды, аппарат для удаления паров растворителя, сушилку, и обвязку указанных аппаратов. Существует два варианта производства ПЭСД: в растворе и в суспензии. Кроме того, можно проводить синтез в газовой среде. Реакция в растворителе позволяет облегчить теплоотвод, добиться равномерного распределения катализатора в объеме реактора, а так же, снижает влияние каталитических ядов на процесс полимеризации.
Полимеризация этилена в газовой фазе сегодня применяется реже, чем эмульсионная полимеризация. Основная масса ПЭСД получается при полимеризации в растворе. Один из примеров технологической схемы полимеризации в растворе приведен на рисунке.

 

     Технология разработана фирмой “Филлипс” в 1954 году, сегодня она считается устаревшей, и встречается лишь по причине выработки остаточного ресурса на изношенном оборудовании.
Регулировка времени пребывания реакционной смеси в реакторе регулируется подачей растворителя совместно с мономером. Регулировка времени пребывания полимера в реакторе регулируется подачей суспензии катализатора. Окиснохромовый катализатор на силикатном носителе используется только один раз, так как, при росте ММ происходит разрушение пор носителя и дробление частичек катализатора.
     Время пребывания реакционной массы в реакторе составляет в среднем 4 часа, хотя, подача мономера, растворителя и катализатора осуществляется непрерывно, как и отбор реакционной массы. Среднее давление в реакторе составляет 3-4 МПа, температура 140-160*С.
    После реактора раствор полимера поступает в центрифугу, где отделяется катализатор. Далее производят сброс давления при постоянной температуре (за счет противотока массы), что приводит к отделению непрореагировавших мономеров. Мономеры сжимаются компрессором и возвращаются в реактор. Далее сброс давления и температуры приводит к испарению большей части растворителя, который возвращают в реактор с новыми порциями катализатора и мономера.
    Порошок полимера продувают паром для удаления остатков растворителя, сушат и гранулируют. При гранулировании вносят технологические добавки (антиоксиданты, светостабилизаторы, сажу и пр.).
     Для повышения экономической эффективности в 1970-е годы данный процесс был модернизирован. Вместо одного реактора поставили три, и отказались от отделения катализатора. Снижение содержания катализатора в продукте можно достичь двумя основными методами: повышение удельной эффективности катализатора за счет повышения удельной поверхности, и снижение содержания каталитических ядов в сырье. Так как, чем больше примесей содержится в мономере, тем больше необходимо добавить катализатора для запуска процесса полимеризации. Сегодня на одном килограмме катализатора получают 1-2 тонны ПЭСД.

 

    Отказ от отделения катализатора позволил убрать центрифугу, кроме того, содержание ПЭ в растворе повысили до 30-35% (по массе). Выросла вязкость массы, что осложнило теплоотвод из реакционной среды. В свою очередь, с ростом вязкости среды при переходе от первого реактора к третьему, снижается темп выделения реакционной теплоты. В первом реакторе связывается порядка 60% мономера, во втором реакторе еще 30%, в третьем реакторе всего 10% мономера (по массе). Катализатор подается только в первый реактор, мономер и растворитель во все реакторы.
    После синтеза производят отделение непрореагировавших мономеров и паров растворителя. Отделение растворителя производят в два приема: испарение (концентрацию доводят до 45% масс, затем при нагреве до 75-80%) и отжим после охлаждения. Растворитель после испарения более чистый, поэтому из него готовят суспензию катализатора. Растворитель после центрифуги содержит некоторое количество олигомеров и остатков катализатора, поэтому его подают вместе с мономером во второй и третий реакторы.
    Окончательное удаление растворителя, внесение добавок и грануляция происходят в двухшнековом грануляторе.
    Среди методик получения ПЭСД в суспензии, можно отметить получение бимодального ПЭ в петлевом реакторе (теплосъем за счет циркуляции воды в рубашке охлаждения). Отвод теплоты через стенку петлевого реактора обеспечивается интенсивным перемешиванием реакционной массы, в ходе циркуляции и работы пропеллерной мешалки.
    Снижение температуры полимеризации, и колебания температуры в ходе синтеза, потребовали использование растворителя, в котором растворимость ПЭ мало зависит от температуры. Обычно используют изобутан, реже пентан. Сырье должно иметь высокую чистоту (не более 1 части примесей на миллион массовых частей мономера).

  

    Реактор работает при температуре 70-110*С и давлении 3-4,5 МПа. После реактора масса поступает в деаэратор, где происходит испарение всех остаточных мономеров и большей части растворителя. Порошок полимера сушат и гранулируют, мономеры и растворитель возвращается в реактор. Размер частиц порошка ПЭ 0,8 мм, насыпная плотность 0,4 гр./см3. Данная технология позволяет получить порядка 5-10 тонн ПЭСД с одного грамма катализатора.

Категория: Полимерные материалы | Просмотров: 324 | Добавил: Chemadm | Рейтинг: 5.0/2
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]