Производство полиэтилена низкого давления: Производство Полиэтилена: технология изготовления, оборудование

Содержание

Производство полиэтилена низкого давления (ПНД)

 

Полиэтилен низкого давления производят из очищенного этилена, при помощи смешанного металлоорганического катализатора — триэтилалюминия и четыреххлористого титана. Этот процесс может быть непрерывным или периодическим.  Отечественная промышленность применяет несколько вариантов технологии получения полиэтилена. Они отличаются по типу используемых  конструкций,  объему реактора, способу отмывки полиэтилена от  катализатора.

Этапы производства  

Наиболее распространен набор из трех последовательных операций: полимеризация этилена, очистка его от катализатора и просушка. Растворы триэтилалюминия и четыреххлористого титана перемешиваются, в них добавляют бензин и циклогексап. Двухпроцентный раствор  катализатора нагревается до 50С и подается в реактор. Туда же, по системе эрлифта, подается этилен. При возникающем перемешивании массы, этилен частично полимеризируется в полиэтилен.

Необходимым условием полимеризации является постоянная температура 50-60°С, ее поддерживают с помощью изменения температуры подаваемого этилена и его количества. Недостатком этого способа производства является загрязнение полученного полимера остатками катализатора. Они ухудшают химические свойства полимера и окрашивают его в коричневый цвет. Чтобы удалить катализатор из полимера, его разрушают химическим способом, а получившиеся продукты разложения растворяют и отфильтровывают. Отмывают полиэтилен от остатков катализатора в центрифуге, с применением метилового спирта. Иногда вместо центрифуги применяют постоянно действующие гидроциклоны, сообщающиеся с малогабаритными промывателями. Но этот способ еще мало распространен в отечественной промышленности.

После промывки полимер отжимают и добавляют к нему вещества, повышающие  качество: стабилизатор, нитрофосфат натрия и этиленгликоль  —  осветляют полиэтилен, воск – делает полиэтилен более блестящим.

Далее полиэтилен отправляет в цех сушки и грануляции. Основные марки полиэтилена выпускаются в виде порошка, а композиции на их основе –  в виде гранул.

Производство полиэтилена низкого давления — Справочник химика 21

    В качестве перспективных мер, пб-видимому, можно рекомендовать в действующих и вновь проектируемых производствах полиэтилена низкого давления установку реакторов большего диаметра. Это позволяет уменьшить опасность зарастания аппаратов и увеличить пробег реакторов и систем циркуляции ПГС между чистками. Кроме того, из реакторов большего диаметра меньше уносится катализатора с ПГС, при этом снижается возможность полимеризации этилена в аппаратуре цикла. [c.116]
    В производстве полиэтилена низкого давления весьма затруднен отвод статического электричества, поскольку на стенках аппаратов и трубопроводов образуется плохо проводящая ток корка полимера, а ряд аппаратов и трубопроводов имеет непроводящее антикоррозионное покрытие. К сожалению, еще не найдено надежного технического решения для устранения этой опасности отсутствует также необходимая регламентация по отводу статического электричества и в Правилах безопасности для производства пластических масс . 
[c.119]
    ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ [c.192]

    ПРОИЗВОДСТВО ПОЛИЭТИЛЕНА низкого ДАВЛЕНИЯ [c.226]

    Эмаль ЭП-718 зеленая на основе эпоксидно-фенольного лака ФЛ-559. Применяется для защиты внутренней поверхности оборудования производства полиэтилена низкого давления [c.78]

    Создание новых высокопроизводительных и повышение эффективности действующих производств полиэтилена низкого давления, улучшение качества выпускаемой продукции требует от специалистов, работающих в этой области, глубокого понимания научно-технических основ каталитической полимеризации и сополимеризации этилена. [c.3]

    Цель нашей книги — рассмотрение основных закономерностей полимеризации и сополимеризации этилена на металлорганических, окиснохромовых и других нанесенных катализаторах, методов управления этими процессами с целью обеспечения их максимальной производительности и получения полимеров заданной структуры и свойств, механизма действия катализаторов и возможных направлений дальнейшего прогресса в катализе и технологии производства полиэтилена низкого давления. 

[c.3]

    Промышленное производство полиэтилена низкого давления (ПЭНД) является одним из самых молодых направлений полимерной химии. С момента открытия (1954 г.) новых ионно-координационных катализаторов оно развивается исключительно высокими темпами. Мощности мирового производства ПЭНД за период с 1954 по 1976 г. достигли 4736 тыс. т/год, что составило более 10% в общем объеме пластмасс. [c.5]

    ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ [c.58]


    Сравнительные технико-экономические показатели процес- 130 сов производства полиэтилена низкого давления [c.236]

    УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПЕРВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОИЗВОДСТВ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ [c.237]

    В конечной структуре потребления этилена 60—70 % занимают пластмассы (полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол). Самый крупный потребитель этилена — производство полиэтилена. Полиэтилен высокого давления (низкой плотности) получают методом радикальной полимеризации при 200—270°С и 100—350 МПа в присутствии инициаторов (кислород, органические пероксиды). Полиэтилен среднего давления получают в присутствии оксидных катализаторов при 130—170 °С и давлении 3,5—4,0 МПа. Для производства полиэтилена низкого давления (высокой плотности) применяют металлорганические катализаторы Циглера при 75—85 °С и давлении 0,2—0,5 МПа. [c.269]

    К этому следует добавить, что темпы развития химических производств значительно превосходят остальные производства. Например, если общий выпуск продукции в мире за десятилетие увеличился в 3 раза, то количество химической продукции возросло в 20 раз. Среднегодовой прирост химической продукции в СССР превышает 10%. В условиях научно-технической революции значительно возросли темпы новых технологических разработок. Если в середине XIX в. на разработку электрохимического процесса получения алюминия потребовалось 35 лет, то век спустя крупномасштабное производство полиэтилена низкого давления было создано меиее чем за четыре года. На крупных предприятиях около четверти средств расходуется на новые методы и изделия, Химические предприятия во всех странах выпускают более половины продукции, которой 20 лет назад вообще не существовало. 

[c.13]

    Применяют в производстве полиэтилена низкого давления, синтетических каучуков, в легкой промышленности, при первичной обработке шерсти, в микробиологической промышленности в процессе экстракционной очистки белково-витаминного концентрата, в пищевой промышленности для экстракции пищевых жиров. [c.417]

    Очевидно, что применение описанного аппарата позволяет во много раз повысить скорость процесса. Оно открывает также возможность создания полностью непрерывной схемы производства полиэтилена низкого давления. 

[c.83]

    Для тяжелонагруженных деталей (сепараторы, центрифуги, сушилки) и другой химической аппаратуры, подвергающейся одновременному воздействию износа и агрессивных сред (растворы сер ной кислоты с концентрацией до 60% при темпе ратуре до 80° С, растворы фосфорной кислоты с концентрацией до 70% при температуре до 80° С, 10%-ная фтористоводородная кислота при 70° С, ПО—115%-ная полифосфорная кислота при 120— 135° С, сернистый газ при температуре до 400° С, обессоленная деаэрированная вода при 330° С и давлении 150 кгс/см ). Рекомендуется к применению в следующих производствах полиэтилена низкого давления (ионов хлора до 150 мг/л, pH до 2, температура до 90° С), двойного суперфосфата, капролактама, а также для оборудований коксохимических (отделение хлората натрия от твердых частиц графита) и металлургических (купоросные установки, работающие в водных растворах 20%-ной серной кислоты и 15%-ного железного купороса при температуре до 40° С) заводов 
[c.25]

    К парафинам и церезинам, применяемым в композициях для литья по выплавляемым моделям, предъявляют повышенные требования по прочностным свойствам. Исследования действия полиэтилена высокого давления сополимеров этилена с винилацетатом, полиэтиленовых восков ПВ-300 и ПВ-200 и полиэтиленового воска, являющегося побочным продуктом при производстве полиэтилена низкого давления, на прочностные свойства парафина В , церезина 80 и их смеси (75 25) показали, что по упрочняющему действию эти добавки можно расположить в такой ряд  [c.152]

    К строительству установок для производства полиэтилена высокого давления приступили уже в 1938—1940 гг., но крупное промышленное производство полиэтилена под высоким давлением было начато только в 1942—1943 гг. В 1955—1956 г. были опубликованы новые методы каталитической полимеризации этилена при низком (1—6 ат) и среднем давлении (30—70 ат), а также вскоре была открыта полимеризация пропилена в полипропилен. Одновременно с этим в 1955 г. пущена первая промышленная установка для производства полиэтилена низкого давления в ФРГ, а в 1957 г.— среднего давления в США. 

[c.61]

    На одном химкомбинате в производстве полиэтилена низкого давления метиловый спирт, являвшийся основой промывного раствора, был заменен на изопропиловый спирт. При применении метилового спирта часть его оставалась в отходах — шламе й воске. Отходы вывозились в отвалы, что представляло опасность для здоровья рабочих и служило источником загрязнения воздуха и почвы. Замена метилового спирта (ПДК-50 мг/м ) на менее вредный изопропиловый спирт (ПДК-200 мг/м ) привела к значительному оздоровлению условий труда. Кроме того, оказалось возможным полностью регенерировать спирт с одновременным выделением воска в виде товарного продукта. При этом значительно уменьшилось количество шлама, а его перевозка практически перестала быть вредной операцией. 

[c.123]


    Проведение горячей промывки в процессе производства полиэтилена низкого давления при температурах, превышающих допустимые, может привести к образованию жидкостных пробок на линии азотного дыхания. При этом возникает опасность повышения давления или образования вакуума в аппаратах, что может привести к их разрушению, разливу продукта и как следствие — к взрыву и пожару. [c.131]

    В производстве полиэтилена низкого давления метиловый спирт, используемый в качестве промывного раствора, заменен изопропиловым спиртом. Дихлорэтан, применяемый для обезжиривания оборудования на установках получения азота из воздуха, заменяют менее вредным четыреххлористым углеродом. [c.48]

    Например, новый способ синтеза полиэтилена при среднем давлении имеет преимущества с точки зрения безопасности по сравнению с более старыми промышленными процессами от производства полиэтилена высокого давления (200—250 МПа, или 2000—2500 кгс/см ) его отличает значительно (в 50—60 раз) более низкое давление, что устраняет опасность взрывчатого разложения этилена и другие опасности, связанные с работой при сверхвысоком давлении, а от производства полиэтилена низкого давления (процесс Циглера) — отсутствие весьма токсичного и взрывоопасного металлоорганического катализатора. 

[c.49]

    В производстве полиэтилена низкого давления повышение температуры в процессе горячей промывки оборудования приводит к образованию жидкостных пробок на линии азотного дыхания . При этом возникает опасность увеличения давления в аппаратах и их разрушения. [c.51]

    Покрытия, стойкие в услов ях производства полиэтилена низкого давления [c.40]

    Эмали ЭП-718 и ЭП-531, применяемые для окраски оборудования, испытывались в производстве полиэтилена низкого давления в течение 4—6 мес. [c.40]

    Пропионовый альдегид является исходным сырьем для получения нормального пропанола и проппоповой кислоты, широко применяемых, в сельском хозяйстве, химико-фармацевтической промышленности, в производстве полиэтилена низкого давления и других отраслях. [c.257]

    Нефрас-А-63/75, нефрас-А-65/75 (ОСТ 3801199-80) являются узкой гексановой фракцией деароматизованного бензина каталитического риформинга (табл. 12.2). Применяют в производстве полиэтилена низкого давления, синтетических каучуков, в легкой [c.465]

    В 1955—1956 гг. в Мюльгейме был пущен первый завод по производству полиэтилена низкого давления. [c.121]

    На современном иаучко-техиическом уровне рассмотрено производство полиэтилена низкого давления. Показаны особенности каталитической по.тимеризацни, даны рекомендации по выбору комплексных каталитических систем, описаны методы управления процессом полимеризации с целью получения полиэтилена с определенным комплексом свойств. Уделено внимание перспективам производства полиэтнлеЕга, комплексному решению проблем усовершенствования технологии, оборудования, систем контроля и управления. [c.2]

    Пропанол. До последнего времени применение нропило-вого спирта было весьма ограниченным, что отчасти обусловливалось отсутствием эффективного способа производства его в промышленных масштабах. В последние годы пропанол стал широко применяться в производстве полиэтилена низкого давления, полипропилена и сополимеров этилена с пропиленом. По сравнению с другими спиртами к-пропанол наиболее приемлем для получения полиолефинов, так как при лучших технологических показателях и расходных коэффициентах дает большую степень отмывки и обеспечивает прозрачность полимера. [c.198]

    AI2O3 (25%)— SiOj (75%) с добавкой СгО, в изооктане, 32 бар, 130° С, 3 ч [677] Алюмо-молибденовый промышленное производство полиэтилена низкого давления [678] [c.223]

    На некоторых предприятиях в производстве полиэтилена низкого давления метанол, являющийся основным промивным раствором, заменяют изопропиловым спиртом. Замена метанола (ПДК — 50 мг/м ) изопропиловым спиртом (ПДК — 200 мг/м ) привела к значительному оздоровлению условий труда, позволила исключить специфическую опасность отравления метанолом кроме того, оказалось возможным регенерировать спирт, уменьшить количество шлама, а его удаление сделать безопасным. [c.289]

    Изменение микро- и макроструктуры природной органики кира возможно путем получения битумополимерного вяжущего при объединении кира с полимерными добавками, например с низкомолекулярным полиэтиленом Гурьевского химического завода — отходом производства полиэтилена низкого давления. Создание битумополимерной композиции позволяет не только повысить прочность брикетов, но и существенно улучшить физико-механические свойства кироминеральных смесей. [c.219]

    Развитие мжрового производства полиэтилена с 1960 по 1964 г. характеризуется следующими цифрами (в тыс. г) 1960 г.— 963,6, 1961 г.— 1206, 1962 — 1580 и 1964 г.— 2349. До 1958 г. производство полиолефинов складывалось главным образом из полиэтилена высокого давления, так как производство полиэтилена низкого давления и полипропилена еще только налаживалось. Однако и в последние годы полиэтилен высокого давления занимает первое место. Правильное представление о соотношении Производства полиолефинов имеет большое значение для того, чтобы оценить значение отдельных видов полиолефинов. Так, например, из полиолефинов, полученных в США в 1963 г., на полиэтилен высокого давления приходилось 70 %, на полиэтилен низкого давления — 20 % и полипропилен—10%. Производственные мощности предприятий по производству полиэтилена высокого, низкого давления и полипропилена в различных странах приводятся в табл. 33. [c.62]

    Для повышения качестеа кироминеральных смесей в их шетав вводили отходы производства полиэтилена низкого давления Гурьевского химзавода со средним молекулярным )веюом 2000 000. [c.182]

    Разработан и освоеп технологический процесс в агрегатах большой единичной мощности производство полиэтилена низкого давления в трубчатых реакторах, получение блочного нолистирола методом неполной конверсии, производство винилхлорида методом оксихлорирования этилена и т. д. Освоение отечественной химической промышленностью крупных агрегатов и технологических линий позволяет не только резко наращивать объемы производства, ио и значительно снизить каниталь-пые затраты и себестоимость продукции и в несколько раз повысить производительность тр ца. В этом отношении характерна девятая пяти- [c.30]


Производство полиэтилена при низком давлении

Половина из всех производимых в мире полиэтиленов приходится на ПЭВП, получаемого при низком давлении. В настоящее время для производства ПЭВП используют два основных метода — суспензионный и газофазный.По суспензионному метода полимеризацию ведут в присутствии катализаторов Циглера-Натты. Катализаторы Циглера-Натты – комплексные металлоорганические соединения, состоящие из четыреххлористого титана и алкилов алюминия (триэтил- и триизобутилалюминия, диэтилалюминийхлорида). Они образуются при сливании растворов компонентов (в алифатических, ароматических и циклоалифатических углеводо­родах). Присутствие влаги и воздуха способствуют разрушению катализатора и да­же его загоранию. Смешивание компонентов сопровождается 


химическими реак­циями, одна из которых приводит к восстановлению четыреххлористого титана до треххлористого титана за счет взаимодействия с димером триалкилалюминия по уравнению: А12(С2Н5)6 + TiCl4 → A12C12(C2H5)4 + TiCl2(C2H5)2TiCl2(C2H5)2 + TiCl4 → 2TiCl3C2H5 (3.11)2TiCl3C2H5 → 2TiCl3 + C4h20 


Аппаратное оформление.По суспензионному методу ПЭВП получают в среде органического растворителя (гексан, бензин и др.) в присутствии катализаторов Циглера-Натты в реакторе объемом 10-40 м3, который представляет собой вертикаль­ный цилиндрический аппарат из нержавеющей стали, в нижней части которого рас­положено барботирующее устройство. Перемешивание реакционной массы прово­дится этиленом, подаваемым через барботеры. При этом часть этилена растворяется в бензине и превращается в полимер под влиянием катализатора.

Реакционный аппарат для получения ПЭ по газофазному методу представляет собой стальную верти­кальную емкость. Например, реактор, установленный на одном из отечественных предприятий имеет диаметр 4,4 м и объем 540 м3. Верхняя часть реактора расширена до 7,3 м, что предотвращает унос образовавшихся частиц полимера за счет уменьшения давления газового потока. В нижней части реактора расположена газораспредели­тельная плита с отверстиями. Поток циркуляционного газа (этилен, если необходи­мо – сомономер, а также азот и водород) непрерывно подается через распредели­тельную решетку. Температура циркуляционного газа регулируется автоматически. Подача газа в реактор осуществляется через компрессор. Для охлаждения выходящего из реактора газа устанавливают холодильник воз­душного охлаждения. Охлажденный до 30-85 °С циркуляционный газ смешивается со свежим этиленом и после добавления необходимого количества водорода вновь подается в реактор.

Условия процесса. ПЭВП при низком давлении по суспензионному методу получают полимеризацией этилена в органическом растворителе непрерывным методом при давлении 0,15-0,5 МПа и температуре 70-80 ºС в присутствии катализаторов Циглера-Натты до степени конверсии этилена 98%. Скорость полимеризации этилена и свойства получаемого ПЭ зависят от концен­трации и активности катализатора, температуры и давления процесса. Оптимальная температура полимеризации 70-80 °С; при дальнейшем ее повышении резко снижа­ется скорость процесса из-за разложения катализатора. Увеличение давления выше 0,5 МПа приводит к значительному ускорению процесса, что затрудняет теплосъем и поддержание заданного режима.  

о газофазному методу полимеризацию этилена проводят в газовой фазе при низ­ком давлении с использованием металлорганических катализаторов на носителях. Наиболее часто применяют катализаторов на основе со­единений хрома, например, хромтитанфторсодержащий катализатор, получаемый последовательным нанесением на пористый порошкообразный силикагель триоксида хрома, тетраизопропоксититана и кремнефторида алюминия с последующим про­каливанием на воздухе при 750-850 ºС. Выход полимера с 1 г катализатора (при температуре полимеризации 85-95 ºС, давлении 2,15 МПа) составляет от 2,2 до 20 кг. Процесс полимеризации ведут при температуре 90-115 °С, давлении 2,1 МПа, расходе циркуляционного газа 475 • 103 – 624 • 103 кг/ч до степени конверсии этилена 97%.

Стадии. Технологический процесс производства ПЭНД суспензионным способом состоит из следующих ос­новных стадий:  

приготовление катализатора, 

полимеризация этилена, 

выделение, промывка и сушка порошка полимера. 

Технологические процессы получения ПЭНД могут несколько различаться по рецеп­турам, технологическим режимам. Приведем описание одной из наиболее известных технологий.

Описание технологического процесса.Суспензионный способ.Катализаторный комплекс А1(С2Н5)2С1•TiCl4 приготавливают смешением ра­створов диэтилалюминийхлорида и тетрахлорида титана в бензине, подаваемых в сме­ситель 1 при 20-25 °С. Его выдерживают в течение 15 мин, а затем разбавляют бензи­ном до концентрации 1 г/л в разбавителе 2. Готовая суспензия катализатора поступает в промежуточную емкость 3, откуда дозирующими насосами непрерывно подается в реактор 4. Туда же непрерывно вводится смесь этилена с водородом (регулято­ром молекулярной массы). Полимеризацию проводят при 70-80 °С и давлении 0,15-0,2 МПа. Конверсия этилена достигает 98 %. Концентрация полиэтилена в сус­пензии в бензине составляет примерно 100 г/л. Производительность реактора 55-60 кг/м3*ч (рис. 1).   

Рис. 1 – Схема производства полиэтилена высокой плотности при низком давлении в при­сутствии четыреххлористого титана и диэтилалюминийхлорида: 1 – смеситель; 2 – разбавитель; 3 – промежуточная емкость; 4 – реактор; 5,7,9 – центрифуги непрерывного действия; 6,8 – аппараты для промывки; 10 – сушилка.  

теплота реакции полимеризации этилена отводится из верхней части реактора путем испарения бензина и уноса части этилена. Пары бензина, охлажденные и скон­денсированные в скруббере с помощью холодного бензина, возвращаются снизу в ре­актор 4, а охлажденный этилен подается вместе со свежим этиленом. Количество подаваемого свежего этилена определяется давлением в реакторе, которое поддер­живают в пределах 0,15-0,2 МПа.

Суспензия ПЭ в бензине из реактора 4 поступает на центрифугу непрерывного действия 5. Отжатый полимер переводят в аппарат 6, в котором при 50-70 °С и пере­мешивании мешалкой со скоростью вращения 1,5 об/с обрабатывают смесью изопропилового спирта с бензином в целях разложения остатка катализатора.

Суспензию ПЭ вновь центрифугируют в центрифуге 7. Спиртобензиновую смесь после нейтрализации направляют на регенерацию, а пасту ПЭ промывают в аппарате 8 свежей порцией спиртобензиновой смеси. Окончательную промывку проводят в центрифуге 9. Отмытый порошок ПЭ сушат горячим азотом в «кипящем» слое в су­шилке 10 до содержания летучих не более 0,2 % и затем подают на «усреднение» и гранулирование.

Для регулирования показателя текучести расплава и молекулярной массы поли­мера в реакционную среду вводят водород, простые эфиры и другие добавки. 

Воспроизводимость процесса обеспечивается автоматическим регулированием постоянства состава и структуры катализатора, а также концентрации раствора и тем­пературы реакции. В этом процессе наряду с высокомолекулярным ПЭ образуется часть низкомолекулярного полимера (до 10 %), так называемого воска, который растворяется в бензине. 

Регенерация бензина или смеси бензина с изопропиловым спиртом заключается в отделении от мелких частичек ПЭ, нейтрализации соляной кислоты, отгонке лету­чих (бензина, изопропилового спирта), их разделении и сушке.

При низком давлении по указанной технологической схеме получают и сополи­меры этилена с пропиленом, содержащие 1-10% (мол.) второго компонента. 

По одной из используемых газофазных технологических схем этилен или его смесь с сомономером непрерывно подается в реактор с псевдоожиженным слоем мелкодисперсного по­лимера. По этому методу полимеризацию проводят в вертикальном цилиндрическом реакторе 1, в который сквозь перфорированную плиту подают этилен (рис. 3.7). Скорость подачи этилена регулируют так, чтобы поддерживать частички катализатора и полимера в зависшем состоянии (псевдосжиженый слой). Для отвода тепла реакции используют большое количество этилена, из которого лишь небольшое количество полимеризуется. Непрореагировавший этилен направляют в воздушный холодильник 5 и в дальнейшем возвращают в процесс. Катализатор в реакторе 1 оседает на частички полимера, который предотвращает вынесение его из аппарата 1 и оказывает содействие увеличению размеров частичек ПЭНД. Для получения полиэтилена с заданной молекулярной массой в полимеризатор подают водород, а для изменения плотности — бутилен и пропилен. Полиэтилен из нижней части реактора циклически, через каждых 6 мин отводят в отделитель 2. Конверсия этилена составляет порядка 97%. В аппарате 2 отделяют от полимера этилен и направляют ПЭНД в емкость 3. После продувки полимера азотом в аппарате 3 он поступает на стабилизацию и грануляцию. На завершаю­щей стадии процесса синтеза к полимеру добавляют стабилизаторы, антистатики и дру­гие добавки в соответствии с рецептурой, отвечающей конкретной марке полимера. 

Рис. 2 – Технологическая схема производства ПЕНД в газовой фазе: 1 – реактор-полимеризатор; 2 – отделитель; 3 – емкость для продувки; 4 – емкость для катализатора; 5 – воздушный холодильник; 6 – циркуляционный компрессор.

 Особенности полимеризации при низком давлении. Суспензионный метод. Особенностью полимеризации этилена при низком давлении является образова­ние полимера в присутствии катализаторов, активность которых зависит от мольного соотношения триэтилалюминия и четыреххлористого титана. Выбор мольного соотношения компонентов катализа­тора определяется требованиями, предъявляемыми к физико-механическим свой­ствам полимера. Для получения ПЭ с молекулярной массой 70 000-350 000, который может перерабатываться методами экструзии и литья под давлением при 200-260 °С, соотношение триэтилалюминия и четыреххлористого титана должно находиться в пре­делах от 1:1 до 1:2. При отношении выше 1:1 получается ПЭ, с трудом подвергаю­щийся экструзии, а при отношениях ниже 1:2 ПЭ становится низкомолекулярным.   

Полимеризация этилена в присутствии катализаторов Циглера-Натты, несмотря на ряд положительных сторон, все же обладает существенными недостатками: 

· огнеопасность, 

· невозможность регенерации применяемого катали­затора, 

· необходимость тщательного удаления следов катализатора, снижающих свето-, термостойкость и диэлектрические свойства ПЭ, 

· применя­ются большие количества бензина и изопропилового спирта, регенерация которых является многостадийной и сложной. 

Газофазным методом получают ПЭ в виде гомополимера или сополимера с небольшими до­бавками второго мономера. Отличительной особенностью процесса является то, что использование различных каталитических систем позволяет получать полимер с раз­личной шириной молекулярно-массового распределения, различными молекуляр­ной массой и показателем текучести расплава (ПТР в пределах от 0,2 до 60 г/10 мин), с более широким, чем у суспензионного ПЭ, диапазоном по плотности (от 943 до 965 кг/м3). По теплофизическим свойствам, химической стойкости ПЭ, получен­ный газофазным методом, аналогичен ПЭ, получаемому суспензионным методом. 

В современных производствах ПЭВП выпускается главным образом в виде гра­нул и используется как для непосредственного производства широкого ассортимента изделий, так и для получения различных композиционных пластмасс со специальны­ми свойствами. 

Разновидностями ПЭВП являются полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (ПЭСВММ), у ко­торого молекулярная масса составляет порядка 1 000 000 г/моль. 

Для получения СВМПЭ наиболее широко используют катализаторы циглеровского типа, в частности высокоактивные нанесенные на носитель катализаторы циглеровского типа. Существенное влияние на молекулярную массу и морфологию СВМПЭ оказывают также условия проведения процесса полимеризации, в частности температура полимеризации. При использовании нанесенных катализаторов циглеровского типа для получения СВМПЭ полимеризацию этилена обычно проводят при температурах не выше 70 oC. Описан способ получения СВМПЭ на нанесенном катализаторе, являющемся продуктом взаимодействия дихлорида магния (носитель) с тетраалкоксидом титана, кремнийорганическим соединением и трихлоридом алюминия. Известен способ получения порошка СВМПЭ со сверхтонким размером частиц (средний размер частиц менее 80 мкм). Для этого используют катализатор, получаемый взаимодействием раствора комплекса хлорида магния со спиртом с тетрахлоридом титана в присутствии этилбензоата. Молекулярная масса полиэтилена заметно увеличивается при снижении температуры полимеризации, поэтому для получения СВМПЭ с молекулярной массой более 3•106 необходимо проводить полимеризацию при достаточно низких температурах в области 40-60 oC.       

Производство полиэтилена низкого давления (высокой плотности) в жидкой фазе и газовой фазе

Молекулярная масса полиэтилена, получаемого по классическому способу полимеризации этилена при высоком давлении, не превышает 500 000. Это объясняется высокой скоростью обрыва растущих макроцепей при реакциях их рекомбинации и диспропорционирования, небольшим временем жизни полимерных радикалов в условиях синтеза полиэтилена (200 – 300 0С, 100 – 400 МПа).

Комплексные металлоорганические катализаторы позволяют проводить полимеризацию этилена при низких давлениях и получать полиэтилен с более высокой молекулярной массой и степенью полимеризации.

В макромолекулах, полученных по данному методу, содержится меньшее по сравнению с полиэтиленом высокого давления количество коротких боковых ответвлений. Макромолекулы полиэтилена низкого давления также содержат ненасыщенные связи.

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) является неполярным кристаллическим полимером (степень кристалличности 70 – 80 %) с температурой плавления 110 – 120 0С. Молекулярная масса промышленных марок – 50 000 – 800 000. По достижении молекулярной массы 2 000 000 полиэтилен низкого давления теряет текучесть (это высокомолекулярный и сверхвысокомолекулярный полиэтилен). Такой полимер перерабатывается прессованием.

В общем виде к катализаторам Циглера-Натта относятся комплексные металлоорганические системы, образуемые взаимодействием двух или более компонентов, одним из которых является соединение переходного металла IV – VIII групп Периодической системы (обычно титана), вторым – органическое соединение металла главных подгрупп I – III групп (обычно алюминия). Общим для таких систем является наличие химической связи между атомами переходного металла и углерода. В процессе полимеризации этилена различие каталитических систем проявляется как в их различной активности, так и в получении полимеров с различными молекулярно-массовыми характеристиками.

Разработка каталитических систем, обладающих необходимой активностью и селективностью, проводится на основании механизма их действия: строения активных центров (АЦ), роли каждого компонента каталитического комплекса, места роста макроцепей, механизма их обрыва.

Образование АЦ со связью металл-углерод происходит в результате взаимодействия титанового соединения с алкил-алюминнием по следующей схеме:

Al(Alk)3 + TiCl4 → Al(Alk)2Cl + TiCl3(Alk)

2Al(Alk)3 + TiCl4 → 2Al(Alk)2Cl + TiCl2(Alk)2

Восстановление Ti4+ может происходить и глубже до образования двух- и менее валентного титана. Степень восстановления зависит от природы используемого алюминийорганического соединения (АОС), мольного отношения реагентов, от времени и температуры. Образующиеся галогеналькильные соединения титана со связью металл-углерод весьма не стабильны и разрушаются по этой связи. В случае этил-производных:


2TiCl3 → 2TiCl3 + C2H4 + C2H6

Реакция роста полимерных цепей на АЦ металлоорганических комплексных катализаторов осуществляется в две стадии: первая стадия – координация мономера с активным центром, при этом осуществляется активация мономера за счет увеличения длины С–С-связи олефина, происходит её ослабление:

вторая стадия – введение молекулы мономера по связи металл-углерод и последующая перегруппировка:

и далее:

Прочность связи металл-углерод в АЦ должна быть оптимальной: слишком прочная связь затрудняет внедрение по ней олефина, слишком неустойчивая разрушается раньше, чем происходит реакция внедрения. Скорость роста макромолекулы существенно зависит также от размера лигандов: слишком большие лиганды могут привести к пространственным затруднениям при координации у АЦ. Подбирая соответствующие лиганды, можно в значительной степени варьировать активность катализатора.

Молекулярная масса ПЭНД определяется отношением скорости роста макроцепей к скорости их ограничения (за счет обрыва или переноса). Для ионно-координационной полимеризации характерны следующие механизмы реакций обрыва: обрыв на алкиле металла, обрыв на мономере, спонтанный обрыв. При этих реакциях происходит обрыв лишь материальной цепи, так как ограничение цепи сопровождается переносом. Кинетическая цепь при этом продолжает существовать.

Спонтанный обрыв осуществляется за счет перехода атома водорода этиленового звена, находящегося в β-положении относительно металла, от углерода к металлу. Образующиеся в результате такого процесса металл-гидриды обладают пониженной полимеризационной активностью, однако при взаимодействии с олефинами или алкил-алюминием связь металл-углерод регенерируется.


Вероятность β-гидридного переноса при спонтанном обрыве или при обрыве цепи на мономере определяется природой металла и связанных с ним лигандов, а также степенью окисления металла. Более высокая степень окисления способствует протеканию реакции переноса, и поэтому при одинаковых условиях проведения процесса полимеризации катализатор Циглера-Натта, содержащий Ti4+ приводит к образованию полимера с меньшей молекулярной массой, чем катализатор, содержащий Ti3+. Электроноакцепторные лиганды увеличивают относительную частоту протекания реакции β-гидридного переноса и, следовательно, понижают молекулярную массу полимера. Так, если заменить в соединении титана в АЦ сильный донорный лиганд (например, C2H5O) на атом хлора, то молекулярная масса полиэтилена понизится. На этом явлении основан способ регулирования молекулярной массы полимера добавлением к катализатору различных модификаторов.

Также, для контроля молекулярной массы получаемого ПЭНД применяют регуляторы молекулярной массы, оказывающие влияние на процессы обрыва цепи. Водород, например, взаимодействует с АЦ на конце растущей полимерной цепи с образованием гидрида металла. Отделившаяся при этом от АЦ макромолекула будет иметь на конце метильную группу. Соответственно, чем выше концентрация водорода в смеси с этиленов, тем ниже степень полимеризации получаемого ПЭНД.

Помимо классических катализаторов Циглера-Натта, для получения полиэтилена низкого давления используются нанесённые катализаторы, носителем которых являются чаще всего оксиды и галогениды магния. В таком состоянии переходный металл сохраняет высшую степень окисления, с чем связана постоянная высокая активность катализатора в течение длительного времени. Нанесённые катализаторы позволяют получать полиэтилен с более узким молекулярно-массовым распределением (ММР), чем классические катализаторы Циглера – Натта за счёт большей степени однородности АЦ. Если оценивать полидисперсность отношением среднемасоовой (Mω( к среднечисленной (Мn) молекулярной массе, то для классических катализаторов это соотношение составит от 5 до 20, а для нанесённых от 2 до 4. Также, на нанесённых катализаторах значение константы скорости роста полимерной цепи значительно больше константы скорости обрыва, маловероятно ограничение роста цепи за счёт бимолекулярного обрыва. Поэтому в отсутствии специально добавляемых агентов обрыва цепей катализаторы на носителях позволяют получать сверхвысокомолекулярный полиэтилен с молекулярной массой до 4 000 000 и более.

Полиэтилен низкого давления получают полимеризацией этилена при давлении 0,3 – 0,5 МПа и температурах 70 – 80 0С в среде органического растворителя (бензина и др.). Полимеризация проводится в присутствии катализатора Циглера – Натта (диэтидалюминийхлорида и тетрахлорида титана). Соотношение алкилалюминия к тетрахлориду титана составляет от 1:1 до 1:2.

Каталитический комплекс легко разрушается под влиянием кислорода воздуха и влаги, поэтому полимеризацию проводят в атмосфереазота в среде обезвоженного растворителя.

В промышленности полиэтилен получают по полунепрерывной схеме в присутствии каталитической системы Al(C2H5)2Cl/TiCl4. Применение диэтилалюминийхлорида более предпочтительно чем триэтилалюминия, так как он легче поддаётся очистке, имеет более низкую стоимость и менее огнеопасен.

Технологический процесс производства полиэтилена при низком давлении в жидкой фазе состоит из следующих стадий:

· приготовление каталитического комплекса,

· полимеризация этилена,

· промывка,

· выделение и сушка полимера.

По данной схеме стадии полимеризации этилена, выделения и сушки полимера осуществляются непрерывно.

Каталитический комплекс приготавливается путём смешения растворов диэтилалюминийхлорида и тетрахлорида титана в бензине, подаваемых их мерников 1 и 2 в смеситель 3 при 25 – 50 0С. Полученный комплекс выдерживают в течение 15 минут, а затем разбавляют в аппарате 4 до концентрации 1 кг/м3 бензином, поступающем через счётчик.

Готовая суспензия катализатора поступает в промежуточную ёмкость 5, откуда дозирующими насосами непрерывно подаётся в полимеризатор 6. Туда же подаётся смесь свежего этилена с водородом через регулятор расхода или счётчик.

Полимеризация этилена проводится по режиму:

Температура, 0С 70 – 80
Давление, МПа 0,15 – 0,2
Концентрация катализатора в бензине, кг/м3 Около 1
Степень конверсии этилена, % Около 98
Суммарная степень конверсии этилена, % 95 – 98
Концентрация полиэтилена на выходе из аппарата, кг/м3  

Тепловой эффект реакции полимеризации этилена составляет 345 кДж/кг. В связи с плохой теплопроводностью стенок реактора из-за налипания на них полиэтилена, съём тепла осуществляется циркуляцией парогазовой смеси этилен – бензин с помощью газодувки 7 и бензина с помощью насоса 8. Нагретая парогазовая смесь поступает в скуббер 9, в котором за счёт непосредственного контакта с холодным бензином охлаждается и очищается от частиц полимера, вынесенных из полимеризатора 6.

Бензин (конденсат) из скуббера 9 насосом 8 подаётся через холодильник 10 (и счётчик) на орошение скуббера и в полимеризатор. Охлаждённый этилен из скуббера 9 через газоотделитель 11 поступает в полимеризатор 6. Количество свежего этилена регулируется давлением в полимеризаторе.

Суспензия полиэтилена в бензине поступает в аппарат 13, в котором она обрабатывается изопропиловым спиртом для разложения остатков каталитического комплекса. Компоненты катализатора в форме алкоголятов переходят в раствори вместе с разбавителем поступают на центрифугу. Полимер отделяется от спирто-бензиновой смеси на центрифугах непрерывного действия 14.

Спирто-бензиновая смесь из центрифуги 14 поступает в аппарат 15 для нейтрализации с помощью 20 %-ного раствора изопропилата натрия, а затем – на регенерацию.

Пасту полиэтилена из центрифуги 14 подают в промыватель 16. Окончательно полимер промывают на центрифуге 17 регенерированным растворителем или водой до содержания золы в полимере не более 0,05 % и подают на сушку. Сушка осуществляется в агрегате непрерывного действия 18 в кипящем слое горячим азотом до содержания влаги в полимере не более 0,1 %. Высушенный полимер поступает на грануляцию и упаковку.

Рис. 2. Схема процесса производства полиэтилена низкого давления в жидкой фазе

1 – весовой мерник диэтилалюминийхлорида; 2 – весовой мерник тетрахлорида титана; 3 – смеситель каталитического комплекса; 4 – аппарат для разбавления комплекса; 5 – промежуточная ёмкость; 6 – полимеризатор; 7 – газодувка; 8 – центробежный насос; 9 – скуббер; 10 – холодильник кожухотрубный; 11 – газоотделитель; 12 – сборник суспензии; 13 – аппарат для разложения катализатора; 14, 17 – центрифуги; 15 – аппарат для нейтрализации спирто-бензиновой смеси; 16 – промыватель; 18 – сушилка с кипящим слоем.

Триэтилалюминий и диэтилалюминийхлорид – горючие и взрывоопасные продукты, самовоспламеняющиеся на воздухе; с водой бурно реагируют, причём реакция идёт со взрывом. Поэтому при хранении этих веществ должна быть обеспечена надёжная изоляция их от воздуха и влаги. В больших количествах катализаторы хранятся в виде разбавленных растворах в углеводороде (бензине, не содержащем влаги и тетраэтилсвинца). Четырёххлористый титан представляет собой бесцветную жидкость с температурой кипения 136 0С, дымящую на воздухе и разлагающуюся в присутствии влаги. Для полимеризации он, также как и триэтилалюминий, применяется в виде раствора в углеводороде (например, в бензине), не содержащем влаги. Применяемый для полимеризации этилен во избежание взрыва не должен содержать влаги и кислорода, а также примеси ацетилена. По этим же причинам бензин, используемый в процессе полимеризации как растворитель, должен быть совершенно сухим.

Полиэтилен низкого давления получают полимеризацией этилена в газовой фазе при давлении 2,2 МПа и температуре 100 – 105 0С в присутствии хромоорганических катализаторов на силикатных носителях. Наибольшее распространение получила каталитическая система хромцен – дициклопентадиенилхромат

CH=CH\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\CH=CH

CH=CH ///////////////////// CH=CH

нанесённый на активированный силикагель;

силилхромат – бис(трифенилсилилокси)хромат [(C6H5)3]CrO2, восстановленный алюминийалкилом и нанесённый на активированный силикагель.

Активность катализатора в процессе полимеризации определяется чистотой хромоорганических компонентов, удельной поверхностью насителя, объёмом пор и их среднем диаметром. Хромцен приобретает активность в результате хемосорбции на силикагеле. Каталитическая активность бис(трифенилсилил)хромата, нанесённого на SiO2, значительно возрастает при обработке его алкилалюминием, например диэтилалюминийэтоксидоим Al(C2H5)2OC2H5.

В Советском Союзе освоен промышленный способ получения полиэтилена низкого давления в газовой фазе. Технологический процесс состоит из стадий:

· очистка газов,

· приготовление катализатора,

· получение полиэтилена,

· стабилизация и грануляция.

Тонкая очистка этилена и других газов проводится для предотвращения отравления катализатора и получения полиэтилена с заданными свойствами. Приготовление катализатора включает активацию силикатного носителя, получение хроморганических компонентов (хромацена и силилхромата), нанесение 6 % хромацена и 6 % силилхромата на активированный носитель – силикагель. Процесс осуществляется в среде изопентана.

От условий проведения активации силикагеля зависит содержание в нём гидроксильных групп, за счёт взаимодействия с которыми образуется химическая связь хромоцена с носителем. Для предотвращения образования циклических структур содержание гидроксильных групп в носителе должно быть минимальным. Это достигается дегидрадацией силикагеля при высоких температурах (600 – 800 0С). Активацию силикагеля-носителя при высоких температурах проводят в кипящем слое, создаваемым осушенным воздухом с последующей заменой воздуха азотом. Активированный силикагель получают в виде порошка.

Для нанесения хроморганических компонентов на силикагельный носитель активированный диоксид кремния подают в смеситель, в который дозируют очищенный изопентан, силилхромат и раствор диэтилалюминийэтоксида в изопентане или раствор хромцена и тетрагидрофуран. Очищенный и высушенный катализатор в виде порошка выгружают в ёмкость, из которой пневмотранспортом передают на полимеризацию в реактор.

На рис. Приведена схема получения полиэтилена низкого давления в газовой фазе.

Рис. Схема производства полиэтилена низкого давления в газовой фазе.

1 – реактор-полимеризатор; 2 – отделитель; 3 – ёмкость для продувки; 4 – ёмкость для катализатора; 5 – воздушный холодильник; 6 – циркуляционный компрессор.

Полимеризацию этилена проводят в реакторе – полимеризаторе 1, который представляет собой полую колонну высотой 25 м, нижним диаметром 4 м и верхнем диаметром 8 м. Единичная мощность реактора – 70 тыс. т полиэтилена в год. В реактор полимеризации из ёмкости 4 пневмотранспортом с помощью очищенного азота высокого давления подаётся порошковый катализатор. Количество подаваемого катализатора регулируется роторным дозатором. Для получения полимера заданной молекулярной массы в реактор вводят водород, а для изменения плотности – бутилен или пропилен.

В нижней части реактора имеется перфорированная решётка для равномерного распределения подаваемого этилена и создания кипящего слоя, а в верхней части – расширенная зона, предназначенная для снижения скорости газа и улавливания основной массы частиц полимера. Теплота реакции отводится за счёт циркуляции газа, охлаждаемого в воздушном холодильнике 5. Циркуляция газа происходит за счёт компрессора 6. Образующийся полиэтилен накапливается в нижней части реактора. Степень превращения этилена составляет 97 %. Выгрузка полиэтилена из реактора циклическая – время цикла 6 мин.

Полимер после выгрузки из реактора поступает в отделитель 2, в котором полиэтилен отделяется от непрореагирующего этилена. Этилен направляется на очистку и возвращается в цикл, а полиэтилен поступает в ёмкость 3 для продувки инертным газом (азотом), продувной газ выходит через фильтр для улавливания мелких частиц полиэтилена.

Далее полиэтилен смешивают со стабилизаторами (для повышения устойчивости к воздействию повышенных температур, УФ – излучения), а затем поступает на грануляцию, расфасовку и упаковку.

Полиэтилен низкого давления более устойчив к действию растворителей, агрессивных сред, чем полиэтилен высокого давления. Тем не менее в полиэтилен низкого давления вводят термо-, светостабилизаторы и антиоксиданты (те же, что и для полиэтилена высокого давления).

Полиэтилен низкого давления представляет собой конструкционный материал с гораздо более высокими физико – механическими свойствами, теплостойкостью, твёрдостью, морозостойкостью, чем полиэтилен высокого давления.

Диэлектрические свойства полиэтилена высокого и низкого давления близки, однако присутствие в полиэтилене низкого давления остатков катализатора несколько снижает изоляционные характеристики. Наличие следов катализатора не позволяет рекомендовать полиэтилен низкого давления для формования изделий, контактирующих с пищевыми продуктами (нужна специальная обработка). Полиэтилен низкого давления более склонен к растрескиванию под воздействием напряжений, чем полиэтилен высокого давления.

Полиэтилен среднего давления (высокой плотности)

Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) получают полимеризацией этилена в растворителе при 130 – 150 0С и давлении 3,5 – 4 МПа в присутствии катализаторов, представляющих собой оксиды металлов переменной валентности (Cr, Mo, V), нанесённых на алюмосиликат, который обычно содержит 75 – 90 % диоксида кремния.

Оксидный хромовый катализатор готовят путём пропитки алюмосиликатного носителя водным раствором триоксида хрома (CrO3). Пропитанный оксидом хрома носитель сушат при 100 – 200 0С. Оптимальное количество оксида хрома составляет 5 – 6 %.

Для увеличения активности катализатор перед использованием подвергают активации путём нагревания его взвеси в сухом воздухе в течение 5 ч при 500 – 550 0С. В этих условиях 80 – 90 % хрома остаётся в шестивалентном состоянии. Активированный катализатор охлаждают сухим воздухом и хранят в герметичной таре.

Процесс получения полиэтилена среднего давления состоит из следующих стадий:

· подготовка исходного сырья (этилена, катализатора и растворителя),

· полимеризация этилена,

· концентрирование раствора полиэтилена,

· выделение и грануляция полимера,

· регенерация растворителя и катализатора.

К достоинствам производства полиэтилена среднего давления на оксиднометаллических катализаторах относится меньшая токсичностьи большая безопасность применяемых катализаторов по сравнению с металлоорганическими катализаторами, а также возможность их многократной регенерации.

К недостаткам способа относится необходимость проведения дополнительных операций, связанных с выделением и очисткой полимера, большим расходом растворителя и его регенерацией, что усложняет производственный процесс.

Полиэтилен среднего давления – линейный гибкоцепной полимер со строением звена аналогично полиэтилену высокого давления. В промышленности полиэтилен среднего давления получают полимеризацией этилена в растворителе в присутствии оксидов кобальта, молибдена, вольфрама при температуре 130 – 170 0С и давлении 3,5 – 4,0 МПа (метод Филлипса).

Разветвлённось полиэтилена среднего давления ещё ниже, чем у полиэтилена низкого давления. Полиэтилен среднего давления обладает наибольшей среди полиэтиленов плотностью, его температура плавления –128 – 132 0С.

Химическая стойкость и физико-механические показатели выше, чем у полиэтилена высокого давления и полиэтилена низкого давления, а диэлектрические и теплофизические свойства – как у полиэтилена низкого давления.

Полиэтилен среднего давления – конструкционный материал общетехнического назначения (трубные системы, соединительные детали).

Сравнительные свойства конструкционных материалов на основе полиэтилена представлены в табл. .

Табл. . Свойства конструкционных материалов на основе полиэтилена

показатель ПЭВД ПЭНД ПЭСД
плотность, кг/м3 918–930 954–960 960–968
Тпл., 0С 103–110 132–124 135–128
Тхр., 0С –120– (–80) –55– (–120) –140– (–70)
Прочность при разрыве МПа 10–17 18–45 18–40
водопоглощение % 0,02 0,005 0,01
удлинение при разрыве,% 500–800 50–1200 50–900

Технология получения полиэтилена высокого и низкого давления

Полиэтилен – самый распространенный в мире полимер, который выпускается двумя способами: при высоком и низком давлении. Разница между этими двумя материалами весьма существенна. Полиэтилен низкого давления отличается высокой плотностью и улучшенными эксплуатационными свойствами, а высокого давления имеет меньшую плотность, более эластичный и мягкий.

Как получают полиэтилен низкого давления?

Синтез данного материала стал возможен только после открытия катализатора Циглера – Натты. Эти два выдающихся химика конкурировали друг с другом, и их исследовательские команды независимо и почти одновременно смогли получить металлорганические катализаторы, запустившие настоящую революцию в синтезе полимеров.

В целом гранулы ПНД синтезируются следующим образом:

  • В реактор загружается раствор этилена в гексане. Это наиболее распространенный и экономически оправданный способ, хотя возможна полимеризация суспензии и газовой фазы.
  • Раствор разогревается до температуры от 160 до 2500 градусов под давлением до 5,3 Мпа, чаще всего даже менее 1 Мпа. На 10 – 15 минут раствор контактирует с катализатором.
  • Спустя 15 минут полимеризация происходит, однако чистый полимер нужно выделить из раствора, очистив его от примесей. Этот процесс происходит в испарителе, а затем – в сепараторе.
  • Финальный этап – грануляция. Формируются гранулы округлой формы, пропариваются водяным паром, остывают и ссыпаются в специальную тару.

В результате добывается готовый к дальнейшей переработки материал. Отметим, что для достижения нужных характеристик могут добавляться дополнительные присадки.

Особенности технологии полиэтилена высокого давления

В свою очередь ПВД получают без катализатора, а температурные параметры существенно отличаются. Для полимеризации используется газ этилен, он подается в автоклавный или трубчатый реактор и разогревается до температуры 300 градусов. Добавляется инициатор – кислород и органические пероксиды.

С помощь компрессора нагнетается давление около 25 Мпа, после чего сырье перемещается во вторую часть реактора, где давление увеличивается до 130 – 250 Мпа, а температура снижается ориентировочно до 190 градусов. В результате запускается радикальный механизм полимеризации. После прохождения реакции сырье очищается от остатков этилена, гранулируется и упаковывается.

Полиэтилен — самый дешевый неполярный синтетический полимер из класса полиолефинов, представляющий из себя твердое белое вещество с сероватым оттенком.

Производством полиэтилена занимаются практически все крупнейшие компании нефтехимической промышленности. Основным сырьем для него является этилен. Синтезируют полиэтилен при низком, среднем и высоком давлениях. В основном полиэтилен выпускают в гранулах диаметром от 2 до 5 мм, намного реже в виде порошка.

Существует четыре основных способа производства полиэтилена, с помощью которых получают:

  • полиэтилен высокого давления (ПВД)
  • полиэтилен низкого давления (ПНД)
  • полиэтилен среднего давления (ПСД)
  • линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД)

Производство полиэтилена высокого давления (ПВД) или низкой плотности (ПНП)

В промышленности ПВД получают при высоком давлении путем полимеризации этилена в автоклаве или в трубчатом реакторе. Процесс в реакторе происходит по радикальному механизму под действием кислорода, органических пероксидов (лаурил, бензоил) или их смесей. Смешанный с инициатором, нагретый до семисот градусов и сжатый компрессором до двадцати пяти мегапаскаль, этилен сначала поступает в первую часть реактора, где разогревается до тысяча восемьсот градусов, а потом во вторую — для полимеризации при температуре от 190 до 300 градусов и давлении от 130 до 250 мегапаскалей. В среднем этилен находится в реакторе от 70 до 100 секунд. Степень превращения до двадцати процентов, все зависит от типа и количества инициатора. Из полученного полиэтилена удаляют не прореагировавший этилен, затем его охлаждают и гранулируют. Гранулы подсушивают и упаковывают. Товарный ПВД выпускают в виде неокрашенных и окрашенных гранул.

Производство полиэтилена низкого давления (ПНД) или высокой плотности (ПВП)

ПНД получают в промышленности с помощью низкого давлении. Для этого используют три основных технологии:

  • полимеризация происходит в суспензии
  • полимеризация происходит в растворе (гексане)
  • газофазная полимеризация

Самый распространенный способ — это полимеризация в растворе.

Полимеризация в растворе проводится при температуре от 160 до 2500 градусов и давлении от 3,4 до 5,3 мегапаскалей, контакт с катализатором происходит в течении 10-15 минут. Выделяется полиэтилен из раствора с помощью удаления растворителя: сначала в испарителе, потом в сепараторе и затем в вакуумной камере гранулятора. Гранулированный полиэтилен пропаривается водяным паром (температура, превышающая температуру плавления полиэтилена). Товарный ПНД выпускают в виде неокрашенных и окрашенных гранул и иногда в порошке.

Производство полиэтилена среднего давления (ПСД)

ПСД получают в промышленности при среднем давлении путем полимеризации этилена в растворе. Полиэтилен СД образуется при:

  • температуре — 150 градусов
  • давление до 4 мегапаскалей
  • наличие катализатора (Циглера-Натта)

ПСД из раствора выпадает в виде хлопьев.

Полиэтилен, полученный таким образом, имеет:

  1. средневесовой молекулярный вес до 400 000
  2. степень кристалличности до 90 процентов

Производство линейного полиэтилена высокого давления (ЛПВД) или низкой плотности (ЛПНП)

Линейный полиэтилен высокого давления получают с помощью химической модификации ПВД (при температуре в 150 градусов и 30-40 атмосферах).

ЛПНП по структуре подобен ПЭВП, но имеет более длинные и многочисленные боковые ответвления. Производство линейного полиэтилена происходит двумя способами:

  • газофазная полимеризация
  • полимеризация в жидкой фазе — наиболее популярный

Производство линейного полиэтилена вторым способом происходит в реакторе с сжиженным слоем. В основание реактора подается этилен, полимер же отводят непрерывно, при этом постоянно сохраняя в реакторе уровень сжиженного слоя. Условия: температура около ста градусов, давление от 689 до 2068 кН/м2. Эффективность способа полимеризации в жидкой фазе ниже (два процента превращения за цикл), чем у газофазного (до тридцати процентов превращения за цикл). Однако данный способ имеет и свои плюсы — размер установки значительно меньшее, чем у оборудования для газофазной полимеризации, и существенно ниже капиталовложения. Практически идентичным является способ в реакторе с устройством для перемешивания с использованием циглеровских катализаторов. Пари этом получается наиболее высокий выход.

С недавних пор для производства линейного полиэтилена начали применять технологию, в которой используются металлоценовые катализаторы. Данная технология позволяет получить более высокую молекулярную массу полимера, что способствует увеличению прочности изделия.

ПВД, ПНД, ПСД и ЛПВД отличаются друг от друга и по своей структуре и по своим свойствам, соответственно, и применяются они для решения различных задач.

На ряду с выше перечисленными способами полимеризации этилена существуют и другие, однако промышленного распространения они не получили.

Полиэтилен — полимер , синтезируемый путем полимеризации этилена в различных условиях и при разных катализаторах. В зависимости от температуры, давления и присутствия разных катализаторов возможно получение материалов с принципиально различными свойствами.

Сырье для изготовления полиэтилена

  • Мономер — этилен. Представляет собой простейший олефин (или алкен), при комнатной температуре это бесцветный горючий газ, который легче воздуха.
  • Вещества, необходимые для прохождения реакции. Для полиэтилена высокого давления (ПВД) может применяться кислород или пероксид в качестве инициатора реакции полимеризации. Для полиэтилена низкого давления (ПНД) используют катализаторы Циглера — Натты.
  • Другие мономеры, которые могут участвовать в реакции при изготовлении сополимеров этилена с улучшенными свойствами. Например, бутен или гексен.
  • Присадки и вспомогательные вещества, которые модифицируют итоговые товарные свойства материала. К примеру, некоторые присадки увеличивают долговечность материала, некоторые — ускоряют процесс кристаллизации и т.п.

На практике встречается три вида полиэтилена: низкого, среднего и высокого давления. Принципиальная разница существует между материалом низкого и высокого давления, полиэтилен среднего давления можно считать разновидностью ПНД. Потому рассматривать стоит два кардинально различных процесса полимеризации:

  • Полиэтилен высокого давления (или низкой плотности) получают при температуре не менее 200 °C, при давлении от 150 до 300 МПа, в присутствии инициатора кислорода. В промышленных условиях применяют автоклавы и трубчатые реакторы. Полимеризация проходит в расплаве. Получаемое жидкое сырье гранулируют, на выходе получают небольшие белые гранулы.
  • Полиэтилен низкого давления (или высокой плотности) изготавливается при температуре 100 — 150 °C при давлении до 4 МПа. Обязательное условие прохождения реакции — присутствие катализатора Циглера – Натты, в промышленных условиях чаще всего применяется смесь хлорида титана и триэтилалюминий или другие алкилпроизводные вещества. Чаще всего полимеризация проходит в растворе гексана. После прохождения полимеризации вещество проходит грануляцию в вакуумных условиях, приобретая товарную форму.

Технология производства линейного полиэтилена средней плотности и низкой плотности

Отдельно следует сказать о производстве линейного полиэтилена . Он отличается от обычного полимера тем, что имеет особую структуру: большое количество коротких молекулярных цепочек, дающих материалу особые свойства. Продукт сочетает эластичность, легкость и увеличенную прочность.

Процесс производства предполагает присутствие других мономеров для реакции сополимеризации, чаще всего — бутена или гексена, в редких случаях — октена. Наиболее эффективный способ производства — полимеризация в жидкой фазе, в реакторе с температурой около 100 °C. Для повышения плотности линейного полиэтилена применяют металлоценовые катализаторы.

Полиэтилен занимает первое место в мировом производстве полимеров, синтезируемых методом полимеризации. Одним из методов производства является полимеризация этилена под высоким давлением. Этилен получают пиролизом предельных углеводородов в печах пиролиза с получением пирогаза.

Производством полиэтилена занимаются все крупные компании нефтехимической промышленности. Главным сырьем, из которого получают полиэтилен, является этилен. Производство осуществляется при низком, среднем и высоком давлениях. Как правило, он выпускается в гранулах, которые имеют диаметр от 2 до 5 миллиметров, иногда в виде порошка. На сегодняшний день известны четыре основных способа производства полиэтилена. В результате, получают:

  1. полиэтилен высокого давления (ПВД)
  2. полиэтилен низкого давления (ПНД)
  3. полиэтилен среднего давления (ПСД)
  4. линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД)

Полиэтилен высокого давления давления образуется при высоком давлении в результате полимеризации этилена, компримированного до высокого давления, в автоклаве или в трубчатом реакторе. Полимеризация в реакторе осуществляется по радикальному механизму под воздействием кислорода, органических пероксидов, ими являются лаурил, бензоил или их смесей. Этилен смешивают с инициатором, затем нагревают до 700°С и сжимают компрессором до 25 МПа. После этого он поступает в первую часть реактора, в которой его нагревают до 1 800°С, а потом во вторую часть реактора для осуществления полимеризации, которая происходит при температуре в пределах от 190 до 300°С и давлении от 130 до 250 МПа. Всего этилен находится в реакторе не более 100 секунд. Степень его превращения составляет 25%. Она зависит от типа и количества инициатора. Из полученного полиэтилена удаляется тот этилен, который не прореагировал, после чего продукт охлаждают и упаковывают. ПВД производят в виде как неокрашенных, так и окрашенных гранул.

Производство полиэтилена низкого давления осуществляется по трем основным технологиям:

  • Полимеризация, происходящая в суспензии
  • Полимеризация, происходящая в растворе. Таким раствором служит гексан
  • Газофазная полимеризация

Наиболее распространенным способом считается полимеризация в растворе . Полимеризация в растворе осуществляется в температурном промежутке от 160 до 2 500°С и давлении от 3,4 до 5,3 МПа. Контакт с катализатором осуществляется примерно на протяжении 10-15 минут. Выделение полиэтилена из раствора производится удалением растворителя сначала в испарителе, а после этого в сепараторе и в вакуумной камере гранулятора. Гранулированный полиэтилен пропаривается водяным паром. ПНД производится в виде как неокрашенных, так и окрашенных гранул, а иногда и в порошке.

Производство полиэтилена среднего давления осуществляется в результате полимеризации этилена в растворе. Полиэтилен среднего давления получается при температуре примерно 150°С, под давлением не более 4 МПа, в присутствии катализатора. ПСД из раствора выпадает в виде хлопьев. Продукт, полученный вышеописанным образом, отличается средневесовым молекулярным весом не более 400 тысяч, степенью кристалличности не более 90%.

Производство линейного полиэтилена высокого давления осуществляется при помощи химической модификации ПВД. Процесс происходит при температуре 150°С и примерно 3,0-4,0 МПа. Линейный полиэтилен низкой плотности по своей структуре напоминает полиэтилен высокой плотности, однако он отличается более длинными и многочисленными боковыми ответвлениями. Производство линейного полиэтилена выполняется двумя способами:

  • Газофазная полимеризация
  • Полимеризация в жидкой фазе — наиболее популярный в настоящее время способ. Она осуществляется в реакторе со сжиженным слоем. В реактор непрерывно подается этилен и отводится полимер с сохранением в реакторе постоянного уровня сжиженного слоя. Процесс происходит при температуре около 100°С, давлении от 0,689 до 2,068 МПа

Эффективность данного способа полимеризации в жидкой фазе ниже, чем у газофазного, однако для него характерны и свои плюсы, а именно: размер установки намного меньше, чем у оборудования для газофазной полимеризации, и гораздо ниже капиталовложения.

Практически аналогичным является способ в реакторе с устройством для перемешивания с применением циглеровских катализаторов. При этом образуется максимальный выход продукта. Не так давно для производства линейного полиэтилена стали использовать технологию, в результате которой применяются металлоценовые катализаторы. Такая технология дает возможность получить более высокую молекулярную массу полимера, благодаря чему возрастает прочность изделия. ПВД, ПНД, ПСД и ЛПВД отличаются друг от друга, как по своей структуре, так и по свойствам, соответственно, и используются они для решения различных задач. Кроме вышеперечисленных способов полимеризации этилена имеются и иные, только в промышленности они распространения не получили.

На сегодняшний день полимер выпускается двух основных марок ПВД и ПНД.

Существуют и другие виды полиэтилена, каждый из которых имеет свои свойства и сферу применения. В гранулированный полимер в процессе производства добавляются различные красители, позволяющие получить черный полиэтилен, красный или любого другого цвета.

Получение полиэтилена высокого давления происходит в автоклавах, трубчатых реакторах. Марок ПВД изготовленных в автоклаве, согласно ГОСТу, существует восемь. Из трубчатого реактора получают двадцать один тип полиэтилена высокого давления.

Для синтеза ПНД требуется соблюдение следующих условий:

  1. температурный режим — от 200 до 250°С
  2. катализатор — чистый кислород, пероксид (органический)
  3. давление от 150 до 300 МПа

Полимеризированная масса в первой фазе имеет жидкое состояние, после чего перемещается в сепаратор, далее в гранулятор, где происходит формовка гранул готового материала. Качества ПЭВД используются для производства упаковочных пленок, термопленок, многослойной упаковки. Также полиэтилен высокого давления применяется в автомобильной, химической, пищевой промышленностях. Из него делают качественные прочные трубы, используемые в жилом секторе.

Важнейшими задачами предприятий по производству полиэтилена являются модернизация оборудования, совершенствование технологии пиролиза, конверсии, повышение мощности производства. В этом направлении «ЛЕННИИХИММАШ» выполняет следующие виды работ :

  • разработка оборудования для оснащения печей пиролиза при их модернизации
  • обследование существующего состояния предприятия
  • анализ, технико-экономическое обоснование и выбор оптимального варианта реконструкции
  • модернизация оборудования
  • проектирование зданий и сооружений

Основное оборудование производства полиэтилена:

  • реакторный блок
  • компрессоры
  • блоки рецикла высокого и среднего давления (отделитель, сепаратор, теплообменник)
  • станция горячей воды с насосами
  • холодильная установка
  • насосы
  • емкости, в т.ч. с перемешивающим устройством

Предварительное обследование существующего состояния оборудования

Опыт «ЛЕННИИХИММАШ»

В период активного строительства в СССР заводов по производству из пирогаза этилена и пропилена для последующей выработки полимерных материалов ЛЕННИИХИММАШ являлся основным разработчиком и поставщиком колонного и теплообменного оборудования низкотемпературных блоков для установок различной мощности от 45 до 300 тыс.т этилена в год (Э-45, ЭП-60, Э-100, Э-200, ЭП-300). В последующие годы для действующих производств выполнялись работы по их реконструкции с целью повышения производительности по перерабатываемому пирогазу, реализованы технические решения по стабилизации работы установок, снижению потерь целевых продуктов (повышение коэффициента извлечения), повышению качества продукции. При этом проводилось оснащение установок дополнительной аппаратурой, замена контактных устройств колонн, оптимизация технологической схемы. В низкотемпературных блоках этиленовых производств при разработке колонной аппаратуры использованы результаты проведенных ЛЕННИИХИММАШ научно-исследовательских работ, разработанные методики гидравлического расчета тарелок, результаты обследования блоков разработанного оборудования на этиленовых производствах. Для производства полиэтилена высокого давления для Новополоцкого, Сумгаитского, Томского комбинатов и производства в Германии ЛЕННИИХИММАШ было разработано специальное оборудование: поршневые этиленовые компрессора (бустер-компрессор, компрессора этилена высокого давления на оппозитной базе (I каскада — до давления 25 МПа и II каскада — до 230 МПа), реакторное оборудование, емкости. Это оборудование продолжает успешно эксплуатироваться и в настоящее время.

В 2010 году для производства ПЭВД на предприятии «Лукойл Нефтехим Бургас АД» (Болгария) разработано предложение по реконструкции технологических линий с целью увеличения мощности производства, совершенствования технологии, замены устаревшего оборудования, экономической целесообразности.

В состав действующего производства входят:

  • Установка производства ПЭВД с трубчатым реактором производительностью 50 тыс. т/год (процесс фирмы АТО — Франция)
  • Установка получения ПЭВД с автоклавным реактором (две технологические линии мощностью по15 тыс. т/год каждая, общей производительностью — 30 тыс. т/год) процесс фирмы ICI- Англия

Специалистами ЛЕННИИХИММАШ было проведено обследование, в процессе которого выявлены следующие резервы по основному и вспомогательному оборудованию:

По установке с трубчатым реактором резерв имеются резервы по производительности, что делает целесообразным не заменять установку в полном объеме. Возможна частичная модернизация с увеличением мощности основных технологических блоков:

  • реакторный блок без демонтажа реактора
  • блок компрессии с частичной заменой оборудования без изменения строительной части
  • блок рецикла низкого давления сохранится без крупных изменений
  • блок рецикла высокого давления требует значительной реконструкции

Предложено проектирование новой холодильной установки, которая значительно увеличит производительность, составлен перечень нового и модернизируемого оборудования блоков с основными техническими характеристиками.


Вариант реконструкция трубчатого реактора — переход на трехзонный
реактор во 2 и 3 вариантах реконструкции с введением жидкостного
инициирования


Модернизация компрессоров — Мульти компрессор бустер/первый каскад
фирмы Burckhardt

Предложено три варианта реконструкции. В зависимости от объема реконструкции суммарная производительность двух производств может быть повышена с 80 тыс.т ПЭ в год до:

  • Вариант 1 — 90 тыс. т/год
  • Вариант 2 — 130 тыс.т/год
  • Вариант 3 — 128 тыс.т/год

В 2016 году в связи с реконструкцией цеха пиролиза и очистки газа завода этилена ПАО «Казаньоргсинтез» разработаны основные технические решения, а в 2017 году ведется техническое проектирование наружной установки « Четырехкамерная печь пиролиза этана П-810/815/820/825», в составе узла пиролиза этановой и пропановой фракции в трубчатых печах. Целью работы является привязка 4-х камерной печи, проектируемого и поставляемого компанией Technip, к существующим технологическим коммуникациям завода этилена ПАО «Казаньоргсинтез» и строительство вспомогательных объектов для обеспечения соответствия параметров, качественных и расходных показателей технологических потоков, необходимых для работы печного блока. Строительство новой 4-х камерной печи пиролиза и вспомогательных объектов предусматривается для обеспечения резервирования существующих печей пиролиза.

В состав проекта входит разработка узла нагрева и подготовки сырья и топливного газа, узла редуцирования пара, узла дозирования диметилдисульфида (ДМДС) — ингибитора коксообразования, система подготовки и насосная питательной воды, узел продувочных вод.

ПЭНД имеет общее назначение и характеризуется линейной структурой с незначительными ответвлениями от основной цепи.

Отсутствие объёмных ограничений позволяет выработать материал с повышенной кристалличностью, которая может достигать 80%.

Благодаря этому достигаются высокие эксплуатационные свойства данного полимера.

Композиционными особенностями полиэтилена низкого давления является качественное улучшение модификации базового полиэтилена ПЭНД 276-73.

Для образования такого полиэтилена требуются определённые условия:

  • температурный режим на уровне 120–150 °C;
  • показатели давления ниже 0,1–2 МПа;
  • наличие катализаторов Циглера — Натта. Пример: смесь TiCl4 и AlR3.

Процесс полимеризации протекает в суспензии при условиях ионно-координационного механизма. В результате образуется полиэтилен со средним молекулярным весом 80–300 тыс.

Основные физические и химические свойства

Полиэтилен низкого давления соответствует формуле (-СН2-СН2-)n. Он химически стоек по отношению к агрессивным химическим элементам и обладает отличными диэлектрическими свойствами.

Гранулированная форма полиэтилена низкого давления изготавливается методом полимеризации. Показатель плотности при таком технологическом процессе составляет более 0,945 г/см³. Гранулы получаются более кристаллическими и с низкой степенью прозрачности. Температура плавления зависит от длины полимерных цепей.

Высокая температура плавления при изготовлении изделий из ПЭНД очень энергозатратна. Однако эксплуатационные характеристики таких изделий прекрасные. Они выдерживают довольно суровые условия и относительно высокие температурные режимы без образования механических повреждений.

Субъективными недостатками изделий из ПЭНД являются матовость поверхности, некоторая шершавость и недостаточная тягучесть. Кроме того, плёнка из полиэтилена низкого давления легко мнётся и шуршит.

Склонность к хладотекучести со временем изменяет размер плёнки при постоянной нагрузке.

Применение в промышленности

Особенности ПЭНД, характеризующиеся высокой прочностью, небольшим относительным удлинением при разрыве и повышенной морозостойкостью, делают сферу его применения достаточно широкой. В бытовом сегменте ПЭНД используется при производстве разнообразных кухонных принадлежностей и предметов быта.

В строительстве этот материал нашёл широкое применение в изготовлении водопроводных труб и различных строительных материалов. Наиболее часто используется в упаковочной промышленности в процессе производства упаковочной тары и бутылок.

Экструзия плёнки позволяет получить пакеты для фасовки, пакеты «майка» и пакеты с вырубной ручкой. Используется при выработке барьерного слоя для многослойных упаковочных материалов, воздушно-пузырьковой плёнки и мусорных пакетов.

Произведённые таким способом применяются в системах газоснабжения, холодного водоснабжения и с целью защиты электросетей. Применяются в дренажных системах, внешней и внутренней , а также в виде обсадных труб в скважинах. Кроме того, в процессе экструзии вырабатываются листы гидроизоляции, детали изделий для машиностроительной отрасли, мембраны для гидроизоляционных работ, конвейерные ленты и геоячейки.

Методом выдувания получают разнообразные плёнки и ёмкости. При помощи литья под давлением вырабатываются товары народного потребления, двусоставные и односоставные крышки, тарные ящики, мебельная фурнитура и почти 400 наименований автокомплектующих.

Результатом ротоформования является выпуск:

  • баков,
  • бочек,
  • мобильных туалетов,
  • детских игровых комплексов,
  • дорожных ограждений,
  • колодцев,
  • септиков,
  • мусоросборов и эстакад.

Страны — производители ПЭНД

Потребление полимерного сырья на территории Европы показывает ежегодный рост на уровне 6%. Объём рынка полиэтилена низкого давления в России составляет примерно 340 тыс. т/год, а средний ежегодный рост — 30%.

Эксперты «Лукойл-нефтехим» оценивают производство в РФ в 450 тыс. тонн ПЭНД, из которых 315 тыс. т/год приходится на внутреннее потребление. От 30 до 35% от общего объёма, произведённого в России ПЭНД, идёт на экспорт.

Почти 87% всего объёма ПЭНД, производимого в России, приходится на предприятия: «Ставролен» от «Лукойл-нефтехимия», «Томскнефтехим» от АК «Сибур», «Казаньоргсинтез», «Нижнекамскнефтехим» и «Газпромнефтехим Салавата». В прошлом году российскими предприятиями был сокращён выпуск ПЭНД на 18%. Основной причиной стал простой предприятия «Ставролен».

Лидирующие позиции на мировом рынке занимает фирма Univation Technologies. Она является совместным детищем компаний Exxon Mobil и Dow/Union Carbide, которые являются признанными мировыми лидерами по производству полиолефинов.

Если вы увлекаетесь интересными открытиями вам следует прочитать материал про .

Знания должны быть разнообразные! Многим будет интересно узнать, например, про химическое оружие. Познавательные сведенья о нем в .

Вторичная переработка

Многократная переработка ПЭНД изменяет вязкостные свойства на уровне 5–10%, а прочностные характеристики понижаются на 10–20%. Применение вторичной переработки полиэтиленов существенно не влияет на прочностные и вязкостные свойства ПЭНД. Свойства вязкости можно легко скорректировать изменением температурного режима при литье.

На данный момент большие денежные средства вкладываются в улучшение качественных характеристик ПЭНД. Именно в этом полиолефине видят будущее многие современные производители.

Производство полиэтилена низкого давления

Основным сырьем для получения полиэтилена служит этилен; кроме того, в производственных процессах употребляются бензин, метанол, триэтилалюминий, диэтилалюминийхлорид, четыреххлористый титан, циклогексан и др.[ …]

Очищенный и высушенный этилен и предварительно приготовленный катализатор подаются в полимеризатор, где в среде бензина происходит полимеризация этилена при давлении 3—4 ат и температуре 80°С.[ …]

Полученная таким образом суспензия полиэтилена в бензине поступает для разделения на центрифуги или гидроциклоны. Отжатая здесь паста направляется «а промывку метиловым или н-пропиловым спиртом; при этом катализатор сначала разлагается, а затем отмываются его остатки. Промывка и отжим суспензии производятся несколько раз до получения полимера с низкой зольностью.[ …]

Отжатый тем или иным способом бензин и бензино-спиртовые смеси регенерируются. Выделенный бензин возвращается в производство.[ …]

Порошок полиэтилена сушится и подвергается грануляции.[ …]

При производстве полиэтилена вода расходуется в основном на охлаждение и промывку аппаратуры. Количество незагрязненных (охлаждающих) сточных вод превышает 500 мъ3 а загрязненных стоков составляет 30 ж3 на 1 т полиэтилена. Эти стоки содержат все те вещества которые участвуют в производственных процессах, и их величина рН= 11,3.[ …]

Характеристика химического состава сточных вод приведена в табл. IV. 1.[ …]

Незагрязненные сточные воды используются в системах оборотного водоснабжения.[ …]

Загрязненные сточные воды подвергаются механической очистке путем отстаивания. Отстойники рассчитываются на пребывание в них воды в течение 2 ч. За это время сточные воды практически полностью освобождаются от нерастворимых примесей, бензина и циклогексана.[ …]

Выделенные бензин и циклогексан направляются на ректификацию, а выпавшие в осадок полиэтилен, воск и продукты разложения катализатора направляются в отвал или на сжигание.[ …]

Вернуться к оглавлению

Производство полиэтилена различных марок выросло в РФ на 8% за январь-октябрь


Array
(
    [TAGS] => Array
        (
            [0] => Казаньоргсинтез
            [1] => Ставролен
            [2] => Нижнекамскнефтехим
        )

    [~TAGS] => Казаньоргсинтез, Ставролен, Нижнекамскнефтехим
    [PREVIEW_PICTURE] => 
    [~PREVIEW_PICTURE] => 
    [SHOW_COUNTER] => 1922
    [~SHOW_COUNTER] => 1922
    [ID] => 26964
    [~ID] => 26964
    [NAME] => Производство полиэтилена различных марок выросло в РФ на 8% за январь-октябрь
    [~NAME] => Производство полиэтилена различных марок выросло в РФ на 8% за январь-октябрь
    [IBLOCK_ID] => 1
    [~IBLOCK_ID] => 1
    [IBLOCK_SECTION_ID] => 
    [~IBLOCK_SECTION_ID] => 
    [DETAIL_TEXT] => 

Российские предприятия увеличили объемы производства полиэтилена различных марок на 8% за десять месяцев. Выпуск полиэтилена низкого давления (ПЭНД) увеличился на 14%, линейного полиэтилена – на 46%, сообщает "Маркет Репорт".

За рассматриваемый период в России было выработано 1,4 млн тонн полиэтилена. В октябре отечественные предприятия произвели 132,7 тыс. тонн ПЭ, в сентябре – 149,4 тыс. тонн. В прошлом месяце на плановый ремонт останавливался "Казаньоргсинтез", с технологическими проблемами столкнулся "Ставролен".

Показатель выпуска полиэтилена низкого давления составил 830,2 тыс. тонн против 731,1 тыс. тонн годом ранее. В октябре объемы выработки ПЭНД сократились на 35,8% до 60,2 тыс. тонн в силу остановки сразу двух производств, переориентации "Нижнекамскнефтехима" на выпуск линейного полиэтилена.

Производство полиэтилена высокого давления (ПЭВД) за десять месяцев сократилось на 2,2%, составив 512,2 тыс. тонн. С середины февраля по июль простаивал из-за крупной аварии "Ангарский завод полимеров". В октябре было выпущено 63,6 тыс. тонн ПЭВД, в сентябре – 55,6 тыс. тонн, загрузку мощностей снижал "Казаньоргсинтез" из-за нехватки этилена.

Производство линейного полиэтилена за январь-октябрь составило 57,7 тыс. тонн. Годом ранее "Нижнекамскнефтехим" выработал 39,5 тыс. тонн данного полиэтилена.

[~DETAIL_TEXT] =>

Российские предприятия увеличили объемы производства полиэтилена различных марок на 8% за десять месяцев. Выпуск полиэтилена низкого давления (ПЭНД) увеличился на 14%, линейного полиэтилена – на 46%, сообщает "Маркет Репорт".

За рассматриваемый период в России было выработано 1,4 млн тонн полиэтилена. В октябре отечественные предприятия произвели 132,7 тыс. тонн ПЭ, в сентябре – 149,4 тыс. тонн. В прошлом месяце на плановый ремонт останавливался "Казаньоргсинтез", с технологическими проблемами столкнулся "Ставролен".

Показатель выпуска полиэтилена низкого давления составил 830,2 тыс. тонн против 731,1 тыс. тонн годом ранее. В октябре объемы выработки ПЭНД сократились на 35,8% до 60,2 тыс. тонн в силу остановки сразу двух производств, переориентации "Нижнекамскнефтехима" на выпуск линейного полиэтилена.

Производство полиэтилена высокого давления (ПЭВД) за десять месяцев сократилось на 2,2%, составив 512,2 тыс. тонн. С середины февраля по июль простаивал из-за крупной аварии "Ангарский завод полимеров". В октябре было выпущено 63,6 тыс. тонн ПЭВД, в сентябре – 55,6 тыс. тонн, загрузку мощностей снижал "Казаньоргсинтез" из-за нехватки этилена.

Производство линейного полиэтилена за январь-октябрь составило 57,7 тыс. тонн. Годом ранее "Нижнекамскнефтехим" выработал 39,5 тыс. тонн данного полиэтилена.

[DETAIL_TEXT_TYPE] => html [~DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => Российские предприятия увеличили объемы производства полиэтилена различных марок на 8% за десять месяцев. Выпуск полиэтилена низкого давления (ПЭНД) увеличился на 14%, линейного полиэтилена – на 46%, сообщает "Маркет Репорт". [~PREVIEW_TEXT] => Российские предприятия увеличили объемы производства полиэтилена различных марок на 8% за десять месяцев. Выпуск полиэтилена низкого давления (ПЭНД) увеличился на 14%, линейного полиэтилена – на 46%, сообщает "Маркет Репорт". [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [~PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [DETAIL_PICTURE] => [~DETAIL_PICTURE] => [TIMESTAMP_X] => 28.11.2016 13:29:51 [~TIMESTAMP_X] => 28.11.2016 13:29:51 [ACTIVE_FROM] => 28.11.2016 13:28:36 [~ACTIVE_FROM] => 28.11.2016 13:28:36 [LIST_PAGE_URL] => /news/ [~LIST_PAGE_URL] => /news/ [DETAIL_PAGE_URL] => /news/proizvodstvo_polietilena_razlichnykh_marok_vyroslo_v_rf_na_8_za_yanvar_oktyabr/ [~DETAIL_PAGE_URL] => /news/proizvodstvo_polietilena_razlichnykh_marok_vyroslo_v_rf_na_8_za_yanvar_oktyabr/ [IBLOCK_ELEMENT_ID] => 26964 [~IBLOCK_ELEMENT_ID] => 26964 [PROPERTY_22] => «Рупек» [~PROPERTY_22] => «Рупек» [PROPERTY_23] => http://www.rupec.ru/ [~PROPERTY_23] => http://www.rupec.ru/ [PROPERTY_54] => 0.0000 [~PROPERTY_54] => 0.0000 [PROPERTY_95] => 0.0000 [~PROPERTY_95] => 0.0000 [PROPERTY_148] => [~PROPERTY_148] => [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [CODE] => proizvodstvo_polietilena_razlichnykh_marok_vyroslo_v_rf_na_8_za_yanvar_oktyabr [~CODE] => proizvodstvo_polietilena_razlichnykh_marok_vyroslo_v_rf_na_8_za_yanvar_oktyabr [EXTERNAL_ID] => 26964 [~EXTERNAL_ID] => 26964 [IBLOCK_TYPE_ID] => news [~IBLOCK_TYPE_ID] => news [IBLOCK_CODE] => news [~IBLOCK_CODE] => news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => furniture_news_s1 [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => furniture_news_s1 [LID] => s1 [~LID] => s1 [NAV_RESULT] => [DISPLAY_ACTIVE_FROM] => 13:28, 28 Ноября 2016 [IPROPERTY_VALUES] => Array ( ) [FIELDS] => Array ( [TAGS] => Казаньоргсинтез, Ставролен, Нижнекамскнефтехим [PREVIEW_PICTURE] => [SHOW_COUNTER] => 1922 ) [PROPERTIES] => Array ( [AUTHOR_NAME] => Array ( [ID] => 22 [TIMESTAMP_X] => 2018-03-10 19:22:21 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Автор [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => AUTHOR_NAME [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => 22 [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => Y [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => «Рупек» [DESCRIPTION] => [~VALUE] => «Рупек» [~DESCRIPTION] => ) [SUB_TITLE] => Array ( [ID] => 148 [TIMESTAMP_X] => 2018-03-11 18:19:22 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Подзаголовок [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => SUB_TITLE [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => [DESCRIPTION] => [~VALUE] => [~DESCRIPTION] => ) [AUTHOR_URL] => Array ( [ID] => 23 [TIMESTAMP_X] => 2018-03-10 19:22:21 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Ссылка на автора [ACTIVE] => Y [SORT] => 501 [CODE] => AUTHOR_URL [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => 23 [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => http://www.rupec.ru/ [DESCRIPTION] => [~VALUE] => http://www.rupec.ru/ [~DESCRIPTION] => ) [IMPORTANT] => Array ( [ID] => 54 [TIMESTAMP_X] => 2018-03-10 19:22:21 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Важно [ACTIVE] => Y [SORT] => 502 [CODE] => IMPORTANT [DEFAULT_VALUE] => 0 [PROPERTY_TYPE] => N [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 4 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => 54 [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => 0 [DESCRIPTION] => [~VALUE] => 0.0000 [~DESCRIPTION] => ) [MAIN_NEWS] => Array ( [ID] => 95 [TIMESTAMP_X] => 2018-03-10 19:22:21 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Главная новость [ACTIVE] => Y [SORT] => 503 [CODE] => MAIN_NEWS [DEFAULT_VALUE] => 0 [PROPERTY_TYPE] => N [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => 0 [DESCRIPTION] => [~VALUE] => 0.0000 [~DESCRIPTION] => ) ) [DISPLAY_PROPERTIES] => Array ( [AUTHOR_NAME] => Array ( [ID] => 22 [TIMESTAMP_X] => 2018-03-10 19:22:21 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Автор [ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [CODE] => AUTHOR_NAME [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => 22 [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => Y [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => «Рупек» [DESCRIPTION] => [~VALUE] => «Рупек» [~DESCRIPTION] => [DISPLAY_VALUE] => «Рупек» ) [AUTHOR_URL] => Array ( [ID] => 23 [TIMESTAMP_X] => 2018-03-10 19:22:21 [IBLOCK_ID] => 1 [NAME] => Ссылка на автора [ACTIVE] => Y [SORT] => 501 [CODE] => AUTHOR_URL [DEFAULT_VALUE] => [PROPERTY_TYPE] => S [ROW_COUNT] => 1 [COL_COUNT] => 30 [LIST_TYPE] => L [MULTIPLE] => N [XML_ID] => 23 [FILE_TYPE] => [MULTIPLE_CNT] => 5 [TMP_ID] => [LINK_IBLOCK_ID] => 0 [WITH_DESCRIPTION] => N [SEARCHABLE] => N [FILTRABLE] => N [IS_REQUIRED] => N [VERSION] => 2 [USER_TYPE] => [USER_TYPE_SETTINGS] => [HINT] => [VALUE] => http://www.rupec.ru/ [DESCRIPTION] => [~VALUE] => http://www.rupec.ru/ [~DESCRIPTION] => [DISPLAY_VALUE] => http://www.rupec.ru/ ) ) [IBLOCK] => Array ( [ID] => 1 [~ID] => 1 [TIMESTAMP_X] => 20.12.2020 12:05:36 [~TIMESTAMP_X] => 20.12.2020 12:05:36 [IBLOCK_TYPE_ID] => news [~IBLOCK_TYPE_ID] => news [LID] => s1 [~LID] => s1 [CODE] => news [~CODE] => news [NAME] => Новости [~NAME] => Новости [ACTIVE] => Y [~ACTIVE] => Y [SORT] => 500 [~SORT] => 500 [LIST_PAGE_URL] => /news/ [~LIST_PAGE_URL] => /news/ [DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/news/#ELEMENT_CODE#/ [~DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/news/#ELEMENT_CODE#/ [SECTION_PAGE_URL] => [~SECTION_PAGE_URL] => [PICTURE] => [~PICTURE] => [DESCRIPTION] => [~DESCRIPTION] => [DESCRIPTION_TYPE] => html [~DESCRIPTION_TYPE] => html [RSS_TTL] => 1 [~RSS_TTL] => 1 [RSS_ACTIVE] => Y [~RSS_ACTIVE] => Y [RSS_FILE_ACTIVE] => N [~RSS_FILE_ACTIVE] => N [RSS_FILE_LIMIT] => 0 [~RSS_FILE_LIMIT] => 0 [RSS_FILE_DAYS] => 0 [~RSS_FILE_DAYS] => 0 [RSS_YANDEX_ACTIVE] => Y [~RSS_YANDEX_ACTIVE] => Y [XML_ID] => furniture_news_s1 [~XML_ID] => furniture_news_s1 [TMP_ID] => [~TMP_ID] => [INDEX_ELEMENT] => Y [~INDEX_ELEMENT] => Y [INDEX_SECTION] => N [~INDEX_SECTION] => N [WORKFLOW] => N [~WORKFLOW] => N [BIZPROC] => N [~BIZPROC] => N [SECTION_CHOOSER] => L [~SECTION_CHOOSER] => L [LIST_MODE] => [~LIST_MODE] => [RIGHTS_MODE] => S [~RIGHTS_MODE] => S [VERSION] => 2 [~VERSION] => 2 [LAST_CONV_ELEMENT] => 0 [~LAST_CONV_ELEMENT] => 0 [SOCNET_GROUP_ID] => [~SOCNET_GROUP_ID] => [EDIT_FILE_BEFORE] => [~EDIT_FILE_BEFORE] => [EDIT_FILE_AFTER] => [~EDIT_FILE_AFTER] => [SECTIONS_NAME] => Разделы [~SECTIONS_NAME] => Разделы [SECTION_NAME] => Раздел [~SECTION_NAME] => Раздел [ELEMENTS_NAME] => Новости [~ELEMENTS_NAME] => Новости [ELEMENT_NAME] => Новость [~ELEMENT_NAME] => Новость [SECTION_PROPERTY] => [~SECTION_PROPERTY] => [PROPERTY_INDEX] => [~PROPERTY_INDEX] => [CANONICAL_PAGE_URL] => [~CANONICAL_PAGE_URL] => [EXTERNAL_ID] => furniture_news_s1 [~EXTERNAL_ID] => furniture_news_s1 [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [SERVER_NAME] => www.ngv.ru [~SERVER_NAME] => www.ngv.ru ) [SECTION] => Array ( [PATH] => Array ( ) ) [SECTION_URL] => [META_TAGS] => Array ( [TITLE] => Производство полиэтилена различных марок выросло в РФ на 8% за январь-октябрь [BROWSER_TITLE] => Производство полиэтилена различных марок выросло в РФ на 8% за январь-октябрь [KEYWORDS] => [DESCRIPTION] => ) )
НОВОСТИ

Российские предприятия увеличили объемы производства полиэтилена различных марок на 8% за десять месяцев. Выпуск полиэтилена низкого давления (ПЭНД) увеличился на 14%, линейного полиэтилена – на 46%, сообщает «Маркет Репорт».

За рассматриваемый период в России было выработано 1,4 млн тонн полиэтилена. В октябре отечественные предприятия произвели 132,7 тыс. тонн ПЭ, в сентябре – 149,4 тыс. тонн. В прошлом месяце на плановый ремонт останавливался «Казаньоргсинтез», с технологическими проблемами столкнулся «Ставролен».

Показатель выпуска полиэтилена низкого давления составил 830,2 тыс. тонн против 731,1 тыс. тонн годом ранее. В октябре объемы выработки ПЭНД сократились на 35,8% до 60,2 тыс. тонн в силу остановки сразу двух производств, переориентации «Нижнекамскнефтехима» на выпуск линейного полиэтилена.

Производство полиэтилена высокого давления (ПЭВД) за десять месяцев сократилось на 2,2%, составив 512,2 тыс. тонн. С середины февраля по июль простаивал из-за крупной аварии «Ангарский завод полимеров». В октябре было выпущено 63,6 тыс. тонн ПЭВД, в сентябре – 55,6 тыс. тонн, загрузку мощностей снижал «Казаньоргсинтез» из-за нехватки этилена.

Производство линейного полиэтилена за январь-октябрь составило 57,7 тыс. тонн. Годом ранее «Нижнекамскнефтехим» выработал 39,5 тыс. тонн данного полиэтилена.

Автор: «Рупек»

Читайте также :

LDPE и HDPE: свойства, производство и применение

LDPE и HDPE представляют собой термопластичные материалы из семейства полиолефинов, которые представляют собой нефтехимические пластмассы, включающие полипропилен (ПП) и полиэтилен (ПЭ). Полиэтилен является наиболее распространенным пластиковым материалом в мире и известен своей простой структурой, самым простым из всех коммерчески доступных полимеров.

В совокупности под классом полиэтилена LDPE (полиэтилен низкой плотности) и HDPE (полиэтилен высокой плотности) сформировали ландшафт упаковочной и обрабатывающей промышленности. LDPE хорошо известен тем, что широко используется в пластиковых пакетах, поскольку его низкая плотность делает его легким и гибким, что делает его идеальным для такого рода применений. HDPE , с другой стороны, более твердый и обеспечивает более высокую прочность и лучшую термостойкость. В последнее время он стал очень популярным в качестве исходного материала для нитей для 3D-печати, используемых вместо материала ABS. Он также используется для производства прочных пластиковых деталей, таких как трубы из полиэтилена высокой плотности, игрушки и пластиковые стулья.

Хотя ПЭНП и ПЭВП являются термопластичными полимерами этилена, они различаются по ряду свойств и областей применения.Одно резкое отличие состоит в том, что LDPE имеет больше разветвлений, чем HDPE. Разветвление происходит во время полимеризации, когда к полимерным цепям присоединяются вторичные полимерные цепи путем замены атома в первичной цепи мономерной группой. Это ослабляет межмолекулярные силы в полимере. Вот почему ПЭВП имеют более высокое отношение прочности к плотности, чем ПЭНП с повышенной прочностью на растяжение.

Различное использование LDPE и HDPE основано на этом фундаментальном структурном различии, среди многих других свойств.

Здесь вы узнаете о:

  • Расхождение в свойствах между LDPE и HDPE

  • Преимущества и недостатки использования каждого полиэтиленового материала

  • Как каждый из них производится и обрабатывается

  • Различные области применения LDPE и HDPE

Полиэтиленовые пакеты LDPE

Свойства LDPE и HDPE

Хотя оба материала производятся из одного и того же мономера этилена, разница в химической структуре обеспечивает широкий спектр уникальных свойств.

Как следует из названия, полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) имеет меньшую плотность, прочность и термостойкость. Между тем, полиэтилен высокой плотности (ПНД) характеризуется более высокой удельной прочностью и термостойкостью.

Таблица 1. Сравнение свойств материалов LDPE и HDPE

Собственность

ПЭВД

ПЭВП

Химическая структура

Больше разветвлений

Меньше разветвлений, больше линейности

Плотность

Низкая плотность

0.91-0,94 г/см 3

Высокая плотность

0,95-0,97 г/см 3

Гибкость

Низкая кристалличность (50-60%), поэтому более гибкий

Высокая степень кристалличности (>90%), что делает его более прочным и жестким

Термостойкость

Резкое снижение плотности при воздействии температуры выше 20°C

Способен выдерживать нагрев при температурах более 100°C

Температура плавления

~115°С

~135°С

Химическая стойкость

Устойчив к большинству спиртов, кислот и щелочей; низкая стойкость к окислителям и отдельным углеводородам

Превосходная стойкость к растворителям, спиртам, кислотам и щелочам; низкая стойкость к большинству углеводородов

Прочность

Относительно повышенная ударная вязкость в холодных условиях

Высокая прочность на растяжение и удельная прочность

Прозрачность

Высокий, из-за аморфного состояния

Низкий из-за повышенного уровня кристалличности

Максимально допустимое напряжение при 20°C

6–17 МПа

14–32 МПа

Плюсы и минусы использования LDPE и HDPE

Хотя оба материала имеют свои преимущества, они также имеют ряд недостатков.Вот список плюсов и минусов каждого из LDPE и HDPE.

Таблица 2. Преимущества и недостатки использования LDPE по сравнению с HDPE

 

ПЭВД

ПЭВП

Преимущества

Широкий спектр применения

Низкая стоимость

Устойчив к кислотам и основаниям

Легко обрабатывается и формуется

Хорошая электрическая изоляция

Водонепроницаемость

Может обрабатываться как прозрачный

Широкий спектр применения

Низкая стоимость

Высокая прочность на растяжение

Способен противостоять низким температурам

Относительно прочный и жесткий

Водонепроницаемость

Хорошая электрическая изоляция

Недостатки

Повышенная склонность к растрескиванию

Не используется при экстремально высоких или низких температурах

Высокая проницаемость для углекислого газа и других газов

Незначительная или нулевая устойчивость к УФ-излучению

Может треснуть под нагрузкой

Более высокий риск усадки плесени

Незначительная или нулевая устойчивость к УФ-излучению

 

 

 

Производство и переработка LDPE и HDPE

Как производится ПВД?

ПЭНП

производится либо в автоклаве с мешалкой, либо в трубчатом реакторе.Его общее производство включает сжатие газообразного этилена, полимеризацию с использованием инициатора и разделение газов.

Как производится HDPE?

Большинство материалов из ПЭВП производятся либо полимеризацией в суспензии, либо полимеризацией в газовой фазе. Процесс начинается с полимеризации из раствора мономеров этилена с последующим разделением и сушкой.

Как обрабатываются эти два полиэтиленовых материала?

После производства термопластический материал может быть переработан для потребительского или промышленного использования следующими способами:

Литье под давлением

Этот быстрый процесс превращает пеллеты или гранулы LDPE и HDPE в нестандартные формы и размеры, определяемые пресс-формой.Гранулы термопласта отправляются в горячую бочку, из которой материалы расплавляются через шнековый бочка и ленты нагревателя. Затем расплавленный пластик впрыскивается в предварительно сконфигурированную полость формы, которая также охлаждает материал. После затвердевания пластик выбрасывается из формовочной машины.

 

Экструзия

Подобно литью под давлением, здесь также используется тепло для расплавления пластиковых гранул. Отличие проявляется в последней части машины — в этом случае расплавленный пластик проходит через заранее спроектированное отверстие, а затем охлаждается для затвердевания.

 

Выдувное формование

Этот вид обработки обычно применяется для изготовления изделий из пластмассы полой формы. Вместо впрыскивания расплавленного пластика в процессе используется сжатый воздух, который вдувает материал в форму.

Трубы из полиэтилена высокой плотности

Применение LDPE и HDPE

Применение LDPE включает:
  • Пластиковые пакеты из полиэтилена низкой плотности
  • Легкие упаковочные материалы: кольца из шести упаковок, водонепроницаемая картонная подкладка, полиэтиленовая пленка, защелкивающиеся крышки
  • Промывочные бутылки
  • Слой защиты от коррозии для рабочих поверхностей
  • Чехлы и упаковка компьютерного оборудования

Применение HDPE включает:
  • Нить из полиэтилена высокой плотности для 3D-принтеров
  • Прочные упаковочные материалы: пробки для бутылок, пластиковые бутылки из-под молока, бочки, контейнеры для сыпучих материалов для промышленного использования
  • Волокна для канатов, сетей и технических тканей
  • Топливные баки транспортных средств
  • Лодочные детали
  • Трубы и трубки из полиэтилена высокой плотности
  • Стулья и столы из пластика HDPE
  • Конструкции для детских площадок: горки, качели
  • Потребительские товары: корзины для мусора и вторсырья, контейнеры для кубиков льда, игрушки, лари для льда

 

Если вам понравилась эта статья, вы также можете прочитать дополнительную информацию здесь:

[1] С.Т. Сэм, М.А. Нурадиба, Х. Исмаил, Н.З. Нориман, С. Рагунатан, «Последние достижения в области смесей полиолефинов и натуральных полимеров, используемых для упаковки», Технология полимеров и пластмасс, , 53:6, стр. 631-44, 2014.

[2] А. Пикок, Справочник по полиэтилену: структуры, свойства и применение , Нью-Йорк: Marcel Dekker, Inc., 2000.

[3] Совет консультантов и инженеров НИИР, Полная книга по технологиям пластиковых пленок, ПЭВП и термореактивных пластиков , Индия: Asia Pacific Business Press, Inc., 2006.

[4] «Основные особенности полиэтилена низкой плотности», [онлайн] -полиэтилен/

[5] Яшода, «Разница между HDPE и LDPE», [онлайн] Доступно по адресу: http://pediaa.com/difference-between-hdpe-and-ldpe/, 2016.

[6] Дж. П. Плог, «Обработка полиэтилена», [онлайн] Доступно по адресу: https://www.thermofisher.com/blog/materials/processing-polyэтилен/, 2015.

LDPE и HDPE: сходства и различия

Автор: wkmounts / 16 января, 2020

Полиэтилен

является одним из наиболее широко используемых термопластов в мире, и его можно найти во всем: от продуктовых пакетов до детских игрушек и бутылок для шампуня. Его можно разделить на несколько подкатегорий в зависимости от его молекулярной структуры, каждая из которых демонстрирует уникальные характеристики, которые делают его пригодным для использования в конкретных приложениях.Наиболее распространенными видами полиэтилена являются:

  • Полиэтилен низкой плотности (LDPE). Этот прозрачный или полупрозрачный пластик обладает гибкостью, химической стойкостью и гидроизоляционными свойствами. Он используется в производстве широкого спектра продуктов, включая продуктовые пакеты, полиэтиленовую пленку и пленку, гибкие упаковочные материалы и детали, изготовленные методом литья под давлением.
  • Полиэтилен высокой плотности (HDPE). HDPE предлагает большую жесткость и долговечность, чем LDPE. Он доступен в вариациях от полупрозрачного до непрозрачного и демонстрирует превосходную химическую стойкость.Изделия из ПЭВП включают жесткие упаковочные контейнеры, игрушки, уличную мебель и конструкции, кухонное оборудование и водопроводные трубы.

В следующем сообщении в блоге представлено более полное сравнение ПЭНП и ПЭВП с указанием сходств и различий между двумя вариантами полиэтилена.

Сходства между LDPE и HDPE

Поскольку они в основном состоят из одних и тех же полимеризованных молекул этилена, LDPE и HDPE имеют много общих характеристик.Например, оба материала обладают следующими свойствами:

  • Малый вес материала
  • Прочность на растяжение от 0,20 до 0,40 Н/мм2
  • Высокая ударопрочность
  • Стойкость к химическим веществам, водяному пару и атмосферным воздействиям
  • Возможность вторичной переработки
  • Низкая стоимость производства и изготовления

При использовании в операциях литья под давлением оба материала также демонстрируют следующее:

  • Температура плавления от 180 до 280 °С (от 355 до 535 °F)
  • Высокая скорость впрыска
  • Сушка готовой детали не требуется

Сходство вышеперечисленных характеристик, среди прочего, делает LDPE и HDPE пригодными для аналогичных применений.Некоторые из отраслей, в которых обычно используются оба материала, включают:

  • Автомобилестроение
  • Электрика
  • Гидравлика и пневматика
  • Упаковка
  • Трубы и трубопроводы

Различия между LDPE и HDPE

Хотя ПЭНП и ПЭВП имеют много общих характеристик, их принципиально разные внутренние составы также приводят к множеству различий. Полимерные цепи, из которых состоят оба материала, в ПЭНП разветвлены, тогда как в ПЭВП полимеры имеют более кристаллическую структуру.Эта разница в организации полимера приводит к различным характеристикам каждого материала.

Различия в физических характеристиках

LDPE мягче и гибче, чем HDPE. Он также имеет более низкую температуру плавления (115°C) и более прозрачен. По сравнению с ПЭВП, он с большей вероятностью растрескивается под нагрузкой.

HDPE является жестким и прочным и обладает большей химической стойкостью. Его более высокая температура плавления (135°C) позволяет ему выдерживать более высокие температуры, чем LDPE. Его более кристаллическая структура также приводит к большей прочности и непрозрачности материала.

Различия в возможности вторичной переработки

Как LDPE, так и HDPE подлежат вторичной переработке; однако они должны быть переработаны отдельно. LDPE классифицируется под номером переработки 4, а HDPE — под номером переработки 2. В зависимости от продукта, LDPE также может быть труднее перерабатывать, поскольку он мягче и может попасть в перерабатывающее оборудование. HDPE легче транспортировать и пропускать через перерабатывающее оборудование.

Различия в методах производства

ПЭНП производится путем сжатия газообразного мономера этилена в автоклаве или трубчатом реакторе для облегчения полимеризации, т.е.д., связывание мономеров в полимерные цепи.

HDPE создается путем нагревания нефти до очень высоких температур. Этот процесс высвобождает мономеры газообразного этилена, которые затем объединяются, образуя полимерные цепи.

Улучшенные пластиковые изделия от OMICO

Хотя ПЭНП и ПЭВП имеют ряд общих полезных характеристик, включая высокую химическую стойкость и низкую растворимость, они также обладают различными свойствами материала, которые влияют на их полезность в различных областях применения.Для литья и формирования более прочных и долговечных изделий HDPE является гораздо более надежным вариантом, чем LDPE.

Уже более 50 лет OMICO является ведущим поставщиком высококачественных пластиковых деталей и компонентов, изготовленных методом выдувного формования, для различных отраслей промышленности, от автомобилестроения до производства игрушек. Мы используем различные пластмассовые материалы в наших операциях по формованию, включая HDPE. Для получения дополнительной информации о наших продуктах и ​​услугах для выдувного формования свяжитесь с нами или запросите предложение сегодня.

О полиэтилене низкой плотности (LDPE) | Пластмассы делают это возможным

Быстро, в чем разница между полиэтиленом низкой плотности (LDPE) и полиэтиленом высокой плотности (HDPE)?

Да, это будет в викторине…

Чтобы помочь вам ответить на этот вопрос, я рассказал о пластике HDPE в предыдущей статье, так что вы можете использовать этот полимер, если вам это нужно.И я закрою пластик LDPE здесь.

Ясно, что эти два полимера похожи, потому что оба называются полиэтиленом. На самом деле LDPE был первым произведенным полиэтиленом, так что он вроде старшего двоюродного брата HDPE (который всегда вызывает проблемы на семейных тусовках Polymer).

Но, как следует из названий, LDPE имеет более низкую «плотность», чем HDPE. Это просто означает, что у него немного меньше массы по сравнению с его объемом. Например, свинец плотный. Взбитые сливки — нет.

LDPE также имеет больше молекул, которые разветвляются, а не остаются в идеальных рядах.(Эта часть не будет в викторине…).

Низкая плотность

LDPE и разветвленные молекулы придают ему несколько иные свойства, чем HDPE, хотя они имеют некоторые схожие области применения, такие как упаковка. Различия между LDPE и HDPE обычно приводят к тому, что их собирают отдельно для переработки… но не всегда (подробнее об этом позже).

LDPE устойчив к ударам (легко не ломается), влаге (водонепроницаемость) и химическим веществам (выдерживает воздействие многих опасных материалов).

Знаете вы это или нет, но вы, вероятно, используете LDPE каждый день по многим очень веским причинам.Например, предположим, вам нужно что-то взять с собой из похода в магазин (сумки для покупок). Вы можете снабдить обед вашего ребенка неохлажденным напитком (коробки из-под сока или «асептическая» упаковка). Или вашему ребенку может нравиться играть в притворство (игрушки). И, конечно же, никому не хочется хвататься за голый медный электропровод (изоляцию на электропроводах и кабелях).

Кроме того, существует множество применений в промышленности и сельском хозяйстве, в частности, в качестве пластиковой пленки и упаковки для защиты всех видов продуктов.

Стоит остановиться на секунду и отметить экологические преимущества легких пластиков, используемых в упаковке, в частности действительно легкая пластиковая пленка, которая является одним из основных применений полиэтилена низкой плотности. К счастью, пластиковая упаковка получает все большее признание за ее вклад в устойчивое развитие. Сама природа пластика — легкий, но прочный — делает его идеальным для всех видов упаковки и помогает свести к минимуму воздействие упаковки на окружающую среду.

Например, исследование 2014 года, в котором рассматривались шесть распространенных категорий упаковки (включая пленку/обертку), показало, что замена существующей пластиковой упаковки в США.S. с непластиковыми альтернативами может:

  • требуется в 4,5 раза больше упаковочного материала по весу,
  • увеличивают потребление энергии на 80 процентов, а
  • увеличивает потенциал глобального потепления на 130 процентов.

Вау. Это большие числа. Очевидно, что пластиковая упаковка может доставлять больше товаров со значительно меньшими отходами, потреблением энергии и потенциалом глобального потепления. Есть кое-что, от чего я могу чувствовать себя хорошо.

Назад к вторичной переработке… Многие предметы, изготовленные из полиэтилена низкой плотности, собираются для вторичной переработки в общинах по всей стране. Жесткие изделия из полиэтилена низкой плотности (бутылки, контейнеры, крышки, колпачки и т. д.) обычно собираются в рамках программ вторичной переработки.

Но гибкие мешки и обертки из полиэтилена низкой плотности отличаются. Чистые и сухие пакеты и обертки, изготовленные из LDPE (и HDPE), собираются в более чем 18 000 розничных магазинах по всей стране. Это включает в себя пакеты для продуктов, доставку газет, химчистку, хлеб, продукты и т. д., а также упаковку продуктов, пузырчатую пленку и вкладыши в коробки с хлопьями. (Ограниченное количество сообществ собирают полиэтиленовые пакеты и упаковочные материалы на обочине.Свяжитесь с вашим сообществом.)

Растет уровень переработки пакетов и упаковочных материалов. Итак… что происходит со всем, что ПВД собирают на переработку? При переработке LDPE получает второй шанс жить в качестве других полезных продуктов, таких как:

  • Транспортировочные конверты
  • Вкладыши для мусорных баков
  • Напольная плитка
  • Панели
  • Мебель
  • Ящики для компоста
  • Мусорные баки
  • Ландшафтный брус
  • Наружная древесина

Переработка полиэтилена низкой плотности и других пластиков может помочь снизить нашу нагрузку на окружающую среду.Как? EPA утверждает, что переработка в Америке значительно снижает потребление энергии и выбросы парниковых газов и может создать больше рабочих мест лучшего качества, чем захоронение отходов.

Таким образом, LDPE будет продолжать вносить свой вклад в производство большего количества товаров с меньшими отходами, потреблением энергии и потенциалом глобального потепления, чем альтернативы. И вы можете внести свой вклад, утилизируя жесткие изделия из полиэтилена низкой плотности в мусорном баке на обочине, а также гибкие пакеты и обертки из полиэтилена низкой плотности в участвующих розничных магазинах.

Теперь… готовы к викторине?

LDPE-LLPDE-HDPE – Процесс производства LDPE,LLPDE,HDPE

Процесс LDPE состоит из пяти операций:
– Сжатие газа: Газообразный этилен подается и расплавляется с частью непрореагировавшего газа из процесса для сжатия в первом реакторе.Этот новый сжатый газ снова расплавляют с непрореагировавшим газом и сжимают во втором компрессоре.
– Полимеризация: ко второму сжатому газу в реактор добавляется инициатор (органический пероксид), и материалы перемешиваются внутри реактора с помощью мешалки. Полимеризация получается в реакторе при определенном давлении и температуре.
– Разделение газа: Непрореагировавший газ затем разделяется на 3 уровня сепараторов. Этот непрореагировавший газ будет впрыскиваться перед компрессором, заметьте, что часть будет исключена из процесса.
– Экструзия: после удаления непрореагировавшего газа полимеры можно экструдировать и гранулировать.
– Хранение и упаковка: Гранулы сушат в сушилке и классифицируют по размеру гранул. Дегазация производится путем нагнетания горячего воздуха.

Процесс HDPE состоит из:
– Полимеризация: мономеры этилена полимеризуются в растворителе вместе с катализатором, водородом и сомономером. Теплота полимеризации охлаждается через внешний циркуляционный теплообменник.Прореагировавшая суспензия передается на процесс разделения/сушки.
– Разделение/сушка: суспензия переносится в высокоскоростную центрифугу, из которой она разделяется на растворитель и влажные порошки. Отделенный растворитель подают в реактор, а часть растворителей рециркулируют в процессе путем очистки. Влажные порошки передаются в сушилку для порошков и высушиваются.
– Перенос/экструзия: влажные порошки сушат в сушилке для порошков путем выпаривания растворителя с высокотемпературным азотом и паром.Испарившийся растворитель извлекается скруббером. Высушенные порошки передаются в процесс экструзии, где они расплавляются и гранулируются в экструдере. Затем их переносят в силос для хранения.
– Хранение и упаковка: Продукты, поступающие в бункер для пеллет, охлаждаются воздухом и гомогенизируются.

Опубликовано в: FAQ — LDPE-LLPDE-HDPE

Важность линейного полиэтилена низкой плотности (LLDPE)

Введение

Значение линейного полиэтилена низкой плотности.Он получается путем сополимеризации этилена с длинноцепочечными олефинами. LLDPE производится серийно при более низких температурах и давлениях. Процесс производства используется как сополимеризация этилена и бутена, гексена или октена. Он очень гибкий и может использоваться для изготовления более тонких пленок, чем HDPE или LDPE.

Линейный полиэтилен низкой плотности обладает такими свойствами, как жесткость при сдвиге и мягкость при растяжении. Он может быть переработан в другие продукты, включая вкладыши для мусорных баков, напольную плитку, урны для компоста и транспортировочные конверты.LLDPE в основном используется для изготовления пластиковых пакетов и листов для покупок, полиэтиленовой пленки, стрейч-пленки.

Описание

LLDPE в основном отличается от обычного полиэтилена низкой плотности (LDPE) из-за отсутствия длинноцепочечных разветвлений. Это самый распространенный вид пластиковой пленки. Он очень гибкий, максимально часто толщиной от 0,5 мил до примерно 40 мил в гибких листовых формах. Благодаря своей гибкости хорошо сочетается с разнообразными поверхностями.

Ученые последовательно производили ПЭ со многими свойствами и структурами, используя измененные катализаторы и методы полимеризации.Например, компания Phillips Petroleum объявила о выпуске LLDPE в 1968 году.

LDPE производится из газообразного этилена при очень высоких давлениях. Это давление колеблется до 350 мегапаскалей, или 50 000 фунтов на квадратный дюйм. Также сохранялись высокие температуры до 350°C или 660°F при существовании изобретателей перекиси. Эти процессы возвращают структуру полимера с длинными и короткими ответвлениями. Следовательно, LDPE является частично кристаллическим, возвращая материал с высокой гибкостью.

LLDPE функционально такой же, как LDPE.Его получают сополимеризацией этилена с 1-бутеном. Он также производится с меньшим количеством 1-гексена и 1-октена. В качестве катализаторов используются катализаторы Циглера-Натта или металлоцены. Последующая структура имеет линейную основу. Но у него короткие, неизменные ветки. Эти ответвления, подобные более длинным ответвлениям LDPE, не дают полимерным цепям плотно упаковываться друг в друга. Основные преимущества LLDPE:

  • Условия полимеризации менее энергоемкие
  • Свойства полимера можно изменить, изменив тип и количество сомономера.

Как правило, LLDPE имеет схожие свойства с LDPE и претендует на аналогичные рынки.

Производство

Начато производство ЛПЭНП с использованием катализаторов на основе переходных металлов. В основном это катализаторы типа Циглера или Филипса. Кроме того, реальный процесс полимеризации может быть завершен в растворной фазе или в газофазных реакторах. Как правило, октен является сомономером в растворенной фазе. В газофазном реакторе бутен и гексен сополимеризуют с этиленом.LLDPE представляет собой термопласт полимерного типа.

Преимущества
  • LLDPE обладает большей прочностью на растяжение, чем LDPE.
  • Обладает более высокой ударопрочностью и устойчивостью к проколам, чем LDPE.
  • Точно гибкий и растягивается под нагрузкой.
  • Может использоваться для создания более тонких пленок.
  • Обладает повышенной устойчивостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды по сравнению с LDPE.
  • Обладает очень хорошей устойчивостью к химическим веществам.
  • LLDPE обладает хорошими электрическими свойствами.
Недостатки
  • Имеет меньшую яркость, чем LDPE.
  • Более тонкий температурный диапазон для термосварки.
  • Его не так просто обрабатывать, как LDPE.
Обработка​

LLDPE обладает исключительными реологическими свойствами или свойствами текучести расплава. Он менее чувствителен к сдвигу из-за более узкого молекулярно-массового распределения. Он менее чувствителен к сдвигу из-за более короткого разветвления цепи. Например, при экструзии ЛПЭНП остается более вязким в процессе сдвига.Следовательно, его труднее обрабатывать, чем ПЭНП с сопоставимым индексом расплава. Меньшая чувствительность LLDPE к сдвигу позволяет быстрее релаксировать напряжения полимерных цепей. Что происходит во время экструзии. Таким образом, физические свойства чувствительны к изменениям степени расширения.

LLDPE имеет меньшую вязкость при всех скоростях деформации при растяжении расплава. Это означает, что он не будет напрягаться, чтобы затвердеть, как это делает LDPE при удлинении. LDPE доказывает влияние увеличения вязкости из-за запутывания цепей, например, скорость деформации полиэтилена увеличивается.Это явление не воспринимается с LLDPE из-за отсутствия длинноцепочечного разветвления в LLDPE. Это позволяет цепям проскальзывать друг относительно друга при растяжении, не запутываясь.

Этот типичный показатель важен для пленочных применений. Потому что пленки LLDPE могут быть уменьшены просто при сохранении высокой прочности и ударной вязкости. Однако LLDPE может быть переработан в другие вещи. Например;

  • Вкладыши для мусорных баков
  • Пиломатериалы
  • Стяжки ландшафтные
  • Напольная плитка
  • Компостные ящики и
  • Транспортировочные конверты
Важные свойства
      •  Плотность (г/см  2  )                                0.92 
      •  Прочность на растяжение (МПа)                   20 
      •  Удлинение при разрыве (%)                   500 
      •  Максимальная рабочая температура (  0  c)                50 
      •  Твердость поверхности                          SD48 
      •  Водопоглощение (%)                      0,01 
      •  Диапазон температур плавления ( 0  C)                220–260 
      •  Усадка формы (%)                      3 
Использование и рыночные данные​
  • Во всем мире около 80% ЛПЭНП идет на производство пленки.Например, пищевая и непищевая упаковка, термоусадочная или стрейч-пленка и неупаковочное использование.
  • Тенденция производства пленок для упаковки пищевых продуктов направлена ​​на создание пленочных структур с высокими эксплуатационными характеристиками. Они не так проницаемы для увеличения срока годности и улучшения вкуса. Развитие происходит от перехода товаров, упакованных в несгибаемую тару, к высококачественным гибким упаковкам.
  • LLDPE используется в экструзионных покрытиях. Там он поддерживает защиту содержимого контейнеров с жидкостью.В основном это упаковка из бумаги и картона.
  • Для упаковки непищевых продуктов требуются сверхпрочные пленки. Например, клиент, производство и сельскохозяйственное использование.
  • Около 5% спроса на ЛПЭНП приходится на сектор литья под давлением. У этого есть торговые точки, например, товары для газонов и сада, кухонная утварь, багаж и детали мебели, развлекательные товары и игрушки.
  • Аналогично используется для полиэтиленовых пакетов и листов.
  • Он также используется для пластиковой упаковки, стрейч-пленки, пакетов, игрушек, чехлов, крышек, труб, свай и контейнеров, обертки кабелей, геомембран и в основном гибких трубок.

Обильные разработки в LLDPE были в резерве LDPE. В настоящее время он обогнал LDPE по размеру рынка и стал вторым по величине полиэтиленом после полиэтилена высокой плотности. На ПВД приходится 52-53% совместного рынка ПВД-ЛПЭНП. Хотя ее проникновение на рынки ПВД, кажется, было достигнуто на зрелых рынках. Например, в Северной Америке, Западной Европе и Японии упрощение процесса переработки LLDPE может привести к дополнительной замене. На развивающихся рынках, например в Китае, можно предсказать дальнейшее проникновение ЛПЭНП в области применения ПЭНП.

Завод полиэтилена низкого давления

Директор —

ВЛАДИСЛАВ БАШКИРЦЕВ

Доля продукции в товарной продукции ПАО «Казаньоргсинтез»

21,2%

Завод по производству полиэтилена низкой плотности (ПВД) состоит из трех отдельных производственных блоков 1-й, 2-й и 3-й очереди.

Блок I


Производство ЭВА.Выпущен в 1980 году. В производстве используется винилацетат.

II блок


Производство полиэтилена высокого давления (низкой плотности) осуществляется методом полимеризации этилена в автоклавных реакторах при давлении до 1500 кгс/см 2 и температуре до 280 o С по технологии ICI (Англия) и с добавлением пероксидов по мере полимеризации инициатор реакции.

III блок

Производство полиэтилена высокого давления (низкой плотности) осуществляется методом полимеризации этилена в трубчатых реакторах при давлении до 2000 кгс/см 2 и температуре до 300 o С по процессу Имхаузена (Германия) и с добавкой кислорода по мере полимеризации инициатор реакции.

На заводе ПВД выпускается натуральный полиэтилен низкого давления базовых марок. Технологические установки производят различные композиции на основе полиэтилена высокого давления для изготовления формованных, выдувных, экструзионных и пленочных изделий.

Завод ПВД производит полиэтиленовую композицию для изготовления оболочек кордовых изделий, кабельные композиции из полиэтилена (натурального и черного цветов), полиэтиленовую композицию для высокоскоростной экструзии, полиэтиленовую композицию для производства крупногабаритных изделий методом ротационного формования.Завод ПВД является единственным в СНГ производителем электропроводящих композиций полиэтилена для производства специальных кабелей и труб для транспортировки взрывчатых веществ в горнодобывающей промышленности.

КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ

Производство полиэтилена

Полиэтилен занимает первое место в мировом производстве полимеров, синтетически получаемых методом полимеризации. Одним из методов производства является полимеризация этилена под высоким давлением.Этилен получают крекингом насыщенных углеводородов в крекинг-печах с утилизацией крекинг-газа.

Все крупные предприятия нефтехимической промышленности производят полиэтилен. Основным сырьем для производства полиэтилена является этилен. Производство осуществляется под низким, средним и высоким давлением. Как правило, выпускается в виде гранул диаметром 2-6 мм, иногда в виде порошка. На сегодняшний день существует четыре основных метода производства полиэтилена. И в результате получается следующее:

  1. Полиэтилен высокого давления или полиэтилен низкой плотности (LDPE)
  2. Полиэтилен низкого давления или полиэтилен высокой плотности (HDPE)
  3. 5 Полиэтилен среднего давления или полиэтилен среднего давления (MDPE)
  4. 5 Линейный полиэтилен высокого давления или линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)

Полиэтилен высокого давления Формируется при высоком давлении и в результате полимеризации сжатого до высокого давления этилена в автоклаве или трубчатом реакторе.Полимеризация в реакторе осуществляется по радикальному механизму под действием кислорода, органических пероксидов, т. е. лаурил, бензоил и их смесей. Этилен смешивают с инициатором, затем нагревают до 700 °С и сжимают компрессором до 25 МПа. После этого поступает в первую секцию реактора, где нагревается до 1 800°С, а затем во вторую секцию реактора для полимеризации, протекающей при температуре 190-300°С и давлении 130 -250 МПа.Этилен находится в реакторе суммарно не более 100 секунд. Степень конверсии 25%. Это зависит от типа и количества инициатора. Из полученного полиэтилена удаляют не прореагировавший этилен, затем продукт охлаждают и упаковывают. ПВД производится в виде неокрашенных или окрашенных гранул.

Производство полиэтилена низкого давления осуществляется по трем основным технологиям:

  • Полимеризация в суспензии
  • Полимеризация в растворе.Раствор гексан
  • Газофазная полимеризация

Наиболее распространенным методом считается полимеризация в растворе . Полимеризацию в растворе проводят в интервале температур 160-2500°С и давлении 3,4-5,3 МПа. Контакт с катализатором осуществляется в течение примерно 10-15 минут. Выделение полиэтилена из раствора проводят растворителем в испарителе, а затем в сепараторе и вакуумной камере гранулятора.Гранулированный полиэтилен пропаривают парами влаги. ПНД производится в виде неокрашенных или окрашенных гранул.

Производство полиэтилена среднего давления осуществляется в результате полимеризации этилена в растворе. Полиэтилен среднего давления производят при температуре около 150°С и давлении не более 4 МПа с использованием катализатора. ПНД выходит из раствора в виде хлопьев. Продукт, полученный описанным выше способом, отличается среднемассовой молекулярной массой не более 400 тысяч и степенью кристалличности не более 90%.

Производство линейного полиэтилена высокого давления осуществляется путем химической модификации ПВД: Процесс протекает при температуре 150°С и давлении около 3,0-4,0 МПа. Линейный полиэтилен низкой плотности напоминает по своей структуре полиэтилен высокой плотности, но отличается длинными и многочисленными боковыми ответвлениями. Производство линейного полиэтилена осуществляется двумя способами:

  • Газофазная полимеризация
  • Жидкофазная полимеризация.На сегодняшний день это самый популярный метод. Осуществляется в реакторе с псевдоожиженным слоем. В реактор постоянно подают этилен, а удаление полимера осуществляют при поддержании постоянного уровня псевдоожиженного слоя в реакторе. Процесс протекает при температуре 100°С и давлении около 0,689-2,068МПа

Эффективность данного метода жидкофазной полимеризации меньше, чем газофазного, но он характеризуется следующими преимуществами: размеры установки значительно меньше оборудования газофазной полимеризации, а также ниже капитальные затраты .

Методика в реакторе со смесителем с использованием катализаторов Циглера практически аналогична. В этом случае получается максимальный выход продукта. Недавно была внедрена технология производства линейного полиэтилена, в результате которой стали использовать металлоценовый катализатор. Эта технология позволяет получить более высокую молекулярную массу полимера, за счет чего повышается прочность изделия. LDPE, HDPE, MDPE и LLDPE отличаются друг от друга по своей структуре и свойствам, соответствуют LPGy и используются для решения разных задач.Помимо перечисленных выше способов полимеризации этилена, существуют и другие, пока не получившие широкого распространения в промышленности.

В настоящее время производятся два основных типа полимера LDPE и HDPE.

Существуют и другие виды полиэтилена, каждый из которых имеет свои свойства и области применения. В процессе производства в гранулированный полимер добавляют различные добавки, позволяющие получить черный, красный или другой полиэтилен.

Производство полиэтилена высокого давления осуществляется в автоклавах и трубчатых реакторах.В автоклаве производится восемь марок полимеров по ГОСТу. В трубчатом реакторе производится 21 вид полиэтилена высокого давления.

Для синтеза высокого ПЭНП необходимо соблюдение следующих условий:

  1. температурный режим — от 200 до 250°С
  2. катализатор — чистый кислород, пероксид (органический)
  3. давление — от 150 до 300 МП

Полимеризованное сырье в первой фазе имеет жидкую форму, затем подается в сепаратор, а затем в гранулятор, где происходит формирование гранул готового сырья.Свойства ПВД используются для производства упаковочной пленки, термопленки, многослойной упаковки. Также полиэтилен высокого давления используется в автомобильной, химической, пищевой промышленности. Используется для производства качественных прочных труб бытового назначения.


Блок-схема

Основными задачами предприятий по производству полиэтилена являются модернизация оборудования, совершенствование технологий крекинга и переработки, увеличение производственных мощностей. ЛЕННИИХИММАШ выполняет следующие виды работ по направлению :

  • разработка оборудования для крекинг-печей Монтаж и модернизация
  • проверка текущего состояния объектов
  • анализ, ТЭО и выбор оптимального варианта реконструкции
  • обновление оборудования
  • проектирование зданий и сооружений

Основное оборудование производства полиэтилена:

  • Реакторная секция
  • компрессоры
  • рецикловые установки высокого и среднего давления (сепаратор, теплообменник)
  • Станция горячей воды с насосами
  • блок охлаждения
  • насосы
  • судов, в т.ч.миксер

Предварительный осмотр текущего состояния оборудования


Рециркуляционные охладители высокого давления


Трубчатый реактор

     
Сепаратор низкого давления V=12 м 3 Кондитерский блок

Опыт ЛЕННИИХИММАШ

В период активного строительства в СССР заводов по извлечению этилена и пропилена из крекинг-газа для дальнейшего производства полимерных материалов ЛЕННИИХИММАШ был основным разработчиком и поставщиком колонн и теплообменников холодильных боксов для заводов различной мощности от 45 до 300 тыс.т этилена в год (Э-45, ЭП-60, Э-100, Э-200, ЭП-300). В последующие годы ЛЕННИИХИММАШ провел работы по реконструкции действующих мощностей с целью увеличения мощностей по переработке крекинг-газа; внедрены технические решения по стабилизации работы установок, снижению потерь целевой продукции (повышение коэффициента извлечения), повышению качества продукции. Кроме того, заводы были оснащены дополнительным оборудованием, заменены внутренние устройства, усовершенствованы технологические схемы. Результаты научно-исследовательских работ ЛЕННИИХИММАШ, разработанные методики гидравлических расчетов тарелок, результаты обследования коробов оборудования, разработанного на предприятиях по производству этилена, были использованы в холодильных камерах предприятий по производству этилена и при разработке колонного оборудования.ЛЕННИИХИММАШ разработал специальное оборудование, такое как поршневые компрессоры этилена (дожимной компрессор, компрессор этилена высокого давления на оппозитном основании (1-й каскад — до давления 25 МПа, 2-й каскад — до давления 230 МПа), реакторное оборудование, сосуды для высоких производство полиэтилена под давлением для Новополоцкого, Сумгаитского, Томского комбинатов и производства в Германии Данное оборудование успешно работает и в настоящее время

В состав действующего производства входят:

  • Установка производства ПВД с трубчатым реактором мощностью 50 тыс. куб.т/год (процесс компании АТО, Франция)
  • Установка производства ПВД с автоклавным реактором (для технологической линии производительностью до 15 тыс. т/год, суммарной мощностью 30 тыс. т/год, процесс фирмы ICI, ELPGand)

Специалисты ЛЕННИИХИММАШ провели обследование и выявили следующие резервы по основному и вспомогательному оборудованию:

По трубчатому реактору имеется резерв по мощности, что делает целесообразным не заменять станцию ​​целиком.Возможен частичный апгрейд с увеличением мощности основных технологических блоков:

  • Реакторная секция без разборки реактора
  • компрессионный блок с частичной заменой оборудования без замены конструктивной части
  • рециркуляционная установка низкого давления оставить без больших изменений
  • рециркуляционная установка высокого давления требует значительного ремонта

Предложен проект нового охладителя, который значительно увеличит мощность, составлен перечень нового и модернизированного оборудования блоков с основными техническими характеристиками.


Вариант реконструкции трубчатого реактора — перевод на трехзонный реактор
в вариантах реконструкции 2 и 3 с впрыском жидкости
инициирование


Схема работы блока охлаждения

Модернизация компрессоров — Бустерный мультикомпрессор / первый каскад
фирмы Burckhardt

Предлагаются три варианта перестроения. В зависимости от объема реконструкции суммарная мощность двух объектов может быть увеличена с 80 тыс. т полиэтилена в год:

  • Вариант 1 – 90 тыс. руб.т/год
  • Вариант 2 – 130 тыс. руб. т/год
  • Вариант 3 – 128 тыс. руб. т/год

В 2016 году в связи с реконструкцией цеха крекинга и газоочистки на заводе этилена ПАО «Казаньорсинтез» разработаны основные технические решения, а в 2017 году выносной блок Трёхкамерная крекинг-печь П-819 /815/820 в составе установки крекинга этановой и пропановой фракций в трубчатых печах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.