Производство синтез полимеров

11. Производство ПЭНП(ПЭВД). (низкой плотности (высокого давления))

В промышленности ПЭНП получают непрерывным методом путем полимеризации этилена в трубчатом реакторе или в автоклаве. Этилен – газ, tкип= -103,8, замерзает t= -169,2, его плотность при tкип составляет 567кг/м3. Полимеризация в трубчатом реакторе осуществляется при Р=150-300МПа, при t=240-280 в присутствии инициаторов (кислорода, пироксидов).Технологический процесс включает следующие основные стадии:- смешение этилена с инициатором и возвратным газом; - сжатие этилена; - полимеризация этилена; - отделение непрореагировавшего этилена от ПЭ; - гранулирование; - выгрузка. Свежий этилен, чистота его 99,9%, из хранилища под Р=0,8-1,2МПа и возвратный этилен из отделителя низкого давления поступает в смеситель, в котором этилен смешивается с инициатором (О2), затем все это поступает в многоступенчатый компрессор 1-го каскада. Здесь этилен сжимается, он до Р=25-30МПа смешивается в смесителе с возвратным этиленом и направляется в компрессор 2-го каскада. В компрессоре происходит многоступенчатое последовательное сжатие этилена. Этилен, сжатый до 150-300МПа при t=70-75, поступает в трубчатый реактор. Он м. б. введен в 1 и в др. зоны. В реакторе происходит лишь частичная полимеризация этилена 10-12% при t от 180-280. Смесь расплавленного ПЭ и этилена поступает в отделитель высоко давления, t этой смеси 260-280. В отделителе Р снижается до 25МПа. Непрореагированный этилен отделяется от ПЭ и через циклон (10), холодильник (11), фильтр (12) рециклируются (возвращаются в цикл) со свежим мономером. ПЭ в виде расплава из нижней части отделителя поступает в отделение низкого давления. Здесь Р еще снижается до 0,13-0,18МПа и отсюда, непрореагированный этилен возвращается в цикл через (13,14,15) и идет в компрессор сжатия, где Р=0,8-1,2МПа. Расплавленный ПЭ поступает в экструдер с коротким червяком, продавливается через фильеры и в виде стренгов, которые режутся ротационным ножом на гранулы. В расплав до его грануляции могут вводиться специальные добавки – термостабилизаторы, антиоксиданты, красители. Трубчатый реактор состоит из прямых отрезков труб, которые соединены изогнутыми трубами – колачи. Они последовательно соединены друг с другом и снабжаются рубашками. Реактор подогревается перегретой водой с t=190-200. В 1-ой части реактора происходит подогрев этилена до 180-200, во 2-ой – полимеризация этилена при t=180-190. Если реатор трехзонный, то инверсия 20-30%. Автоклавный способ получения ПЭВД производится по схеме близкой к схеме в трубчатом реакторе. Различие заключается в конструкции реактора. Реактор – автоклав с мешалкой и в качестве инициаторов используются пироксиды. Между автоклавом и отделителем высокого давления, чтобы охладить расплав ПЭ и прекратить реакцию полимеризации этилена устанавливается холодильник. t этилена при данном способе 35-40, t реакции – 150-280 и Р=100-300МПа. Рассмотренные выше методы можно получать не только ПЭ, но и сополимеры этилена: с винил ацетатом, с эфирами акриловой кислоты, с полипропиленом и др. мономерами.