Производство синтез полимеров

12. Производство ПЭНД (ПЭВП). (низкого давления (высокой плотности))

Для производства ПЭНД используют 2 основных метода: суспензионный и газофазный. По суспензионному методу ПЭВП получают в среде органического растворителя (гексан, бензин) в присутствии комплексных металлоорганических катализаторов. ПЭВП при низком давлении получают полимеризацией этилена в органическом растворителе. непрерывным методом при Р=0,15-0,5МПа и t=70-80. в присутствии катализаторов Циглера-Натта – комплексное металлоорганическое соединение, которое состоит из четыреххлористого титана (TiCl4) и алкилов Al (триэтил, триизобутил, диэтил алюминий хлорида (Al(C2H5)2Cl2). Скорость полимеризации этилена и свойства получаемого ПЭ зависят от концентрации и активности катализаторов, t и Р процесса. Оптимальная t полимеризации равна 70-80. Если t повышается, резко снижается скорость процесса, т. к. разлагается катализатор. Если увеличивается Р, то значительно ускоряется процесс и в результате трудно поддерживать заданный режим. Чтобы регулировать показатель текучести расплава (ПТР) и молекулярную массу полимера в реакционную среду вводят водород, простые эфиры и др. добавки. Технологический процесс производства ПЭВП состоит из следующих основных стадий:- приготовление катализатора,- полимеризация этилена,- выделение, промывка и сушка порошка полимера. Al(C2H5)2Cl4*TiCl4 (каталитический комплекс) приготавливается смешиванием растворов диэтилалюминий хлорида и тетрахлорида титана в бензине. Al(C2H5)2Cl4 и TiCl4 подается в смеситель, t=20-25, все выдерживается в течение 15 минут и потом подается бензин, концентрация его 1г/л. Готовая суспензия катализатора подается в промежуточную емкость (2) – бензин с азотом. Оттуда катализатор подается в реактор, потом этилен с водородом. Полимеризацию проводят при t=70-80, Р=0,15-0,2МПа. Конверсия этилена достигается 98%. Суспензия ПЭ в бензине из реактора (4) поступает в центрифугу непрерывного действия (5). Отжатый полимер проходит в аппарат (6) при t=50-70 при перемешивании мешалкой полимер обрабатывают смесью изопропилового спирта с бензином, чтобы разложить остатки катализаторов. Суспензию ПЭ снова центрифугируют (7), спиртобензиновую смесь направляют на регенерацию, а пасту ПЭ промывают в (8) свежей порцией спиртобензиновой смесью. Окончательную промывку проводят в (9). Отмытый порошок ПЭ сушат горячим азотом в кипящем слое в сушилке до тех пор пока содержание летучих в ПЭ будет не более 0,2%. Затем подают на гранулирование. В этом процессе основной аппарат – реактор, его объем м. б. 10-40 м3. Это вертикальный цилиндрический аппарат из нержавеющей стали. В нижней части расположено барботирущее устройство. Перемешивание реакционной массы проводится этиленом, который подается через барботеры. В этом процессе одновременно с высокомолекулярным ПЭ обрабатывается до 10% низкомолекулярного полимера. Его называют воск. При низком давлении по описанной схеме можно получать сополимер из этилена с пропиленом при содержании полимера 1-10%. По газофазному методу полимеризацию этилена проводят в газовой фазе при низком давлении с использованием металлоорганических катализаторов на носителях. Отличительной особенностью является то, что использование различных каталитических систем позволяет получать полимер с различным молекулярно-массовым распределением, с различной молекулярной массой и различной ПТР (0,2-60г/10 мин). Реакционный аппарат для получения ПЭ газофазным методом представляет собой стальную вертикальную емкость – реактор, имеющий диаметр 4,4м и объем 540м3. Верхняя часть расширена до 7,3м, чтобы предотвращать унос образовавшихся частиц полимера за счет уменьшения давления газового потока. В нижней части реактора расположена газораспределительная плита с отверстиями, поток циркуляционного газа непрерывно подается через распределительную решетку. Газофазный метод предусматривает использование катализаторов на основе соединения хрома ПЭВП выпускается в виде гранул.