органика. Полиэтилен ПЗ. Введение Литературный обзор
 Скачать 0.9 Mb.
|
|
2.2 Требования к качеству выпускаемой продукции Стандартные свойства порошков полиэтилена высокой плотности, вы- пускаемых на Линиях 1 и 2 Производства, и дополнительная информация представлены в таблицах 2, 3 согласно исходным данным Лицензиара процесса. Обозначение марок гранулированного полиэтилена приведено по Техническим условиям «Полиэтилен Технические условия ТУ 20.16.10-006- 81060768-2018», «Полиэтилен высокой плотности для производства труб Технические условия ТУ 20.16.10-014-81060768-2018» и соответственно номенклатуре Лицензиара процесса. Таблица 2 - Характеристика продукции — порошка полиэтилена
Допустимое содержание кислорода, для предотвращения ухудшения свойств полимера: < 500 ppm об. Таблица 3 — Характеристики марок полиэтилена
Полиэтилен низкого давления изготовляется в соответствии с требованиями ГОСТ 16338-85 «Полиэтилен низкого давления» по технологическому регламенту. 2.3 Описание технологической схемы получения полиэтилена Чтобы устранить применение больших количеств углеводородных растворителей, используемых в суспензионном методе полимеризации этилена при низком давлении, был разработан газофазный способ проведения полимеризации. Для осуществления газофазного метода было предложено большое количество каталитических систем. Для газофазного метода были разработаны высокоэффективные хромоорганические катализаторы на силикатных носителях, позволяющие получать полимер со сравнительно узким ММР. К таким катализаторам относятся хромоцен [дициклопентадиенил хром (C5H5)2Cr)], нанесенный на активированный силикагель, и би(трифенилсилил)хромат, восстановленный алюминийалкилом и нанесенный на активированный силикагель. Активность катализатора в процессе полимеризации определяется удельной поверхностью носителя, объемом пор и их средним диаметром, а также температурой дегидратации носителя и условиями взаимодействия хромоорганического соединения с носителем. На основе соединений хрома при газофазном методе можно использовать хромтитанфторсодержащий катализатор, получаемый последовательным нанесением на пористый порошкообразный силикагель триоксида хрома, тетраизопропоксититана и кремнефторида алюминия с последующим прокаливанием на воздухе при 750–850 °С. Технологическая схема производства полиэтилена низкого давления в газовой фазе приведена на рисунке 5. Технологический процесс состоит из стадий очистки газов, приготовления катализатора, полимеризации этилена, компаундирования (стабилизация и грануляция), расфасовки и упаковки готового продукта.  1 – реактор-полимеризатор; 2 – отделитель; 3 – емкость для продувки; 4 – емкость для катализатора; 5 – воздушный холодильник; 6 – циркуляционный компрессор. Рисунок 8 - Технологическая схема производства полиэтилена при низком давлении в газовой фазе: Глубокая очистка этилена и других газов проводится для предотвращения отравления катализатора и получения полиэтилена с требуемыми значениями молекулярной массы. Приготовление катализатора включает активацию силикатного носителя и получение компонентов катализатора. Полимеризацию этилена в газовой фазе при низком давлении проводят при температуре 90–115 °С и давлении 2,1 МПа. Реактор полимеризатор представляет собой стальную вертикальную емкость объемом 539 м3, диаметр реактора в нижней части 4,4 м. Верхняя часть реактора расширена до 7,3 м, что предотвращает унос образовавшихся частиц полимера за счет уменьшения давления газового потока. В нижней части реактора расположена перфорированная решетка для равномерного распределения подаваемого этилена и создания кипящего слоя. Кроме этилена в реактор вводят водород, сомономеры: бутилен, пропилен. Введение водорода в реакционный объем является основным методом регулирования молекулярной массы полимера. Сомономеры позволяют изменять плотность синтезируемого полиэтилена. На скорость полимеризации этилена в газовой фазе оказывают влияние лишь такие факторы, как температура полимеризации, концентрация исходных компонентов катализатора и мономера, объемная скорость мономера, подаваемого через слой полимеркатализатор; скорость перемешивания реакционной массы не оказывает заметного влияния на скорость полимеризации. Реакция полимеризации протекает с выделением тепла. Отвод тепла и поддержание необходимого температурного режима в реакторах осуществля- ется с помощью собственного замкнутого контура охлаждения, где в качестве хладагента используется деминерализованная вода. Порошкообразный катализатор из емкости 4 пневмотранспортом с помощью очищенного азота под давлением подается в реактор-полимеризатор 1. Количество подаваемого катализатора регулируется. Полимеризация этилена проводится в псевдоожиженном слое. Подача газа в реактор осуществляется через одноступенчатый компрессор, необходимое давление в реакторе полимеризации составляет 2,1 МПа. Температура должна поддерживаться в интервале 90–115°С. Образующийся полиэтилен накапливается в нижней части реактора. Общая степень конверсии этилена составляет 97 %. Выгрузка ПЭ из реактора циклическая, время цикла 6 минут. Полимер после выгрузки из реактора поступает в отделитель 2, в котором он отделяется от не прореагировавшего этилена. Этилен направляется на очистку и возвращается в цикл, ПЭ поступает в емкость 3 для продувки инертным газом (азотом). Продувной газ выходит через фильтр для улавливания мелких частиц полиэтилена. В дальнейшем полиэтилен поступает на компаундирование (стабилизация и грануляция), а затем на расфасовку и упаковку готового продукта. Достоинствами приведенной технологии являются отсутствие операций удаления катализатора, растворителя, низкомолекулярного полимера, стадии сушки полимера. 2.3.1 Подготовка и подача катализатора В составе производства ПЭВП предусмотрена запатентованная система подачи катализатора, предназначенная для подачи катализатора Циглера, ис- пользуемых в технологии Innovene. Высокая производительность системы подачи катализатора предполагает минимальные объемы обращения катализатора и позволяет минимизировать время пребывания катализатора на стадии подготовки с минимизацией потерь. Катализатор Циглера поставляется на производство ПЭВП со склада O3X Комплекса в транспортных емкостях. Катализатор Циглера представляет собой суспензию катализатора в растворителе - гексане, и твердые частицы катализатора в процессе хранения и транспортировки оседают в транспортной емкости. Перед использованием в процессе подготовки катализатора к полимеризации необходимо проведение повторного суспендирования катализатора. Суспендирование катализатора в транспортных емкостях осуществляется в гомогенизаторах. Гомогенизаторы снабжены электродвигателями с частотно регулируемыми приводами. Суспензия катализатора подается насосом Н-1 в реакторы полимеризации Р-1 и Р-2. Разгрузка и подача сокатализаторов Подача сокатализатора из транспортного контейнера осуществляется с помощью стационарной трубопроводной системы. Перед монтажом гибкое соединение вручную продувается азотом для предотвращения попадания воздуха и воды. Из питающих емкостей сокатализатор ТЭА подается с помощью дозировочного насоса Н-2 в реакторы полимеризации Р-1 и Р-2. 2.3.3 Подача этилена Очищенный этилен с температурой 32 °С - 35 °С давлением 5,1-5,14 MПa поступает по трубопроводу с производства ЛПЭНП/ПЭВП. От границы установки этилен подается на две технологические Линии производства ПЭВП. В случае несоответствия качественных показателей этилена требованиям технологии Iппovene*M S по содержанию воды, а также в период пуска предусмотрена возможность дополнительной очистки этилена в адсорбере, заполненном адсорбентом AxSorb 537 1.6 (Axens). Далее очищенный этилен подается в секцию полимеризации в питающие коллекторы реакторов полимеризации Р-1 и Р-2. Подача изобутана Сжиженный изобутан подается по трубопроводу при давлении 0,8 MПa от сетей Комплекса на установку по производству ПЭВП и, как правило, соответствует техническим условиям Innovene S, за исключением требований к концентрации воды, кислорода, окиси углерода, двуокиси углерода и соединений серы. С целью получения необходимого качественного состава свежий изобутан направляется на адсорбцию, где происходит осушка и очистка газа от веществ, которые влияют на процесс полимеризации. Подача свежего изобутана предназначена для компенсации незначительных потерь изобутана на участках полимеризации и регенерации растворителя, а также для поддержания достаточного количества разбавителя в емкости орошения, необходимого для надлежащего применения используемой технологии. 2.3.5 Подача сомономеров Бутен-1, который используется в качестве сомономера в производстве некоторых марок с катализатором Циглера с целью регулирования плотности полимера, подается при давлении 0,8 MПa по трубопроводу на производство ПЭВП и, как правило, соответствуют требованиям технологии Innovene S, за исключением требований к концентрации воды и метил-трет-бутилового эфира. С целью удаления воды и МТБЭ сомономер подается на адсорбцию. Количество подаваемого сомономера задается оператором в зависимости от количества подаваемого этилена (по соотношению сомономер/этилен для каждого реактора). В таблице 4 приведена сравнительная оценка условий проведения полимеризации этилена жидкофазным и газофазным методами при низком давлении. Таблица 4 - Сравнительная характеристика процессов производства полиэтилена при низком давлении
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||