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Polietilene a bassa densità (LDPE)è l'etilene polimerizzato come monomero di polimerizzazione, il perossido come iniziatore, la resina termoplastica ottenuta mediante reazione di polimerizzazione a radicali liberi, il peso molecolare è generalmente compreso tra 100.000 e 500.000, la densità è 0,91 ~ 0,93 g/cm3, è la varietà più leggera di resina di polietilene .

Ha buona morbidezza, estensibilità, isolamento elettrico, trasparenza, facilità di lavorazione e certa permeabilità all'aria.Buona stabilità chimica, resistenza agli alcali, resistenza ai solventi organici generali, ha una vasta gamma di usi, tra cui rivestimento per estrusione, film soffiato, rivestimento di fili e cavi, stampaggio a iniezione e stampaggio cavo per soffiaggio, ecc.

A causa della breve vita dei radicali liberi prodotti dall'iniziatore, l'etilene viene altamente compresso aumentando la pressione di reazione (110~350 MPa), in modo che la sua densità venga aumentata a 0,5 g/cm3, che è simile al liquido che non può essere nuovamente compresso.Per ridurre la spaziatura molecolare dell'etilene e aumentare la probabilità di collisione tra radicali liberi o catene di crescita attive e molecole di etilene, viene eseguita la reazione di polimerizzazione dei radicali liberi.Viene prodotto polietilene a bassa densità, quindi il polietilene a bassa densità è anche chiamato polietilene a bassa densità ad alta pressione.

Processo produttivo del polietilene a bassa densità

Il processo di produzione del polietilene a bassa densità comprende principalmente la compressione a due stadi dell'etilene, l'iniezione di iniziatore e regolatore, il sistema di reazione di polimerizzazione, il sistema di separazione e recupero ad alta e bassa pressione, la granulazione per estrusione e il sistema di post-trattamento, ecc.

A seconda del diverso tipo di reattore, può essere suddiviso in due tipi: metodo con tubo ad alta pressione e metodo con autoclave.

Il processo tubolare e il processo a bollitore hanno le proprie caratteristiche: il reattore tubolare ha una struttura semplice, una fabbricazione e una manutenzione convenienti e può resistere a pressioni più elevate;La struttura del reattore è complicata e la manutenzione e l'installazione sono relativamente difficili.Allo stesso tempo, il volume del reattore è solitamente piccolo a causa della limitata capacità di rimozione del calore.

In generale, il metodo del tubo viene utilizzato per installazioni su larga scala, mentre il metodo del bollitore viene utilizzato per installazioni che producono prodotti ad alto valore aggiunto come EVA di qualità speciale e ad alto contenuto di acetato di vinile.

A causa delle caratteristiche dei diversi processi, il metodo del bollitore ha catene più ramificate e una migliore resistenza agli urti, adatto per l'estrusione della resina di rivestimento.Il metodo del tubo ha un'ampia distribuzione del peso molecolare, una catena meno ramificata e buone proprietà ottiche, adatte per la trasformazione in film sottili.

Metodo del tubo ad alta pressione Tecnologia di produzione del polietilene a bassa densità

Il diametro interno del reattore tubolare è generalmente di 25~82 mm, la lunghezza è di 0,5~1,5 km, il rapporto d'aspetto è maggiore di 10000:1, il rapporto tra diametro esterno e diametro interno non è generalmente inferiore a 2 mm e la camicia d'acqua è utilizzato per rimuovere parte del calore di reazione.

Finora, il tubo ha approssimativamente lo stesso metodo per elaborare il flusso di base, l'adozione di diversi punti di alimentazione del reattore, diversi regolatori di peso molecolare, iniziatore e relativa posizione di iniezione, e diversi modi di iniezione di fertilizzante, lavorazione del prodotto, quantità di ritorno di l'etilene e invia la posizione, ha formato le diverse caratteristiche del processo.

Attualmente, la tecnologia matura del processo tubolare comprende principalmente il processo Lupotech T di LyondellBasell, il processo tubolare di Exxon Mobil e il processo CTR di DSM.

Processo Lupotech T

Il processo LyondellBasell Lupotech T è utilizzato per circa il 60% della capacità produttiva nazionale degli impianti di polietilene a bassa densità.Pressione di reazione 260~310MPa, temperatura di reazione 160~330℃, tasso di conversione unidirezionale del 35%, densità del prodotto 0,915~0,935 g/cm3, indice di fusione 0,15~50 g/10 min, capacità di produzione a linea singola 45× 104 T/A, il processo ha cinque caratteristiche tecniche:

(1) La tecnologia del reattore a impulsi è adottata per realizzare l'apertura della valvola, la durata di apertura della valvola e la frequenza di commutazione all'estremità del reattore.Il funzionamento a impulsi può migliorare l'effetto di miscelazione nel reattore, una buona stabilità della reazione, un elevato tasso di conversione, ridurre l'adesione alle pareti del reattore, migliorare il coefficiente di trasferimento del calore e un migliore effetto di rimozione del calore dell'acqua della camicia;

(2) I perossidi sono stati iniettati in diverse aree del reattore in quattro punti per formare quattro sezioni della zona di reazione;

(3) Con propilene, propanaldeide come regolatore del peso molecolare, introdotto da un ingresso del compressore, con etilene nel reattore, ampia gamma di prodotti;

(4) Il sistema di circolazione del gas ad alta pressione può realizzare operazioni di autopulizia, dissoluzione e deparaffinazione attraverso il controllo sequenziale, riducendo l'impatto sulle normali operazioni di produzione;

(5) Configurare il sistema della stazione dell'acqua calda per ridurre il consumo di acqua di raffreddamento e recuperare il calore della reazione di polimerizzazione e il sistema di circolazione del gas ad alta pressione per altri dispositivi.

Processo tubolare Exxon Mobil

La pressione di reazione del processo del tubo Exxon Mobil è 250~310MPa, la temperatura di reazione è 215~310℃, il tasso di conversione è fino al 40%, la densità del prodotto è 0,918~0,934 g/cm3, l'indice di fusione è 0,2~50 g/ (10 minuti) e la capacità di produzione a linea singola è 50× 104 T/A.Il processo ha sei caratteristiche tecniche:

(1) Viene adottato il reattore con tubo a flusso di spinta orizzontale e il diametro del reattore viene ampliato passo dopo passo lungo la direzione assiale per ottimizzare la portata del gas e la caduta di pressione del reattore.Aumentare la stabilità della reazione, ridurre la reazione di decomposizione, ridurre le incrostazioni all'interno del reattore, migliorare l'efficienza del trasferimento di calore del reattore;

(2) L'iniziatore viene iniettato lungo la direzione assiale del reattore, che può formare 4~6 zone di reazione, migliorare il tasso di conversione e la flessibilità operativa e un'ampia gamma di prodotti;

(3) Utilizzare generalmente propilene come regolatore per controllare l'indice di fusione, produzione di prodotti a media densità utilizzando propanaldeide come regolatore, regolatore tramite pompa a membrana ad alta pressione iniettata due volte all'ingresso del compressore e quindi con etilene nel reattore;

(4) utilizzando il reattore tubolare caldo di alimentazione diretta di etilene vinile e alimentazione multipunto fredda, una combinazione di rilascio di calore laterale e uniforme e può anche avere l'effetto di rimuovere il calore di reazione, il carico di raffreddamento incamiciato ottimizzato del reattore, ridurre la lunghezza del reattore e rendere la distribuzione della temperatura del reattore uniforme e migliorare il tasso di conversione dell'etilene.Allo stesso tempo, grazie all'alimentazione laterale multipunto, la quantità di alimentazione di etilene caldo in avanti del reattore viene ridotta, il carico termico del preriscaldatore di ingresso del reattore viene ridotto e il consumo di vapore ad alta e media pressione viene ridotto.

(5) Il sistema idrico chiuso di regolazione della temperatura viene utilizzato per fornire acqua alla camicia del reattore per rimuovere il calore di reazione.Ottimizzando la temperatura di alimentazione dell'acqua della camicia, l'efficienza del trasferimento di calore viene migliorata, la lunghezza del reattore viene ridotta e il tasso di conversione aumenta;

(6) Recupero e utilizzo dell'energia del fluido ad alta pressione e ad alto calore scaricata dalla parte superiore del separatore ad alta pressione.

Processo CTR

La pressione di reazione del processo DSM CTR è 200~250MPa, la temperatura di reazione è 160~290℃, il tasso di conversione è 28%~33,1%, il massimo può raggiungere il 38%, la densità del prodotto è 0,919~0,928 g/cm3, l'indice di fusione è 0,3~65 g / (10 min), la capacità massima del cavo singolo può raggiungere 40× 104 T/A.Il processo ha cinque caratteristiche tecniche:

(1) Utilizzando il funzionamento senza impulsi, la pressione operativa del reattore è bassa e rimane costante, la portata nel reattore è elevata, ha un buon effetto sgrassante, non produce fenomeni di adesione alle pareti, il reattore non necessita di pulizia e decalcificazione, e riduce i costi operativi;

(2) Il diametro del tubo del reattore viene mantenuto costante, viene adottato il principio diretto del "passo singolo", non esiste un complesso sistema di alimentazione della linea laterale, il design del reattore e del supporto è più semplice e l'investimento è inferiore;

(3) la camicia del reattore è raffreddata da acqua fredda, che può produrre vapore sottoprodotto;

(4) L'uso dell'iniziatore di perossido, la composizione del gel del prodotto è piccola, nessun residuo di catalizzatore, l'effetto di protezione ambientale è buono;Sono stati generati meno oligomeri e il processo di riciclaggio del gas circolante è stato semplificato.

(5) Buone condizioni operative e nessuna fluttuazione di pressione durante la polimerizzazione rendono i prodotti di alta qualità, in particolare i prodotti in pellicola, con eccellenti proprietà ottiche e proprietà di lavorazione, possono produrre lo spessore minimo del film di 10μm di film, ma la gamma di prodotti è ristretta, non può produrre prodotti in copolimero (EVA) con basso indice di fusione.

Tecnologia di produzione del polietilene a bassa densità mediante metodo autoclave

Il processo in autoclave utilizza un reattore a serbatoio con un sistema di agitazione, il rapporto d'aspetto può variare da 2:1 a 20:1, il volume del reattore a serbatoio è 0,75~3 m3.La temperatura di reazione è generalmente di 150~300℃, la pressione di reazione è generalmente di 130~200MPa, il tasso di conversione è del 15%~21%.

Poiché il reattore a bollitore è un recipiente a pareti spesse, il trasferimento di calore attraverso la parete del reattore è più limitato rispetto al reattore tubolare, quindi la reazione è fondamentalmente un processo adiabatico e dal reattore non viene rimosso calore evidente.La temperatura di reazione è controllata principalmente mediante iniezione multipunto di alimentazione di etilene freddo per bilanciare il calore di reazione.Il reattore è dotato di un agitatore motorizzato per uniformare la miscela nel reattore ed evitare punti caldi locali.L'iniziatore è il perossido organico, che può essere iniettato in punti diversi lungo la direzione assiale del reattore per formare più sezioni di reazione con diverse temperature operative.Non vi è alcuna miscelazione tra le sezioni di reazione, funzionamento flessibile e ampia gamma di prodotti, che possono produrre EVA copolimerizzato con un contenuto di acetato di vinile fino al 40%.

Lupotech Un processo

Il processo Lupotech A utilizza un reattore con serbatoio agitato, il volume del reattore è 1,2 m3, le materie prime e l'iniziatore vengono iniettati nel reattore da più punti, la pressione di reazione è 210~246 MPa, la temperatura di reazione massima è 285 ℃, il regolatore è propilene o il propano, aggiunto dall'ingresso del compressore secondario, può produrre una varietà di prodotti LDPE/EVA, la densità del prodotto è 0,912~0,951 g/cm3, l'indice di fusione è 0,2~800 g/(10 min), il contenuto di acetato di vinile può aumentare al 40%, il tasso di conversione unidirezionale del reattore è del 10%~21%, la scala massima di progettazione a linea singola può raggiungere 12,5×104 t/a.

Il processo LupotechA può non solo produrre resina rivestita estrusa con catena più ramificata e migliore impatto, ma anche produrre prodotti a film sottile con un'ampia distribuzione del peso molecolare.L'indice di fusione e la densità dei prodotti LDPE/EVA possono essere controllati bene dal sistema di controllo APC e si possono ottenere prodotti uniformi.La principale introduzione domestica di questo processo è il petrolchimico Sirbon, il petrolchimico Yangzi, il petrolchimico Shanghai, ecc., La capacità del dispositivo è 10× 104T /a.

Processo del bollitore Exxon Mobil

Il processo del serbatoio Exxon Mobil adotta un reattore con serbatoio multizona da 1,5 m3 autoprogettato.Il reattore ha un rapporto d'aspetto più ampio, un tempo di ritenzione più lungo, una maggiore efficienza dell'iniziatore e una distribuzione del peso molecolare del prodotto più ristretta, che favorisce la produzione di prodotti a film sottile con qualità simile al processo del tubo.

Il regolatore è diverso dal metodo del tubo Exxon Mobil.Viene utilizzato isobutene o n-butano, che viene potenziato a 25~30 MPa attraverso la pompa a membrana ad alta pressione, iniettato due volte all'ingresso del compressore ed entra nel reattore con l'etilene.

L'intervallo di pressione del reattore è ampio e la pressione massima di reazione è 200 MPa, che può produrre omopolimero LDPE con basso indice di fusione e copolimero EVA con alto contenuto di acetato di vinile.

Il processo con serbatoio Exxon Mobil può produrre prodotti omopolimerici LDPE con indice di fusione di 0,2~150 g/(10 min) e densità di 0,910~0,935 g/cm3.Indice di fusione 0,2~450 g/(10 min) contenuto di acetato di vinile fino al 35% di prodotti in copolimero etilene-acetato di vinile (EVA).La principale introduzione nazionale di questo processo è il Gruppo Lianhong (ex Shandong Hauda), la capacità del dispositivo è 10× 104T /a, TRINA, la capacità del dispositivo è 12× 104T /a, ecc.