РАСТВОРИМОСТЬ ЭТИЛЕНА В ПОЛИЭТИЛЕНЕ
В работах [29, 31] показано, что растворимость этилена в полиэтилене с молекулярной массой 740—20000 в интервале температур 120— 240 °С и давлении до 20 МПа удовлетворительно описывается модифицированным уравнением Кричевского — Ильинской:
|
АсМг 2.3RT |
|
[•-(с/)2], |
|
(3.3) |
Мг Г-
Б С2 2,3RT
Где /2 - летучесть этилена при температуре Г; Н* — константа Гетри при давлении р*, условно принятом за начало отсчета.
Для выполнения практических расчетов по уравнению (3.3) необходимо располагать сведениями о летучести этилена, парциальных молярных объемах его при давлении р*, значениях констант Генри и Кричевского — Ильинской Ас. Летучесть этилена может быть определена по р - V - Г-данным, приведенным в приложениях 1 и II.
Значения парциальных молярных объемов этилена и констант Генри приведены в табл. 3.4. Зависимость константы Aq от молекулярной мас-
Таблица 3.4. Значения парциальных удельных объемов этилена в растворах полиэтиленов и логарифмов коистаит Геирв при давлении р* =0,49 МПа и различных температурах
|
М„ полиэтилена в системе этилен — полиэтилен |
|
Lgtf* 120 С 160 С 200 С 240 С |
V*- 10 , м3/кг
120 С 160 С 200 С 240 С
|
2,245 2,260 2,200 2,145 2,000 |
|
2,11 2,09 2,09 2,09 2,09 |
|
3,040 2,730 2,565 2,485 2,290- |
|
3,330 2,975 2,755 2,655 2,450 |
|
2,05 2,02 2,02 2,02 2,02 |
|
2,075 2,045 2,045 2,045 2,045 |
|
2,095 2,07 2,07 2,07 2,07 |
|
2,760 2,500 2,388 2,315 2Д50 |
|
740 1540 3610 4940 20000 |
Таблица 3.5. Растворимость этилена в расплаве полиэтилена с Мп = 20 000
|
Массовая доля этилена в полиэтилене,'
Давление, МПа 0,49 0,98 4,90 9,81 14,71 19,62 |
Рис. 3.3. Зависимость содержания этилена в расплаве полиэтилена от давления при температуре расплава 220 °С:
1 — содержание этилена в полиэтилене в растворенном виде;
2 — содержание этилена в полиэтилене в виде пузырей; 3 — суммарное содержание этилена
В полиэтилене
Сы полиэтилена может быть выражена уравнением: Лс=0,2485-й(%Л/„-2,6), (3.4)
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 где j _ константа, зависящая от р, МПа температуры.
Зависимость константы b от температуры имеет вид:
Ь = 0,0665 + 0,2982 (lg Г - 2,5946) . (3.5)
В табл. 3.5 представлены данные по растворимости этилена в расплаве полиэтилена, полученные с помощью уравнений (3.3)- (3.5).
Поскольку вязкость расплава полиэтилена при снижении давления в отделителе промежуточного давления до 20—25 МГІа велика, в расплаве полиэтилена этилен находится не только в растворенном виде, но и в виде пузырьков. Содержание этилена в расплаве полиэтилена в виде пузырьков может быть равно его содержанию в растворенном виде, что экспериментально подтверждено для условий отделителя низкого давления [32] (рис. 3.3).
Таким образом, при расчетах аппаратов систем возвратного газа промежуточного и низкого давления, а также материального баланса установок синтеза ПЭВД необходимо учитывать, что при рабочих параметрах в отделителе промежуточного давления массовая доля этилена в расплаве полиэтилена до 22 %, а в отделителе низкого давления - до 0,4 %. j
