Технология производства полиэтилена: Производство Полиэтилена: технология изготовления, оборудование

Содержание

Технология производства полиэтилена | ЮНИТРЕЙД

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.

Технология производства полиэтилена

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.

Производство полиэтилена: организация бизнеса, технологии, оборудование

Производство полиэтилена, наиболее востребованного полимера, основано на реакции полимеризации газа этилена. Это термопластичный полимер, класса органических полифенолов. Его популярность объясняется целым комплексом технологических свойств, позволяющих производить из него множество изделий бытового назначения и изделий для разных сфер промышленного производства. Немаловажным фактором востребованности данного материала является его низкая стоимость по сравнению с аналогами, использующимися в этих же сферах.



Краткий анализ бизнеса:
Затраты на организацию бизнеса:150 – 250 тысяч долларов
Актуально для городов с населением:без ограничений
Ситуация в отрасли:низкая конкуренция
Сложность организации бизнеса:4/5
Окупаемость:12 – 14 месяцев

Основные виды полиэтилена

  • ПНД – полиэтилен низкого давления, или ПВП – высокой плотности;
  • ПВД – высокого давления, или ПНП – низкой плотности;
  • ПСД – среднего давления, или ПСП – средней плотности.

Кроме этих видов полимеров, есть и другие: сшитый – PEX, вспененный и хлорсульфированный (ХСП) полиэтилены.

Сферы применения полиэтилена

Полиэтилен – один из самых широко применяемых современных материалов в производстве:

  • упаковочных, термоусадочных, сельскохозяйственных и других видов пленки;
  • водопроводных, газовых и других видов труб;
  • различных синтетических волокон;
  • емкостей для разного рода жидкостей;
  • большого ассортимента стройматериалов;
  • санитарно-технических изделий;
  • посуды и предметов домашнего обихода;
  • изоляционных материалов для электрических кабелей;
  • деталей для автомобилей, станков, различного оборудования, инструментов и другой техники;
  • протезов для стоматологии и других видов эндопротезирования;
  • пенополиэтилена.

Широкий спектр потребительских свойств полиэтилена обусловлен целым комплексом химических, физико-механических и диэлектрических характеристик этого материала. Поэтому он востребован в радиоэлектротехнической, кабельной, химической, строительной, медицинской и многих других отраслях.

Специальные разновидности этого материала, такие как вспененный полиэтилен, сшитый, сверхмолекулярный, хлорсульфированный – эффективно используются в производстве строительных материалов. Хотя сам полиэтилен не конструкционный по структуре, но армирование стекловолокном дает возможность использовать его в конструкционных композитных изделиях.

Полиэтилен используется и как вторсырье. Его отходы отлично перерабатываются для дальнейшего применения.

к оглавлению ↑

Технология производства полиэтилена

Полиэтиленовый полимер получают в результате химической реакции полимеризации этилена в различно созданных условиях и в присутствии определенных катализаторов. В зависимости от условий протекания реакции – температуры, давления и катализаторов, полиэтилен приобретает кардинально отличающиеся характеристики.

Чаще всего практическую ценность имеют три вида полиэтилена – низкого, среднего и высокого давления. Поэтому стоит рассмотреть технологию получения именно этих материалов. Надо заметить, что полиэтилен среднего давления считается всего лишь разновидностью ПНД и технология их производства ничем не отличается.

к оглавлению ↑

Производство полиэтилена низкого давления

ПНД производится из очищенного газа этилена. Процесс идет при температуре 100-150°C при давлении до 4 МПа. В реакции полимеризации обязательно должен присутствовать катализатор: или триэтилаллюминий или четыреххлористый титан. Процесс может быть непрерывным или кратковременным, с перерывами.

Существует ряд технологий производства полиэтилена, отличающихся по типу используемых конструкций, размеру реактора, способу очистки полимера от катализатора. Весь технологический процесс разбит на три этапа:

  • полимеризация полиэтилена;
  • очистка его от катализатора;
  • просушка.

Советуем прочитать:

Необходимое условие для нормального протекания реакции полимеризации – постоянная температура, которая поддерживается с помощью подаваемого этилена и его объемов. Процесс полимеризации с участием катализатора имеет свои недостатки – происходит неизбежное загрязнение полученного продукта остатками катализатора.

Он не только окрашивает полиэтилен в неприемлемый коричневый цвет, но и ухудшает его химические свойства. Для устранения этого недостатка катализатор разрушается, а потом растворяется и отфильтровывается. Отмывается полученный полимер в специальной центрифуге, в которую добавляют метиловый спирт.

После промывки он отжимается, к нему добавляют вещества, повышающие его прочность и внешний вид. Для улучшения внешних качеств добавляют воск, который придает полиэтилену блеск. Далее продукт полимеризации попадает в сушильные аппараты и в цеха грануляции. Основные марки полиэтилена производятся в порошкообразном виде, композиционные марки – в виде гранул. к оглавлению ↑

Производство полиэтилена высокого давления

ПВД производится при температуре не менее 200 °C, при давлении от 150 до 300 МПа, в качестве активатора реакции выступает кислород. Оборудование для получения полимера – автоклавные и трубчатые реакторы.

Трубчатый реактор – это длинный резервуар в виде трубы, в котором и происходит реакция полимеризации под высоким давлением. Полимер, в виде расплава выводится из реактора и поступает в отделитель промежуточного давления, где он изолируется от непрореагировавшего этилена. Затем, согласно технологической схеме он поступает на экструдер и выходит из него в виде гранул, и направляется на дополнительную обработку. Эта технология является наиболее востребованной среди производителей.

Автоклавные реакторы – цилиндрические, вертикально расположенные агрегаты, в которых идет реакция полимеризации этилена с инициатором реакции. Реакторы отличаются условиями протекания реакций, в том числе условиями теплоотвода. Концентрации инициаторов и параметров реакционной массы.

Различия протекания химических реакций. Разные виды оборудования и другие различия обусловливают структурные особенности получаемого продукта полимеризации.

Советуем прочитать:

Несмотря на тип реактора, схема производства ПВД для них одинаковая:

  • подача в приемник реактора сырья и инициатора;
  • разогрев ингредиентов и повышение параметров давления;
  • промежуточная подача сырья и инициатора;
  • изоляция непрореагировавшего этилена и его сбор для повторного использования;
  • охлаждение полученного полимера, сброс давления;
  • грануляция конечного продукта, промывка, сушка, упаковка.
к оглавлению ↑

Производство вспененного полиэтилена

Вспененный полиэтилен, или ППЭ – это полимер, отличающийся пористой структурой и имеющий высокие эксплуатационные и технические характеристики. Он широко используется как термоизоляционный материал в строительстве и в приборостроительном машиностроении, а также как упаковочный материал и в других сферах.

Технология производства этого полимера отличается определенной сложностью. Для ее полного цикла необходимо специальное оборудование: смесители, загрузчики, охлаждающие устройства, насосы высокого давления. Но самым главным оборудованием в производстве вспененного полиэтилена являются экструдеры. В качестве сырья используется ПВД, в качестве вспенивающих агентов – фреоны и алкановые смеси, например, бутан.

В зависимости от особенностей технологии производства, различают два вида ППЭ – сшитый и несшитый. Процесс вспенивания идет под определенным давлением и с высокой температурой. Этапы технологического процесса:

  • загрузка смеси;
  • смешивание;
  • продавливание смеси через экструдер;
  • сшивание пленок;
  • вспенивание;
  • получение заготовок в виде плит, пленки и других полуфабрикатов.
к оглавлению ↑

Производство вторичного полиэтилена

Для того, чтобы избежать затрат на крупномасштабное производство полимеров, можно воспользоваться их вторичной переработкой. Из вторсырья производится высококачественный гранулированный полимерный продукт, который по своим характеристикам ничем не уступающий первично полученному полимерному продукту.

Сырье подвергается дроблению. Затем, оно моется и сушится в центрифуге. Очищенная сырьевая масса проходит операцию агломерации и идет на гранулирование. Это – конечный продукт вторичной переработки полиэтилена. к оглавлению ↑

Оборудование для производства полиэтилена

Оборудование для производства полиэтилена различается в соответствии с назначением и видом перерабатываемого сырья. Технологическая цепочка представлена следующим оборудованием:

  • один или несколько экструдеров-грануляторов;
  • машина для резки;
  • загрузчики, работающие на основе вакуума;
  • насосы, оснащенные фильтрами для расплавов;
  • вибросита;
  • ванны для охлаждения;
  • транспортеры;
  • бункера для подачи сырьевой массы;
  • мельницы.

Покупка нового основного оборудования для производства полиэтилена может стать в пределах 120-200 тысяч долларов.Новое отечественное оборудование будет стоить меньше в два раза. к оглавлению ↑

Как организовать завод по производству полиэтилена

Всякий производственный бизнес начинается с разработки бизнес-плана.

Составление бизнес-плана

Цель бизнес-плана – предоставление общей информации об авторе проекта, описание продукции, которую он собирается производить. Также должна быть раскрыты задачи проекта, в подробностях должна быть описана технология производства продукции.

Если эта технология является новой, то в бизнес-плане должны быть представлены заключения соответствующих органов об ее безопасности для окружающей среды и здоровья людей. к оглавлению ↑

Помещение

Промышленное производство, каковым является выпуск полиэтилена, следует размещать в производственной зоне населенного пункта. Для производственного помещения существуют определенные санитарные и технические требования. Площадь помещения не должна быть меньше 100 кв. метров, высота его не должна быть ниже 10 метров. В производственных цехах должна быть противопожарная защита и хорошая вентиляция.

к оглавлению ↑

Персонал

Обеспечить производственный процесс может небольшой по численности коллектив:

  • руководитель предприятия;
  • бухгалтер;
  • менеджер по продажам;
  • технолог;
  • рабочие по обслуживанию технологической линии – 4 человека.

Возможны и другие варианты штатного расписания.

к оглавлению ↑

Оформление документов

Прежде всего, необходимо зарегистрировать свое предприятие. Это может быть ИП или ООО. Также необходимо получить разрешительные документы в таких инстанциях:

  • городская администрация;
  • пожарная, экологическая и санитарно-эпидемиологическая службы;
  • электронадзор.

Расчет затрат

Сначала производится расчет доходов от производства продукции:

  • сколько затрачивается в среднем на производство определенного объема продукции;
  • какова ее рыночная стоимость;
  • каков размер дохода.

Затем надо посчитать все расходы:

  • стоимость разрешительных документов;
  • подготовка помещения;
  • закупка оборудования;
  • закупка сырья.

Ежемесячные расходы:

  • оплата труда работникам;
  • оплата аренды помещения;
  • налоги и коммунальные услуги.

Далее выполняются расчеты окупаемости бизнеса и его прибыльности. к оглавлению ↑

Рентабельность бизнеса

При стабильной работе предприятия и при хорошем стартовом капитале на приобретение оборудования, этот бизнес окупается через 12-14 месяцев. Через год стабильной работы, затраты на оборудование могут полностью окупиться и завод станет приносить чистую прибыль.

Технологическая производства полиэтилена — Справочник химика 21

    В промышленности полиэтилен высокого давления (ПЭВД) получают радикальной полимеризацией этилена при 180—270 °С и давлении 147—245 МПа [1]. Принципиальная технологическая схема производства ПЭВД приведена на рис. 3.5 [1]. [c.266]

    В настоящее время в мировой промышленности существуют четыре метода производства полиэтилена. Один метод при высоком давлении и три — при низком давлении. Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) имеет целый ряд преимуществ по применению в тех областях, где требуется высокая прозрачность и чистота материала, поскольку не содержит остатков катализатора. Здесь рассматривается один из возможных способов получения ПЭВД. Одним из основных элементов технологической схемы непрерывной полимеризации этилена при высоком давлении является химический реактор. Подлежащий полимеризации газ после предварительной обработки поступает в химический реактор с мешалкой при температуре 30-50 °С. В качестве инициатора полимеризации этилена при высоком давлении используют молекулярный кислород. Процесс полимеризации очень чувствителен к концентрации кислорода, поэтому дозирование кислорода должно быть стабильным. В результате реакции выделяется большое количество теплоты и в реакторе устанавливается относительно высокая температура, которую, ввиду опасности взрывного разложения, следует ограничить максимальной величиной в 280 С. Поэтому степень превращения этилена в реакторе около 20 %. Время пребывания tau реакционной смеси колеблется в пределах 20-300 с. [c.189]


    Технологический процесс производства изделий из полиэтилена низкой плотности. Для производства полых изделий применяется полиэтилен низкой плотности (высокого давления) со следующими показателями .  [c.224]

    Производство полиэтилена состоит из следующих основных цехов компрессии, полимеризации, насосной горячей воды для подогрева полимеризаторов, грануляции, регенерации растворителей и вспомогательных цехов. Технологический процесс производства полиэтилена высокого давления заключается в следующем очищенный от посторонних примесей газ этилен смешивают с небольшим количеством кислорода и подвергают его ступенчатому сжатию компрессорами высокого и сверхвысокого давления до 150 МПа, после чего он направляется в полимеризатор, где этилен превращается в полиэтилен. Готовый полиэтилен поступает в гранулятор — червячный пресс. Выдавливаемые из гранулятора профили в виде прутков или лент [c.208]

    При помощи ионизирующего действия СВЧ-излучепия (СВЧ-разряда) возможно осуществить следующие химико-технологические процессы [1—3] синтез аммиака, получение окислов азота из воздуха (в производстве азотной кислоты) синтез соляной кислоты, синильной кислоты получение серы из сероводорода и дымовых газов крекинг нефти и нефтепродуктов получение ацетилена из метана производство спиртов реакции хлорирования, нитрования, гидроксилирования, карбоксилирования пт. п. синтез бензола, дифенилена, фенола полимеризацию этилена в полиэтилен получение ситалов получение сверхчистых пленок и металлов и т. д. [c.233]

    Полимерные материалы получают главным образом в результате реакций полимеризации, сополимеризации и поликонденсации. Ассортимент высокомолекулярных соединений, а также варианты технологического оформления их получения и каталитические системы, используемые при этом, чрезвычайно разнообразны. Один из наиболее распространенных полимеров — полиэтилен, производство которого непрерывно возрастает и совершенствуется. Повышенный интерес к полиэтилену вызван такими его качествами, как высокая химическая и радиационная стойкость, хорошие диэлектрические свойства, низкая газо- и влагопроницаемость, легкость и безвредность. Из трех известных (основных) промышленных методов получения полиэтилена — полимеризацией этилена при высоком, среднем и низком давлении — в СССР получили распространение первый и последний способы. [c.138]

    Полиэтилен при среднем давлении — 40 кгс/см получается в присутствии различных катализаторов и при разных режимах. С гомогенными катализаторами полимеризация проводится в суспензии. С гетерогенными катализаторами (окиснохромовыми и продуктами взаимодействия металлоорганических соединений с соединениями переходных металлов, нанесенных на носитель) полимеризация проводится в суспензии (при 60—80 °С) и в растворе (при 150—180 С). При повышении давления и соответственно концентрации этилена в реакционном объеме выход полимера на весовую единицу катализатора настолько повышается, что специальных операций по очистке полиэтилена от остатков катализатора не требуется и в том случае технологическая схема производства полиэтилена высокой плотности сильно упрои ается. [c.30]


    Технологическая схема производства ПЭВД в трубчатом реакторе представлена на рис. 4.2. Входной поток этилена поступает в буферную емкость 1, где смешивается с возвратным потоком этилена низкого давления. Из буферной емкости 1 смешанный этилен выходит двумя потоками. Первый, поступая на участок 2 смешивания с инициатором — кислородом, подается к компрессорам первого каскада 3 и далее разделяется на два потока при помощи регулятора соотношения 4. Регулятор соотношения обеспечивает заданную концентрацию инициатора — кислорода в обоих исходных потоках реакционной смеси. Второй поток, выходящий лз буферной емкости 1, после сжатия до промежуточного давления компрессорами первого каскада 3 смешивается с возвратным потоком этилена промежуточного давления и разделяется на два равных потока. Исходные потоки реакционной смеси подаются ж компрессорам второго каскада 5 и б, которые создают рабочее давление. Далее реакционная смесь нагревается в подогревателях 7 ж 8 перегретой водой, а затем поступает в трубчатый полимери-зационный реактор. Реактор состоит из двух зон 9 и 10. На входе в каждую из зон реактора в реакционную смесь вводится второй инициатор — смесь органических перекисей, которая имеет более низкую температуру разложения по сравнению с кислородом. В рубашке реактора противотоком циркулирует перегретая вода. Выходящая из второй зоны реактора смесь этилена и полиэтилена поступает в холодильники 11, 12 и далее в отделители промежуточного 13 и низкого 24 давления, В отделителях непрореагировавший этилен выделяется из смеси. Расп пав полиэтилена поступает в гранулятор 15. Приготовленный полиэтилен в виде гранул направляется для дальнейшей переработки или отгружается потребителям. Возвратные потоки этилена подаются в исходную смесь. В цикл возвратного газа низкого давления подается модификатор — пропан. Для контроля за качеством продукции, в частности для определения показателя текучести расплава, используют полиэтилен после гранулирования. [c.160]

    Использование этана позволяет существенно уменьшить капитальные вложения в производство этилена и сократить сроки строительства химических и нефтехимических производств с законченным технологическим циклом (этилен — полиэтилен, этилен — этиловый спирт и т. д.), так как при пиролизе этана обеспечивается минимальный выход побочных продуктов, для утилизации которых требуются большие капитальные вложения (выход этилена из этана 70%, из бензина 27%, из вакуумного газойля 15%). [c.9]

    Таким образом, в настоящее время имеется ряд способов промышленного производства полиэтилена как при высоких давлениях (1200— 2000 кг/см ), так и при низком давлении (5—70 кг см ) и даже при 1 ат. Эти способы разнятся не только по технологическому оформлению, но и по свойствам получающихся полиэтиленов. [c.782]

    По объему производства поливинилхлорид наряду с полиэтиленом является одним-из важнейших полимеров, используемых для получения пластмасс. Своему широкому применению поливинилхлорид в значительной степени обязан успехам в создании для него эффективных термостабилизаторов, поскольку нестабилизированный гомополимер имеет низкую термостойкость и плохо перерабатывается в расплавленном состоянии. Технологическое поведение поливинилхлорида можно также улучшить путем понижения температуры формования за счет введения в него звеньев другого мономера, например винилацетата. Однако этот метод получил меньшее распространение. Компаундирование поливинилхлорида трикрезилфосфатом и другими нелетучими жидкостями, приводящее к получению термостабильного продукта, является одним из наиболее важных направлений улучшения свойств этого материала. [c.258]

    На лабораторной и укрупненной установках было исследовано влияние давления, температуры, количества катализатора, глубины превращения, состава исходного газа и различных примесей на скорость процесса полимеризации и свойства получающихся полиэтиленов при давлении до 2000 ат. Были получены технологические показатели для проектирования промышленного цеха производства полиэтилена путем циклической полимеризации этилена нри давлении 1500 ат. [c.440]

    Производство синтетических смол и пластических масс. Учитывая высокую народнохозяйственную эффективность синтетических смол н пластмасс и их большую роль в развитии важнейших отраслей народного хозяйства, в перспективе намечается сохранить высокие темпы роста этой отрасли химической промышленности, значительно улучшить структуру пластмасс путем ускоренного развития полимеризационных материалов, в первую очередь полиолефинов, поливинилхлорида и полистирола, значительно расширить мощности по производству пластмасс за счет укрупнения агрегатов и технологических линий по полиэтилену до 100—150 тыс. т/год, карбамидным смолам — до 100 тыс. т/год, по поливинилхлориду — до 100—150 тыс. т/год. [c.224]

    В промышленности в настоящее время существуют два технологических процесса изготовления эластичных магнитов. По первому технологическому процессу получают материалы, представляющие собой композиции на основе натурального или синтетического каучука с порошком феррита бария. Резиновая смесь изготавливается на вальцах. Перед шприцеванием готовая смесь разогревается. Разогретая резиновая смесь подается на шприц-машину, на которой производится профилирование эластичного магнитного материала в изделие практически любой формы. Полученные профили помещаются в вулканизационный котел, вулканизуются, а затем намагничиваются. Этот технологический процесс производства эластичных магнитов имеет ряд недостатков — низкая производительность смесительного оборудования, наличие малопроизводительных ручных операций, отсутствие поточности технологического процесса. Поэтому многие зарубежные фирмы и отечественная промышленность начали изготавливать эластичные магниты на основе полимеров, не требующих вулканизации, таких как полиэтилен с полиизобутиленом, термоэластопласт, полиэтилен с винилацетатными группами (второй технологический процесс). [c.156]


    Технологический процесс производства полиэтилена в присутствии триэтилалюминия или диэтилалюминийхлорида и четыреххлористого титана может быть как цикличным, так и непрерывным [60]. ]3 настоящее время полиэтилен получается в агрегатах производительностью 2,5—4 тыс. т/год в одной технологической нитке. Принцип работы такого агрегата показан на рис. 4 [111]. В полимеризатор 1 емкостью около 10 л непрерывно подается свежий очищенный и высушенный этилен и предварительно приготовленный катализатор в низкокипящем бензине. Этилен подается через систему эрлифта, расположенную в нижней части реактора, и обеспечивает перемешивание реакционной массы. Полимеризация протекает под давлением 3—4 ат. нри 80 С. Теплота реакции отводится за счет осуществляемой газодувкой 4 циркуляции паро-газовой смеси через систему сепараторов 2, 3, 5, 7 а холодильник в. Непрореагировавший этилен через холодильник 12 и сепаратор 13 направляется на очистку. [c.31]

    На отдельные виды технологических операций замена поврежденных участков полиэтиленовых труб, врезка ответвлений в действующий полиэтиленовый газопровод, производство газоопасных работ, техническое обслуживание открытых участков полиэтиленовых труб с полиэтиленовыми и неразъемными соединениями полиэтилен-металл должны быть разработаны ведомственные инструкции, согласованные и утвержденные в установленном порядке. [c.663]

    Д. Полиэтилен. Для этого производства характерно многообразие технологических процессов получения полиэтилена различных сортов (высокой и низкой плотности, высокого и низкого давления). В процессе полимеризации в безводной среде при высоком давлении в канализацию сбрасывают шаровидные полимерные частицы и большое количество масел от компрессоров. После отделения их флотацией остаточная БПК стока обычно незначительна. [c.265]

    В последние годы в ряде стран, в том числе в СССР, организовано производство полипропилена, который применяется для тех же целей, что и полиэтилен, но обладает более высокой термостойкостью и меньшей влаго- и газопроницаемостью (табл. 27). Технологическое оформление процесса получения полипропилена аналогично процессу получения полиэтилена низкого давления в присутствии металлор-ганических катализаторов. [c.139]

    Особенности в структуре строения линейных полимеров. Многие высокомолекулярные вещества, к числу которых относятся целлюлоза, каучук и синтетические волокна, имеют смешанную структуру. Возникающие между макромолекулами силы притяжения иногда достигают таких величин, что молекулы располагаются симметрично, образуя кристаллические области. Другие области линейных полимеров остаются неупорядоченными, аморфными. Эта особенность строения линейных полимеров служит наглядным подтверждением возможности сочетания в одном и том же материале высокой прочности с отличной пластичностью. В неразвернутом состоянии макромолекулы вытягиваются достаточно легко. При полном растяжении они настолько близко подходят друг к другу, что оказываются в сфере действия межмолекулярных сил, благодаря чему полимер делается исключительно прочным. Растягивание макромолекул линейных полимеров является одной из важнейших технологических операций при производстве волокон, повышающей их прочность. Макромолекулы кристаллических полимеров обладают регулярной структурой. К ним относятся полиэтилен, полиизобутилен и ряд других полимеров линейной полимеризации. В упорядоченных кристаллических областях макромолекулы связаны друг с другом прочно межмолекулярными и водородными связями. В результате этого материал приобретает устойчивость к разрыву и жесткость. Аморфным областям свойственно противоположное— они придают материалу гибкость и эластичность. [c.281]

    Считается, что методы моделирования химико-технологнче-ских процессов прошли три основных этапа эмпирическое моделирование, моделирование на основе теории подобия и математическое моделирование [197]. Согласно [197] первый этап — эмпирическое моделирование — начался в конце XIX — начале XX века и длился вплоть до 50—60-х годов. Второй этап — моделирование на основе теории подобия — получил распространение в 40—60-е годы. Третий этап — метод математического моделирования является в настоящее время доминирующим. Однако, сложность, многофакторность химико-технологических процессов вообще, а процессов получения полимеров в особенности, практически исключает возможность его применения для составления полного математического описания. Даже в производстве таких крупнотоннажных полимеров, как полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол,. математические модели сегодня разработаны лишь для отдельных стадий синтеза и не охватывают всего технологического процесса. Для других, менее проработанных технологий получения полимеров математическое моделирование еще весьма робко делает свои первые шаги. [c.241]

    Технологический процесс производства волокна лавсан включает в себя следующие основные стадии синтез полимера полиэтилен-терефталата, формование волокна и последующую обработку получаемого волокна. [c.153]

    Полиэтилен низкой плотности получают при давлении от 1300 до 2500 кгс/см и температуре 155— 280°С. Реакция полимеризации проходит в трубчатых реакторах или в реакторах автоклавного типа с перемешивающим устройством. Процесс получения полиэтилена протекает по непрерывной схеме. До последнего времени мощность одного потока по производству полиэтилена в трубчатых реакторах составляла 6 тыс. т в год (два трубчатых реактора), в реакторах автоклавного типа — до 12 тыс. т в год. Увеличение мощности реакторов затрудняется отводом большого количества тепла, выделяемого при полимеризации этилена. Благодаря разработке новых узлов полимеризации этилена появилась возможность создания полностью автоматизированного технологического потока производства полиэтилена мощностью 50 тыс. т (и более) в год в одной линии. [c.41]

    Ткани, обработанные клеящими покрытиями, содержащими полиэтилен полифенил изоцианат или дианизидиндиизоцианат (и т. д.) могут храниться несколько дней без уменьшения прочности склеивания, тем самым обеспечивая технологическую гибкость производства в целом. [c.69]

    Ноябрьский Пленум ЦК КПСС отметил, что Советский Союз обладает неограниченными сырьевыми возможностями для производства синтетических материалов, имеется большое количество законченных разработкой новых технологических процессов, обеспечивающих получение материалов более дешевых, более стойких и более доступных. Эти материалы — полиэтилен, стеклопласты, синтетические смолы (феноло-формальдегидные, эпоксидные и др.) — находят широкое применение и в промышленности, и в строительстве, и в производстве изделий бытового назначения. [c.3]

    Можно без преувеличения сказать, что потребление полиэтилена ограничивается только масштабами его производства. В свою очередь, размеры производства полиэтилена до последнего времени ограничивались сложностью его получепия. Как уже в свое время освещалось на страницах журнала Успехи химии [1], полиэтилен до последнего времени получался полимеризацией чистого этилена под давлением 1200—2000 атм при температуре около 200°, инициированной небольшими количествами кислорода, причем степень превращения этилена за один проход не превышает 12—15%. Из-за невысокой степени превращения этилена возникает необходимость в неоднократной циркуляции его в реакционной системе, что еще в большей степени усложняет технологический процесс. Эти обстоятельства заставляли искать новые пути полимеризации этилена в полиэтилен ири более низких давлениях и возможно больших степенях превращения исходного углеводорода в твердый полимер. Однако до самого последнего времени не удавалось решить эту задачу. Исключительно важным событием явилось открытие немецким химиком К. Циглером с сотрудниками метода полимеризации этилена в полиэтилен ири атмосферном давлении в присутствии триэтилалюминия и четыреххлористого титана. Этому открытию предшествовало длительное и систематическое исследование реакции полимеризации этилена и его гомологов под влиянием металлоорганических катализаторов. Начало изучению реакции полимеризации непредельных углеводородов в присутствии металлоорганических соединений было положено ранними работами Циглера [2—4], посвященными исследованию реакции между углеводородами и металлалкилами (щелочных металлов). Была изучена, например, полимеризация бутадиена под влиянием литийэтила [5] и термостойкость этого соединения [6]. [c.7]

    Нефтехимические и химические производства, базирующиеся на нефтяном и газовом сырье, возникают вблизи нефте- и газоперерабатывающих заводов, на трассах трубопроводов или в районе портов, где концентрируются большие количества нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов. Это, естественно, создает широкие возможности комбинирования различных производств, обеспечивающего экономию общественного труда и ускоренный технический прогресс. Поэтому развитие нефтехимической промышленности пошло по пути создания нефтехимических комплексов, объединяющих установки нефте- и газодобывающей, химической и нефтехимической промышленности, связанные между собой технологически, энергетически, экономически, а часто и организационно в единый производственный объект. При создании и функционировании нефтехимических комплексов (НХК) в наиболее ярком виде проявились характерные черты основных типов комбинирования вертикального — когда воедино связывается последовательная технологическая цепочка переработки исходного сырья в конечную продукцию (например, этан — этилен — полиэтилен) горизонтального — когда организуется комплексная переработка многокомпонентного сырья (например, пиролиз прямогонных фракций — химическая переработка получаемых при пиролизе этилена, пропилена, бензола, бутадиена) вертикально-горизонтального — когда сочетаются оба предыдущих типа и осуществляется как комплексная переработка многокомпонентного нефтяного или газового сырья, так и последовательная переработка сырья в полупродукты, а последних — в конечные продукты. Именно по вертикально-горизонтальному типу созданы наиболее известные нефтегазохимические комплексы мира. [c.415]

    Производство полиэтилена при среднем давлении имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами, К ним относятся доступность и неток-сичность катализаторов, возможность их многократного использования путем регенерации, простота технологического и аппаратурного оформления процесса, меньшая взрыво- и пожароопасность. Полиэтилен СД имеет более высокие показатели физико-механических свойств, чем полиэтилен высокого давления. [c.9]

    При совершенствовании технологических процессов производства полиэтилена при высоком и низком давлении в результате сополимери-зации с различными высшими а-олефинами, применения новых эффективных катализаторов достигнута возможность получения полимера с полным диапазоном плотностей (910-970 кг/м ) как при высоком, так и при низком давлении. И поскольку границы по плотности для ПЭВД и ПЭНД больше не существует, не следует называть Г1ЭВД полиэтиленом низкой плотности, а ПЭНД — полиэтиленом высокой плотности. [c.4]

    В области синтеза пластмасс по-прежнему ведутся работы но организации многотоннажных производств с использованием агрегатов большой мощности, комплексной автоматизации и механизации процессов. При этом предполагается в ближайшие два десятилетия сохранить структуру производства синтетических полимеров. Это означает, что среди пластмасс будут доминировать полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и сополимеры стирола, т. е. в основном термопластичные материалы. В настоящее время разрабатываются процессы производства нолиэтилепа низкой и высокой плотности на агрегатах единичной мощности 100—150 и 80—100 тыс. т/год соответственно с использованием активных катализаторов на носителях. Разрабатывается непрерывный технологический процесс получения полипропилена в присутствии новых высокоэффективных катализаторов. [c.148]

    Наиболее интенсивное структурирование наблюдается при облучении СКБ и его смеси с полиэтиленом. Радиационная вулканизация резиновых смесей, содержащих в своем составе наряду с каучуком такие пластики, как полиэтилен, полистирол и др., позволяет получать резины, в которых трехмерные структуры образованы как молекулами каучука, так и пластика, т. е. имеет место совулканизации [1, 21. Необходимая коже-подобность, твердость и другие свойства резин обеспечиваются сочетанием каучуков с полиэтиленом, полистиролом и др. В результате совулканизации пластиков с каучуком под влиянием облучения система утрачивает вязко-текучие свойства. Это позволяет получать кожеподобные резины, которые в отличие от серных вулканизаторов не будут давать необратимых дефектов, которые имеют место при тепловой и других видах их обработки на стадиях технологического процесса обувного производства. Подошвенные резины, полученные методом радиационной или радиационно-термической вулканизации каучуков с пластиками, характеризуются высокими физико-механическими свойствами [2, 3]. [c.322]

    Технологическая схема процесса производства полиэтилена среднего давления ( 35 ат) изображена на рис. 60. Катализатор активируют в аппарате 1, а затем суспендируют в растворителе в аппарате 2. В полимеризатор 3 загружают этилен, растворитель и суспензию катализатора (концентрация в растворителе этилена —5%, катализатора — 0,5%). Полимеризация этилена происходит при 125—150 °С. Образующийся полиэтилен растворяется в растворителе. Раствор полиэтилена, содержащий взвешенный катализатор, из полимеризатора 3 направляют в газоотделитель 4 для удаления этилена. Чтобы облегчить отделение катализатора, раствор полимера разбавляют горячим растворителем в аппарате 5. Катализатор удаляют из раствора на центрифуге 6 и барабанном фильтре 7. Очищенный от катализатора раствор полимера направляют в аппарат 8, в котором полиэтилен высаждают путем охлаждения (32—35 °С) или добавлением осадителя (спирта). После высаждения полиэтилена полученная суспензия проходит через фильтр 9, откуда полиэтилен поступает в сушилку 10, а растворитель — на очистку и [c.124]

    В Японии пущена технологическая установка для получения полиэтилена радиационньм способом. Она состоит из компрессора для сжатия этилена, трубчатого реактора, в котором полимеризация этого мономера происходит под действием ионизирующего излучения, и непрерывно работающего разгрузочного устройства [266]. Экономический расчет показывает, что переход на радиационный способ сокращает стоимость производства полиэтилена на 40% [36]. Применяя этот метод, можно в одном и том же аппарате получать полиэтилен, как низкой, так и высокой плотности. Радиационный метод является более безопасным, чем применяемые в настоящее время, так как при полимеризации этилена под действием ионизирующих излучений не образуются перекиси и другие взрывоопасные вещества [357]. Преимущество радиационного метода перед существующими состоит также в возможности получать порошкообразный продукт. В таком продукте содержится примерно в 10 раз меньше двойных связей, чем в полиэтилене, который получается в присутствии катализаторов [c.9]

    Проведенные технологические разработки получения высших алюминийалкилов из триэтилалюминия и этилена позволили американской фирме ono o создать крупнотоннажное непрерывное их производство. Процесс состоит из следующих основных стадий [61] активирование алюминия, содержащего титан получение диэтилалюминийгидрида (120°С, 8,5 МПа) получение триэтилалюминия (100—150°С, 2,5 МПа) отделение триэтилалюминия от непрореагировавшего алюминия получение высших алюминийалкилов (120°С, 10 МПа). Синтез высших алюминийалкилов осуществляется в аппарате змеевикового типа, в который в 10—15 местах по длине впрыскивается этилен. Помимо высших алюминийалкилов в качестве побочных продуктов образуются низкомолекулярные олефины и полиэтилен. Последний осаждается на стенках реактора, его периодически удаляют горячим растворителем. [c.169]

    В последние годы производство винилхлорида ориентируется на использование нефтехимического сырья. Однако нефтехимическое сырье, и прежде всего этилен, может перерабатываться в различную продукцию химической промышленности — полиэтилен, ацетальдегид, этиловый спирт и т. д. Сравнительно ограниченная транспортабельность этилена и зависимость размещения и мощности установок по этилену от размещения и мощности нефтеперерабатывающих заводов может привести к тому, что ресурсов этилена в отдельных пунктах или даже в целом по стране будет недостаточно для обеспечения всех потребителей. В условиях ограниченности нефтехимического сырья необходимо пре.дусмотреть возможность получения винилхлорида из любого другого сырья — метана. Кроме ограничения сырьевых ресурсов, на выбор оптимизируемых способов получения продукции могут оказать влияние и другие условия, например возможность осуществления строительства необходимого числа цехов по новой технологии для обеспечения всего прироста потребности в рассматриваемом продукте. При выборе способов производства учитывают также возможности модификации технологического процесса, т. е. возможность получения продукта при определенных изменениях технологического режима норм расхода основных видов сырья, энергетических средств и т. д. [c.204]

    Технологический процесс разделяется чаще всего на несколько стадий, осуществляемых в различных аппаратах. Сочетание этих различных стадий (а также и аппаратов) в определенной последовательности называется технологической схедюй производства. Продукт, получаемый в какой-либо промежуточной стадии, называется промежуточным продуктом (полупродуктом, полуфабрикатом), а получаемый в конечной стадии — готовым продуктом. Наряду с ним нередко образуются отходы производства. Используемые отходы называют побочными продуктами, а неиспользуемые — отбросами. Часто готовый продукт одного производства служит сырьем или полупродуктом для другого. Например, полиэтилен, являясь готовым продуктом, служит сырьем для производства из него различных изделий сахарный песок — готовый продукт для непосредственного потребления и вместе с тем полупродукт для производства рафинада и т. д. [c.3]

    Когда в середине 50-х годов были разработаны первые технологические процессы получения полиэтилена путем каталитической полимеризации при низком давлении, то казалось, что этот способ вытеснит процесс полимеризации при высоком давлении. Однако этого не произошло. Вскоре выяснилось, что полиэтилен, получаемый каталитической полимеризацией, имеет линейное строение, отличается высокой кристалличностью, более высокими плотностью и температурой плавления. Области применения ПЭВП и ПЭНП оказались в основном разными, и производство обоих типов полиэтиленов стало развиваться параллельно. Основными областями применения ПЭВП стали изделия, получаемые литьем под давлением, напорные трубы, канистры, бутыли. [c.15]

    В промышленности пластмасс применяют процессы получения полимеров из концентрированных растворов. Введение в технологическую линию стадии концентрирования позволяет значительно интенсифицировать процессы получения полимеров и снизить их металло- и энергоемкость. Это в первую очередь относится к производствам многотоннажных полимеровполиэтилена, полипропилена, полистиролов и др. Так, содержание полиэтилена низкого давления в растворителе (циклогексане) составляет 10—11%. Циклогексан удаляют подачей острого пара в отпарную колонну. Для повторного использования циклогексана требуется ректификационная очистка его. Обезвоживание полиэтилена осуществляют в центрифугах, а сушку — в сушильных барабанах. Потери полимера при центрифугировании составляют от 2 до 3%. После тепловой обработки порошкообразный полиэтилен в холодном состоянии смешивают со стабилизаторами и другими добавками и направляют на переработку р экструдере. Затраты энергии при таком многостадийном процессе составляют от 0,17 до 0,2, кВт-ч/кг. [c.92]

    Полимеры широко применяются для упаковки продукции химической промышленности минеральных удобрений, лакокрасочных материалов, ядохимикатов, препаратов бытовой химии и др. Потребность в полимерных материалах для этих целей растет Bsi oKHMH темпами. Так, за период 1975—1980 гг. потребность в полиэтилене для упаковки химической продукции возрастет в 4 раза, полистирольных пластиков — в 2,5 раза. Более половины потребности в полимерах для упаковки химической продукции приходится на упаковку минеральных удобрений. В период 1976—1980 гг. намечено увеличить производство мешков для затаривания удобрений в 4,5 раза. При хранении удобрений затаренными в мешки осложняются работы по приготовлению их к внесению в почву (мешки необходимо разрывать). Кроме того, разорванные мешки, попавшие вместе с удобрениями в бункер разбрасывателя, являются причиной частых нарушений технологического режима. Поэтому в будущем планируется увеличение бестарных перевозок удобрений до потребителей. Однако эта проблема осложняется дефицитом складских помещений. Хранение же незатаренных удобрений под открытым небом сопряжено с большими потерями питательных веществ и ухудшением физикомеханических свойств удобрений. Удобрения, слеживаясь, теряют сыпучесть и превращаются в монолит. На подготовку таких удобрений для внесения в почву требуются дополнительные затраты времени, труда и денежных средств. [c.185]

    Помимо гомо полимеризации крайне интересными оказываются процессы сонолимеризации как линейных, так и разветвленных высших а-оле-финов с этиленом и пропиленом с образованием статистических и блок-сополимеров, в том числе так называемых полиалломеров. Сополимеризация позволяет получать модифицированные полиолефины массового назначения, а в некоторых случаях создать принципиально новые процессы промышленного получения полиолефинов, в первую очередь полиэтилена. Так, известно, что решение такой важной задачи, как унификация технологического процесса получения полиэтилена таким образом, чтобы практически с одинаковыми каталитическими системами в стандартном реакционном оборудовании получать полиэтилен различной плотности, реально возможно при сонолимеризации этилена с бутеном-1. Можно ожидать, что использование в этом процессе и других олефинов в качестве сомоно-меров (не исключены и случаи создания тройных сополимеров) приведет к расширению возможностей производства полиэтилена с регулируемым комплексом свойств на унифицированном оборудовании. [c.5]

    Технологический процесс производства полиэт 1леновых труб заключается в выдавливании на экструзионной машине расплавленного полиэтилена через кольцеобразную щель, охлаждении полученной трубы в специальной калибрующей насадке, являюи 1ей-ся продолжением мундштука, и последующем охлаждении трубы в камере охлаждения. Калибрующая насадка устанавливается в связи с тем, что расплавленный полиэтилен обладает большой адгезией к металлу и не способен сохранять придаваемую ему форму. Для охлаждения трубы в насадке при ее непрерывном движении применяется специальное тянущее устройство (рис. 33) с бесступенчатым приводом. Трубы до двух дюймов сматываются в бухты, а трубы с большим диаметром режутся на куски специальным станком. [c.145]

    В настоящее время ситуация изменилась коренным образом, Хотя в исследовательских лабораториях химики-синтетики про-доллсают синтезировать тысячи новых макромолекулярных соединений, лишь единицы из них становятся объектами промышленного производства. Для подавляющего большинства полимеров, производимых в промышленном масштабе, существует установившаяся, отработанная в течение многих лет технология производства н переработки. Сегодня лишь несколько полимеров составляют основную массу всех широко используемых пластиков. К ним, в первую очередь, относятся полиэтилен, поливинилхлорид, различные каучуки, некоторые полиамиды, полипропилен, полистирол. Появлению на рынке нового полимера предшествует длительная, трудоемкая стадия создания технологического процесса его производства и переработки в изделия. Естественно, что новый полимер может успешно конкурировать с уже имеющимся лишь в том случае, если он обладает либо уникальными свойствами, либо достаточно дешев. [c.10]

    Технологический процесс производства полиэтилена в присутствии триэтилалюминия или диэтилалюминийхлорида и четыреххлористого титана может быть как цикличным, так и непрерывным [60]. В настоящее время полиэтилен получается в агрегатах производительностью 2,5—4 тыс. г/год в одной технологической нитке. Принцип работы такого агрегата показан на рис, 4 [111]. В полимеризатор / емкостью около 10 непрерывно нодается свежий очищенный и высушенный этилен и предварительно приготовленный катализатор в низкокипящем бензине. Этилен подается [c.31]


Полиэтилен низкого давления — характеристики и способы производства

Полиэтилен высокого и низкого давления является очень распространенным синтетическим сырьем для производства различных изделий. Этот материал обладает огромным запасом прочности на разрыв, что и обуславливает основную сферу его применения. Он используется для изготовления различных упаковочных пленок, входит в состав полимерных труб для водопроводов и газопроводов, служит в качестве изоляционного слоя в некоторых видах электрического и оптоволоконного кабеля, применяется в теплоизоляционных целях.


Производство полиэтилена обходится достаточно дешево, поэтому он и получил столь широкое распространение. Но в последнее время его производство сокращается благодаря усилиям борцов за экологию. Дело в том, что изделия из полиэтилена не разлагаются под воздействием природных факторов и отходы наносят существенный вред окружающей среде. Развитые страны уже перешли на изготовление упаковок и пакетов из экологически чистых материалов. В будущем эта тенденция затронет весь мир, так что за полиэтиленом останется только промышленная сфера, а бытовую сторону жизни возьмут на себя другие материалы.


Полиэтилен низкого давления (ПНД) — это жесткий полимерный продукт высокой плотности. Он обладает высокой степенью связанности между молекулами структурной сетки, что повышает его износоустойчивость. Из-за высокой плотности молекулярной сетки этот материал менее прозрачен, чем полиэтилен высокого давления. Используется ПНД в основном в промышленных целях, так как он имеет повышенную стойкость к химическим маслам и другим техническим жидкостям. Его применяют для изготовления различных технологических емкостей. Лишь незначительный процент идет на удовлетворение бытовых нужд населения.

 

Технологии производства ПНД

 

Существует три технологии изготовления данного материала. Первая называется «суспензионная полимеризация». Этот метод подразумевает полимеризацию заранее подготовленных гранул. Весь процесс происходит в специальном растворе — суспензии. Для устойчивости материала используются химические стабилизаторы, которыми могут выступать полимерные спирты, оксиды легких металлов, неагрессивные кислоты и некоторые виды глины. Протекает процесс при постоянном перемешивании состава, благодаря чему полимеризация происходит в каждом мономере, что обеспечивает максимально устойчивое слияние элементов. Такая технология позволяет получать максимально однородный по строению продукт, который не будет содержать изъянов или слабых зон. Недостатком метода является попадание остатков стабилизатора в структуру конечного продукта.


Растворная полимеризация протекает под действием температуры 60-130 градусов при помощи катализатора. Получаемый полиэтилен низкого давления имеет однородное строение, высокую степень гибкости, хорошо восстанавливает структуру после незначительных деформаций, более устойчив к истиранию. Из минусов стоит отметить сложность подбора катализатора, так как многие химические элементы под воздействием температуры начинают принимать участие в химической реакции, что является недопустимым ввиду влияния подобного процесса на конечный результат.

 

 

Газофазная полимеризация в наши дни сохранилась на единицах заводов. Она практически не применяется ввиду невысокого качества получаемой продукции. Основа метода состоит в использовании газовой среды для полимеризации мономеров. Процесс соединения протекает благодаря воздействию диффузии. Этот процесс подразумевает свободное перемещение и столкновение молекул, поэтому финальный продукт имеет не совсем однородную структуру и некоторые участки могут быть гораздо менее устойчивы к износу.


Производство полиэтилена, как видно из приведенных методов, основано на применении законов химии. Оно сопряжено с постоянным использованием реакций между различными элементами. В ходе протекания реакций выделяется большое количество побочных продуктов, которые являются отходами производства. Большинство отходов являются вредными для экологии, поэтому требуют правильного хранения и утилизации. Не стоит пренебрегать этими процедурами, так как они урегулированы законодательными актами и нарушение повлечет за собой серьезные последствия.

 

 

 

Также на многих заводах налажено производство вторичного полиэтилена. В качестве сырья используются отслужившие свой срок материалы. Этот метод привлекателен с нескольких точек зрения. С экономической стороны он требует меньших затрат на производство, так как идет фактически не производство нового материала, а возвращение к жизни уже готового элемента. А с точки зрения экологии, вторичное сырье, которое идет на переработку, не загрязняет природу и не требует больших площадей для хранения после окончания эксплуатационного периода.

 

Требования ГОСТ

 

Установлены рабочие параметры полиэтилена низкого давления ГОСТом 16338-85. Постановление было принято еще советским правительством в 1985 году и дошло до наших дней без изменений и поправок. Установленные стандарты удовлетворяют, в том числе и международным требованиям, так что отечественная продукция пригодна для экспорта во все страны мира. Продукция, которая соответствует предъявляемым требованиям, относится к высшей и первой категориям качества. Технические характеристики согласно ГОСТу: плотность — не менее 0,93 грамма на сантиметр кубический, температура плавления — 125-130 градусов по Цельсию, плотность гранул мономера в структурном строении — не менее 0,5 грамм на сантиметр кубический, стойкость к разрушению на изгиб — не менее 19 мегапаскаль, стойкость к разрушению на порез — не менее 19 мегапаскаль, удельное электрическое сопротивление — 1,014 килоом, водопоглощение за календарный месяц — не более 0,04%.

 

 

Полиэтилен высокой плотности имеет линейное строение молекулярной кристаллической сетки. Продукция высокого качества не содержит разветвлений, которые приводят к неоднородности структуры материала. Неоднородное строение влечет за собой негативные последствия в виде не одинаковой прочности изделия на любом участке. Поэтому необходимо тщательно соблюдать требования технологического процесса производства и использовать только сырье высокого качества. Из основных свойств полиэтилена низкого давления также стоит выделить высокую степень связи между молекулами в кристаллической решетке и растворимость в ароматических углеводородах только под воздействием температуры свыше 120 градусов по Цельсию. Плотность полиэтилена низкого давления должна соответствовать ГОСТу, иначе материал будет непригоден для использования в целевой отрасли. Это является самым важным параметром, который и определяет принадлежность полиэтилена к той или иной группе.

 

Широкая сфера применения полиэтилена обусловлена его отличными характеристиками

 

В мире насчитывается огромное количество производителей полиэтилена. Они ведут постоянную конкурентную борьбу между собой. Высокая степень стандартизации продукции не дает широких просторов для производственных экспериментов. Поэтому основными аргументами в споре за внимание потенциальных клиентов являются ценовая политика и качество продукции. Немаловажным фактором является и реклама. А на фоне осознания многими людьми проблемы глобального загрязнения природы весомым условием может оказаться внедрение более современного оборудования, минимизирующего количество вредных выбросов.


Марки полиэтилена весьма разнообразны. Материалы отличаются своим назначением и способом производства. В их структуру могут быть введены различные добавки, изменяющие базовые свойства до необходимого для определенных целей значения. Некоторые фирмы практикуют изготовление материалов по специальному заказу с уникальными свойствами. Но такой вид производства используется крайне редко ввиду его дороговизны. Изделия из полиэтилена отличаются высоким качеством и долговечностью. Невосприимчивость к разрушающим природным факторам и способность противостоять многим видам агрессивных химических элементов значительно расширяет сферу возможного использования готовой продукции.


Полиэтилен является материалом для изготовления различных изделий. Поэтому его закупают в основном другие заводы, занимающиеся производством продукции из синтетического сырья. В продажу чаще всего поступает листовой полиэтилен низкого давления. Подобный вид расфасовки очень удобен для клиентов. Он позволяет отматывать необходимое количество пленки и производить с ней всевозможные манипуляции. К тому же рулон дает возможность хранить большое количество продукции в компактном виде, что также имеет положительное значение для транспортировки.

 

 

Одним из самых важных моментов в промышленном масштабе является производство труб из полиэтилена. Эти изделия приходят на смену металлическим трубопроводам. Они гораздо более долговечны, им не требуется защитное покрытие, и они имеют меньший вес. Используются такие трубы как непосредственно в домах, так и при прокладке надземных и подземных коммуникаций. Сварка производится при помощи электрического нагревания концов соединяемых предметов. Под воздействием температуры материал переходит в вязкое состояние, которое позволяет легко совместить два элемента. Для этого их плотно прижимают друг к другу и держат некоторое время до полного остывания. Затем при помощи специального инструмента удаляют лишние детали, а полиэтиленовые изделия остаются надежно скрепленными друг с другом.

 

 

 

 

Технология получения полиэтилена — презентация онлайн

1. Технология получения полиэтилена

2. Основные виды полиэтилена

Полиэтилен высокого
давления
Полиэтилен
среднего давления
Полиэтилен низкого
давления
Линейный полиэтилен
высокого давления
Специальные виды полиэтилена
сшитый
полиэтилен
вспененный
полиэтилен
хлорсульфированный
полиэтилен
сверхвысокомолекулярный
полиэтилен

3. Структура макромолекул различных видов полиэтилена

4. ПОЛИЭТИЛЕН ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полиэтилен высокого давления (ПВД) или низкой плотности (ПНП) — Степень кристалличности порядка 40-50%,
плотность 0,915-0,935 г/см3, молекулярная масса до 600.000 г/моль. Существует целый ряд марок полиэтилена,
отличающихся по плотности, показателю текучести расплава (ПТР), наличием или отсутствием стабилизаторов.
Полиэтилен обладает высокой водостойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами. Полиэтилен становится
хрупким только при T = (-70)oC, поэтому изделия из этого материала можно эксплуатировать в суровых климатических
условиях.
Процесс полимеризации при высоком давлении протекает по радикальному механизму, инициаторами являются
кислород,
пероксиды,
например,
лаурила
или
бензоила,
или
их
смесей.
При производстве ПЭВД в трубчатом реакторе этилен, смешанный с инициатором, сжатый компрессором до 25 МПа и
нагретый до 70 °С, поступает сначала в первую зону реактора, где подогревается до 180°С, а затем во вторую, где
полимеризуется при 190-300 °С и давлении 130-250 МПа. Среднее время пребывания этилена в реакторе 70-100 с, степень
превращения 18-20% в зависимости от количествава и типа инициатора. Из полиэтилена удаляют непрореагировавший
этилен, расплав охлаждают до 180-190 °С и гранулируют. Гранулы, охлажденные водой до 60-70 °С, подсушивают теплым
воздухом
и
упаковывают
в
мешки.
Принципиальная схема производства ПЭВД в автоклаве с перемешивающим устройством отличается от производства в
трубчатом реакторе тем, что инициатор в парафиновом масле подается специальным насосом высокого давления
непосредственно в реактор. Процесс проводят при 250 °С и давлении 150 МПа. Среднее время пребывания этилена в
реакторе

30
с.
Степень
превращения

около
20%.
Товарный полиэтилен высокого давления выпускают окрашенным и неокрашенным, в гранулах диаметром 2-5 мм.
Ответвления
Число атомов углерода в
ответвлении
Число ответвлений на 1000
С
Доля от общего числа, %
Метильные
1
Не обнаружено
0
Этильные
2
4,0
17
Пропильные
3
0,7
3
Бутильные
4
9,0
38
Пентильные
5
2,5
10,5
Гексильные
6
3,0
13
Гептильные
7
2,5
10,5
Октильные
8
2,0
8
Обозначение марок полиэтилена высокого давления соответствует ГОСТ 16337-77
X XX X X — XXX
1 — указывает на то, что процесс полимеризации этилена
протекает при высоком давлении в трубчатых реакторах и
реакторах с перемешивающим устройством с применением
инициаторов радикального типа
Обозначают порядковый номер базовой марки
указывает на степень гомогенизации полиэтилена:
0 — без гомогенизации в расплаве;
1 — гомогенизированный в расплаве.
условно определяет группу плотности полиэтилена, г/см3
1-0,900-0,909 4-0,922-0,926
2-0,910-0,916 5-0,927-0,930
3-0,917-0,921 6-0,931 -0,939
Десятикратное значение показателя текучести расплава
П р и м е р о б о з н а ч е н и я полиэтилена порядкового номера марки 15, без гомогенизации в расплаве, плотностью
0,917- 0,921 г/см3 и номинальным значением показателя текучести расплава 7 г/10 мин 1-го сорта:
Полиэтилен 11503-070, сорт 1, 16337-77

Исходное сырье для получения полиэтилена. Технология производства полиэтилена высокого давления

Основным промышленным методом производства ПЭВД является свободнорадикальная полимеризации этилена в массе при температуре 200-320 °С и давлениях 150-350 МПа. Полимеризация осуществляется на установках непрерывного действия различной производительности от 0,5 до 20 т/ч.

Технологический процесс производства ПЭВД включает следующие основные стадии: компримирование этилена до давления реакции; дозирование индикатора; дозирование модификатора; полимеризация этилена; разделение полиэтилена и непрореагировавшего этилена; охлаждение и очистка непрореагировавшего этилена (возвратного газа) ; грануляция расплавленного полиэтилена; конфекционирование, включающее обезвоживание и сушку гранул полиэтилена, распределение по анализным бункерам и определение качества полиэтилена, формирование партий в товарных бункерах, смешение, хранение; загрузку полиэтилена в цистерны и контейнера; расфасовку в мешки; дополнительная обработка — получение композиций полиэтилена со стабилизаторами, красителями, наполнителями и другими добавками.

2.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ.

Производства ПЭВД состоят из установок синтеза и установок конфекционирования и дополнительной обработки.

Этилен с установки газоразделения или хранилища подается под давлением 1-2 МПа и при температуре 10-40 °С в ресивер, где в него вводится возвратный этилен низкого давления и кислород (при использовании его в качестве инициатора). Смесь сжимается компрессором промежуточного давления до 25-30 МПа. соединяется с потоком возвратного этилена промежуточного давления, сжимается компрессором реакционного давления до 150-350 МПа и направляется в реактор. Пероксидные инициаторы в случае использования их в процессе полимеризации вводятся с помощью насоса в реакционную смесь непосредственно перед реактором. В реакторе происходит полимеризация этилена при температуре 200-320 С. На данной схеме приведен реактор трубчатого типа, однако могут использоваться и автоклавные реакторы.

Образовавшийся в реакторе расплавленный полиэтилен вместе с непрореагировавшим этиленом (конверсия этилена в полимер 10-30%) непрерывно выводятся из реактора через дросселирующий клапан и поступает в отделитель промежуточного давления, где поддерживается давление 25-30 МПа и температура 220-270 °С. При этих условиях происходит разделение полиэтилена и непрореагировавшего этилена. Расплавленный полиэтилен из нижней части отделителя вместе с растворенным этиленом через дросселирующий клапан поступает в отделитель низкого давления. Этилен (возвратный газ промежуточного давления) из отделителя проходит систему охлаждения и очистки (холодильники, циклоны), где происходит ступенчатое охлаждение до 30 — 40 °С и выделение низкомолекулярного полиэтилена, и затем подается на всасывание компрессора реакционного давления. В отделителе низкого давления при давлении 0,1-0,5 МПа и температуре 200-250 °С из полиэтилена выделяется растворенный и унесенный механически этилен (возвратный газ низкого давления), который через систему охлаждения и очистки (холодильник, циклон) поступает в ресивер. Из ресивера сжатый бустерным компрессором возвратный газ низкого давления (с добавленным в него при необходимости модификатором) направляется на смешение со свежим этиленом.

Расплавленный полиэтилен из отделителя низкого давления поступает в экструдер, а из него в виде гранул пневмо- или гидротранспортом направляется на конфекционирование и дополнительную обработку.

Возможно получение некоторых композиций в экструдере первичной грануляции. В этом случае экструдер оборудуется дополнительными узлами для ввода жидких или твердых добавок.

Ряд дополнительных узлов по сравнению с технологической схемой синтеза традиционного ПЭВД имеет технологическая схема производства линейного полиэтилена высокого давления, представляющего собой сополимер этилена с высшим a-олефином (бутеном-1, гексеном-1, октеном-1) и получаемого сополимеризацией по анионно-координационному механизму под влиянием комплексных металлорганических катализаторов. Так, этилен, поступивший на установку, проходит дополнительную очистку. В возвратный газ промежуточного давления после его охлаждения и очистки вводится сомономер — a-олефин. После реактора добавляется дезактиватор, предотвращающий протекание полимеризации в системе разделения полимера и мономеров. Катализаторы подаются непосредственно в реактор.

В последние годы ряд зарубежных фирм-производителей ПЭВД организовали выпуск ЛПЭВД на промышленных установках ПЭВД, оснастив их необходимым дополнительным оборудованием.

Гранулированный полиэтилен из установки синтеза в смеси с водой подастся на узел обезвоживания и сушки полиэтилена, состоящий из водоотделителя и центрифуги. Осушенный полиэтилен поступает в приемный бункер, а из него через автоматические весы в один из анализных бункеров. Анализные бункеры предназначены для хранения полиэтилена на время проведения анализа и заполняются поочередно. После определения свойств полиэтилен направляется с помощью пневмотранспорта в воздушный смеситель, в бункер некондиционного продукта или в бункеры товарного продукта.

В воздушном смесителе проводится усреднение полиэтилена с целью выравнивания его свойств в партии, составленной из продуктов из нескольких анализных бункеров.

Из смесителя полиэтилен направляется в бункеры товарного продукта, откуда поступает на отгрузку в железнодорожные цистерны, автоцистерны или контейнеры, а также на расфасовку в мешки. Все бункеры для предотвращения накопления этилена продуваются воздухом.

Для получения композиций полиэтилен из бункеров товарного продукта поступает в расходный бункер. В расходный бункер подаются стабилизаторы, красители или другие добавки, обычно в виде гранулированного концентрата в полиэтилене. Через дозаторы полиэтилен и добавки поступают в смеситель. Из смесителя смесь направляется в экструдер. После гранулирования в подводном грануляторе, отделения воды в водоотделителе и сушки в центрифуге композиция полиэтилена поступает в бункеры товарного продукта. Из бункеров продукт направляется на отгрузку или расфасовку.

Polyethylene

Наша компания предлагает к поставке полиэтилен различных марок. Полиэтилен является мировым лидером среди полимерных материалов. Основными способами переработки полиэтилена являются экструзия, литье под давлением, выдувание, ротационное формование.

Спектр применения полиэтилена достаточно широк. Вы можете ознакомиться с характеристиками и областью применения полиэтилена и подобрать для своего производства необходимую марку:

Внимание новое поступление СВМПЭ и линейного полиэтилена!

Предлагаем к поставке Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) марки Lupolen UHM 5000 со средней молекулярной массой 5 млн. производства LyondellBasell.

Основные характеристики:
Высокая стойкость к истиранию, высокая ударная вязкость, низкий коэффициент трения, хорошая химическая стойкость и сопротивление растрескиванию при напряжении.

Область применения:
Lupolen хм 5000 используется для производства промышленных панелей и профилей. Материал выпускают в виде крупнозернистого натурального порошка.

Спецификация Lupolen UHM 5000 (PDF)

Так же предлагаем к поставке Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) различных марок. Линейный полиэтилен обладает хорошей пластичностью, гибкостью и прочностью. Положительные характеристики данного продукта позволяют использовать его для изготовления различных товаров бытового назначения и в промышленности.

Основные свойства линейного полиэтилена низкой плотности:
— хорошая эластичность материала;
— устойчивость к ударным нагрузкам;
— устойчивость к воздействию УФ;
— хорошая гидро – и пароизоляция;
— устойчивость к воздействию органических растворителей.

Марки полиэтилена и области применения

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
№ п/п Марка Производитель ПТР Область применения
HDPE P-Y 342 Шуртанский ГХК (Узбекистан) 0,24-0,36 Для изготовления трубных изделий, листов, фитингов.
HDPE I-1561 Шуртанский ГХК (Узбекистан) 15 Для крупногабаритных изделий,тары,ящиков.
INPIPE 100 Киянлинский завод полимеров (Туркменистан) 0,3 Трубна экструзия, транспортировка воды и газа
Lupolen UHM 5000 LyondellBasell Для производства промышленных панелей и профилей.
LLDPE118NJ Sabic 1 Для изготовления мешков промышленного назначения, вкладышей,мусорных мешков, сельскохозяйственных пленок,стретч-пленок
LLDPE318BJ Sabic 2,8 Для изготовления стретч-пленок высокой прочности
LLDPE LL22501AA Иран 0,95
LLDPE LL0209AA Иран 0,9 Для изготовления мешков и пленок промышленного и сельскохозяйственного назначения, пищевых пленок, пакетов.
HDPE 3840 Иран 4 Для изделий получаемых методом ротационного формования
ПВД 15313-003 Казаньоргсинтез 0,3
ПВД 15303-003 Томскнефтехим 0,3 Для изготовления мешков,фитингов,пленок, детских игрушек,в т.ч. для изделий фармацептической и пищевой промышленности.
ПВД 15813-020 Казаньоргсинтез 2 Для изготовления мешков,фитингов,пленок, детских игрушек,в т.ч. для изделий фармацептической и пищевой промышленности.
ПВД 15803-020 Уфаоргсинтез/Томскнефтехим/Салават 2 Для изготовления мешков,фитингов,пленок, детских игрушек,в т.ч. для изделий фармацептической и пищевой промышленности.
ПНД 273-83 Казаньоргсинтез, Лукойл 0,4-0,65 Для изделий технического и бытового назначения, изделия контактирующие с пищевыми продуктами, игрушки.
ПНД 293-285(Д) Казаньоргсинтез 0,4-0,7 Для изготовления пленки, в т.ч. для упаковки холодных пищевых продкутов.
ПЭ2НТ 22-12 Казаньоргсинтез 6,0-9,0 Для изделий бытового и хозяйственного назначения, изготавливаемх методом литьевого формования.
ПЭ2НТ 76-17 Казаньоргсинтез 2,3-3,3 Для изделий технического и бытового назначения, изготвливаемых методом экструзионно-раздувного формования.
ПЭ2НТ 11-9 Казаньоргсинтез 0,1 Для иготовления труб и соединительных деталей, в т.ч. числе напорных труб для питьевого холодного водоснабжения.

    Ключевой особенностью молекулярной структуры полиэтилена высокого давления, как отмечают специалисты компании Алита, является разветвленность полимерных связей, что приводит к формированию аморфной кристаллической структуры и снижению плотности.3

  1. степень кристалличности: 70-90%
  2. показатель текучести расплава (г/10 мин при 230 градусах): 0,1-15
  3. температура стеклования: -120 градусов
  4. температура плавления: 130-140 градусов
  5. плотность: 0,94-0,96 г/см3
  6. усадка (при производстве готовых изделий): 1,5-2,0%.
  7. Химические свойства

    Для полиэтилена обоих видов характерны низкая паро- и газопроницаемость и высокая химическая стойкость, зависящая от плотности и молекулярной массы полимера.

    Полиэтилен не вступает в химические реакции со щелочами, в том числе концентрированными, и с растворами солей. Он устойчив к карбоновым кислотам, концентрированной соляной кислоте, плавиковой кислоте и ряду других кислот, к щелокам и растворителям, спиртам и бензину, маслам и овощным сокам.

    К разрушению полиэтилена приводит воздействие 50-процентной азотной кислоты, хлора и фтора. Более тяжелый галоген — бром диффундирует сквозь полиэтилен, также как и йод. В органических растворителях полиэтилен не растворяется, однако может набухать.

    Физические свойства

    Полиэтилен эластичен и ударостоек, не ломается при изгибе. Является диэлектриком и обладает низкой поглотительной способностью. Не имеет запаха, физиологически нейтрален.

    Полиэтилен высокого давления — мягкий материал, полиэтилен низкого давления — более жесткий, вплоть до твердого.

    Эксплуатационные качества

    Полиэтилен сохраняет свою полимерную структуру при нагревании в вакууме или инертном газе, однако на воздухе деструктуризация полимера начинается уже при температуре 80 градусов.

    Для полиэтилена характерен эффект фотостарения под влиянием ультрафиолета (в частности, под действием прямых солнечных лучей). Поэтому при изготовлении полиэтиленовых изделий, которые могут подвергаться длительному воздействию солнечного света, применяются фотостабилизаторы — от обычной сажи до высокоэффективных производных бензофенона.

    В обычном состоянии полиэтилен экологически безвреден, поскольку не выделяет в окружающую среду никаких опасных и вредных веществ.

    Основные виды полиэтилена и сополимеров этилена, которые в настоящее время производятся мировой нефтехимической промышленностью:

    Полиэтилен

    • Полиэтилен высокой плотности (полиэтилен низкого давления) — HDPE.
    • Полиэтилен низкой плотности (полиэтилен высокого давления) — LDPE.
    • Линейный полиэтилен низкой плотности — LLDPE.
    • Металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности — mLLDPE, MPE.
    • Полиэтилен средней плотности — MDPE.
    • Высокомолекулярный полиэтилен — HMWPE VHMWPE.
    • Сверхвысокомолекулярный полиэтилен — UHMWPE.
    • Вспенивающийся полиэтилен — EPE.
    • Хлорированный полиэтилен — PEC.

    Сополимеры этилена

    • Сополимер этилена и акриловой кислоты — EAA.
    • Сополимер этилена и бутилакрилата — EBA, E/BA, EBAC.
    • Сополимер этилена и этилакрилата — EEA.
    • Сополимер этилена и метилакрилата — EMA.
    • Сополимер этилена и метакриловой кислоты, Сополимер этилена и метилметилакрилата — EMAA.
    • Сополимер этилена и метил-метакриловой кислоты — EMMA.
    • Сополимер этилена и винилацетата — EVA, E/VA, E/VAC, EVAC.
    • Сополимер этилена и винилового спирта — EVOH, EVAL, E/VAL.
    • Полиолефиновые пластомеры — POP, POE.
    • Тройные сополимеры этилена — Ethylene terpolymer.

    Сферы использования полиэтилена

    Несмотря на то, что прогресс не стоит на месте и ежегодно появляются новые полимерные материалы с выдающимися свойствами, полиэтилен по-прежнему остается самым широко распространенным полимером в мире.

    Для изготовления конечной продукции из гранул полиэтилена могут использоваться любые доступные методы переработки пластмасс. И большинство из этих методов не требует узкоспециального оборудования. Этим полиэтилен выгодно отличается, например, от поливинилхлорида (ПВХ).

    Метод экструзии позволяет производить полиэтиленовые пленки самого различного назначения, листовой полиэтилен, трубы и кабели. Экструзионно-выдувным способом изготавливаются емкости и сосуды (в частности, пластиковые бутылки). Для производства объемных и полых изделий, в том числе упаковочных материалов, различной тары, материалов бытового назначения, игрушек, применяются литье под давлением, ротационный метод, термо-вакуумное формование.

    Сшитый полиэтилен, хлорсульфированный и вспененный полиэтилен находят широкое применение в строительстве. Полиэтилен с металлическим армированием, как отмечают специалисты компании Алита, может применяться в качестве конструкционного строительного материала.

    Полиэтилен можно сваривать любыми способами — контактной сваркой, трением, присадочным прутком, горячим газом. Это значительно расширяет возможности его применения в самых разных отраслях промышленности и строительства. Диэлектрические свойства полиэтилена особенно ценны для кабельной промышленности, а также при изготовлении электрических приборов и электронных устройств.

    Но, вне всякого сомнения, важнейшая сфера применения полиэтилена — это упаковка. Разные виды этого материала пригодны как для промышленной и оптовой, так и для розничной упаковки товаров и грузов. Полиэтилен применяется для упаковки и расфасовки промышленных и пищевых товаров. С одной стороны — он дешев, а с другой — отлично защищает упакованную продукцию от любых внешних воздействий в пути и во время хранения, а в розничной торговле — позволяет эффектно показать товар лицом благодаря прозрачности и доступности декоративных эффектов.

    Существует множество пигментов, предназначенных для окрашивания полиэтилена и упаковка, а также другие изделия из цветного полиэтилена пользуются широкой популярностью.

    В наши дни, как отмечают специалисты компании Алита, для полиэтилена открываются все новые области использования. Создание сверхвысокомолекулярного полиэтилена открыло полимерам дорогу в те сферы, где раньше могли применяться только металлы или керамика.

    Полиэтилен сверхмолекулярной структуры обладает уникальными свойствами. Он исключительно прочен и может эксплуатироваться при температурах от -260 до +120 градусов. При этом у него крайне низкий коэффициент трения и чрезвычайно высокая износостойкость. Поэтому сверхвысокомолекулярный полиэтилен — идеальный материал для изготовления деталей вращающихся устройств — валов, роликов, шестерен, втулок. Применяется он также в строительстве.

    Новые разновидности полиэтилена совершили настоящий переворот в медицине. Из них изготавливаются долговечные протезы суставов и костей, которые не отторгаются организмом и позволяют длительное время сохранять подвижность и нормальное качество жизни людям с тяжелыми травмами и заболеваниями опорно-двигательного аппарата.

    Ценным достоинством полиэтилена (в том числе по сравнению с ПВХ и многими другими полимерами) является простота его рециклинга, то есть вторичной переработки. При налаженной системе сбора вторсырья можно значительно снизить загрязнение окружающей среды остатками использованного полиэтилена. Практически весь полиэтилен может быть возвращен в производство. При этом сокращается потребление первичного нефтехимического сырья, которое, как известно, в последние годы постоянно дорожает.

    С тех пор, как полиэтилен вошел в повседневный быт людей по всему миру, он стал одним из символов комфортной жизни. И вряд ли какие-то другие материалы в ближайшее время перехватят у него пальму первенства среди полимеров. Слишком много достоинств и преимуществ соединяет в себе этот удивительный материал.

    ПВД Полиэтилен/Термопласты общего назначения ПНД Полиэтилен/Полиолефины/Термопласты общего назначения
    Структура Кристаллизующийся материал. Кристаллизующийся материал.
    Температура эксплуатации Материал с кратковременной теплостойкостью отдельных марок до 110 °C. Допускает охлаждение до -80 °C. Температура плавления марок: 120 — 135 °C. Материал с кратковременной теплостойкостью без нагрузки до 60 °C (для отдельных марок до 90 °C). Допускает охлаждение (различные марки в диапазоне от -45 до -120 °C).
    Механические свойства Характеризуется хорошей ударной прочностью по сравнению с ПНД. Наблюдается высокая ползучесть при длительном нагружении. Склонен к растрескиванию при нагружении.
    Электрические свойства Обладает отличными диэлектрическими характеристиками. Обладает отличными диэлектрическими характеристиками. Атмосферостойкость. Не стоек к УФ-излучению.
    Химическая стойкость Имеет очень высокую химическую стойкость (больше, чем у ПНД). Имеет очень высокую химическую стойкость. Не стоек к жирам, маслам.
    Контакт с пищевыми продуктами Допускается. Биологически инертен.
    Переработка Легко перерабатывается. Легко перерабатывается. Не отличается стабильностью размеров.
    Применение Один из наиболее широко применяемых материалов общего назначения.
    Примечания Свойства сильно зависят от плотности материала. Увеличение плотности приводит к повышению прочности, жесткости, твердости, химической стойкости. В то же время при увеличении плотности снижается ударопрочность при низких температурах, удлинение при разрыве, проницаемость для газов и паров. Дает блестящую поверхность. Ближайшие аналоги: полиэтилен, полиолефины. Свойства сильно зависят от плотности материала. Увеличение плотности приводит к повышению прочности, жесткости, твердости, химической стойкости. В то же время при увеличении плотности снижается ударопрочность при низких температурах, удлинение при разрыве, стойкость к образованию трещин, проницаемость для газов и паров. Отличается повышенной радиационной стойкостью. Ближайшие аналоги: полиэтилен, полиолефины.

    Полиэтилен российского производства

    В России и странах СНГ для основных видов полиэтилена используются как русские, так и международные обозначения. Так, буквами LDPE, PELD и PEBD обозначается полиэтилен высокого давления (ПЭВД, ПЭНП), а HDPE или PEHD — соответственно, полиэтилен низкого давления (ПЭНД, ПЭВП).

    Но помимо этих наиболее распространенных типов полиэтилена современная химическая промышленность выпускает также другие полимеры того же ряда, в том числе появившиеся совсем недавно на волне развития новых технологий.

    Так, полиэтилен средней плотности (ПЭСП) имеет международной обозначение PEMD, а линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) — LLDPE или PELLD.

    У многих новых материалов нет стандартных отечественных обозначений, и на российском рынке они присутствуют под английскими аббревиатурами. Это, в частности:

    • LMDPE — линейный полиэтилен средней плотности
    • VLDPE — полиэтилен очень низкой плотности
    • ULDPE — полиэтилен сверхнизкой плотности
    • HMWPE или PEHMW — высокомолекулярный полиэтилен
    • HMWNDRE — высокомолекулярный полиэтилен высокой плотности
    • PEUHMW — сверхмолекулярный
    • UHMWHDRE — полиэтилен ультра-высокомолекулярной структуры

    Среди других нередко встречающихся обозначений можно отметить следующие:

    • REX, XLPE — сшитый полиэтилен
    • EPE — вспенивающийся
    • PEC, CPE — хлорированный
    • MPE – полиэтилен низкой плотности, изготовленный с применением металлоценовых катализаторов.

    Российскими государственными стандартами предусмотрена цифровая классификация марок полиэтилена, выпускаемых отечественной промышленностью. Обозначение из восьми цифр содержит информацию о типе материала, способе его изготовления, порядковом номере марки, группе плотности и показателе текучести. Как отмечают специалисты компании Алита, к этим восьми цифрам может добавляться указание на ГОСТ, в соответствии с которым произведен материал.

    Так, марка 21008-075 указывает на то, что это — ПЭНД суспензионного типа, изготовленный с применением металлоорганических катализаторов, имеющий плотность 0,948-0,959 г/см3 и текучесть 7,5 г/10 мин.

    А марка 11503-070 — это полиэтилен высокого давления, без гомогенизации (на это указывает четвертая цифра — 0), с показателем плотности 0,917-0,921 г/см3 и текучести — 7 г/10 мин.

    Используется также маркировка из пяти цифр, где первые три — это номер марки полиэтилена, а две цифры после тире — рецептура добавок.

    В обозначении марки полиэтилена может указываться также сорт, цвет окрашенного материала и дополнительная информация (например, добавочные цифры, указывающие на то, что данный полиэтилен предназначен для использования в пищевой промышленности или пригоден для производства детских игрушек).

    Если композиция полиэтилена предназначена для производства кабелей, на это может указывать буква «К» после номера базовой марки — например, 10209К ГОСТ 16336-77.

    Впрочем, сегодня многие российские производители применяют собственную или международную маркировку продукции.

    Изделия из полиэтилена (ПЭ) наряду с другими полимерными материалами нашли широкое распространение в мире как отличный заменитель таких традиционных материалов, как металлы, дерево, стекло, натуральные волокна, текстильной промышленности и других отраслях. Трубы из полипропилена стремительно вытесняют металлические трубы в коммунальном хозяйстве и промышленности. В связи с этим, мировое производство полипропилена растет очень быстрыми темпами.
    Полиэтилен различных марок (LLDPE, LDPE, HDPE)продолжает удерживать лидирующие позиции среди крупнотоннажных пластиков . В 2012 мировое производство полимеров составило 211 млн. т, причем 38% или 80 млн.т. приходилось на ПЭ различных марок. Ожидается, что в 2015 году мировое производство ПЭ достигнет 105 млн.т.
    Рисунок 1. Соотношение различных видов полимеров в мировом производстве, 2012г.

    Можно считать ПЭ наиболее популярным полимерным материалом в первую очередь ввиду его сравнительной простоты, надежности и сравнительно низкой стоимости его изготовления. Так для производства 1 т ПЭ во всех современных технологиях требуется не больше 1,005 — 1,015 т этилена и 400-800 кВтч электроэнергии. В большинстве областей, где применяются пластики нет необходимости использования других материалов. По той же причине, второй наиболее популярный материал — полипропилен (25%).
    Полипропилен и полиэтилен вместе можно назвать и наиболее «универсальными» пластиками. Посвоим характеристиками и тот и другой не являются лидерами. По оптическим свойствам все другие материалы оставляют за собой поликарбонаты, по механическим характеристикам — полиамиды, по электроизоляционным свойствам — ПВХ, а для продуктов выдувного формования идеально подходит ПЭТФ.Не являясь идеальным материалом по всем параметрам, ПЭ во всех областях показывает умеренный второй-третий результат, что дает ему возможность применяться для всех целей, а сочетание этих свойств с гораздо более низкой ценой и делает ПЭ наиболее востребованным полимерным материалом во всем мире.
    Впервые ПЭ был получен в 1873 году, его отцом можно считать великого русского химика Александра Михайловича Бутлерова, который первым изучал реакции полимеризации алкенов. Другим отцом можно считать и его преемника, русского химика Гаврилу Гавриловича Густевсона, продолжавшего изучение реакций полимеризации. На западе первооткрывателем полиэтилена принято считать немецкого химика Ганса фон Пехмана, получившего ПЭ более продвинутым способом в 1899г, тогда его принято было называть «полиметилен».
    Как и многие подобные открытия, ПЭ сильно опередил свое время, поэтому оказался не заслужено забыт более чем на 30 лет. Это можно понять, никто в начале века не мог предполагать, что непонятная желеобразная субсанция совершит настоящую технологическую революцию, серьезно ослабив позиции традиционных материалов.
    Первой промышленной технологией получения ПЭ стала в 1935 г. газофазная технология английской компании ICI (ImperialChemicalIndustries ). Уже после этого в Европе и США стали появляться первые установки по производству ПЭ. Первоначально основным назначением этого полиэтилена стало производство проводов, благодаря хорошим электроизоляционным свойствам полиэтилена. Новые провода с полиэтиленовой изоляцией вытеснили резиновые и были широко распространены вплоть до того как их вытеснили провода из ПВХ. Однако настоящему триумфу ПЭ способствовало само время. Послевоенные годы характеризовались небывалом ростом покупательской способности граждан, повышенным спросом на продукты питания и товары легкой промышленности. Появились первые супермаркеты. Тогда-то полиэтиленовый пакет стал набирать огромную популярность во всем мире.
    Примечательно, что одной из двух установок производства ПЭ, работающих на ОАО «Казаньоргсинтез» является как раз установка английской фирмы ICI , образца 1935 года ,она работает по настоящее время, являясь самой старой установкой, работающей в России.
    Для уяснения различий технологий производства, важно понимание видового состава производимой продукции полиэтилена. Четко различают полиэтилены высокого давления и низкой плотности и полиэтилены низкого давления и высокой плотности.
    Полиэтилен высокого давления ПЭВД/ LDPE
    Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) он же полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), в англоязычном наименовании LDPE (Low-Density PE) получают при высокой температуре 200-260 0 С и давлении 150-300 Мпа в присутствии инициатора полимеризации (кислород или чаще органический пероксид). Эго плотность лежит в пределах 0,9 — 0,93 г/см 3 .
    Полиэтилен низкого давления ПЭНД/ HDPE
    Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) он же полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), в англоязычной наименовании HDPE (High-Density PE) получают при температуре 120-1500С, давлении ниже 0.1-2МПа в присутствии катализатора Циглера-Натта (смесь TiCl 4 и AlCl 3 ).
    Таблица 1 . Сравнительные показатели различных видов полиэтилена.

    Показатель ПЭВД ПЭСД ПЭНД
    Общее число групп СН 3 на 1000 атомов углерода: 21,6 5 1,5
    Число концевых групп СН 3 на 1000 атомов углерода: 4,5 2 1,5
    Этильные ответвления 14,4 1 1
    Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода 0,4—0,6 0,4—0,7 1,1-1,5
    в том числе:
    винильных двойных связей (R-CH=CH 2), % 17 43 87
    винилиденовых двойных связей , % 71 32 7
    транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R»), % 12 25 6
    Степень кристалличности, % 50-65 75-85 80-90
    Плотность, г/см³ 0,9-0,93 0,93-0,94 0,94-0,96

    Иногда различают также полиэтилен среднего давления (ПЭСД), однако его принято относить к ПЭНД, т.к. эти продукты имеют одинаковую плотность и вес, а давление в процессе полимеризации при так называемых низком и среднем давлениях чаще всего одно и тоже. Нередко, особенно часто в зарубежной литературе, различного линейные продукты ПЭ высокого давления принято выделять отдельно, как это сделано на рисунке 1, однако в целом не будет ошибкой считать их вкупе с другими продуктами ПЭВД.
    В ОАО «НИИТЭХИМ» исторически сложилась практика считать производство ПЭ как суммы производств ПЭВД и ПЭНД, относя ЛПЭВД к ПЭВД. Такой подход логичен, удобен и полностью обоснован. Таким же образом производство разделяет и Росстат, разделяя, продукты полимеризации этилена плотностью не менее 0,94 (имется в виду ПЭНД) и продукты полимеризации этилена плотностью менее 0,94 г/см 3 (ПЭВД).
    Главное различие между ПЭВД и ПЭНД — плотность. При этом необходимо четко представлять что практически всегда применяется сополимер. Бутен-1, Гексен-1, октен-1 или другие. Чистыйгомоплимер сильно отличается от привычных нам современных полиэтиленов и имеет очень ограниченное применения ввиду очень высокой плотности и низкой текучести.
    Существуют и другие более специальные виды полиэтилена. Так выделяют линейный ПЭ низкой плотности — ЛПЭНП или LLDPE , который применяется в основном для производства тары и упаковки.
    Бимодальный ПЭ это полиэтилен, который синтезируется по двуреакторной каскадной технологии, т.е. там две крупных фракции с разной молекулярной массой — низкомолекулярная отвечает за текучесть, высокомолекулярная — за физико-механические характеристики.
    Сшитый ПЭ (PE-X или XLPE, ПЭ-С) — полимер этилена с поперечно сшитыми молекулами (PE — PolyEthylene, X — Cross-linked). Сшивка представляет собой трехмерную сетку за счет образования поперечных связей.Металлоценовый ПЭ — полимер этилена, полученный с помощью катализаторов с единым центром полимеризации. Обычно обозначается mLLDPE , mMDPE или mHDPE .
    Наиболее важный сополимер этилена — сэвилен , в зарубежной периодике принято название EVA — этиленвинилацетат.
    Рисунок 2 . Структура потребления ПЭВД, ПЭНД, сэвилена, а также общее потребление ПЭ по секторам в России в 2014г. На рисунке 2 представлено соотношение ПЭНД, ПЭВД и наиболее важного из этиленовых сополимеров — сэвилена в структуре потребления в России. Из рисунка видно, что основными секторами потребления ПЭ в 2014 году были производители тары и упаковки, пленки, труб, изделий бытового и хозяйственного назначения на их долю приходилось более 86% всего объема потребляемого ПЭ.
    При этом, разные виды ПЭ по-разному востребованы в секторах потребления. Так, например, сектор производства труб из ПЭ полностью представлен только ПЭНД (HDPE). Для производства труб используются ПЭНД марок ПЭ-100, ПЭ-100+.
    Обратная картина видна в случае производства пленки. Если только 6% ПЭНД используется для производства пленки, то доля ПЭВД составляет уже 43%, что делает полиэтилен высокого давления и низкой плотности, наиболее подходящим для этого сектора потребления. То же касается и производства листового ПЭ, а также производства кабеля. В производстве тары и упаковки ПЭНД и ВЭВД представлены практически одинаково (30 и 28%). 13% ПЭНД идет на производство изделий бытового и хозяйственного назначения, в то время как ПЭВД на эту цель идет около 18%.
    Соплолимер этилена и винилацетата — сэвилен представлен не так массово как ПЭНД и ПЭВД, его доля в общем производстве ПЭ составляет лишь 0,65%. При этом в два раза больше сэвилена приходит на российский рынок через импорт. Сэвилен идет на производство изделий бытового и хозяйственного назначения — 42%, тары и упаковки — 32%, пленки 15% и кабеля 6%.
    Среди основных лицензиаров технологий производства полиолефинов давно наметилась тенденция консолидации и глобализации производителей. Количество участников рынка технологий сокращается, в конечном итоге, только крупнейшие игроки имеют возможность разработать собственную технологию. Основные лицензиары технологий производства представлены в таблице 2 .
    Таблица 2 . Лицензиары технологий и основные технологии производства ПЭ.

    Название Владелец Тип полимеризации Продукция
    UNIPOL PE UnionCarbide Газовая фаза ЛПЭВД, ПЭНД
    INNOVENE BP Chemicals Газовая фаза ЛПЭВД, ПЭНД
    Innovene G BP Chem. Газовая фаза ЛПЭВД, ПЭНД
    EXXPOL Exxon-Mobil Газовая фаза ЛПЭВД, ПЭНД
    COMPACT (Stamylex) DSM Раствор ЛПЭВД, ПЭНД
    SPHERILENE Basell Газовая фаза, каскадный ЛПЭВД, ПЭНД
    HOSTALEN Basell Газовая фаза, каскадный ПЭНД
    LUPOTECH T Basell В массе ПЭВД, сэвилен
    ENERGX EastmanChemical Газовая фаза ЛПЭВД, ПЭНД
    SCLAIRTECH NOVA Chemicals Газовая фаза ЛПЭВД, ПЭНД
    BORSTAR PE Borealis Суспензия, каскадный ЛПЭВД, ПЭНД
    PHILLIPS Phillips Суспензия ЛПЭВД, ПЭНД
    CX Mitsui Chemicals Газовая фаза, каскадный ПЭНД

    Лидирующими игроками на мировом рынке по существующим мощностям в мире являются Dow и Carbide , чья технология Unipol является самой популярной технологией в мире. Другой не менее популярной технологией является Innovene , принадлежащая BP . В результате слияния «Dow» и «UnionCarbide» в 2000 году под контроль Dow попал 50-процентный пакет акций компании Univation, которым владел UnionCarbide.
    Все технологии производства можно разделить по принципу работы реактора синтеза полиэтилена . Технологии Unipol , Innovene , Exxpol , Spherilene , Hostalen , Sclairtech и CX (Mitsui ) основаны на газофазной реакции полимеризации этилена и сополимера. Реакция происходит при 70-110 0 С, давлении 15-30 бар в присутствии катализаторов Циглера-Натта.
    Технологии Hostalen — Basell и CX — MitsuiChemicals предусматривают также второй реактор полимеризации по каскадной схеме. В этом реализуется возможность получения бимодального ПЭ высокой плотности, путем смешения двух крупных фракции с разной молекулярной массой — низкомолекулярной, отвечающей за текучесть, и высокомолекулярная — за физико-механические характеристики. Газофазный синтез полиэтилена отличается низкими капитальными и оперативными затратами и позволяет производить как ПЭВД, так и ПЭНД в широком диапазоне. Именно поэтому газофазные технологии наиболее популярны в России и в мире.
    DSM предлагает технологию получения ПЭ, используя синтез в растворе. Она производит LLDPE, используя собственную технологию COMPACT Solution (Stamylex) в комбинации с катализаторами Ziegler. Технология COMPACT — очень гибкий процесс производства полимеров высокого качества. Синтез в растворе производится при температуре 150-300 0 и давлении 30-130 бар в присутствии катализаторов Циглера-Натта или металлоценового катализатора. В качестве растворителя используют октен. В случае использования второго жидкофазного реактора также возможно получение бимодального ПЭ. Технология отличается более высокими, по сравнению с газофазным синтезом капитальными затратами и оперативными расходами. Среди крупных производителей линейного полиэтилена технологию COMPACT применяют LG Chemicals, HyundaiPetrochemicalCo.
    BorstarPE — Borealis и Philips предлагают технологию получения ПЭ низкой плотности в суспензии изобутана, при этом реакция происходит при 85-100 0 С, давлении 4,2 , после чего полученную смесь разделяют и дегазируют при 80-85 0 С. Применяют при этом специальный петлевой ( slurryloop )реактор. Возможно применение каскадной схемы получения бимодального ПЭ, при использовании второго реактора.
    Рисунок 3. Типы установок производства ПЭ. Принципы реактора в схемах.

    Из Рисунков 3,4 видно, что нет универсального метода получения всех видов ПЭ. Каждый метод получения ПЭ перекрывает только часть продукции полиэтилена. Наиболее широкий ряд продукции можно получить в газофазном реакторе, Unipol, Innovene, Exxpol, Spherilene, Hostalen, Sclairtech иCX (Mitsui), однако каждая из этих технологий, в свою очередь, также имеет собственные ограничения. Наиболее полный перечень продуктов может предложить технология Unipol/UnipolII, однако даже у этой технологии есть существенные ограничения, касающиеся главным образом продуктов ПЭ высокой плотности с малым индексом текучести. Такие продукты применяются для изготовления продукции ПЭНД выдувного формования, пленок и труб, в этих случаях необходим бимодальный ПЭ, для производства которого, в свою очередь, применяют каскадный реактор, состоящих из двух последовательных реакторов с разными условиями полимеризации.

    Рисунок 4. Принципы производства и виды производимой продукции.

    Рисунок 5. Соответствие методов производства и видов производимой продукции ПЭ.

    Каскадный реактор может быть реализован как для газофазного (Spherilene иHostalen, оба Basell), так и для суспезионного(Philips)способа полимеризации. Однако установки с двумя реакторами отличаются гораздо большими капитальными затратами и более сложны в обслуживании.
    Для видов полиэтилена высокого давления, предназначенного для экструзионного формования необходим высокий индекс текучести. Такая продукция применяется для труб из полиэтилена. Так цифры в наиболее известных трубных марках ПЭ 60, ПЭ 80, ПЭ 100, ПЭ 100+ соответствуют своему индексу текучести.

    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.

    Рекомендуем также

    Технология производства полиэтиленовых пакетов | ОДО «АлтехБел»

    Использование полиэтиленовых пакетов – это экономично, практично и удобно. Сегодня они применяются во многих сферах жизни человека. Широкий спрос на подобную продукцию предусматривает активное увеличение производства. Современные полиэтиленовые пакеты – это одноразовые изделия для хранения и транспортировки различных предметов. Чтобы они были максимально удобными и практичными, необходимо придерживаться правильной технологии производства.

    Подготовка сырья для изготовления полиэтиленовой пленки

    Перед этапом производства полиэтиленовых пакетов, необходимо определиться с их предназначением, поскольку от этого будет зависеть прочность и основные свойства конкретного изделия. Для создания продукции необходимо предварительно изготовить качественную полиэтиленовую пленку, которая будет использоваться для производства пакетов. Изготавливается пленочный материал в процессе плавки гранул линейной полиэтиленовой пластмассы и разряженного полиэтилена, которые тщательным образом перемешиваются в производственном миксере. Гранулы закупаются у поставщиков, в роли которых выступают заводы по переработки сырья. Существует два вида сырьевого материала:

    • После первичной переработки, который используется для изготовления стерильных пакетов под пищевую продукцию.
    • После вторичной переработки. Используются для производства мусорных и других видов пакетов.

    Производство полиэтиленовой пленки

    После подготовки однородного гранулированного материала, он помещаются в экструдер для последующего плавления при температуре от 180°-240°C. В результате получается прозрачный, тонкий, растопленный материал в форме полиэтиленовой трубы, длина которой достигает нескольких сотен метров. Такой пластиковый рукав постепенно охлаждается после чего его раскатывают валиком. В последствии рукав разрезают, чтобы получить две отдельные части. Такое разделение значительно упрощает дальнейший процесс обработки.

    Далее автоматизированный робот обрезает ножом пленку до нужной ширины она сматывается в рулоны, вес которых достигает до 150 кг. После изготовления и подготовки полиэтиленовой пленки, она поступает в дальнейшую обработку.

    Основные этапы производства пакетов

    Процесс производства пакетов в зависимости от необходимого результата проходит несколько этапов. Полная технология предусматривает следующие операции:

    • Переработка гранул первичного сырья в полиэтиленовое полотно. На этом этапе при необходимости добавляют краску для однородной окраски полиэтиленовой массы. В результате на выходе получается равномерно окрашенный жидкий полиэтилен, цвет для которого подбирается из палитры Pantone. После данного этапа появляется материал, который служит основой полиэтиленового пакета в виде гранул.
    • После получения гранул полиэтилена необходимого цвета они помещаются в экструдер, где нагреваются до температуры 180-240 °C.
    • Из экструдера полиэтилен выдувается в виде трубы и наматывается специальными валиками в бобины после постепенного охлаждения пленки. Ширина пленки определяется преднастройками экструдера, ножи которого обрезают полиэтиленовый рукав до нужной ширины. Длинна полиэтиленового полотна в таких бобинах может достигать нескольких сотен метров, а их вес может достигать до 200 кг в зависимости от плотности полиэтилена и ширины пленки.
    • Все обрезные части полиэтилена идут на вторичную переработку сырья для использования при производстве мусорных пакетов.
    • Для нанесения изображения на полиэтилен предварительно изготавливается фотополимерное клише, на которое в дальнейшем будет наноситься краска для печати изображения. Клише изготавливается из эластичных светочувствительных полимеров. Необходимое количество клише определяется количеством наносимых цветов на пленку. К примеру для печати двухцветного изображения с обеих сторон пакета (2+2) необходимо изготовить 4 клише.
    • Нанесение изображения на пленку при помощи флексомашины. Для флексопечати используются быстросохнущие краски. Для нанесения готовые клише крепятся на специальные валики, которые наносят на пленку определенный цвет. Таким образом, нанося разные цвета на определенные участки печати, получается многоцветное изображение.
    • После печати изображения пленка снова сматывается в рулоны.
    • Готовые рулоны перекладываются в другую зону агрегата, где вырабатывается шаблон. Отдельное внимание придается донной складке.
    • На следующем этапе пленка отправляется на нарезной станок, где формируются фальцы будущих изделий (боковые закладки) и вырезаются пакеты определенных размеров. Для этого на станок устанавливаются вырубные ножи, размеры и форма которых соответствует требуемым размерам пакетов.
    • Пайка швов. На этом этапе производства на специальном аппарате производится запайка всех швов по краям изделия.
    • На последнем этапе осуществляется фасовка пакетов в упаковки и отправка готовых изделий заказчику.

    Некоторые этапы производства могут опускаться, например, не для всех изделий нужны ручки, или нанесения рисунка. Поэтому простая продукция проходит только этап переработки, формирования, обрезки и фасовки.

    Виды полиэтилена Технология производства полиэтилена

    При производстве ການ ສີດ деталей неизбежно использование пластмассового сырья. Сегодня мы расскажем о процессе производства полиэтилена, 11 основных мировых технологий производства полиэтилена PE

    В настоящее время в мире существует множество компаний с технологией полиэтилена , ລວມ ທັງ 7 компаний с технологией LDPE, 10 компаний с технологией LDPE и полной плотностью, ແລະ 12 компаний с технологией HDPE.С точки зрения технологического развития, производство полиэтилена высокого давления является наиболее зрелым методом производства полиэтиленовой смолы. И метод чайника, и трубчатый метод достигли зрелости. В настоящее время эти две производственные технологии сосуществуют. В развитых странах обычно применяется процесс производства труб. ເພີ່ມ, иностранные компании обычно используют низкотемпературные высокоактивные катализаторы для инициирования систем полимеризации, которые могут снизить температуру и давление реакции. Производство ПВД высокого давления будет развиваться в сторону крупносерийного и трубного производства.При производстве HDPE и LLDPE под низким давлением в основном используются титановые и комплексные катализаторы. Европа и Япония в основном используют титановые катализаторы типа Циглера, в то время как США в основном используют комплексные катализаторы. В настоящее время в мире в основном используются 11 видов технологий производства полиэтилена. Краткое введение выглядит следующим образом:
    (1) Газовая фаза компании Базель Процесс сферилена

    Линейный полиэтилен может производиться от полиэтилена очень низкой плотности (ULDPE) до LLDPE, а также HDPE.Выберите

    Используются катализатор на основе титана типа Циглера-Натта и газофазный процесс сферилена. В присутствии легких инертных углеводородов катализатор и сырье предварительно полимеризуются в массе, а полимеризация в массе происходит в мягких условиях. Суспензия поступает в первый газофазный реактор, использует охладитель циркулирующего газового контура для рассеивания тепла, а затем поступает в два газофазных реактора. Плотность производимых продуктов колеблется от ULDPE (менее 900 кг / м3) до HDPE (более 960 кг / м3), а скорость течения расплава (MFR) колеблется от 0.01 ເຖິງ 100. Благодаря использованию двух газофазных реакторов, он может производить бимодальные и специальные полимеры. Вещи. С тех пор, как процесс Spheri Lene был представлен на рынке в 1992 году, его производственная мощность составляет 1,8 миллиона тонн в год. Шесть производственных единиц (1 в США, 2 в Южной Корее, 2 в Бразилии, ແລະ 1 в Индии) введены в эксплуатацию, еще два (по 1 в Индии и Иране) находятся в стадии строительства. Производственная мощность одной линии может достигать 100 000 тонн на единицу.Одна 300 000 тонн в год. В настоящее время в Китае нет производственных мощностей для этого типа технологий.
    (2) Borealis Bastar Process

    Процесс

    Beixing PE позволяет производить бимодальный и одномодальный LLDPE, MDPE (полиэтилен средней плотности) и HDPE. используйте

    Петлевой газофазный реактор низкого давления серии

    . Плотность полиэтилена 918-970 кг / м3, индекс расплава 0,1-100. Используйте катализатор Z-N или катализатор Ssc (с одним активным центром).

    Катализатор и пропановый разбавитель смешиваются в компактном реакторе предварительной полимеризации, а сокатализатор

    Этилен, сомономер и водород.Предварительно полимеризованная суспензия поступает во второй более крупный петлевой реактор для суспензии и работает в сверхкритических условиях (75-100 ° С, 5,5-6,5 МПа). Может производить бимодальные изделия. Вспыхнувший полимер далее направляют в газофазный реактор с псевдоожиженным слоем без добавления новых катализаторов, и могут быть получены гомополимеры. Условия газофазной реакции: 75-100 ° С, 2,0 МПа. Первый комплект промышленного оборудования был введен в эксплуатацию в Финляндии в 1995 году, а две производственные линии (450 000 т / год бимодальных продуктов), построенные в Абу-Даби, были введены в эксплуатацию во второй половине 2001 года.Пятая установка производительностью 250 000 тонн в год (вторая установка бимодальной транспортировки) была также построена в China Shanghai Petrochemical Company, став крупнейшим в Китае устройством для производства полиэтилена. Максимальная проектная мощность этой единственной линии этого процесса может достигать 300 000 т / год.
    (3) Газовая фаза ВР Innovene process

    Он может производить продукты LLDPE и HDPE с использованием катализаторов на основе ZN на основе титана, хрома или металлоцена. Хром

    Химический агент может производить продукты с широким молекулярно-массовым распределением, а катализатор Циглера-Натта (Z-N) может производить продукты с узким молекулярно-массовым распределением.Рабочие условия в реакторе со слоем смягчаются, при 75-100 ° C и 2,0 МПа. В качестве сомономера можно использовать бутен или гексен. Введено в эксплуатацию, проектирование или строительство 30 комплектов производственных линий. Мощность составляет от 50 000 до 350 000 тонн в год.

    Technip сотрудничает с BP в Европе, бывшем Советском Союзе, Южной Америке, Китае и Малайзии.
    Поддерживает процесс производства полиэтилена Innovene, используемый BP. Производственная мощность Innovene PE превышает 8 миллионов тонн в год, включая устройства для полиэтилена в Бандар-Имане в Иране, Grangermus в Шотландии, Merak в Индонезии и Keltih в Малайзии.При втором расширении завода по производству ЛПЭНП / ПНД китайской нефтехимической компании Душанзи также был применен процесс Innovene, увеличившийся со 120 000 тонн в год до 200 000 тонн в год. Новые 600 000 тонн полиэтилена SECCO будут использовать эту технологию.
    (4) Процесс реакции в трубопроводах и котлах ExxonMobil

    Свободно-радикальный процесс под высоким давлением используется для производства гомополимера ПЭНП и сополимера этиленвинилацетата (этиленвинилацетата).

    Используются крупномасштабные трубчатые реакторы (мощность 130 350 000 т / год) и реакторы с мешалкой (производительностью около 100 000 т / год).Рабочее давление трубчатого реактора достигает 300 МПа, а резервуарного реактора ниже 200 МПа. Преимущество процесса высокого давления состоит в сокращении времени пребывания, и тот же реактор можно переключить с производства гомополимеров на сополимеры. Плотность гомополимерного полимера 912-935 кг / м3, индекс расплава 0,2-150. Содержание винилацетата может достигать 30%. Материалоемкость и энергозатраты на тонну производимого полимера составляют: 1,008 тонны этилена, 800 кВт · ч электроэнергии, 0.35 т пара и 5 м3 азота. Введено в эксплуатацию 23 комплекта технологических реакторов высокого давления производственной мощностью 1,7 млн ​​тонн в год. Производство гомополимеров и различных сополимеров. В настоящее время на недавно построенном в Яншане заводе по производству ПВД производительностью 200 000 т / год используется технология компании по производству труб.
    (5) Mitsui Chemicals суспензия низкого давления Cx процесс

    Он может производить HDPE и MDPE, используя способ суспензии низкого давления CX. Может производить бимодальное молекулярно-массовое распределение

    Товар.Этилен, водород, сомономер и катализатор сверхвысокой активности входят в реактор, и реакция полимеризации протекает в суспензионном состоянии. Система автоматического контроля свойств полимера может эффективно контролировать качество продукта, и катализатор сверхвысокой активности не требует удаления из продукта. 90% растворителя, отделенного от взвеси, можно напрямую вернуть в реактор без какой-либо обработки. Он может производить продукты с узким или широким молекулярно-массовым распределением с плотностью 930-970 кг / м3 и индексом расплава 0.01-50. Расход материалов и энергии на тонну произведенной продукции составляют: 1010 кг этилена и сомономеров, 305 кВтч электроэнергии, 340 кг пара, 190 тонн охлаждающей воды, ແລະ 30 м3 азота. Введено в эксплуатацию или строится 35 производственных линий общей мощностью 3,6 млн тонн в год. В настоящее время отечественные предприятия, использующие эту технологию, в основном включают завод мощностью 220 000 тонн в Дацине, завод мощностью 140 000 тонн в Янцзы и Яншань и завод мощностью 70 000 тонн в Ланьчжоу.
    (6) Двухконтурный реактор Chevron-Philips, процесс LPE

    Phillips Petroleum Company Процесс LPE используется для производства линейного полиэтилена (LPE). Катализатор высокоактивный

    Химический агент полимеризуется в петлевом реакторе и суспензии изобутана. Индекс плавления продукта и молекулярно-массовое распределение можно регулировать и контролировать с помощью катализатора, рабочих условий и водорода. Сомономером может быть бутен-1, гексен-1, октен-1 и т.п. Катализатор с высокой активностью делает ненужным удаление катализатора, и во время полимеризации не образуются парафин или другие побочные продукты, что значительно снижает загрязнение окружающей среды.Этилен, изобутан, сомономер и катализатор непрерывно поступают в петлевой реактор и реагируют при температуре ниже 100 ° C и примерно 4,0 МПа, а время пребывания составляет примерно 1 час. Степень конверсии этилена за один проход превышает 97%. Расход материалов и потребление энергии на тонну произведенной продукции составляют: 1,007 тонны этилена, 2-10 долларов США на катализаторы и химикаты (для различных продуктов), 350 кВтч электроэнергии, 0,25 тонны пара, 185 тонн охлаждающей воды, ແລະ 30 м3 азота. Введены в эксплуатацию и построены 82 производственные линии, что составляет 34% мировых мощностей по производству полиэтилена.Завод Shanghai Jinfei Company производительностью 135 000 тонн использует эту технологию. Недавно построенное новое устройство Maoming производительностью 350 000 тонн в год также может использовать эту технологию.
    (7) Univation Technology Company Газовая фаза низкого давления Unipol process

    LLDPE-HDPE производится по технологии Unipol PE при низком давлении и давлении воздуха. Использование суспензии катализатора и газа

    Фазовый реактор с псевдоожиженным слоем. Для обычных и металлоценовых катализаторов стадия удаления катализатора не требуется. Инвестиционные и эксплуатационные расходы ниже, а загрязнение окружающей среды меньше.Этилен, сомономер и катализатор поступают в реактор с псевдоожиженным слоем, рабочие условия составляют около 100 ° C и 2,5 МПа. Плотность продукта 915-970 кг / м3, индекс расплава 0,1-200. В зависимости от типа катализатора можно регулировать узкое или широкое молекулярно-массовое распределение. Введено в эксплуатацию или построено 89 производственных линий. Мощность одной линии может составлять 410 000 ເຖິງ 450 000 тонн в год. В настоящее время существует множество домашних устройств, использующих эту технологию, в основном Маомин, Цзихуа, Янцзы, Тяньцзинь, Чжунюань, Гуанчжоу, Дацин, Цилу, ແລະ ອື່ນ.

    (8) Stamicarbon 4a COMPACT IZ В этом процессе используются передовые катализаторы Z-N и технология COMPACT Solution для получения плотности

    900-970кг / м3 ПЭ. Используется реактор с мешалкой, температура полимеризации составляет 200 ° C. Водород используется для регулирования молекулярной массы полимера. Стадия удаления катализатора не требуется. Расход материалов и энергии на тонну продукта составляют: этилен и сомономер 1,016 т, электричество 500 кВт · ч, пар 400 кг, охлаждающая вода 230 м3, пар низкого давления (выход) 330 кг.В эксплуатации находится 5 комплектов оборудования общей производительностью 650 000 т / год.
    (9) Базельская полиолефиновая компания Hostalen Process

    Процесс хостален в резервуаре с мешалкой используется для производства HDPE. Используйте два реактора параллельно или последовательно

    Суспензионная полимеризация. Расход материалов и энергии на тонну произведенной продукции составляют: 1,015 т этилена и сомономеров, 400 кг пара, 350 кВтч электроэнергии, 165 м3 охлаждающей воды. В настоящее время 31 производственная линия находится в эксплуатации или проектируется с производственной мощностью почти 3.4 млн тонн в год. В настоящее время отечественным устройством, использующим эту технологию, является компания Liaohua, производственная мощность которой составляет всего 40 000 тонн. Текущая максимальная производственная мощность одной линии по этой технологии может достигать 350 000 тонн в год, и она может производить почти все продукты, включая Bifeng, среди которых такие продукты, как пленка, полые трубы и трубы, имеют определенную репутацию в мире.

    Поли (этен) (полиэтилен)

    Ежегодно производится более 80 миллионов тонн полиэтилена, часто известного как полиэтилен и полиэтилен, что делает его самым важным пластиком в мире.Это составляет более 60% этилена, производимого каждый год.

    Поли (этен) производится в трех основных формах: низкой плотности (LDPE) (<0,930 г / см -3 ) и линейной низкой плотности (LLDPE) ( примерно 0,915-0,940 г / см -3 ) и высокая плотность (HDPE) ( ок. 0,940-0,965 г · см -3 ).

    Форма LDPE или LLDPE предпочтительна для пленочной упаковки и для электроизоляции. Из полиэтилена высокой плотности изготавливают контейнеры для бытовой химии, такие как жидкости для мытья посуды, и бочки для промышленной упаковки.Он также экструдируется как трубопровод.

    Рисунок 1 Использование поли (этена).

    Все формы могут использоваться для изделий, изготовленных литьем под давлением, таких как ведра, ящики для пищевых продуктов и миски для мытья посуды (Таблица 1).

    Таблица 1 Примеры использования поли (этена).

    В 2013, 2015 2018 (оценка)
    Весь мир 81,8 99,6
    Северная Америка 2 16.0 18,1
    Европа 3 12,9 13,8
    Азиатско-Тихоокеанский регион 36,6 47,5
    Прочие 16,3 20,2

    1. Freedonia, 2014
    2. США: 17,4 миллиона тонн в 2014 году. 2015 Guide to the Business of Chemistry, American Chemistry Council
    3. 14,0 миллиона тонн в 2015 году, Пластмассы — факты 2016 PlasticsEurope 2016


    LDPE LLDPE * HDPE *
    Весь мир 4 18.7 24,1 37,5
    США 5 3,2 6,3 7,9
    Европа 6 8,2 7 5,8

    4. Nexant и ChemVision, 2014 г.
    5. Руководство по химическому бизнесу 2015 г., Американский химический совет
    6. Пластмассы — факты 2016, PlasticsEurope, 2016
    7.LDPE плюс LLDPE

    * Многие растения могут производить обе формы поли (этена) и изменять количество, которое они производят каждого типа, в короткие сроки. Оба используют катализатор Циглера (или Филлипса). Если используется чистый этен, образуется HDPE. ЛПЭНП получают, когда к этену добавляют небольшое количество другого алкена, например, бут-1-ена.

    Другая форма, обсуждаемая ниже, mLLDPE, в настоящее время производится в гораздо меньших количествах.

    Производство поли (этена) (полиэтилена)

    Поли (этен) получают несколькими методами путем аддитивной полимеризации этена, который в основном получают крекингом этана и пропана, нафты и газойля.

    В Бразилии строится новый завод по производству поли (этена) из этена, который производится из сахарного тростника с помощью биоэтанола. Иногда это называют полиэтиленом на биологической основе (этилен) (полиэтилен на биологической основе).

    Полиэтилен низкой плотности (LDPE)

    Процесс осуществляется при очень высоком давлении (1000-3000 атм) при умеренных температурах (420-570 К), что можно предсказать из уравнения реакции:

    Это процесс радикальной полимеризации, и используется инициатор, например, небольшое количество кислорода и / или органический пероксид.

    Этен (чистота более 99,9%) сжимается и подается в реактор вместе с инициатором. Расплавленный поли (этен) удаляют, экструдируют и разрезают на гранулы. Непрореагировавший этен перерабатывается. Средняя молекула полимера содержит 4000-40 000 атомов углерода с множеством коротких ответвлений.

    Например,

    Может быть представлен следующим образом:

    На 1000 атомов углерода приходится около 20 ответвлений. Относительная молекулярная масса и разветвленность влияют на физические свойства LDPE.Ветвление влияет на степень кристалличности, которая, в свою очередь, влияет на плотность материала. LDPE обычно аморфный и прозрачный с кристалличностью около 50%. Разветвления не позволяют молекулам плотно прилегать друг к другу, и поэтому он имеет низкую плотность.

    Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

    При производстве полиэтилена высокой плотности используются в основном катализаторы двух типов:

    • металлоорганический катализатор Циглера-Натта (соединения титана с алкилалюмином).
    • неорганическое соединение, известное как катализатор типа Филлипса. Хорошо известным примером является оксид хрома (VI) на диоксиде кремния, который получают обжигом соединения хрома (III) при температуре 1000 К в кислороде с последующим хранением перед использованием в атмосфере азота.

    ПНД производится тремя способами. Все работают при относительно низких давлениях (10-80 атм) в присутствии катализатора Циглера-Натта или неорганического катализатора. Типичный диапазон температур составляет 350-420 К. Во всех трех процессах водород смешивается с этиленом для регулирования длины цепи полимера.

    (i) Суспензионный процесс (с использованием либо реактора CSTR (реактор непрерывного действия с мешалкой), либо контура)

    Катализатор Циглера-Натта в виде гранул смешивают с жидким углеводородом (например, 2-метилпропаном (изобутаном) или гексаном), который просто действует как разбавитель. Смесь водорода и этена пропускают под давлением в суспензию, и этен полимеризуется в HDPE. Реакция протекает в большом петлевом реакторе при постоянном перемешивании смеси (рис. 4). При открытии клапана продукт высвобождается, а растворитель испаряется, оставляя полимер, все еще содержащий катализатор.Водяной пар, протекая с азотом через полимер, вступает в реакцию с каталитическими центрами, нарушая их активность. Остаток катализатора, оксиды титана (IV) и алюминия, в незначительных количествах остается смешанным в полимере.

    Рис. 5 Суспензионный процесс с использованием петлевого реактора.
    С любезного разрешения Total.


    Рис. 4 Производство поли (этена) с использованием суспензионного процесса
    в петлевом реакторе.

    (ii) Процесс решения

    Второй метод включает пропускание этилена и водорода под давлением в раствор катализатора Циглера-Натта в углеводороде (алкан C 10 или C 12 ). Полимер получают аналогично суспензионному способу.

    (iii) Газофазный процесс

    Рис. 6 Газофазный процесс низкого давления.

    Смесь этена и водорода пропускают через катализатор Филлипса в реакторе с неподвижным слоем (рис. 6).

    Этен полимеризуется с образованием зерен HDPE, взвешенных в текущем газе, которые выходят из реактора при открытии клапана.

    На современных заводах иногда используются два или более отдельных реактора, включенных последовательно (например, два или более реакторов для суспензии или два газофазных реактора), каждый из которых находится в немного разных условиях, так что свойства различных продуктов из реакторов присутствуют в полученная смесь полимеров, приводящая к широкому или бимодальному молекулярно-массовому распределению.Это обеспечивает улучшенные механические свойства, такие как жесткость и ударная вязкость.

    Рис. 7 Гранулы поли (этена), которые затем используются для изготовления пленки, экструзии в трубы или формования.
    С любезного разрешения Total.

    Порошок HDPE, выходящий из любого из описанных выше реакторов, отделяется от разбавителя или растворителя (если используется), экструдируется и измельчается на гранулы.

    Этот метод дает линейные полимерные цепи с небольшим количеством разветвлений.Молекулы поли (этена) могут располагаться ближе друг к другу. Полимерные цепи можно представить так:

    Это приводит к прочным межмолекулярным связям, что делает материал более прочным, плотным и жестким, чем LDPE. Полимер непрозрачный.

    Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)

    Поли (этен) низкой плотности имеет множество применений, но способ производства под высоким давлением, которым он производится, требует больших капитальных затрат. Однако была разработана элегантная технология, основанная как на катализаторах Циглера-Натта, так и на неорганических катализаторах для производства линейного полиэтилена низкой плотности LLDPE, который имеет даже улучшенные свойства по сравнению с LDPE.Если выбран катализатор Циглера-Натта, можно использовать любой из трех процессов: суспензию, раствор и газовую фазу. Когда используют неорганический катализатор, используют газофазный процесс.

    В сырье добавляют небольшие количества сомономера, такого как бут-1-ен или гекс-1-ен. Мономеры полимеризованы случайным образом, и есть небольшие ответвления, состоящие из нескольких атомов углерода, вдоль линейных цепей.

    Например, с бут-1-еном, CH 3 CH 2 CH = CH 2 , структура полимера:

    Боковые цепи известны как боковые группы или разветвления с короткой цепью.Молекулу можно представить как:

    Структура по существу линейная, но из-за короткоцепочечного разветвления имеет низкую плотность. Структура придает материалу гораздо лучшую упругость, прочность на разрыв и гибкость без использования пластификаторов. Это делает линейный полиэтилен низкой плотности (этен) идеальным материалом для производства пленочных продуктов, например, используемых в упаковке.

    Свойства полимера и, следовательно, его применение можно варьировать, варьируя пропорцию этена и сомономера и используя разные сомономеры.Все это можно сделать без остановки завода, что является огромным преимуществом.

    Металлоцен, линейный поли (этен) низкой плотности (mLLDPE)

    Рис. 8 Полиэтиленовая пленка широко используется для упаковки пищевых продуктов.
    С любезного разрешения BP.

    Этот поли (этен), известный как mLLDPE, производится с помощью нового семейства катализаторов — металлоценов. Другое название этого семейства — катализатор с одним центром .Преимущество заключается в том, что mLLDPE намного более гомогенный с точки зрения молекулярной структуры, чем классический LLDPE, производимый катализаторами Циглера-Натта. Каждый катализатор представляет собой катализатор с одним центром полимеризации, который дает одну и ту же цепь PE. Химики сравнили структуру металлоценов со структурой сэндвича. Между слоями органических соединений есть переходный металл (часто цирконий или титан).

    Катализаторы даже более специфичны, чем оригинальные катализаторы Циглера-Натта, и можно контролировать молекулярную массу полимера, а также его конфигурацию.Обычно используются процессы навозной жижи или раствора.

    Поли (этен), произведенный с использованием металлоцена, можно использовать в виде очень тонкой пленки, которая имеет отличные оптические свойства и герметичность, что делает их очень эффективными для упаковки пищевых продуктов. Настоящим плюсом металлоценовых катализаторов являются улучшенные механические свойства пленок из mLLDPE.

    Сополимеры

    Этен образует сополимеры с пропеном, которые обладают очень полезными свойствами.

    Дата последнего изменения: 27 апреля 2017 г.

    Справочник по промышленному полиэтилену и технологиям: подробное руководство по производству, свойствам, переработке, применению и рынкам Набор

    Предисловие Барри Моррис xi

    Предисловие xiii

    Список участников xv

    Часть 1: Принципы и свойства полиэтилена

    1 Промышленная хронология полиэтилена 3
    2 Кристофер Доббин 9378 Производство полиэтилена 25
    Юрий В.Киссин

    3 Процессы полимеризации этилена и производство полиэтилена 61
    Ян Д. Бурдетт и Рональд С. Эйзингер

    4 Типы и основы полиэтилена 105
    Раджен М. Патель

    5 Молекулярная структурная характеристика полиэтилена 139
    А. Виллем деГрут, Дэвид Гиллеспи, Ронгджуан Конг, Чжэ Чжоу и Раджеш Парадкар

    6 Термический анализ полиэтилена 217
    Кевин Менард и Ноа Менар

    7 Реология W.Kamykowski

    8 Взаимосвязи между обработкой, структурой и свойствами в полиэтилене 283
    Райен М. Патель

    9 Механические свойства полиэтилена: поведение при деформации и разрушении 309
    Александр Чудновский, и Калян Сеханобиш

    и производство полиэтилена

    10 Одношнековая экструзия полиэтиленовых смол 339
    Марк А. Сполдинг

    11 Двухшнековая экструзия полиэтилена 357
    Йошитака Кумура, Амит К.Чаудхари и Марк А. Сполдинг

    12 Обработка пленки с раздувом 381
    Томас И. Батлер

    13 Экструзия полиэтиленовой пленки с литьем 411
    Хену Ким, Марк А. Сполдинг, Курт А. Коппи, Уэс Хобсон и Джозеф Дули

    14 Экструзионное покрытие и ламинирование 429
    Томас Безигиан

    15 Литье под давлением 443
    Джон Ратцлафф и Томас Джованнетти

    16 Выдувное формование полиэтилена 475
    Мохаммад 9 Мохаммад Усман 535
    Джон Ратцлафф и Гленн Э.Ларкин младший

    18 Термоформование полиэтилена 573
    Роджер К. Кипп

    19 Экструзия полиэтиленовых труб 591
    Пэм Мэгер, В. Рохатги, Д. Хукилл, Н. Коганти и Б. Мартинез

    Экструзия пены 603
    NS Ramesh

    21 Технология пенопласта из вспененного полиэтилена 637
    Steven R. Sopher

    22 Экструзия полиэтиленового волокна 669
    Johannes Fink

    42 Charles D.Парк II и Стивен Блейзи

    24 Модификация полиэтилена реактивной экструзией 715
    Адриана И. Монкада, Веньи Хуанг и Николас Хорстман

    Часть 3: Добавки для полиэтилена

    25 9014 Разложение полиэтилена 75 Дж. Фэй и Розуэлл Э. Кинг, III

    26 Световая стабилизация полиэтилена 771
    Фэн Цзо и Тад Финнеган

    27 Поглотители кислоты для полиэтилена 793
    Роберт Л.Шерман-младший и Кимберли Э. Керн

    28 агентов скольжения 821
    Джон Грей и Томас Брейер

    29 антиблокирующих добавок 833
    Johannes Fink

    30 антистатических добавок для полиэтилена , Geucman, Gina 853 Сью те Хофсте и Тед Кампен

    31 Противотуманные агенты для полиэтиленовых пленок 865
    Мишель Потенца и Бьярне Нильсен

    32 Смазки для полиэтилена 877
    Йоханнес Финк

    Полиэтилен

    .Зайлер, Франсуа Бом, Сэмюэл Девисм и Джейсон А. Поманте

    34 Химические вспениватели для полиэтилена 909
    Питер Шрук, Рэнди Минтон, Тереза ​​Хили и Ларри Киф

    35 Огнезащитные составы для полиэтилена 000 Rudol

    36 Зародышевые агенты для полиэтилена 935
    Darin L. Dotson

    37 Антимикробные агенты для полиэтилена 967
    Ivan Ong

    38 Пигменты и красители для полиэтилена 985

    Roger Reinicker 9378

    39 Наполнители и армирующие вещества для полиэтилена 1035
    Янос Мочо и Бела Пукански

    40 Применения полиэтилена в гибкой упаковке 1071
    Джефф Вустер и Джил Мартин

    41 Cliff 9014 Rigid Packaging ApplicationsMure

    42 Применение полиэтилена в трубах и трубках 1109
    Брайан Э. Хаугер

    43 Применение полиэтилена в проводах и кабелях 1125
    Скотт Х. Вассерман, Бхарат И. Чаудхари, Джеффри М. Коген, Мохамед Эссегир и Тимоти J. Person

    44 Применение полиэтилена в медицине 1155
    Бенджамин Пун и Лен Чуба

    45 Применение полиэтилена в автомобилестроении 1169
    Калян Сеханобиш

    46 Применение полиэтилена
    в текстиле, гигиене, здоровье и геосинтетике Санджив Р.Malkan

    47 Применение полиэтиленовых эластомеров и пластомеров 1197
    Ким Л. Уолтон, Тим Клейфилд, Джим Хемфилл и Лиза Маденджан

    Часть 5: Производство полиэтилена

    4814 Нормативные требования к полиэтилену

    Тор Х. Палмгрен

    49 Устойчивое развитие и переработка полиэтилена 1245
    Томас Носкер и Дженнифер Линч

    50 Биополиэтилен и смеси полиэтилен-биополимер 1253
    Йоханнес Финк 4 9037 Бизнес оф. О.Buhler-Vidal

    Приложение A1: Определения аббревиатур для полимеров 1331

    Индекс 1333

    Borstar Technology — Borealis

    Borstar® — это современная мультимодальная запатентованная технология Borealis для производства полиэтилена и полипропилена

    Что такое технология Borstar®?

    Borstar® — это современная мультимодальная запатентованная технология Borealis для производства полиэтилена (PE) и полипропилена (PP). В сочетании с уникальной технологией катализаторов Borealis Borstar поддерживает производство широкого спектра продуктов из улучшенного полиэтилена и полипропилена для самых требовательных приложений, обеспечивая молекулярный дизайн.Процесс Borstar предлагает одновременное улучшение экономики преобразования и ключевых экологических аспектов, таких как энергоэффективность и переработка сырья.

    Borealis обеспечивает непрерывное развитие Borstar и дальнейшую коммерциализацию следующего поколения Borstar, такого как Borstar PE 3G. Новые разработки представляют собой скачок в технологическом процессе, позволяя гибко проектировать полимеры от бимодальных до мультимодальных смол PE / PP и способствуя разработке постоянно расширяющегося ассортимента новых пластиков, которые превосходят альтернативные материалы в плане удовлетворения потребностей производителей. и конечные пользователи.

    Глобальный рост за счет возможностей Borstar PE и PP и расширения производственных мощностей является ключевым элементом стратегии Borealis. Существенные проекты роста включают Borouge, совместное предприятие с Национальной нефтяной компанией Абу-Даби (ADNOC) в Объединенных Арабских Эмиратах и ​​Bayport Polymers LLC (Baystar ™), совместное предприятие 50/50, принадлежащее TotalEnergies и Borealis в Северной Америке. После успешного запуска проекта Borouge 3 в 2016 году предприятие в Рувайсе стало крупнейшим в мире интегрированным комплексом полиолефинов с производственной мощностью 4.5 миллионов тонн и нацелен на дальнейший рост. Baystar включает установку производства полиэтилена Borstar производительностью 625 000 метрических тонн в год на своей производственной площадке в Пасадене, штат Техас, и установку парового крекинга производительностью один миллион тонн в год в Порт-Артуре, штат Техас. Новый крекинг-установка перерабатывает этан и будет поставлять сырье для существующих установок по производству полиэтилена производительностью 400 000 тонн в год, а также для новой установки в Пасадене.

    Новая технология производства гибкого и прочного полиэтилена

    Фото: Монтичелльо / Adobe Stock

    Полиэтилен (ПЭ) представляет собой сеть связанных этиленовых цепей, и чем длиннее цепи в составе полиэтилена, тем более устойчива получаемая сетка полиэтилена к нагрузкам и растяжению.Теперь химики из РУДН в Москве, Россия, разработали новую технологию производства полиэтилена, которая, по их словам, может помочь в производстве более прочного и гибкого полиэтиленового материала.

    Новая технология позволяет увеличить длину этиленовых цепей вдвое по сравнению с теми, которые получаются существующими методами синтеза полимеров. Для этого химики синтезировали новые типы реагентов.

    Ученые начали эксперименты с широко используемым агентом инициации реакции на основе магния, который обеспечивает рост этиленовых цепей при низких (ниже 100 ° C) температурах.Он состоит из четырех алкильных групп, по две на каждый атом магния. Использование этого агента в реакции полимеризации при температуре 40 ° C позволило химикам получить пять цепей этилена длиной 16-20 молекул. Повышая температуру раствора до 80 ° C, можно было получить этиленовые цепи длиной 70–150 молекул, но эти цепи оказались нестабильными, с тенденцией к расщеплению на короткие компоненты.

    Итак, исследователи пришли к выводу, что вместо того, чтобы синтезировать длинные и стабильные цепи этилена, они могли бы вместо этого использовать другой агент инициации реакции, так что каждая алкильная группа связана только с одним атомом магния.Им удалось создать такой агент и запустить с ним реакцию полимеризации. В результате эксперимента исследователи получили три цепи ПЭ длиной до 46 молекул при 40 ° C. Полученные образцы полиэтилена были более гибкими и прочными по сравнению с теми, которые были созданы с использованием современных технологий.

    Все три катализатора в сочетании с новым инициирующим агентом, созданным исследователями, дали аналогичные результаты: цепи полиэтилена длиной до 46 молекул. Образец ПЭ, синтезированный новым методом, оказался более прочным и гибким по сравнению с ПЭ, созданным на основе обычного инициирующего реакцию агента.

    По мнению исследователей, эта технология имеет перспективы промышленного применения в производстве пластика для пищевых продуктов и биопротезов, используемых для замены неисправных собственных или протезных аортальных и / или митральных клапанов сердца.

    Технология полиэтилена с псевдоожиженным слоем с высокой производительностью — химическое производство и инвестиционные затраты

    Опубликован в июне 1996 г.

    В этом отчете рассматриваются технология и операционная экономика производства линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП) с помощью технологий газофазного псевдоожиженного слоя с высокой производительностью. .В коммерческой практике газофазные установки предназначены для производства ЛПЭНП или полиэтилена высокой плотности (ПНД; в качестве альтернативы, заводы могут производить как ЛПЭНП, так и ПНД в блокированном режиме (заводы качания). Объем отчета ограничен производство сополимеров бутена-1 и LLDPE.

    Основными поставщиками высокопроизводительных технологий являются Univation, совместное предприятие Union Carbide и Exxon Chemicals, и BP Chemicals. Высокопроизводительные технологии Univation называются Condensed и Supercondensed Modes и BP Chemicals® называются технологиями Innovene® High Productivity и Enhanced High Productivity.

    Высокопроизводительные технологии характеризуются охлаждением выходящих из реактора газов ниже точки росы, что позволяет рециркулировать смесь жидкости и газа. Теплота испарения жидкости в рециркуляционном потоке усиливает отвод тепла полимеризации, тем самым увеличивая производительность реактора.

    Мы разработали репрезентативные экономические показатели для технологий Univation и Innovene®, основанные на производстве C 4 -LLDPE с индексом расплава 0.92 и плотностью 0,91-0,92. Для процесса Univation мы выбрали следующие мощности и режимы работы:

    • 441 миллион фунтов / год (200000 т / год), сухой режим
    • 705 миллионов фунтов / год (320 000 т / год), конденсированный режим
    • 1,103 миллиона фунтов / год (500000 т / год), сверхконденсированный режим.

    Для Innovene® мы разработали экономику высокопроизводительного завода мощностью 705 миллионов фунтов в год (320 000 т / год). Мы сравниваем экономику технологий Innovene® и Univation для производительности 320 000 т / год.Мы также анализируем экономику удвоения производительности установки Univation с сухим режимом 200 000 т / год за счет дублирования линий и перехода в сверхконденсированный режим.

    Мы пришли к выводу, что процесс Univation имеет небольшое преимущество с точки зрения операционной экономики, которое связано с меньшими инвестициями (около 3%) и меньшими затратами на сырье. При увеличении емкости вполне очевидна благоприятная экономическая эффективность расширения с высокой выходной мощностью: инкрементная батарея ограничивает вложения для варианта сверхконденсированного питания примерно на 65% от соответствующей цифры для дублирования линий.

    Другие отчеты, относящиеся к PEP:

    Новый анализ: технология и стоимость полиэтилена низкой плотности (LDPE) — 2021

    NexantECA, консалтинговая компания по вопросам энергетики и химии, публикует новый отчет о полиэтилене низкой плотности (LDPE)

    Полиэтилен низкой плотности (LDPE) — один из ряда полиолефинов, которые являются товарными пластиками, которые используются во всем мире на различных рынках. сегменты, включая упаковку, потребительские товары, сельское хозяйство и общепромышленность.LDPE производится из этилена, в то время как этиленвинилацетат (EVA), самый крупный сополимер LDPE, производится из этилена и винилацетата в качестве сомономера.

    ПЭНП был самым медленно растущим полиэтиленом из-за замещения на ЛПЭНП. Тем не менее, LDPE по-прежнему сохраняет значительную долю рынка благодаря возможностям продукта и экономичности.

    В этом техническом отчете представлен обновленный обзор технологических, экономических и рыночных аспектов LDPE, включая гомополимеры и сополимеры EVA.В этом отчете рассматриваются следующие вопросы:

    • Каковы основные технологии производства ПВД и чем они отличаются?
    • Как сравнить экономические показатели процессов в разных географических регионах?
    • Кто входит в десятку крупнейших производителей ПВД и изменится ли ситуация в ближайшие пять лет?
    • Каковы текущие рыночные условия для ПВД? Как его рост по сравнению с другими полиолефинами? Где будут добавлены новые мощности?
    Коммерческие технологии

    Существует два основных процесса производства ПВД — автоклавный и трубчатый.Оба могут использоваться для производства сополимеров LDPE, включая EVA. Технологии очень зрелые, и лицензиары сосредоточены на сокращении затрат, в том числе на увеличении масштабов производства и улучшении качества продукции, чтобы дифференцировать свои технологии.

    Трубчатые технологии от ExxonMobil, LyondellBasell, SABIC и Versalis, а также автоклавные технологии от ECI Group (Саймон Карвес) / Repsol, ExxonMobil, LyondellBasell и Versalis описаны и проанализированы с акцентом на последние разработки. Список лицензиатов включен для каждой технологии.

    Экономика процесса

    Подробная смета производственных затрат для трубчатых и автоклавных процессов представлена ​​для побережья Мексиканского залива США (USGC), прибрежных районов Китая и Ближнего Востока с использованием этилена по рыночной цене. Для трубчатых процессов оценки разработаны для ПВД и ЭВА (18% ВА), в то время как для процессов в автоклаве оценки разработаны для ПВД и ЭВА (18% ВА и 28% ВА). В каждом регионе применяемая технология (трубчатая или автоклавная) влияла на относительную стоимость производства.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *