nieuws

Polyethyleen met lage dichtheid (LDPE)is gepolymeriseerd ethyleen als polymerisatiemonomeer, peroxide als initiator, de thermoplastische hars verkregen door polymerisatiereactie met vrije radicalen, het molecuulgewicht is over het algemeen 100.000 ~ 500.000, de dichtheid is 0,91 ~ 0,93 g / cm3, is de lichtste variëteit van polyethyleenhars .

Het heeft een goede zachtheid, rekbaarheid, elektrische isolatie, transparantie, gemakkelijke verwerking en bepaalde luchtdoorlatendheid.Goede chemische stabiliteit, alkalibestendigheid, weerstand tegen algemene organische oplosmiddelen, heeft een breed scala aan toepassingen, waaronder extrusiecoating, blaasfilm, draad- en kabelcoating, spuitgieten en blaasvormen, holvormen, enz.

Vanwege de korte levensduur van de vrije radicalen die door de initiator worden geproduceerd, wordt ethyleen sterk gecomprimeerd door de reactiedruk te verhogen (110 ~ 350 MPa), zodat de dichtheid wordt verhoogd tot 0,5 g/cm3, wat vergelijkbaar is met de vloeistof die niet kan opnieuw worden gecomprimeerd.Om de moleculaire afstand tussen ethyleenmoleculen te verkleinen en de kans op botsingen tussen vrije radicalen of actieve groeiende ketens en ethyleenmoleculen te vergroten, wordt een vrije radicaalpolymerisatiereactie uitgevoerd.Er wordt polyethyleen met lage dichtheid geproduceerd, daarom wordt polyethyleen met lage dichtheid ook wel hogedrukpolyethyleen met lage dichtheid genoemd.

Productieproces van polyethyleen met lage dichtheid

Het productieproces van polyethyleen met lage dichtheid omvat hoofdzakelijk tweetrapscompressie van ethyleen, injectie van initiator en regelaar, polymerisatiereactiesysteem, scheidings- en terugwinningssysteem onder hoge en lage druk, extrusiegranulatie en nabehandelingssysteem, enz.

Afhankelijk van het verschillende type reactor, kan deze in twee soorten worden verdeeld: hogedrukbuismethode en autoclaafmethode.

Het buisvormige proces en het ketelproces hebben hun eigen kenmerken: de buisreactor heeft een eenvoudige structuur, gemakkelijke fabricage en onderhoud, en is bestand tegen hogere druk;De structuur van de reactor is ingewikkeld en het onderhoud en de installatie zijn relatief moeilijk.Tegelijkertijd is het volume van de reactor doorgaans klein vanwege de beperkte warmteafvoercapaciteit.

Over het algemeen wordt de buismethode gebruikt voor grootschalige installaties, terwijl de ketelmethode wordt gebruikt voor installaties die producten met een hoge toegevoegde waarde produceren, zoals EVA van speciale kwaliteit en een hoog gehalte aan vinylacetaat.

Vanwege de kenmerken van verschillende processen heeft de ketelmethode meer vertakte ketens en een betere slagsterkte, wat geschikt is voor het extruderen van coatinghars.De buismethode heeft een brede molecuulgewichtsverdeling, minder vertakte ketens en goede optische eigenschappen, die geschikt zijn voor verwerking tot dunne films.

Hogedrukbuismethode productietechnologie van polyethyleen met lage dichtheid

De binnendiameter van de buisreactor is over het algemeen 25 ~ 82 mm, de lengte is 0,5 ~ 1,5 km, de aspectverhouding is groter dan 10.000: 1, de verhouding tussen buitendiameter en binnendiameter is over het algemeen niet minder dan 2 mm, en de watermantel is gebruikt om een ​​deel van de reactiewarmte af te voeren.

Tot nu toe is de pijp ongeveer dezelfde methode om de basisstroom te verwerken, de toepassing van verschillende reactorvoedingspunten, verschillende molecuulgewichtregelaars, initiator en zijn injectielocatie, en verschillende manieren van kunstmestinjectie, productverwerking, de hoeveelheid rendement van ethyleen en stuurt de positie uit, heeft de verschillende kenmerken van het proces gevormd.

Momenteel omvat de volwassen buisprocestechnologie voornamelijk het Lupotech T-proces van LyondellBasell, het buisproces van Exxon Mobil en het CTR-proces van DSM.

Lupotech T-proces

Het LyondellBasell Lupotech T-proces wordt gebruikt voor ongeveer 60% van de binnenlandse productiecapaciteit van fabrieken voor lagedichtheidpolyethyleen.De reactiedruk 260 ~ 310 MPa, reactietemperatuur 160 ~ 330 ℃, eenrichtingsconversiepercentage van 35%, productdichtheid 0,915 ~ 0,935 g / cm3, smeltindex 0,15 ~ 50 g / 10 min, productiecapaciteit met één lijn 45 × 104 T / A, het proces heeft vijf technische kenmerken:

(1) Er wordt pulsreactortechnologie toegepast om de klepopening, de klepopeningsduur en de schakelfrequentie aan het einde van de reactor te realiseren.Pulswerking kan het mengeffect in de reactor, goede reactiestabiliteit, hoge conversiesnelheid verbeteren, de hechting aan de reactorwand verminderen, de warmteoverdrachtscoëfficiënt verbeteren en een beter warmteafvoereffect van mantelwater;

(2) Peroxiden werden op vier punten in verschillende delen van de reactor geïnjecteerd om vier secties van de reactiezone te vormen;

(3) Met propyleen, propanaldehyde als molecuulgewichtregelaar, geïntroduceerd door een compressorinlaat, met ethyleen in de reactor, breed productassortiment;

(4) Het hogedruk circulerende gassysteem kan door middel van sequentiële controle een zelfreinigende, oplossende en wasverwijderende werking realiseren, waardoor de impact op de normale productieactiviteiten wordt verminderd;

(5) Zet ​​het warmwaterstationsysteem op om het verbruik van koelwater te verminderen en de warmte van de polymerisatiereactie en het hogedrukcirculatiegassysteem voor andere apparaten terug te winnen.

Exxon Mobil buisvormig proces

De reactiedruk van het Exxon Mobil-buisproces is 250 ~ 310 MPa, de reactietemperatuur is 215 ~ 310 ℃, het succespercentage is maximaal 40%, de productdichtheid is 0,918 ~ 0,934 g / cm3, de smeltindex is 0,2 ~ 50 g / (10min), en de productiecapaciteit van één lijn is 50× 104T/A.Het proces heeft zes technische kenmerken:

(1) Er wordt gebruik gemaakt van de horizontale duwstroombuisreactor en de diameter van de reactor wordt stap voor stap vergroot in de axiale richting om de gasstroomsnelheid en de drukval in de reactor te optimaliseren.Verhoog de stabiliteit van de reactie, verminder de ontledingsreactie, verminder de schaal in de reactor, verbeter de warmteoverdrachtsefficiëntie van de reactor;

(2) De initiator wordt geïnjecteerd langs de axiale richting van de reactor, die 4 ~ 6 reactiezones kan vormen, de conversiesnelheid en operationele flexibiliteit en een breed productassortiment kan verbeteren;

(3) Gebruik in het algemeen propyleen als regelaar om de smeltindex te regelen, productie van producten met gemiddelde dichtheid met behulp van propanaldehyde als regelaar, regelaar via hogedrukmembraanpomp die tweemaal in de compressorinlaat wordt geïnjecteerd, en vervolgens met ethyleen in de reactor;

(4) met behulp van de hete buisreactor van ethyleenvinyl voorwaartse voeding en koude meerpuntstoevoercombinatie van laterale, uniforme warmteafgifte en kan ook het effect hebben van het verwijderen van de reactiewarmte, de reactor geoptimaliseerde koelbelasting met mantel, verkleint de lengte van de reactor en zorg ervoor dat de reactortemperatuurverdeling soepel verloopt, verbeter de ethyleenomzettingssnelheid.Tegelijkertijd wordt, dankzij de meerpunts laterale toevoer, de voorwaartse hoeveelheid hete ethyleentoevoer van de reactor verminderd, wordt de warmtebelasting van de reactorinlaatvoorverwarmer verminderd en wordt het verbruik van hogedruk- en middendrukstoom verminderd.

(5) Het gesloten temperatuurregulerende watersysteem wordt gebruikt om water aan de reactormantel te leveren om de reactiewarmte af te voeren.Door de watertoevoertemperatuur van het mantelwater te optimaliseren, wordt de efficiëntie van de warmteoverdracht verbeterd, wordt de reactorlengte verkort en wordt de conversiesnelheid verhoogd;

(6) Terugwinning en gebruik van hogedruk- en hoge-warmtevloeistofenergie die wordt afgevoerd vanaf de bovenkant van de hogedrukscheider.

CTR-proces

De reactiedruk van het DSM CTR-proces is 200 ~ 250 MPa, de reactietemperatuur is 160 ~ 290 ℃, het succespercentage is 28% ~ 33,1%, het maximum kan 38% bereiken, de productdichtheid is 0,919 ~ 0,928 g / cm3, de smeltindex is 0,3 ~ 65 g / (10min), De maximale capaciteit van een enkele draad kan 40× 104T/A bereiken.Het proces heeft vijf technische kenmerken:

(1) Bij gebruik van niet-pulswerking is de werkdruk van de reactor laag en blijft constant, de stroomsnelheid in de reactor is hoog, het heeft een goed schurend effect, veroorzaakt geen muurvastzittend fenomeen, de reactor hoeft niet te worden gereinigd en ontkalkt, en verlaagt de bedrijfskosten;

(2) De diameter van de reactorpijp wordt constant gehouden, het directe “one-pass”-principe wordt toegepast, er is geen complex zijlijntoevoersysteem, het ontwerp van de reactor en de ondersteuning is eenvoudiger en de investering is lager;

(3) de reactormantel wordt gekoeld met koud water, dat als bijproduct stoom kan produceren;

(4) Het gebruik van peroxide-initiator, de productgelsamenstelling is klein, geen katalysatorresidu, het milieubeschermende effect is goed;Er werden minder oligomeren gegenereerd en het recyclingproces van circulerend gas werd vereenvoudigd.

(5) Goede bedrijfsomstandigheden en geen drukschommelingen tijdens polymerisatie zorgen ervoor dat de producten van hoge kwaliteit zijn, vooral de filmproducten, met uitstekende optische eigenschappen en verwerkingseigenschappen, kunnen de minimale filmdikte van 10 μm filmproducten produceren, maar het productassortiment is smal, kan geen copolymeerproducten (EVA) met een lage smeltindex produceren.

Productietechnologie van polyethyleen met lage dichtheid via autoclaafmethode

Het autoclaafproces maakt gebruik van een tankreactor met een roersysteem, de beeldverhouding kan van 2:1 tot 20:1 zijn, het volume van de tankreactor is 0,75 ~ 3m3.De reactietemperatuur is over het algemeen 150 ~ 300 ℃, de reactiedruk is over het algemeen 130 ~ 200 MPa, de conversiesnelheid is 15% ~ 21%.

Omdat de ketelreactor een dikwandig vat is, is de warmteoverdracht door de reactorwand beperkter dan bij de buisreactor, zodat de reactie in principe een adiabatisch proces is en er geen duidelijke warmte uit de reactor wordt verwijderd.De reactietemperatuur wordt voornamelijk geregeld door meerpuntsinjectie van koude ethyleentoevoer om de reactiewarmte in evenwicht te brengen.De reactor is uitgerust met een motoraangedreven roerder om het mengsel in de reactor uniform te maken en lokale hotspots te vermijden.De initiator is organisch peroxide, dat op verschillende locaties langs de axiale richting van de reactor kan worden geïnjecteerd om meerdere reactiesecties met verschillende bedrijfstemperaturen te vormen.Er is geen terugmenging tussen reactiesecties, flexibele bediening en een breed productassortiment, waarmee gecopolymeriseerde EVA kan worden geproduceerd met een vinylacetaatgehalte tot 40%.

Lupotech Een proces

Lupotech A-proces maakt gebruik van een geroerde tankreactor, het reactorvolume is 1,2 m3, grondstoffen en initiator worden op meerdere punten in de reactor geïnjecteerd, de reactiedruk is 210 ~ 246 MPa, de hoogste reactietemperatuur is 285 ℃, de regelaar is propyleen of propaan, toegevoegd door de secundaire compressorinlaat, kan een verscheidenheid aan LDPE / EVA-producten produceren. De productdichtheid is 0,912 ~ 0,951 g / cm3, de smeltindex is 0,2 ~ 800 g / (10 min), het gehalte aan vinylacetaat kan hoger zijn tot 40% is de eenrichtingsconversie van de reactor 10% ~ 21%, de maximale ontwerpschaal met één lijn kan 12,5 x 104 t/a bereiken.

Het LupotechA-proces kan niet alleen geëxtrudeerde gecoate hars produceren met meer vertakte ketens en een betere impact, maar ook dunne-filmproducten produceren met een brede molecuulgewichtsverdeling.De smeltindex en dichtheid van LDPE/EVA-producten kunnen goed worden gecontroleerd door het APC-controlesysteem en er kunnen uniforme producten worden verkregen.De belangrijkste binnenlandse introductie van dit proces is de petrochemische stof Sirbon, de petrochemische stof Yangzi, de petrochemische stof Shanghai, enz., De capaciteit van het apparaat is 10 × 104T /a.

Exxon Mobil-ketelproces

Het Exxon Mobil-tankproces maakt gebruik van een zelf ontworpen tankreactor van 1,5 m3 met meerdere zones.De reactor heeft een grotere aspectverhouding, een langere retentietijd, een hogere initiatorefficiëntie en een smallere molecuulgewichtsverdeling van het product, wat bevorderlijk is voor de productie van dunne-filmproducten met een vergelijkbare kwaliteit als het buisproces.

De regelaar verschilt van de Exxon Mobil-buismethode.Er wordt isobuteen of n-butaan gebruikt, dat via de hogedrukmembraanpomp wordt opgevoerd tot 25 ~ 30 MPa, tweemaal wordt geïnjecteerd bij de inlaat van de compressor en met ethyleen de reactor binnengaat.

Het reactordrukbereik is breed en de maximale reactiedruk is 200 MPa, waardoor LDPE-homopolymeer met een lage smeltindex en EVA-copolymeer met een hoog vinylacetaatgehalte kan worden geproduceerd.

Het Exxon Mobil-tankproces kan LDPE-homopolymeerproducten produceren met een smeltindex van 0,2~150g/(10min) en een dichtheid van 0,910~0,935g/cm3.Smeltindex 0,2~450 g/(10min) vinylacetaatgehalte tot 35% ethyleen – vinylacetaatcopolymeer (EVA) producten.De belangrijkste binnenlandse introductie van dit proces is de Lianhong Group (voorheen Shandong Hauda), de apparaatcapaciteit is 10× 104T /a, TRINA, de apparaatcapaciteit is 12× 104T /a, enz.