1. Виробництво поліетилену методом високого тиску

Полиетилен низької густини (0,92 – 0,93 г/см³) одержують полімеризацією етилену безупинним методом при тиску 150–250 МПа і температурі 180–270С. Ініціаторами процесу є — кисень і органічні пероксиды.

Процес, що протікає при високому тиску має ряд особливостей, що впливають на властивості одержуваного ПЕ.

Особливо істотно впливають домішки в етилені (ацетилен, бутадієн–1,3, сірководень і диоксид вуглецю), що можуть викликати побічні реакції або обривання ланцюга.

Необхідно застосовувати чистий етилен з концентрацією не менш 99,90 – 99,99%.

При одержанні ПЕ не ввесь етилен полімеризується і тому отриманий полімер треба відокремлювати від газу (етилену, що не всупив до реакції). Газ після очищення необхідно знову направляти на стискання, а полімер на обробку.

Полімеризація етилену протікає з виділенням великої кількості тепла, який необхідно відводити, тому що інакше може відбутися розкладання етилену і навіть вибух.

Процес проводять у реакторах 2-х типів: у трубчастих змієвикових реакторах або в апаратах - автоклавах з мішалками.

Технологічний процес виробництва ПЕ методом високого тиску складається з наступних стадій:

М.У. Показати схему полімеризації етиленуу (плакат)

1. змішування етилену з невеликою кількістю повітря;

2. стискання вихідної суміші;

2) полімеризація етилену в трубчастих реакторах;

3) виділення полімеру;

4) гранулювання та вивантаження ПЕ.

Вихідна сировина – етилен, попередньо очищений від різних домішок, з газгольдера подається в цех компресії під тиском 0,8 – 1,2 МПа. Сюди ж подається ініціатор – кисень повітря (0,002 – 0,006 % ) від вихідного етилену.

Етилен у суміші з повітрям піддається двухкаскадному стиску в компресорах до 150–250 МПа. Компресором першого каскаду суміш стискають до 25–30 МПа і передають через холодильник та масловідділювач у компресори другого каскаду для стиску до 150–250 МПа. Після кожної ступіні стиску етилен проходить холодильники і масловідділювачі для відділення змащення.

Для стиску етилену застосовуються багатоступінчасті компресори з водяними холодильниками, привод компресорів другого каскаду гідравлічний, масло застосовується індустріальне «20», що подається в компресор гвинтовими насосами.

Стиснутий этилен при 70С надходить у трубчастий реактор на полімеризацію.

Реактор являє собою змійовик, що складається з товстостінних нахиленорозміщених труб, з'єднаних ретурбендами.

У реакторі маються три зони:

– перша зона – зона нагрівання етилену з 70 до 180С,

– друга – зона додаткового нагрівання і полімеризації етилену (при цьому температура підвищується до 240 – 270С);

– третя зона – зона охолодження. Надлишкове тепло відводять перегрітою до 220–225 С водою, періодично знижуючи тиск у реакторі.

Ступінь конверсії етилену за цикл досягає 12–20%. На виході з реактора суміш разом з непрореагувавшим етиленом і побічними продуктами надходить у сепаратор високого тиску (25 МПа). Там відбувається поділ етилену і поліетилену при температурі не нижче 220С. Близько 95% поліетилену збирається в нижній частині апарата, а інші рідкий поліетилен і розчинений у ньому етилен надходять у сепаратор низького тиску (0,15––0,60 МПа). Непрореагувавший етилен виділяють з поліетилена, проводять очищення і направляють знову на полімеризацію.

Поліетилен у виді розплаву надходить на грануляцію в екструдер, де його продавлюють через фільєри ріжуть обертовим ножем на гранули розміром 2,0–3,5 мм. Щоб запобігти злипанню гранул, вони прохолоджуються водою. Потім гранули промивають водою на віброситі і підсушують теплим повітрям.

ВИСНОВОК: Виробництво етилену методом високого тиску є пожежонебезпечним, тому що включає небезпечні стадії здійснення технологічного процесу: стискання вихідної суміші в компресорах, полімеризація етилену і поділ продуктів реакції. У зв'язку з цим розглянемо особливості пожежної небезпеки цих стадій та протипожежні заходи, що направлені на підвищення пожежної безпеки виробництва в цілому.