חֲדָשׁוֹת

פוליאתילן בצפיפות נמוכה (LDPE)הוא אתילן מפולמר כמונומר הפילמור, פרוקסיד כיזם, השרף התרמופלסטי המתקבל בתגובת פילמור רדיקלים חופשיים, המשקל המולקולרי הוא בדרך כלל 100000~500000, הצפיפות היא 0.91~0.93g/cm3, הוא המגוון הקל ביותר של שרף פוליאתילן .

יש לו רכות טובה, הרחבה, בידוד חשמלי, שקיפות, עיבוד קל וחדירות אוויר מסוימת.יציבות כימית טובה, עמידות בפני אלקלי, עמידות לממיסים אורגניים כלליים, יש מגוון רחב של שימושים, כולל ציפוי אקסטרוזיה, סרט מכה, ציפוי תיל וכבלים, הזרקה ודפוס ריקוע חלול וכו'.

בשל אורך החיים הקצר של הרדיקלים החופשיים המיוצרים על ידי היוזם, האתילן נדחס מאוד על ידי הגדלת לחץ התגובה (110~350MPa), כך שהצפיפות שלו גדלה ל-0.5g/cm3, הדומה לנוזל שאינו יכול. להידחס שוב.על מנת לקצר את המרווח המולקולרי של האתילן ולהגדיל את הסתברות ההתנגשות בין רדיקלים חופשיים או שרשראות גידול אקטיביות לבין מולקולות אתילן, מתבצעת תגובת פילמור רדיקלים חופשיים.פוליאתילן בצפיפות נמוכה מיוצר, ולכן פוליאתילן בצפיפות נמוכה נקרא גם פוליאתילן בצפיפות נמוכה בלחץ גבוה.

תהליך ייצור פוליאתילן בצפיפות נמוכה

תהליך הייצור של פוליאתילן בצפיפות נמוכה כולל בעיקר דחיסה דו-שלבית של אתילן, הזרקת יוזם ומווסת, מערכת תגובת פילמור, מערכת הפרדה ושחזור בלחץ גבוה ונמוך, מערכת גרנול שחול ומערכת לאחר טיפול וכו'.

על פי סוג הכור השונה, ניתן לחלק אותו לשני סוגים: שיטת צינור בלחץ גבוה ושיטת חיטוי.

לתהליך הצינורי ולתהליך הקומקום יש מאפיינים משלהם: לכור הצינורי יש מבנה פשוט, ייצור ותחזוקה נוחים והוא יכול לעמוד בלחץ גבוה יותר;מבנה הכור מסובך, והתחזוקה וההתקנה קשים יחסית.יחד עם זאת, נפח הכור בדרך כלל קטן בשל יכולת פינוי החום המוגבלת.

באופן כללי, שיטת הצינור משמשת עבור התקנות בקנה מידה גדול, בעוד ששיטת הקומקום משמשת עבור מתקנים המייצרים מוצרים בעלי ערך מוסף גבוה כגון EVA בדרגה מיוחדת ותכולה גבוהה של ויניל אצטט.

בשל המאפיינים של תהליכים שונים, לשיטת הקומקום יש שרשראות מסועפות יותר וחוזק פגיעה טוב יותר, המתאים להוצאת שרף ציפוי.לשיטת השפופרת פיזור משקל מולקולרי רחב, שרשרת פחות מסועפת ותכונה אופטית טובה, המתאימה לעיבוד לסרטים דקים.

טכנולוגיית ייצור פוליאתילן בצפיפות נמוכה בשיטת צינור בלחץ גבוה

הקוטר הפנימי של הכור הצינורי הוא בדרך כלל 25~82 מ"מ, האורך הוא 0.5~1.5 ק"מ, יחס הרוחב-גובה גדול מ-10000:1, יחס הקוטר החיצוני לקוטר הפנימי הוא בדרך כלל לא פחות מ-2 מ"מ, ומעיל המים הוא משמש להסרת חלק מחום התגובה.

עד כה, הצינור הוא בערך אותה שיטה לעיבוד הזרימה הבסיסית, אימוץ נקודת הזנת כור שונה, ווסת משקל מולקולרי שונה, יוזם ומיקום ההזרקה שלו, ודרכים שונות של הזרקת דשן, עיבוד המוצר, כמות ההחזר של אתילן ושולח את המיקום, יצר את התכונות השונות של התהליך.

נכון להיום, טכנולוגיית התהליך הצינורי הבוגר כוללת בעיקר את תהליך Lupotech T של LyondellBasell, את התהליך הצינורי של Exxon Mobil ואת תהליך ה-CTR של DSM.

תהליך Lupotech T

תהליך LyondellBasell Lupotech T משמש כ-60% מכושר הייצור המקומי של מפעלי פוליאתילן בצפיפות נמוכה.לחץ התגובה 260~310MPa, טמפרטורת תגובה 160~330℃, שיעור המרה חד כיווני של 35%, צפיפות המוצר 0.915~0.935g/cm3, אינדקס התכה 0.15~50g/10min, כושר ייצור קו יחיד 45×104T/A, לתהליך חמישה מאפיינים טכניים:

(1) טכנולוגיית כור הדופק מאומצת כדי לממש את פתיחת השסתום, משך פתיחת השסתום ותדירות המיתוג בקצה הכור.פעולת פעימה יכולה לשפר את אפקט הערבוב בכור, יציבות תגובה טובה, שיעור המרה גבוה, להפחית את הידבקות דופן הכור, לשפר את מקדם העברת החום והשפעת הסרת חום טובה יותר של מי המעיל;

(2) פרוקסידים הוזרקו לאזורים שונים של הכור בארבע נקודות כדי ליצור ארבעה חלקים של אזור התגובה;

(3) עם פרופילן, פרופנאלדהיד כמווסת משקל מולקולרי, המוכנס על ידי כניסת מדחס, עם אתילן לתוך הכור, מגוון מוצרים רחב;

(4) מערכת הגז בלחץ גבוה יכולה לממש פעולת ניקוי עצמי, המסה והסרת שעווה באמצעות בקרה רציפה, להפחית את ההשפעה על פעולות ייצור רגילות;

(5) הגדר את מערכת תחנת המים החמים כדי להפחית את צריכת מי הקירור, ולהחזיר את החום של תגובת הפילמור ומערכת גז בלחץ גבוה במחזור עבור מכשירים אחרים.

תהליך צינורי של אקסון מוביל

לחץ התגובה של תהליך הצינור של Exxon Mobil הוא 250~310MPa, טמפרטורת התגובה היא 215~310℃, שיעור ההמרה הוא עד 40%, צפיפות המוצר היא 0.918~0.934g/cm3, אינדקס ההיתוך הוא 0.2~50g/ (10 דקות), וכושר הייצור בקו יחיד הוא 50×104T/A.לתהליך שישה מאפיינים טכניים:

(1) כור צינור הדחיפה האופקי מאומץ, וקוטר הכור מורחב צעד אחר צעד לאורך הכיוון הצירי כדי לייעל את קצב זרימת הגז ואת ירידת הלחץ בכור.להגדיל את יציבות התגובה, להפחית את תגובת הפירוק, להפחית את קנה המידה בתוך הכור, לשפר את יעילות העברת החום של הכור;

(2) היוזם מוזרק לאורך הכיוון הצירי של הכור, שיכול ליצור 4 ~ 6 אזורי תגובה, לשפר את קצב ההמרה ואת הגמישות התפעולית, וטווח מוצרים רחב;

(3) בדרך כלל להשתמש בפרופילן כמווסת כדי לשלוט על אינדקס ההיתוך, ייצור של מוצרים בצפיפות בינונית תוך שימוש בפרופנלדהיד כמווסת, ווסת באמצעות משאבת דיאפרגמה בלחץ גבוה המוזרקת לכניסת המדחס פעמיים, ולאחר מכן עם אתילן לתוך הכור;

(4) שימוש בכור הצינורי החם של הזנה קדימה של אתילן ויניל והזנה מרובה נקודות קרה של שחרור חום לרוחב ואחיד ועלול להשפיע גם על הסרת חום התגובה, הכור אופטימיזציה של עומס הקירור המעוצב, מקטין את אורך הכור , ולהפוך את חלוקת טמפרטורת הכור בצורה חלקה, לשפר את שיעור המרת אתילן.במקביל, בשל ההזנה הרוחבית הרב-נקודתית, כמות הזנת האתילן החמה קדימה של הכור מצטמצמת, עומס החום של מחמם כניסת הכור מופחת, וצריכת קיטור בלחץ גבוה ובלחץ בינוני מופחתת.

(5) מערכת המים לוויסות הטמפרטורה הסגורה משמשת לאספקת מים למעיל הכור כדי להסיר את חום התגובה.על ידי אופטימיזציה של טמפרטורת אספקת המים של מי המעיל, יעילות העברת החום משתפרת, אורך הכור מתקצר ושיעור ההמרה גדל;

(6) שחזור וניצול אנרגיית נוזל בלחץ גבוה וחום גבוה הנפלטת מהחלק העליון של מפריד הלחץ הגבוה.

תהליך CTR

לחץ התגובה בתהליך DSM CTR הוא 200~250MPa, טמפרטורת התגובה היא 160~290℃, שיעור ההמרה הוא 28%~33.1%, המקסימום יכול להגיע ל-38%, צפיפות המוצר היא 0.919~0.928g/cm3, אינדקס ההיתוך הוא 0.3~65g / (10 דקות), הקיבולת המקסימלית של חוט בודד יכולה להגיע ל-40×104T/A.לתהליך חמישה מאפיינים טכניים:

(1) בפעולה ללא דופק, לחץ פעולת הכור נמוך ושומר קבוע, קצב הזרימה בכור גבוה, יש לו אפקט ניקוי טוב, אינו מייצר תופעת הידבקות קיר, הכור אינו זקוק לניקוי והסרת אבנית, ומפחית את עלות הפעולה;

(2) קוטר צינור הכור נשמר קבוע, העיקרון הישיר של "מעבר אחד" מאומץ, אין מערכת הזנת קו צד מורכבת, תכנון הכור והתמיכה פשוט יותר וההשקעה נמוכה יותר;

(3) כיסוי הכור מקורר על ידי מים קרים, שיכולים לייצר קיטור לפי מוצר;

(4) השימוש ביוזם מי חמצן, הרכב ג'ל המוצר קטן, אין שאריות זרז, אפקט הגנת הסביבה טוב;נוצרו פחות אוליגומרים, ותהליך המיחזור של מחזור גז פושט.

(5) תנאי הפעלה טובים וללא תנודות בלחץ במהלך פילמור הופכים את המוצרים לאיכותיים, במיוחד מוצרי הסרט, בעלי תכונות אופטיות ותכונות עיבוד מצוינות, יכולים לייצר את עובי הסרט המינימלי של מוצרי סרט של 10 מיקרומטר, אך טווח המוצרים צר, לא יכול לייצר מוצרי קופולימר (EVA) עם אינדקס נמס נמוך.

טכנולוגיית ייצור של פוליאתילן בצפיפות נמוכה בשיטת חיטוי

תהליך החיטוי משתמש בכור טנק עם מערכת ערבוב, יחס הגובה-רוחב יכול להיות מ-2:1 עד 20:1, נפח כור המיכל הוא 0.75~3m3.טמפרטורת התגובה היא בדרך כלל 150 ~ 300 ℃, לחץ התגובה הוא בדרך כלל 130 ~ 200MPa, שיעור ההמרה הוא 15% ~ 21%.

מכיוון שכור הקומקום הוא כלי בעל דופן עבה, העברת החום דרך דופן הכור מוגבלת יותר מהכור הצינורי, כך שהתגובה היא בעצם תהליך אדיאבטי, ולא מוסר חום ברור מהכור.טמפרטורת התגובה נשלטת בעיקר על ידי הזרקה רב-נקודתית של הזנת אתילן קרה כדי לאזן את חום התגובה.הכור מצויד במערבל מונע על מנת להפוך את התערובת בכור לאחידה ולהימנע מנקודות חמות מקומיות.היוזם הוא מי חמצן אורגני, אשר ניתן להזריק במקומות שונים לאורך הכיוון הצירי של הכור ליצירת מקטעי תגובה מרובים עם טמפרטורות הפעלה שונות.אין ערבוב חוזר בין חלקי התגובה, פעולה גמישה ומגוון מוצרים רחב, אשר יכול לייצר EVA copolymerized עם עד 40% תכולת ויניל אצטט.

תהליך לופוטק

תהליך Lupotech A משתמש בכור מיכל מעורבב, נפח הכור הוא 1.2 מ"ק, חומרי גלם ויוזם מוזרקים לכור במספר נקודות, לחץ התגובה הוא 210~246MPa, טמפרטורת התגובה הגבוהה ביותר היא 285℃, הרגולטור הוא פרופילן או פרופאן, שנוסף על ידי כניסת המדחס המשני, יכול לייצר מגוון מוצרי LDPE/EVA, צפיפות המוצר היא 0.912~0.951g/cm3, אינדקס ההיתוך הוא 0.2~800g/(10 דקות), התוכן של ויניל אצטט יכול להיות גבוה יותר עד 40%, שיעור ההמרה החד-כיווני של הכור הוא 10%~21%, קנה המידה המקסימלי של תכנון קו בודד יכול להגיע ל-12.5×104 ט/א.

תהליך LupotechA יכול לא רק לייצר שרף מצופה שחול עם שרשרת מסועפת יותר והשפעה טובה יותר, אלא גם לייצר מוצרי סרט דק עם פיזור משקל מולקולרי רחב.ניתן לשלוט היטב על מדד ההיתוך והצפיפות של מוצרי LDPE/EVA על ידי מערכת בקרת APC, וניתן להשיג מוצרים אחידים.המבוא המקומי העיקרי של תהליך זה הם Sirbon פטרוכימיקלים, יאנגזי פטרוכימיים, שנחאי פטרוכימיים וכו', קיבולת המכשיר היא 10×104T /a.

תהליך קומקום אקסון מוביל

תהליך מיכל Exxon Mobil מאמץ כור מיכל רב-אזורי בעיצוב עצמי של 1.5 מ"ר.לכור יחס גובה-רוחב גדול יותר, זמן שמירה ארוך יותר, יעילות יוזם גבוהה יותר ופיזור משקל מולקולרי צר יותר של המוצר, דבר המסייע לייצור מוצרי סרט דק באיכות דומה לתהליך הצינור.

הרגולטור שונה משיטת הצינור של Exxon Mobil.נעשה שימוש באיזובוטן או n-בוטן, המוגבר ל-25~30MPa דרך משאבת הסרעפת בלחץ גבוה, מוזרק פעמיים בכניסת המדחס, ונכנס לכור עם אתילן.

טווח הלחץ בכור רחב, ולחץ התגובה המרבי הוא 200MPa, שיכול לייצר הומופולימר LDPE עם אינדקס נמס נמוך וקופולימר EVA עם תכולת ויניל אצטט גבוהה.

תהליך מיכל Exxon Mobil יכול לייצר מוצרי LDPE הומופולימר עם אינדקס התכה של 0.2~150g/ (10 דקות) וצפיפות של 0.910~0.935g/cm3.אינדקס התכה 0.2~450 גרם/ (10 דקות) תכולת ויניל אצטט עד 35% אתילן - מוצרי קופולימר ויניל אצטט (EVA).ההקדמה המקומית העיקרית של תהליך זה היא Lianhong Group (לשעבר Shandong Hauda), קיבולת המכשיר היא 10×104T /a, TRINA, קיבולת המכשיר היא 12×104T /a וכו'.