Поэтилен низкого давления

ПЕРВЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА низкого ДАВЛЕНИЯ

1.1.

КАТАЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТОГО ТИТАНА

Открытие К. Циглером и со­трудниками (Институт Макса Планка, ФРГ) нового класса каталитических систем полиме­ризации этилена при низком давлении — комплексных ме­таллорганических катализато­ров [11, 12]—положило на­чало многочисленным исследо­ваниям в этом направлении во многих странах мира. Пер­выми каталитическими систе­мами, которые нашли приме­нение в производстве ПЭНД, были системы на основе солей титана и алкилов или галоген- алкилов алюминия. Соедине­ния титана могли быть заме­нены соединениями других ме­таллов переменной валентно­сти: ванадия, циркония, гаф­ния, молибдена и др. Однако низкая стоимость и доступ­ность соединений титана, до­статочно высокая активность катализаторов на его основе при полимеризации этилена, возможность получения широ­кого ассортимента марок ПЭ

Обеспечили ему преимущественное использование в крупнотоннажном производстве ПЭ в 50—60-х годах.

Высокие физико-механические показатели ПЭ, отно­сительная простота аппаратурного оформления и другие преимущества процесса полимеризации этилена в при­сутствии катализаторов Циглера — Натта обеспечили промышленную реализацию нового процесса в исключи­тельно короткие сроки. Первые производства ПЭ по ме­тоду низкого давления были созданы фирмами «Хехст», «Хиберния» (ФРГ). Вслед за этим в США, в Западной Европе, в Японии и других странах стали быстро воз­никать новые заводы. Так в 1957—1958 гг. в США было введено в эксплуатацию три завода, произ­водивших ПЭНД по методу Циглера, общей мощностью 40 800 т/год.

Широкое промышленное внедрение процессов поли­меризации с использованием катализаторов Циглера — Натта выдвинуло проблему управления реакцией поли­меризации а-олефинов с целью получения полимеров заданной плотности, молекулярной массы и молекуляр - но-массового распределения (ММР).

Несмотря на большое число публикаций, появивших­ся после открытия Циглера, в патентной и журнальной литературе полностью отсутствовали сведения техноло­гического и аппаратурного характера. Поэтому для соз­дания отечественной промышленности ПЭНД необхо­димо было разработать промышленный метод синтеза металлорганических соединений, исследовать основные закономерности полимеризации этилена в присутствии этих катализаторов, подобрать аппаратурное оформле­ние, отвечающее требованиям нового процесса, раз­работать общую технологическую схему произ­водства.

Технология синтеза алюминийорганических компо­нентов каталитического комплекса для отечествен­ного производства была разработана Корнеевым и др. [13].

В 1956 г. Ленинградским Научно-исследовательским институтом полимеризационных пластмасс (ныне ОНПО «Пластполимер») были начаты комплексные исследова­ния процесса полимеризации этилена при низком давле­нии. Технологический поиск мог дать надежные резуль­таты при условии методологически правильного выполнения экспериментальных работ в лабораторных и опытных условиях с учетом специфики исследуемых ка­тализаторов. Потребовалась специальная разработка физико-химических методов анализа компонентов ката­лизатора, сырья и получаемых полимеров, методов про­ведения полимеризации, обеспечивающих удовлетвори­тельную воспроизводимость кинетических характеристик процесса и свойств получаемых полимеров, а также спе­циальных методов аналитического контроля процесса по всем стадиям [14].

Принятый метод совместной разработки технологии нового процесса производства ПЭНД с участием боль­ших коллективов исследователей, технологов, машино­строителей, проектировщиков позволил в короткие сроки (шесть лет от момента проведения первых лаборатор­ных опытов до пуска завода) создать отечественную про­мышленность полиэтилена низкого давления.