+++кр 2охт
.docxТехнология производства полиэтилена, принципиальная технологическая
схема процесса
Главным сырьем, из которого получают полиэтилен, является этилен. Производство осуществляется при низком, среднем и высоком давлениях.
Как правило, полиэтилен выпускается в гранулах, которые имеют диаметр от 2 до 5 миллиметров, иногда в виде порошка.
Технология производства полиэтилена включает несколько стадий:
Смешение свежего этилена с возвратным газом и кислородом.
Двухкаскадное сжатие газа. 1 После каждой ступени сжатия этилен подвергается охлаждению в водяном холодильнике.
Полимеризация этилена в конденсированной фазе. Реакция происходит при давлении 250–300 МПа и температуре около 200–300 °С.
Разделение полиэтилена и непрореагировавшего этилена, который поступает в рецикл.
Грануляция продукта. Расплав полиэтилена, освобождённый от остатков растворённого этилена при 180–190 °С, направляется в гранулирующие агрегаты.
Принципиальная технологическая схема процесса производства полиэтилена
Этилен из цеха газоразделения с объёмной концентрацией не менее 99,9% и температурой не ниже +5 °С поступает в цех полимеризации.
Из коллектора свежего этилена газ поступает в ёмкость для смешивания с возвратным этиленом низкого давления.
Из смесительной ёмкости газ поступает на компрессор 1-го каскада через фильтр.
Этилен, сжатый компрессором до 17–28 МПа, направляется в смеситель, в котором перемешивается с возвратным газом высокого давления, поступающим из отделителя высокого давления.
Из смесителя через фильтр высокого давления газ разделяется на два параллельных потока с рабочим давлением 17–28 МПа, поступающих на компрессор 2-го каскада.
После 2-й ступени газ охлаждается в концевом холодильнике.
Далее охлаждённый газ 4-мя потоками по трубам с рубашками подаётся в отделение полимеризации.
Перед реактором потоки сжатого этилена объединяются попарно.
Реактор представляет собой трубчатый реактор типа «труба в трубе». На случай завышения давления реактор снабжён двумя разрывными мембранами для сброса реакционной смеси в атмосферу.
Реакция полимеризации этилена происходит при давлении 250–300 МПа и температуре около 200 °С.
Далее реакционная смесь поступает в отделитель высокого давления, в котором происходит разделение непрореагировавшего этилена и полиэтилена.
Из отделителя высокого давления расплав полиэтилена с небольшим количеством этилена направляется в отделитель низкого давления.
Этилен с верха отделителя низкого давления проходит через циклонный сепаратор и возвращается в ёмкость системы низкого давления. С нижней части отделителя низкого давления полиэтилен поступает в экструдер для дальнейшей обработки.
Рисунок 1 - Схема производства полиэтилена высокой плотности при низком давлении в присутствии четыреххлористого титана и диэтилалюминийхлорида: 1 – смеситель; 2 – разбавитель; 3 – промежуточная емкость; 4 – реактор; 5,7,9 – центрифуги непрерывного действия; 6,8 – аппараты для промывки; 10 – сушилка.
Схема процесса производства полиэтилена низкого давления в газовой фазе:
Полимеризацию проводят в реакторе-полимеризаторе.
В реактор полимеризации из ёмкости пневмотранспортом с помощью очищенного азота высокого давления подаётся порошкообразный катализатор.
Для получения полимера заданной молекулярной массы в реактор вводят водород, а для изменения плотности — сомономеры (бутилен, пропилен).
Полимеризация проводится в псевдоожиженном слое. В нижней части реактора имеется перфорированная решётка для равномерного распределения подаваемого этилена и создания кипящего слоя, а в верхней части — расширенная зона, предназначенная для снижения скорости газа и улавливания основной массы частиц полимера.
Теплота реакции отводится за счёт циркуляции газа, охлаждаемого в воздушном холодильнике циркуляционного контура. Циркуляция газа осуществляется с помощью одноступенчатого центробежного компрессора.
Образующийся полиэтилен накапливается в нижней части реактора.
Полимер после выгрузки из реактора поступает в отделитель, в котором полиэтилен отделяется от непрореагировавшего этилена.
Этилен направляется на очистку и возвращается в цикл, а полиэтилен поступает в ёмкость для продувки инертным газом (азотом), продувной газ выходит через фильтр для улавливания мелких частичек ПЭ.
Далее полиэтилен поступает на компаундирование (стабилизацию и грануляцию), а затем на расфасовку и упаковку готового продукта.
Рисунок 2 – Технологическая схема производства полиэтилена низкого давления в газовой фазе: 1 – реактор-полимеризатор; 2 – отделитель; 3 – емкость для продувки; 4 – емкость для катализатора; 5 – воздушный холодильник; 6 – циркуляционный компрессор.