Анализ возможных опасностей производства полиэтилена методом низкого давления в присутствии металлоорганических катализаторов
Производство полиэтилена методом низкого давления включает несколько технологических схем:
- синтез алюминийорганического катализатора;
- процесс полимеризации этилена
- отмывка полиэтилена от катализатора
- сушка полиэтилена
Произвести оценку одной из стадий технологического процесса, исходя их табличных данных (см. таблицу в конце раздела)
Описание производства получения полиэтилена методом низкого давления в присутствии металлоорганических катализаторов
Синтез алюминийорганического катализатора
В реактор -1 сесвигалоид в который заливается бензин из мерника 2, затем из бункера 3 подается порошкообразный алюминий. Смесь подогревается веретенным маслом, после чего в него заливается из мерника 4 бромистый этил для активации алюминия. По окончании процесса смесь нагревается и из мерника 5 подается хлористый этил. Раствор сескигалоида в бензине охлаждается и подается в реактор 6 для получения раствора алюминийорганического вещества. После подогрева раствора до 130-1350С в него подается расплавленный металлический натрий, который передавливается при помощи масла поступающего их мерника 8 при помощи дозировочного насоса 9. После завершения реакции симметризации содержимое реактора выдерживают в течение 3 часов (процесс созревания). Затем смесь охлаждается и подается в отстойник 10, для отделения от шлама. Разделение происходит на фильтре 11, раствор катализатора поступает в смеситель12 для разбавления до 5% концентрации. Шлам поступает в реактор 13 для обезвреживания метиловым спиртом, подаваемым из мерника 14. . реактор охлаждается, так как процесс обезвреживания шлама протекает с выделением большого количества тепла. В конденсаторе-холодильнике 15 пары метанола конденсируются, и жидкость через сепаратор 16 поступает в сборник 17. Затем возвращается в технологический цикл. Сухой шлам охлаждается, выгружается при помощи шнека 18 и отвозится в отвал.
Процесс полимеризации этилена
Полимеризация этилена при низком давлении, осуществляется в среде жидких углеводородов, способных растворять алюминийорганический катализатор и четыреххлористый титан. В качестве растворителя катализатора используют смесь бензина и циклогексана. Чтобы реакция полимеризации шла с приемлемой скоростью, т.е. была управляемая, а полученный полимер имел требуемый молекулярный вес, должны быть выполнены следующие условия:
Концентрация катализатора и сокатализатора, в растворителе должна быть 02,-,03%, давление 2,5-3 атм, температура 75-850С.
Для повышения качества полимера, мономер должен быть очищен от примесей. В мерники 1 и 2 подается 5% раствор катализатора и сокатализатора. Катализатор самотеком поступает в смеситель-разбавитель 3, где катализаторы перемешиваются и при работающей мешалке разбавляются бензином и циклогексаном до концентрации 0,2%. Аппарат имеет рубашку для обогрева раствора до 500С. Сформированный катализаторный комплекс насосом 4 закачивается в полимеризатор 5 и поддерживается в нем на определенном постоянном уровне. Этилен подают в нижнюю часть полимеризатора по трубам. Непрореагировавший этилен поступает отделители 7, в которых улавливаются брызги растворителя и частички полиэтилена. Далее этилен проходит конденсатор- холодильник 8. В холодильнике этилен и пары растворителя охлаждаются водой до 400С. При этом часть паров конденсируется, и полученная смесь поступает на разделение в аппарат 9. Этилен охлаждается и по линии, смешиваясь с новой порцией этилена, поступает в полимеризатор. Растворитель, содержащийся в полиэтилене, из отделителей 7 и 9 при помощи насоса 11 возвращается в полимеризатор вместе с циркулирующим этиленом.
Образующийся в виде суспензии (смеси) полимер в растворителе отводится из полимеризатора в сборник 13. В сборнике 13 происходит выделение растворенного этилена. Выделившийся этилен для улавливания паров растворителя проходит холодильник 14, сепаратор 15 и поступает на очистку или факел. Суспензия полиэтилена из сборника 13 насосом 16 подается в сборник 17, из которого насосом 18 подается на дальнейшую обработку.