Вопрос 3: Технология получения пэвд в трубчатом реакторе (рис.1)

Тех. пр-с производства ПЭВД в трубчатом реакторе состоит из стадий смешения свежего этилена с возвратным газом и кислородом, двухкаскадного сжатия газа, полим-ции этилена в конденсир. фазе (плотность этилена 400-500кг/м³), разделения ПЭВД и непрореагировавшего этилена, поступающего в рецикл, грануляция продукта. Для окрашивания, стабилизации и наполнения в ПЭВД вводят соотв. добавки, после чего его расплавляют и гранулируют.

Рис.1. Схема процесса производства полиэтилена высокого давления в га­зовой фазе:

1 — коллектор; 2 — смеситель этилена НД; 3 — компрессор первого каскада; 4 — смеситель этилена ВД; 5 — компрессор второго каскада; 5 —трубчатый реактор; 7 —отдели­тель ВД; 8 — отделитель НД; 9 — гранулирующий агрегат; 10 — вибросито; 11, 14 — циклонные сепараторы; 12, 15 — холодильники; 13, 16 — фильтры; 17 — компрессор предварительного сжатия.

Из цеха газоразделения свежий этилен под давл. 0,8-1,1 МПа поступ. в коллектор 1 и затем в смеситель 2, в кот. смеш-ся с возвратным этиленом НД. Далее в поток вводят кислород и смесь поступ. в трехступенчатый компрессор первого каскада 3, где сжимается до 25 МПа. После каждой ступени сжатия этилен охлаждается в холодильниках, отделяется от смазки в сепараторах, а затем поступает в смеситель 4, в кот. смеш-ся с возвратным этиленом ВД из отделителя 7. Затем смесь направляется в двухступенчатый компрессор 5 второго каскада, где сжимается до 245 МПа. После первой ступени сжатия этилен охлаждается в холодильнике, очищается от смазки в сепараторах, а после второй ступени при темп-ре ок. 70⁰С без охлаждения по трем вводам поступ. в трубчатый реактор 6 на полим-цию.

Реактор-полимеризатор состоит из трех зон, перед каждой зоной имеется теплообменник для подогрева газа или реакционной смеси в зависимости от применяемого инициатора до 120-190⁰С. В конце третьей зоны имеется холодильник, в кот. реакц. масса охлаждается до 200-250⁰С (теплообменники и холодильник на схеме не показаны).

Из трубчатого реактора 6 смесь непрореагировавшего м-ра с п-ром через редукционный вентиль под давл. 24,5-26,3 МПа поступ. в отделитель ВД, в кот. за счет разности плотностей этилена и ПЭ происходит их разделение. Непрореагировавший этилен из верхней части отделителя ВД 7 направляется в циклонные сепараторы 11 и холодильники 12,где от этилена отделяются унесенные частицы ПЭ. Затем этилен охлаждается, поступает на смешение со свежим газом в смеситель 4 и возвращается в цикл.

Расплавленный ПЭ из нижней части отделителя ВД 7 через дросселирующий вентиль направляется в отделитель НД 8, в кот. поддерживается давл. 0,15-0,59 МПа. Расплав ПЭ, освобожденный от остатков растворенного этилена при 180-190⁰С, через загрузочный штуцер направляется в гранулирующие агрегаты 9.

Этилен из отделителей НД 8 и после очистки и охлаждения в циклонном сепараторе 14, холодильнике 15 и фильтре 16 поступает в компрессор предварительного сжатия (0,9-1,7 МПа) 17, затем в коллектор 1 свежего этилена и возвращается в цикл.

В грануляторы 9 непрерывно подается стабилизирующая смесь (фенил-α-нафтиламин с дифенил-п-фенилендиамином) и др. добавки. ПЭ, смешанный со стабилизатором, направляется на грануляцию. Для быстрого охлаждения гранул в гранулирующую головку подается обессоленная вода. Охлажденные до 60-70⁰С гранулы ПЭ выносятся водой на вибросито 10, на кот. после удаления основного количества влаги подается теплый воздух для окончательной сушки. Готовый ПЭ упаковывают в мешки или направляют на конфекционирование.

ПЭВД выпускается в натур. виде или окрашенным в разл. цвета.

При получении ПЭВД в трубчатом реакторе применение кислорода в качестве инициатора обеспечивает приемлемую в данном пр-се скорость р-ции при темп-рах реакц. смеси 180-200⁰C.

Сильноэкзотермич. хар-р пр-са приводит к тому, что темп-ра массы по длине реактора повышается (неизотермич. пр-с), достигая к концу р-ции 240-250⁰С. Мах темп-ра и конверсия зависят от конц. иниц-ра и давл.

Билет 15