Madalrõhu polüetüleeni tootmine. Tarnealuse kaart

Esimese kogemuse etüleeni polümerisatsioonist 19. sajandi lõpus sai Venemaa põliselanik - teadlane Gustavson viies selle protsessi läbi AlBr3 katalüsaatoriga. Sest pikkadeks aastateks polüetüleeni toodeti väikestes kogustes, kuid 1938. aastal valdasid britid tööstusliku tootmisprotsessi. Sel ajal polnud polümerisatsioonimeetod veel täiuslik.

1952 tegi läbimurde tööstusliku tootmise protsessis. Saksa keemik Ziegler leiutas tõhusa versiooni etüleeni polümerisatsioonist metall-orgaaniliste katalüsaatorite toimel. Kuid polüetüleeni tootmise tegelik tehnoloogia põhineb sellel meetodil.

Toormaterjal

Tootmise lähteaineks on eteen, paljude alkeenide lihtsaim esindaja. Selle tootmismeetodi lihtsus sõltub suuresti etüülalkoholi olemasolust, mida kasutatakse toorainena. Kaasaegsed tööstuslikud liinid polümeeride tootmiseks töötatakse välja, võttes arvesse neid nafta ja sellega seotud gaasid– kergesti kättesaadavad õlifraktsioonid.

Sellised gaasid eralduvad naftasaaduste pürolüüsi või krakkimise käigus väga kõrgel temperatuuril ning sisaldavad H2, CH4, C2H6 ja muude gaaside lisandeid. Seotud gaas omakorda sisaldab selliseid komponente nagu parafiingaasid, nii et nendega kokkupuutel kuumtöötlus etüleeni saadakse suure saagisega.

Kõrgsurve polüetüleeni tootmistehnoloogia

PE saamise protsess toimub radikaalse mehhanismi järgi. Läbiviimisel kasutatakse molekuli aktivatsiooniläve alandamiseks erinevaid initsiaatoreid. Sellised on näiteks vesinikperoksiid, orgaanilised peroksiidid, O2, nitriilid. Radikaalne mehhanism üldiselt ei erine tavapärasest polümerisatsioonist:

• 1. etapp - initsiatsioon;
• 2. etapp - keti pikendamine;
• 3. etapp - avatud vooluring.

Ahel käivitatakse vabade radikaalide vabanemisel nende allika termilisel töötlemisel. Eteen reageerib vabanenud radikaaliga, on varustatud teatud Eactiga, suurendades seeläbi monomeeride molekulide arvu enda ümber. Seejärel kett kasvab.

Protsessi tehnoloogia

Polümerisatsiooniprotsessis on kaks võimalust – kas polüetüleen moodustatakse lahtiselt või suspensioonina. Esimene sai ja on protsesside kogum.

Etüleengaas, mis on segu, mitte puhas aine, läbib esmalt filtreerimistee läbi kangasfiltri, mis säilitab mehaanilised lisandid. Edasi viiakse initsiaator puhastatud eteeni silindris, mille maht arvutatakse protsessi tingimuste alusel. Parandus tehakse suurima polümeeri saagise jaoks.

Seejärel segu transporditakse, filtreeritakse ja pressitakse kahes etapis. Reaktori väljalaskeava juures saadakse peaaegu puhas polüetüleen etüleeni lisandiga, mis elimineeritakse, surudes segu vastuvõtjas madala rõhu all.

Madalrõhu polüetüleeni tootmistehnoloogia

Seda tüüpi polüetüleeni tootmise tooraineallikad on puhas etüleen ilma lisanditeta ja katalüsaator - alumiiniumtrietülaat ja Ti-tetrakloriid. Al(C2H5)3 võib asendada kas dietüülalumiiniumkloriidi või alumiiniumetoksiidi dikloriidiga. Katalüsaator saadakse kahes etapis.

Protsessi tehnoloogia

Selle PE saamise protsessi jaoks madal rõhk mida iseloomustab nii perioodilisus kui ka järjepidevus. Protsessi skeem sõltub ka tehnoloogia valikust, millest igaüks on erinev seadmete konstruktsiooni, reaktorite mahu, polüetüleeni lisanditest puhastamise meetodi jms poolest.

Kõige tavalisem polümeeri tootmisskeem sisaldab kolme pidevat etappi: tooraine polümerisatsioon, toote puhastamine katalüsaatori jääkidest ja selle kuivatamine. Katalüütilise etteandmise aparaat laseb viieprotsendilise segatud katalüsaatori lahuse mõõtepaakidesse, misjärel see siseneb mahutisse, kus see segatakse orgaanilise lahustiga vajaliku kontsentratsioonini 0,2%. Paagist juhitakse valmis katalüsaatorisegu reaktorisse, kus seda hoitakse vajalikul rõhul.

Etüleen juhitakse reaktorisse altpoolt, kus see seguneb seejärel katalüsaatoriga ja moodustab töötava segu. Polüetüleeni tootmisel alandatud rõhul on tüüpiline toote saastumine katalüsaatorisegu jääkidega, mis muudavad selle värvi pruuniks. Põhitoote puhastamine toimub segu kuumutamisega, mille tulemuseks on katalüsaatori hävitamine, lisandite edasine eraldamine ja nende otsene filtreerimine polüetüleenist.

Niisutatud toode saadetakse kuivatisse kuivatuskambrid punker, kus see puhastatakse täielikult lämmastikuga keevkihil (T = 373 K). Kuiv pulber valatakse punkrist pneumaatilisele liinile, kus see saadetakse granuleerimiseks. Pärast lämmastiku puhastamist järelejäänud polüetüleeniosakestega tolm suunatakse samale liinile.

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Hea töö saidile">

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

Majutatud aadressil http://www.allbest.ru/

Sissejuhatus

Keskmine PE tarbimise kasv Ukrainas viimase 3 aasta jooksul moodustas 31% kõigist polümeeritüüpidest. Praegune toodang polüetüleen Ukrainas on kontsentreeritud CJSC "Lukor" (Kalush, Ivano-Frankivsk piirkond). Aastas toodab see ettevõte 70 tuhat tonni polüetüleeni. See näitab, et selline toode nagu polüetüleen on tänapäeval asjakohane ja tarbitav. Põhiosa toodetud polüetüleenist (50-60%) kasutatakse kilede ja lehtede tootmisel. Ülejäänud osa läheb survevalutoodetele, kattekihtidele, kaablitööstuse isoleermaterjalidele, ekstrusioontoodetele, puhutud toodetele ja torudele. Kuid see on vaid pealiskaudne ülevaade polüetüleeni kasutamisest, mida käesolevas artiklis üksikasjalikumalt käsitletakse.

See referaat on:

teadus- ja tehnikakirjanduse läbivaatamine ja analüüs, sellega töötamise oskuste omandamine;

· madaltihedusega polüetüleeni tootmistehnoloogia põhiliste materiaaltehniliste protsesside uurimine;

Toorainebaasi arvestamine, millest see on valmistatud, sealhulgas kõikvõimalikud lisandid, mida polüetüleenile lisatakse;

· polüetüleeni valiku, sellest valmistatud toodete kasutamise uurimine ja polüetüleeni positsiooni analüüs tänapäevasel Ukraina turul;

· Polüetüleeni kvaliteedi hindamise peamiste meetodite arvestamine.

1. Sortiment

Kõrgsurvepolüetüleen (LDPE) on mati või pärlmuttervalget värvi tahke elastne aine, mis katsudes meenutab parafiini; see on lõhnatu, mittetoksiline, põlev (põleb pärast leegist eemaldamist edasi). Kõrgsurvel toodetud polüetüleen on hargnenud struktuuriga ja madala tihedusega Polüetüleen kuulub termoplastiliste polümeeride rühma. Joonisel fig. 1 kujutab polüetüleengraanulit.

Riis. 1 LDPE graanul

Polüetüleeni kasutatakse elektrikaablitele polüetüleenist isolatsiooni ja mantli paigaldamisel. Polüetüleeni on võimalik ekstrudeerida segus pulbriliste ainetega, et saada poorset polüetüleeni.

Tänu keemilisele inertsusele, kergusele ja tugevusele on polüetüleenpudelites võimalik hoida tugevaid kemikaale (väävelhape, vesinikfluoriidhape jne), aga ka toiduaineid (piim, rasvad, mahlad), parfüüme, ravimeid.

Polüetüleenist torujuhtmed on palju kergemad ja odavamad. Torud on valmistatud läbimõõduga 0,012-0,15 m ja kuni 1-1,5 m Torude pikkus võib ulatuda 120 m-ni Torude painduvus ja elastsus võimaldab neid kerida trumlitele, mis on transportimisel väga mugav ja nende panemine. Polüetüleentorud ei ole absoluutselt korrosioonile alluvad, nad ei purune, kui vesi neis külmub. IN keemiatööstus kasutatakse söövitavate vedelike transportimisel. Polüetüleenist on valmistatud ka liitmikud, ventiilid, ventiilid, vooderdised ja muud ühendusliitmikud.

Polüetüleen katab puitu, paberit, pappi. Seda kantakse polüetüleeni kuumsulamistelt paberile ja see annab sellele läike, trükiläike ja hea painduvuse madalatel temperatuuridel. Polüetüleenist toodetakse kiude, millest saab valmistada meretrosse, filtervõrke, kangasid, autode polstrikangaid. IN tekstiilitööstus polüetüleeni kasutatakse kangaste immutamiseks, et luua vetthülgav materjal, parandada rebenemiskindlust ja suurendada õmbluste tugevust.

Meditsiiniinstrumendid on valmistatud polüetüleenist, seda kasutatakse plastilises kirurgias ja proteesitehnoloogias.

Peamine survevalu on mõeldud mitte ainult masina üksikute osade jaoks, vaid ka instrumentide ja muude kujundtoodete korpuste jaoks.

Märkimisväärne osa toodetud polüetüleenist (umbes 50%) töödeldakse 0,01-0,1 mm paksusteks kiledeks, mida kasutatakse pakkematerjalina kergesti niisutatavate või vastupidi kuivavate ainete, nagu väetised, puuvill, silikageel, hoidmiseks, toiduained(liha, kala, leib, sool, jahu, kohv, köögiviljad, puuviljad jne), samuti erinevaid tooteid, aparaate, tööriistu, et kaitsta neid korrosiooni eest.

Tänu oma suurepärastele elektriisolatsiooniomadustele on polüetüleenist saanud asendamatu materjal televisiooni-, telefoni- ja telegraafikaablite isolatsioonil.

Madala molekulmassiga polüetüleeni lisamine tintidele, lakkidele ja värvidele suurendab nende kulumiskindlust. Kummitööstuses kasutatakse polüetüleeni laialdaselt määrdeainena, mis sobib suurepäraselt erinevate kummitüüpidega.

Polüetüleeni kui turustatavat toodet toodetakse puhtal kujul ja lisanditega (erinevad termo- ja valgusstabilisaatorid, kile kleepumise vastased lisandid jne). Neid lisatakse töötlemisel polüetüleeni väikestes kogustes (kümnendik protsenti). Lisandid parandavad valmis polüetüleeni kvaliteeti.

Niisiis kasutatakse kaablitööstuses polüetüleeni, mis sisaldab 0,5 ja 2% tahma. Joogi- ja olmeveetorude valmistamiseks kasutatav polüetüleen sisaldab 2% tahma (tahma), drenaažitorude jaoks kuni 35% tahma. Talgi, kriidi, kaoliini ja muude ainetega (kuni 30-40 massiprotsenti) täidetud polüetüleeni kasutatakse konstruktsioonimaterjalina kanalisatsiooni- ja drenaažitorude, mittesöövitavate ja tulekindlate liitmike tootmisel, samuti kultuuris. ja majapidamistarbed, mänguasjad, nõud ja nii edasi.

Olenevalt omadustest ja otstarbest toodetakse polüetüleeni erinevates tabelis 1 näidatud klassides.

Tabel 1. Polüetüleeni klassid, nende kasutusalad ja töötlemisviis

Kasutusala	Töötlemise meetod
Juhtmete ja kaablite isolatsioon, kaablikestad Tehnilised tooted Nende jaoks mõeldud torud ja liitmikud: survetorud torud survevabad liitmikud Kiled ja kiletooted: eriotstarbeline üldotstarbelised (tehnilised tooted, kiled Põllumajandus ja jne) väetisekottide valmistamiseks ja muuks otstarbeks põllumajanduses toidu pakendamiseks vormimistooted: heade elastsusomadustega läikiva pinnaga Üldine otstarve avatud tüüp, kokkupuude toiduga Üldine otstarve suure vastupidavusega desinfektsioonivahendite mahutid ja pudelid Täitekomponendid (elektriseadmete osade täitmiseks) Kattepaber, kangas jne. Kate toiduainete pakendamiseks	Ekstrusioon Vajutades Ekstrusioon Ekstrusioon puhumine Ekstrusioon	10203-003 10103-002 10702-020 10403-003 10003-002 10303-003 10103-002 10403-003 10203-003 15303-003 10603-007 17603-006 10702-020 15602-008 10903-020 17902-017 16902-020 15802-020 10802-020 11303-040 11502-070 11602-070 10203-006 17702-010 17602-006 10603-007 10802-020 15802-020 10903-020 17702-020 12002-200 18202-055 11903-080 12203-200 12103-200 12303-200 10702-020 11303-040 11102-020 11502-070 10702-020 11303-040 11702-010 18109-035 17902-017 11303-040 10203-003 11502-070 12402-700 16802-070 12502-200 18302-120 11502-070 16802-070 11802-070 18302-120 11502-070 16802-070

Põhiklasside tähistus koosneb materjali nimetusest "polüetüleen" ja kaheksast numbrist. Esimene number "1" näitab, et etüleeni polümerisatsiooniprotsess kulgeb kõrgel rõhul torukujulistes ja segamisreaktorites katalüsaatori juuresolekul. Järgmised kaks numbrit näitavad baasmargi seerianumbrit. Viies number määrab tinglikult polüetüleeni kaubamärgi tihedusrühma. Järgmised kolm numbrit, mis on kirjutatud sidekriipsuga, näitavad sulavooluindeksi kümnekordset väärtust.

Pärast polüetüleeni klassi märgitakse klass.

2. Polüetüleeni tootmise lähteaine

2.1 Peamine tooraine

Etüleen. Etüleen on keemiline ühend, mida kirjeldatakse valemiga C2H4, nõrga lõhnaga värvitu gaas. See on kõige lihtsam alkeen (olefiin). Sisaldab kaksiksidet ja kuulub seetõttu küllastumata ühendite hulka, on kõrge reaktsioonivõimega. Etüleeni looduses praktiliselt ei leidu. Väikestes kogustes moodustub see taimede ja loomade kudedes ainevahetuse vaheproduktina. Mängib tööstuses äärmiselt olulist rolli, enim toodetud orgaanilist ühendit maailmas.

Praegu on peamiseks etüleeni tootmise allikaks gaasiliste ja vedelate küllastunud süsivesinike pürolüüs: etaan, propaan ja otsedestillatsiooniga bensiinid.

Etüleeni omadused:

Keemiline valem H2C=CH2

Molekulmass 28,05

Olek - gaasiline

Sulamistemperatuur 103,8 K (-169,2 °C)

Keemistemperatuur 169,3 K (-103,7 °C)

Tihedus juures normaalsetes tingimustes 1,26 kg / m 3

Vedela etüleeni tihedus temperatuuril 163,2 K (-109,8 ° C) - 610 kg / m 3

Süttivustemperatuur 728 K (455°C)

Etüleeni puhtus. Polümerisatsiooniks tuleb etüleen lisanditest põhjalikult puhastada. Etüleeni lisandid jagunevad kahte põhirühma - inertseks ja aktiivseks. Inertne lisand, mida esineb märgatavas koguses, näiteks 5-10%, vähendab etüleeni madalat kokkusurutavust arvestades etüleeni kontsentratsiooni olulisel määral.

Etüleenaktiivsed lisandid, nagu vinüül-tüüpi ühendid, kopolümeriseeruvad tavaliselt etüleeniga, muudavad saadud polümeeri omadusi ja mõjutavad polümerisatsiooni kiirust.

Sõltuvalt lisandite sisaldusest on spetsifikatsioonides ette nähtud kolme veeldatud etüleeni klassi tootmine: A, B ja C. A- ja B-klassi etüleeni kasutatakse polüetüleeni ja etüleenoksiidi tootmiseks. Etüleen klass B - muu tootmiseks orgaanilised tooted. Veeldatud etüleen peab vastama nõuetele ja standarditele.

Katalüsaatorid (initsiaatorid). Etüleeni polümerisatsiooni katalüsaatoritena kasutatakse peamiselt molekulaarset hapnikku ja orgaanilisi peroksiide. Tööstuses kasutatavatest peroksiididest on enim kasutatud di-tert-butüül-, tert-butüülperbensoaadi peroksiid jt. Initsiaatori toime sõltub selle lagunemisastmest ja -kiirusest antud temperatuuril ning võimest. moodustunud radikaalid reageerivad monomeeriga.

Teine initsiaatorit iseloomustav tegur on aktiivse hapniku sisaldus, s.o. aktiivse hapniku teoreetiline protsent puhtas peroksiidis.

Kuival kujul on peroksiidid plahvatusohtlikud, nende lahused orgaanilistes lahustites on stabiilsemad ja vähem plahvatusohtlikud. Initsiaatorite ladustamine peab toimuma teatud temperatuuritingimustel.

Allpool on kirjeldatud kõige tavalisemate peroksiidi initsiaatorite põhiomadusi.

Di-tert-butüülperoksiid (С8Н18О2)

Kasutustemperatuur 513–553 K (240–280 °C)

Molekulmass 146,2

Vedelik, tihedus 793 kg/m 3

Keemistemperatuur 0,1 MPa – 463 K (190 °C)

Peroksiid on vees lahustumatu, lahustub enamikus orgaanilistes lahustites

Säilitustemperatuur 298 K (20°C).

tert-butüülperbensoaat (С11Н14О3)

Kasutustemperatuur 453–513 K (180–240 °C)

Molekulmass 194

Vedelik, tihedus temperatuuril 293 K (20 °C) - 1040 kg / m 3

Keemistemperatuur 0,1 MPa – 397 K (124 °C)

Säilitustemperatuur 293 K (20°C).

2.2 Abitooraine

Täiteained - peamiselt loodusliku (mineraal- ja taimse) ja sünteetilise päritoluga tahked anorgaanilised või orgaanilised ained, mis sisestatakse plastmassi, et anda sellele vastavad omadused.

Täiteaineid lisatakse polüetüleeni omaduste parandamiseks (füüsilis-mehaanilised, termofüüsikalised, elektrofüüsikalised, optilised, esteetilised, tehnoloogilised jne). Ja odavad täiteained vähendavad polüetüleeni maksumust, näiteks täiteainetena kasutatavate polümeeride ja plastide ringlussevõtul.

Peamised täiteainete tüübid ja nende poolt antavad omadused on toodud tabelis 2.

Tabel 2. Eriomadustega täiteainete näited

Komposiidid	Täitematerjalide näited
Abrasiivne Antihõõrdumine Biolagunev väga tuleohtlik Elektriisolatsioon elektrit juhtiv esteetiline Heli- ja soojusisolatsiooniga Struktuurne Magnetiline mittesüttiv isekustuvad kuumuskindel Soojuse salvestamine Hõõrdumine Kemikaalidele vastupidav	BN, SiC, teemant, kvarts, korund MoS2, NbSe2, TiSe2, WS2, WSe2, grafiit tärklis, kitosaan Al, Mg, nitraadid, permanganaadid, püssirohi Al2O3, asbest, kvarts, vilgukivi, klaas, talk Metallid (Al, Bi, Cd, Cu, Fe, Ni, Sn jne) ja nende sulamid, grafiit Puidust türsa, marmorist laastud Klaasvill, polüamiidkiud Metall- ja keraamilised ferriidipulbrid Al(OH)3, Ca(OH)2, Mg(OH)2, naatrium- ja tsinkboraadid Asbest, grafiit, süsinikkiud Vaha, steariinhape, parafiin, klaassfäärid BaSO4, asbest Asbest, grafiit, polütetrafluoroetüleen, talk, tehniline kivisüsi.

Plastifikaatorid on vähelenduvad, valdavalt vedelad ained, mis annavad segule suurema plastilisuse, mille tulemusena hõlbustatakse toodete vormimist, välditakse materjali rabedust madalatel temperatuuridel ning suureneb selle painduvus ja elastsus. Plastifikaatori sisalduse suurenemisega väheneb polümeeri tõmbe- ja survetugevus, kuid löögitugevus ja pikenemisvõime suurenevad järsult. Levinumad plastifikaatorid on butüülkummi, dibutüülftalaat, trikresüülfosfaat, kamper, alumiiniumstearaat, oleiinhape, glütseriin jne.

Tootele soovitud värvi andmiseks kasutatakse värvaineid.

Kõvendid (näiteks urotropiin, lubi, magneesium) lisatakse plastmassi koostisesse, et kiirendada polümeeri üleminekut tahkesse, mittesulavasse olekusse, milles need ei sula ega lahustu. Sel juhul moodustab polümeer kolmemõõtmelise struktuuri.

Stabilisaatorid aitavad aeglustada vananemisprotsessi ja selle tulemusel polüetüleeni esialgsete omaduste pikaajalist säilimist. Stabilisaatorid ei mõjuta polüetüleeni esialgseid omadusi.

Poori moodustajad - vahu ja vahtpolüetüleeni tootmiseks.

Sideained seovad segu teised komponendid monoliitseks materjaliks ja määravad polümeeri põhiomadused. Sideainetena kasutatakse sageli sünteetilisi vaiku.

Määrdeained võimaldavad parandada polüetüleeni füüsikalisi ja mehaanilisi omadusi, nimelt suurendada sulatise homogeensust, suurendada selle voolavust ja suhtelist pikenemist purunemisel. Plastmassile lisatakse määrdeainetena steariinhapet, tsinkoksiidi, baariumstearaati jne.

3. Polüetüleeni tootmine

3.1 Teoreetiline alus etüleeni polümerisatsiooniprotsess

Etüleeni polümerisatsioon kõrgel rõhul toimub radikaalse ahela mehhanismi järgi, mis koosneb initsiatsiooni, ahela kasvu ja ahela lõpetamise etappidest.

Protsessi käivitamine seisneb aktiivsete radikaalide moodustamises

Reaktsiooni alguseks on etüleeni lisamine moodustunud radikaalile, mille tulemusena moodustub uus radikaal:

*CH3 + CH2=CH2 > CH3 -CH2-CH2*

Etüleeni molekulid lisatakse järjestikku reaktsiooni käigus moodustunud radikaalile (kasvureaktsioon):

CH3 -CH2-CH2* + CH2=CH2 > CH3 -CH2-CH2-CH2-CH2*

Keti kasv lõpeb keti katkemisega. See juhtub tavaliselt siis, kui kahest kasvavast radikaalist moodustub üks inaktiivne makromolekul:

CH3-CH2* + CH3-CH2* > CH3-CH2-CH2-CH3

Või kui kaks kasvavat radikaali moodustavad kaks mitteaktiivset makromolekuli, millest ühe otsas on kaksikside:

CH3-(CH2-CH2)n-CH2* + CH3-(CH2-CH2)m-CH2* >

CH3-(CH2-CH2)n-1-CH=CH2 + CH3-(CH2-CH2)m-CH2*

Need reaktsioonid vähendavad polümerisatsiooniprotsessi kiirust.

Etüleeni polümerisatsioonil vastavalt ülaltoodud mehhanismile peaks eeldama lineaarse küllastunud polümeeri moodustumist.

Tegelikkuses saadakse aga olenevalt reaktsioonitingimustest enam-vähem hargnenud makromolekulid, mis sisaldavad vähesel määral kaksiksidemeid (mis on samuti tingitud ahelülekande reaktsioonist).

Polümeeril on kaks ahelülekande reaktsiooni varianti: molekulisisene ja intermolekulaarne.

Molekulaarse ahela ülekande ajal kasvavalt polümeeriradikaalilt kandub üks vesinikuaatom sekundaarsest süsinikust ahela lõppu:

Molekulaarse ülekande tulemusena moodustunud sekundaarne radikaal põhjustab uue kõrvalahela kasvu. Ülekandmise tulemusena moodustunud ahela lõpposa on külgmise butüülharu kujul olev hargnemine. Seega moodustuvad lühikesed külgahelad. Hargnemine pikkade ahelate kujul toimub molekulidevahelise vesinikuülekande tulemusena:

R1-CH2-CH2* + R2-CH2-CH2-CH3 > R1-CH2-CH2* + R2-CH*-CH2-CH3

3.2 Seadmed polüetüleeni tootmiseks kõrgel rõhul

Etüleeni polümerisatsioon kõrgrõhul viiakse läbi toru- või autoklaavitüüpi reaktorites.

Polümerisatsioon võib toimuda blokeerida tee("lahtiselt"), kui kõrgelt puhastatud etüleen, mis on kokku surutud rõhuni 100-300 MPa, viiakse reaktorisse samaaegselt protsessi initsiaatoritega või lahuses, kui reaktsioon viiakse läbi lahustikeskkonnas.

Plokkpolümerisatsiooni on suhteliselt raske kontrollida protsessi suure eksotermilisuse tõttu.

Polümerisatsiooni ajal tuleb massiülekande parandamiseks täpselt reguleerida reaktsiooni temperatuuri ja reaktsioonimassi viskoossust.

Soojuse eemaldamine läbi reaktori seina, reaktsioonisegu jahutamine värske gaasiga osalise lisasüstiga reaktorisse, etüleeni polümerisatsioonile antava temperatuuri alandamine – kõik need meetmed ei taga piisavat soojuse eemaldamist, et tagada etüleeni polümerisatsioon 100 °C võrra. %. Et vältida suurt soojuse vabanemist, mille käigus toimub etüleeni termiline lagunemine, pidurdatakse reaktsiooni kunstlikult etapis, mis vastab 15-20% konversiooniastmele (parimal juhul 30%). Reageerimata etüleen eraldatakse ja taaskasutatakse. Seega on etüleeni kõrgrõhul polümerisatsiooni aluseks olevad põhimõtted üsna lihtsad, kuid protsess on spetsiifiline ja nõuab keerukaid seadmeid, mõõteriistu ja automatiseerimist.

3.3 Tööstusettevõtte peamine tehnoloogiline skeem

Tehnoloogia süsteem polüetüleeni tootmine veeldatud etüleeni abil on näidatud joonisel fig. 2

Allpool vaadeldav polüetüleeni tootmise tehnoloogiline skeem viiakse läbi ühes etapis, kui kõik materjalivood liiguvad pidevalt mööda ühte niiti, sealhulgas polümeeri pidev töötlemine kaubanduslikuks polüetüleeniks.

Värske kõrge puhtusastmega etüleen, mis on läbinud voolumõõturi 1 ja gaasianalüsaatori 2, surutakse kolbkompressoriga 3 kokku, samas kui selle tihedus jõuab kergete vedelate süsivesinike tiheduseni (400-500 kg/m3) ja saadetakse läbi järeljahuti. 4 etüleeni kondensatsiooniseadmesse 5, kust koos ringlusgaas siseneb veeldatud värske ja tagasivoolu etüleeni hoidlasse 6.

Veeldatud etüleen võetakse hoidlast ja saadetakse propüleeni külmutusseade"hüperjahutuse" jaoks. Alajahutatud etüleen juhitakse mitmeastmelisse tsentrifugaalpumbasse 7, milles see surutakse kokku keskrõhuni - kõrgsurvepumpade imemisrõhuni. Enne kõrgsurvesüsteemi sisenemist juhitakse etüleen läbi rida filtreid, mis eemaldavad lisandid. Kõrgsurvepumba abil imemistorusse

rõhk, lisandid, katalüsaatorid ja õhk sisestatakse (hapniku initsiatsiooniga). Etüleeni sisaldavad lisandid ja katalüsaator sisenevad ühisesse kollektorisse, mis toidab nelja identset paralleelselt töötavat kõrgsurvepumpa 8. Etüleen surutakse kokku piirava rõhuni 150-270 MPa. Etüleen juhitakse pärast kõrgsurvepumpades kokkupressimist reaktorisse 9 ühes või mitmes punktis (200 °C). Pumpade väljalaskeava ja reaktori väljalaskeava juures mõõdetakse rõhku spetsiaalsete tensiomeetritega. Nad näitavad ja registreerivad survet. Etüleeni automaatseks vabastamiseks atmosfääri, kui rõhk tõuseb üle seatud väärtuse, on paigaldatud avariivabastusventiil.

Reaktor koosneb pikkadest horisontaalsetest kõrgsurvetorudest, mis on varustatud veesärgiga. Nendel torudel on väga kõrge pikkuse ja läbimõõdu suhe. Kui reaktoris seatud temperatuur on ületatud, aktiveerub automaatselt klapisüsteem soojuse eemaldamise kiirendamiseks, mis praktiliselt välistab etüleeni termilise lagunemise võimaluse.

Saadud polüetüleeni eraldamine reageerimata etüleenist viiakse läbi suures vertikaalses auruümbrisega polümeerkollektoris 10. Polümeeri taset aparaadis juhitakse ja reguleeritakse spetsiaalse radioaktiivse elemendiga tasememõõturiga.

Kollektsioonist pärit sulanud polüetüleen siseneb ekstruuderisse 11 ja juhitakse läbi veega täidetud granulaatori. Saadud graanulite ja vee suspensioon suunatakse sõelale 12 ja seejärel tsentrifugaalkuivatisse 13. Kuivatatud polümeer voolab raskusjõu toimel ühte kahest punkrist.

Tootekollektorist jahutatakse kuum gaas, mis läbib heitsoojuskatlat 14, vesijahutis 15. Madalmolekulaarsetest polümeeridest eraldamine toimub separaatorites 16. Puhastatakse klaasvillaga täidetud lõksudes 17, gaas siseneb kolonn, milles õli ja lisandid eraldatakse sellest. Pärast veeldamist suunatakse etüleen 5 hoidlasse 6. Regenereeritud lisandid kolonnist juhitakse kõrgsurvepumbasse 8 etüleeniga segamiseks.

Polüetüleeni tootmise tõhususe parandamiseks on erinevaid meetodeid. See tuleks läbi viia suure ühikuvõimsusega üksuste kasutuselevõtuga ja intensiivistades sellel põhinevat tootmist teaduse ja tehnoloogia areng. Reaktorite tootlikkuse tõstmine nende töö intensiivistamisest ja efektiivsuse tõusust ei nõua suuri kapitalikulud ja see viiakse läbi reaktsiooniseadmete disaini täiustamise ja polümerisatsiooni tehnoloogilise arengu optimeerimise kaudu.

Reaktsioonimahu ühiku tootlikkuse tõhus suurendamine on võimalik, suurendades etüleeni konversiooni läbimise kohta, mida mõjutavad peamiselt järgmised tegurid:

1) polümerisatsiooni siseneva gaasi temperatuuri alandamine;

2) temperatuuri tõstmine reaktsioonitsoonis;

3) rõhu tõus (homogeense reaktsioonikeskkonna loomiseks ja etüleeni kontsentratsiooni suurendamiseks);

4) reaktsioonisoojuse parem eemaldamine nii tänu paremale soojusülekandele läbi seina, kui ka tänu paremale soojusülekandele läbi seina ning tänu värske gaasi täiuslikumale jaotumisele piki reaktorit;

5) Tõhusamate polümerisatsiooni initsiaatorite kasutamine;

6) Reaktsioonimassi parem segunemine;

7) Algse etüleeni puhtuse suurendamine;

8) Reaktsiooniseadmete konstruktsioonide ja tehnoloogiliste skeemide täiustamine.

Samuti on huvitav taaskasutada ja taaskasutada polüetüleenijäätmeid, näiteks konteinereid. Polüetüleenpakendeid kasutatakse paljudes tööstusharudes: kosmeetika-, keemia-, toidu- jne jaoks taaskasuta polüetüleen, mahutid, erinevate toodete alt, on vaja purustada, kuivatada, vaakumis sulatada ja granuleerida. Sellisel polüetüleenil on aga madalam suhteline venitusindeks, s.t. see on vähem vastupidav ja selle koostis on vähem homogeenne. Need puudused kõrvaldatakse, lisades sellele määrdeaineid.

4. Polüetüleeni kvaliteedikontroll

4.1 Polüetüleeni kvaliteedinäitajad

tootmise polüetüleeni sortimendi turg

Polüetüleeni kvaliteedikontrolli teostatakse nii materjali valmistamise ajal (reaktoris, reaktori väljalaskeava juures, ekstruuder-granulaatoris) kui ka juba laboris. lõpetatud toode. Polüetüleeni kvaliteeti hinnatakse järgmiste näitajate järgi:

Tihedus;

· Molekulmass;

· Sulavooluindeks;

· Viskoossus;

· Sulamisvoolu kiiruste hajumine partiis;

Lisamiste arv;

Tehnoloogiline test välimus filmid;

· Vastupidavus pragunemisele;

Tõmbe voolavuspiir;

· Tõmbetugevus;

· Murdepikenemine;

· Massiosa ekstraheeritavad ained;

Vesiekstraktide lõhn ja maitse;

· Vastupidavus termooksüdatiivsele vananemisele;

· Vastupidavus fotooksüdatiivsele vananemisele (kiiritamisel, tahma massiosa järgi, tahma jaotumise ühtluse järgi);

Lenduvate ainete massiosa.

Peamine, loetletud näitajatest, mille järgi kohustuslik kontroll kvaliteet, on polüetüleeni molekulmass, selle tihedus, viskoossus, sulamisindeks. Tabelis 3 on esitatud mitme põhiklassi kvaliteedistandardid.

Tabel 3 Polüetüleeni põhiklasside kvaliteedinäitajad

Indikaatori nimi	Brändi norm
1. Tihedus, g/cm
2. Sulamisvoolu indeks (nimiväärtus) tolerantsiga, %, g/10 min
3. Sulamisvoolu kiiruste jaotus partiis, %, mitte rohkem kui: Kõrgeim hinne 1. klass 2. klass
4. Lisade arv, tk, mitte rohkem kui: Kõrgeim hinne 1. klass 2. klass
5. Filmi välimuse tehnoloogiline test: Kõrgeim hinne 1. klass 2. klass
6. Pragunemiskindlus, h, mitte vähem
7. Tõmbe voolavuspiir, Pa (kgf/cm), mitte vähem kui
8. Tõmbetugevus, Pa (kgf/cm), mitte vähem kui
9. Katkevenivus, %, mitte vähem kui
10. Ekstraheeritavate ainete massiosa, %, mitte rohkem kui: lisatasu 1. ja 2. klass
11. Veeekstraktide lõhn ja maitse, skoor, mitte kõrgem
12 Vastupidavus termilisele oksüdatiivsele vananemisele, h, mitte vähem
13. Vastupidavus fotooksüdatiivsele vananemisele: kiiritusmeetod h, mitte vähem kui: tahma massiosa järgi, % tahma jaotumise ühtluse järgi
14. Lenduvate ainete massiosa, %, mitte rohkem kui: Kõrgeim hinne 1. ja 2. klass

4.2 Kvaliteedi määramise meetodid

Molekulmassi määramine:

Polüetüleen on lineaarse struktuuriga ja seda saab lahustada sobivates lahustites.

Lineaarsete polümeeride molekulmass jääb vahemikku 103–107 ja polümerisatsiooni käigus moodustunud polüetüleeni makromolekulid on erineva molekulmassiga, seega on polüetüleeni lahused polüdisperssed süsteemid ning katseliselt määratud molekulmass on vaid keskmine statistiline väärtus.

Ristseotud polüetüleeni fraktsioonide molekulmass võib olla väga suur. Selle määrab ristsidumise aste, st. keskmine "molekulmass" ristsidumise saitide vahel. Ristsidumise astet saab hinnata polümeeri paisumisastme järgi lahustites.

Polümeeride molekulmassi saab määrata erinevaid meetodeid, ja iga meetod on rakendatav vastavates intervallides asuvate molekulmasside mõõtmiseks.

Kõik need meetodid, välja arvatud "lõpprühma" meetod, põhinevad lahjendatud polümeeri lahuste mõningate omaduste muutumisel proportsionaalselt lahustunud aine molekulide arvuga; molekulmassi määramiseks selliste meetodite abil on vaja keerukaid seadmeid. Seetõttu on tehastes seni tavaliselt kasutatud kõige lihtsamat ja kiireimat viskosimeetrilist meetodit ning molekulmass arvutatakse lahuse viskoossuse leitud väärtusest.

Lõpprühmade määramise meetod. Kui makromolekuli otstes on keemiliselt määratavad funktsionaalrühmad, siis keemilise analüüsi andmete põhjal saab arvutada polümeeri arvkeskmise molekulmassi. Kuna suure molekulmassiga polümeeri proovis on lõpprühmade suhteline arv väga väike, on nende määramise täpsus madal. See meetod määrab molekulmassi kuni 3 104.

Ebullioskoopia ja krüoskoopia. Nende meetodite puhul arvutatakse molekulmass polümeerilahuste keemistemperatuuri tõusust või külmumistemperatuuri langusest. Kuna temperatuurimuutused on siin väga väikesed, on ka nende meetodite täpsus madal.

Ebullioskoopilise meetodi kasutamisel kasutatakse madala keemistemperatuuriga lahustit, et vältida polümeeri lagunemist. Krüoskoopilise meetodi jaoks on lahusti valimine veelgi keerulisem, kuna. kuidas polümeeri makromolekulid võivad enne lahusti külmumistemperatuuri saavutamist või koos lahustiga lahustist välja sadestuda. Molekulmassi määramise intervall on 2·104-3·104.

Osmootse rõhu meetod. Selle meetodi kasutamisel tekivad märkimisväärsed raskused poolläbilaskvate membraanide valmistamisel, mis on võimelised läbima lahustimolekule ja säilitama makromolekule molekulmassiga kuni 30 000 (osmootse meetodi kasutamine väiksema massiga polümeeride puhul ei ole usaldusväärne). Molekulmassi määramise intervall on 104-106.

Valguse hajumise meetod. Läbipaistvat keskkonda läbiv valguskiir on osaliselt hajutatud. Meetod põhineb sellel, et puhtal lahustil ja polümeerilahusel on erinev valguse hajumise aste. Saadud molekulmass on massi keskmine molekulmass. Molekulmassi määramise intervall on 104-107.

Ultratsentrifuugis settimise (või settimise) meetod. Suspensiooni settimisel saab osakeste järkjärgulist settimist ja settimiskiirust kasutada ülitugeva tsentrifugaalvälja kasutamisel ultratsentrifuugis suspendeeritud aine osakeste massi arvutamiseks. Tsentrifuugi rootori pöörlemiskiirus peab olema vähemalt 1000 p/min. Sadestamise kiiruse järgi saab arvutada mitte ainult polümeeri molekulmassi, vaid ka molekulmasside jaotuse. Molekulmasside määramise intervall on 104-107.

Viskosimeetria meetod. Lihtsaim ja mugavaim meetod molekulmassi määramiseks on viskosimeetriline meetod. Molekulmass arvutatakse empiirilise võrrandi põhjal, mis seob lahuse viskoossust, lahusti viskoossust ja polümeeri kontsentratsiooni. Viskoossuskarakteristiku põhjal arvutatud molekulmassi nimetatakse viskoossuse keskmiseks molekulmassiks ja seda väljendatakse tavaliselt selle logaritmi väärtusega.

Sulamisvooluindeksi määramine: MFR (GOST 11645--73) määramise aparaat on süstlaplastomeer, mille düüsi siseläbimõõt on 2,09 mm, varda ja selle koormusega 2,16 kg, termopaar sulandi temperatuuri mõõtmiseks, mida hoitakse indeksi määramisel konstantsena 463 K ± 0,5 (190 ± 0,5°C). Nendes tingimustes 10 minuti jooksul ekstrudeeritud materjali massi grammides nimetatakse sulamisindeksiks. Madal sulamisindeks vastab suure molekulmassiga materjalile omasele suurele sisehõõrdumisele. Seega võimaldab selle meetodiga määratud sulamisvoolu kiirus ebapiisava mõõtmistäpsuse tõttu teadaoleva ligikaudse hinnanguga klassifitseerida polüetüleeni klasse polümeeri molekulide suuruse järgi.

Näiva tiheduse (puistemassi) määramine:

Mõõtmis- ja kaalumismeetod. Meetod seisneb aine tiheduse määramises proovi massi ja selle mahu suhte järgi, mis määratakse kindlaks otsese kaalumise ja mõõtmise teel. Mahtu on võimalik mõõta muude meetoditega, näiteks ebakorrapärase või raskesti mõõdetava kujuga proovide tõrjutud vedeliku mahtu. Meetodit kasutatakse toodete ja pooltoodete (vardad, vardad, torud) tiheduse (mahumassi) määramiseks ning see annab mõõtmistäpsuse kuni 0,5% mahumõõtmise täpsusega 0,3% ja massist 0,2%.

Hüdrostaatiline kaalumismeetod. Meetod seisneb uuritava aine ja teadaoleva tihedusega vedeliku (nt destilleeritud vee) masside võrdses mahus võrdlemises. Meetod on mõeldud vormitud toodete (vardad, vardad, torud) tiheduse (puistemassi) määramiseks; see tagab mõõtmistäpsuse kuni 0,1%.

Püknomeetriline meetod. Meetod seisneb uuritava aine ja teadaoleva tihedusega vedeliku masside võrdses mahus võrdlemises. Meetodit kasutatakse vormitud toodete, press-pulbri graanulite, helveste tiheduse määramiseks; see tagab mõõtmistäpsuse kuni 0,05%.

Flotatsioonimeetod seisneb proovi tiheduse võrdlemises teadaoleva vedeliku tihedusega hetkel, mil proov läheb hõljuvasse olekusse. Meetodit kasutatakse graanulite ja mistahes vormitud toodete kujul olevate plastide (peamiselt polüolefiinide) tiheduse määramiseks Töövedelikuna kasutatakse etüülalkoholi ja vee segu. Meetod sobib polümeeride tiheduse määramiseks alates 910 kg/m3 (0,9100 g/cm3) täpsusega 0,0002 g/cm3.

Gradientkolonni meetod põhineb uuritava proovi ja silindris või torus oleva teadaoleva tihedusega vedeliku sukeldumissügavuse võrdlemisel lahusega, mille tihedus muutub sõltuvalt kõrgusest ("gradientkolonn").

Meetodit kasutatakse kilede, graanulite, kiudude ja vormitud toodete kujul olevate toodete tiheduse määramiseks. Selle meetodi täpsus sõltub vedeliku tiheduse erinevusest gradiendisamba kõrgusel. Kui veeru "tundlikkus" on 0,0001 c / cm 3 millimeetri kohta, ulatub meetodi täpsus 0,05% -ni.

Praegu on turul laialt levinud nii madala kui ka suure tihedusega polüetüleen, millest suurem osa langeb mahutitele ja pakenditele. mitmesugused tooted. Seetõttu on vaja pöörata suurt tähelepanu selle materjali kvaliteedile ja omadustele.

Tehtud töö käigus sain teada, et kõrgsurvepolüetüleen on madala tihedusega ja kuulub termoplastsete polümeeride rühma. Sellel on keemiline inerts, kergus ja tugevus, võime venitada. Sellised omadused on määranud selle kasutusala, kus polüetüleeni kasutatakse kilede, pakkematerjalide, korrosioonivastaste katete, kaablite elektriisolatsioonimaterjalide kujul, need on immutatud kanga ja paberiga.

Polüetüleeni tooraineks on etüleen ja katalüsaatorid. Kuid puhtal kujul toodetakse seda harva. Selle kaubamärkide mitmekesisust seletatakse lisandite, näiteks täiteainete, plastifikaatorite, sideainete, kõvendite, värvainete, stabilisaatorite, määrdeainete lisamisega polüetüleeni. Lisandid annavad polüetüleenile teatud spetsiifilised omadused ja parandavad selle kvaliteeti.

Samuti sain teada, et polüetüleeni polümerisatsioon toimub kõrgendatud temperatuuride ja rõhkude juures ning etüleeni termilise lagunemise või reaktsiooni pärssimise vältimiseks on vajalik pidev jälgimine. Seetõttu kasutatakse tootmises suurt hulka mõõteriistu ja automatiseerimist.

Peamised näitajad, mille järgi polüetüleeni iseloomustatakse, on selle molekulmass, tihedus ja sulamisvool. Nende näitajate järgi määratakse polüetüleeni kvaliteet laborites, aga ka tootmises endas: reaktoris, otse reaktori väljapääsu juures, valmis polüetüleenigraanulid.

Polüetüleeni tehnoloogia nõuab tootmiseeskirjade ranget järgimist, võttes arvesse mõju tehnoloogilised parameetrid valmistoote omaduste kohta, rangelt organisatsiooniline protsess. Ainult selle lähenemisviisi abil saate kvaliteetset materjali.

Polüetüleenijäätmete taaskasutamine on muutunud tänapäeval tavatult aktuaalseks teemaks, kuna see ei lagune ega saasta keskkond. Teadlased on juba välja töötanud mitmeid meetodeid polüetüleeni ringlussevõtuks, mis on võimalik selle termoplastiliste omaduste tõttu. Kuid raskuseks on vajadus võimsate seadmete ja jäätmete sorteerimise järele.

Bibliograafia

1. Shifrina V., Statsky N. Kõrgsurve polüetüleen. Teatmik - Gostkhimizdat, 1975 - lk. 45-50.

3. Kavarnovski S.N., Kozlov V.N. Orgaanilise põhisünteesi protsesside tehnoloogilised skeemid. Meetodid makromolekulaarsete ühendite algproduktide valmistamiseks. K .: Gorki, 1968 - lk. 122-124.

4. T.M. Tomilina, L.M. Zabolotnikova, V.V. Vakush, I.A. Mochalnik, N.P. Grišin. Olulisemate tööstusharude tehnoloogia alused: 2 tunniga Osa 2: Prot. Toetus ülikoolidele; Ed. I.V. Tšentsova, V.V. Vashuka. - Mn.: Vysh. kool., 1989 - lk. 79

5. Yu Kovaljov. Ülevaade Ukraina polüetüleeniturust. Ajakiri "Polümeerid-raha". Ed. V. Kuzovenko. - 2006 nr 8 - lk. 19-22.

6. O.P. Mantulo, I.M. Novikov. PET-ga polümeersed mahutid pressitakse sisse, töötlemisrajad. Ajakiri "Ukraina keemiatööstus" Toim. Yu.M. Sidorenko - 2006 nr 1 - lk. 51-53.

7. I.O. Mikulyonok. Termoplastilised komposiitmaterjalid ja nende täidised, klassifikatsioon ja soojuskilbid. Ajakiri "Ukraina keemiatööstus" Toim. Yu.M. Sidorenko - 2005 nr 5 - lk. 30-39.

8. GOST 16337-77 Kõrgsurve polüetüleen. Tehnilised andmed. Sissejuhatus 01.01.1979 - M .: IPK standardite kirjastus - 1979 - lk. 70

9. GOST 11645-73 Plastid. Termoplastilise sulatise voolavusindeksi määramise meetodid. Sissejuhatus 01.01.1975 - M .: Standardite kirjastus. 1975 – lk. 12

Majutatud saidil Allbest.ru

...

Sarnased dokumendid

Polüetüleeni tootmise peamised meetodid. Polüetüleeni tootmine kõrgel rõhul. Masspolümerisatsiooni protsess. Polüetüleeni iseloomulikud omadused. Tehnoloogiline protsess katalüsaatori lagunemine ja pesemine. Käibemäära hindamine.

abstraktne, lisatud 06.02.2012


Madala tihedusega polüetüleeni tootmismeetodid; projekteeritava tootmise tehnoloogia valik ja põhjendus. Toote omadused, selle rakendus; seadmete arvutamine ja valik; protsesside automatiseerimine. Keskkonna- ja majanduslik hindamine projekt.

lõputöö, lisatud 12.03.2011


Ajalooline teave polüetüleeni saamise ja kasutamise meetodite kohta. Etüleeni polümerisatsiooniprotsess. Tehnilised kirjeldused pooltoodete ja toote toorained. Madalsurve polüetüleeni tootmise materjalibilansi arvutamine gaasifaasi meetodil.

lõputöö, lisatud 26.01.2014


Kõrgsurve polüetüleeni omadused. Füüsikalis-keemilised omadused. Normatiiv-tehniline dokumentatsioon. Kazanorgsintez JSC esinemise ja arengu ajalugu. IDEF0-modelleerimise eesmärk ja omadused. Tootmisprotsesside mudel "Nagu on".

kursusetöö, lisatud 03.05.2015


Torude tootmisel kasutatav termoplast. Polüetüleentorude tugevusomadused. Torutooriku vormimine ja suuruse määramine. Tehnilised nõuded rakendatakse polüetüleen- ja survetorude klassidele, kvaliteedikontrolli meetodid.

kursusetöö, lisatud 20.10.2011


tööstuslik tootmine kile sünteetilistest polümeeridest (polüetüleen, polüvinüülkloriid jne) viiakse läbi pideva meetodiga polümeerisulamistest kahel viisil: kalandriga ja ekstrusiooniga tigupresside abil. Kiletoodete kasutamine.

kursusetöö, lisatud 15.05.2008


Tööstusliku polüetüleeni tootmistehnoloogia, lähteaine. Polüetüleentooted ja nende omaduste mõjutamise viisid. Tehnika madala tihedusega polüetüleentorude valmistamiseks, kasutades põhisegusid erinevates värvides.

lõputöö, lisatud 20.08.2009


Polümeerkilede üldised omadused. Tehnoloogiline protsess torukujulise kile tootmiseks madala tihedusega polüetüleenist. Pea geomeetrilise kuju koefitsiendi ja ühe kruviga ühe keermega ekstruuderi tootlikkuse arvutamine kile tootmiseks.

kursusetöö, lisatud 04.06.2014


Tehnoloogilised toimingud kasutatakse tootmisprotsessis polümeerist torud. Polüetüleeni ja polüpropüleeni põhiklassid, lisandid, trükivärvid, lakid polümeertorude tootmiseks. Torude tüübid ja nende suurused. Toru kaela peamised vormid.

test, lisatud 09.10.2010


Madala tihedusega polüetüleenist toodete tootmismeetodi valik ja põhjendus, põhi- ja abiseadmed. Tootmise tehnoloogiline skeem. Tooraine ja materjalide koguse arvutamine. Materjalibilansi koostamine.

Pakendite, nagu iga teise toote, kvaliteedi kõige olulisem tegur on materjali kvaliteet, millest need on valmistatud. Peal Sel hetkel kotid, prügikotid, toidukile on valmistatud madala, keskmise ja kõrgsurve polüetüleenist. Piisavalt suure toodanguga kasutame kõrg- ja madalrõhu polüetüleeni. Need erinevad tehniliste omaduste poolest.

Kottide tootmise tooraine tüübid

1. Kõrgsurve polüetüleen. See kottide tootmise tooraine ilmus eelmise sajandi 30. aastatel. Lihtne valmistada, LDPE on elastne, tõmbetugevus, vett ja gaasi mitteläbilaskev. See on aga oksüdatsioonitundlik ja seetõttu ei saa seda kasutada toidupakendite (kilede) valmistamiseks. Kasutame kõrge tihedusega polüetüleeni prügikottide, T-särgikottide, pakenditoodete valmistamisel.


2. Madala rõhuga polüetüleen. HDPE-d on keerulisem toota ja seda hakati tootma alles 50ndatel. Sellest tulenevalt hakati madalrõhu polüetüleenist tooteid kasutama palju hiljem. HDPE peamised eelised - kõrge vastupidavus agressiivsele keskkonnale erinevat tüüpi. Kuid HDPE on vähem vastupidav veele, madalatele temperatuuridele ja gaasile. Selline polüetüleen võib läbida vedelikku ja gaasi. HDPE kotid on valmistatud veini jaoks, kahanevad venivad kotid.


3. Edasimüük. Teisene tooraine kottide tootmiseks on sama oluline kui HDPE ja LDPE graanulid. Meie ettevõttes on see üks levinumaid tooraineliike. Sekundaarset kasutades me lihtsalt ei säästa omavahendid, samas toodame võrdselt kvaliteetseid tooteid, kuid toetume ka riigi keskkonnaolukorra parandamisele. Taaskasutame kasutatud materjali, mis muidu põletataks või maetaks prügimäele. Taaskasutatud polüetüleenist valmistatud kotte saab taaskasutada kolmandat korda. Paranduste arv on aga piiratud.
.

Kottide valmistamisel kasutame parimat toorainet!

"KSK-Supply" on ettevõte, kust saab osta ülitugevaid pakette. Jälgime hoolikalt tootmist ennast ja kottide valmistamise toorainet. Ainult parimad materjalid, mis vastavad standarditele, satuvad ettevõtte töökodadesse. Tooraine kvaliteedile tuginedes saame garanteerida lõpptoote kvaliteedi.

Polüetüleen on odavaim mittepolaarne sünteetiline polümeer, mis kuulub polüolefiinide klassi. Polüetüleen on hallika varjundiga valge tahke aine.

Esimesena uuris etüleeni polümerisatsiooni vene keemik Butlerov 1873. aastal. Kuid katse seda ellu viia tegi 1884. aastal orgaaniline keemik Gustavson.

Polüetüleeni tootmistehnoloogia + video, kuidas nad seda teevad

Kõik tegelevad polüetüleeni tootmisega suured ettevõtted naftakeemiatööstus. Peamine tooraine, millest polüetüleeni saadakse, on etüleen. Tootmine toimub madalal, keskmisel ja kõrgel rõhul. Reeglina toodetakse seda graanulitena, mille läbimõõt on 2–5 millimeetrit, mõnikord pulbrina. Praeguseks on polüetüleeni tootmiseks teada neli peamist meetodit. Selle tulemusena saame: kõrgsurvepolüetüleeni, madalsurvepolüetüleeni, keskmise rõhuga polüetüleeni, aga ka lineaarset kõrgsurvepolüetüleeni. Vaatame, kuidas MPE tootmine toimub.

Kõrgsurve polüetüleen moodustub kõrgel rõhul etüleeni polümerisatsiooni tulemusena autoklaavis või torureaktoris. Polümerisatsioon reaktoris toimub radikaalse mehhanismi abil hapniku, orgaaniliste peroksiidide, nendeks on laurüül, bensoüül või nende segud. Etüleen segatakse initsiaatoriga, kuumutatakse seejärel 700 kraadini ja surutakse kompressoriga kokku 25 megapaskalini. Pärast seda siseneb see reaktori esimesse ossa, kus seda kuumutatakse 1800 kraadini, ja seejärel reaktori teise ossa polümerisatsiooniks, mis toimub temperatuuril vahemikus 190 kuni 300 kraadi ja rõhul 130 kuni 250 megapaskalit. Kokku on etüleen reaktoris mitte rohkem kui 100 sekundit. Selle konversiooniaste on 25 protsenti. See sõltub algataja tüübist ja kogusest. Saadud polüetüleenist eemaldatakse reageerimata etüleen, misjärel toode jahutatakse ja pakendatakse.

LDPE-d toodetakse nii värvimata kui ka värviliste graanulite kujul. Madala tihedusega polüetüleeni tootmine toimub kolme peamise tehnoloogia järgi. Esimene on polümerisatsioon, mis toimub suspensioonis. Teine on lahuses toimuv polümerisatsioon. See lahus on heksaan. Kolmas on gaasifaasiline polümerisatsioon. Kõige tavalisem meetod on polümerisatsioon lahuses. Lahuse polümerisatsioon viiakse läbi temperatuurivahemikus 160–2500 kraadi ja rõhul 3,4–5,3 megapaskalit. Kontakt katalüsaatoriga toimub umbes 10-15 minutit. Polüetüleen eraldatakse lahusest lahusti eemaldamisega. Kõigepealt aurustis ja seejärel separaatoris ja granulaatori vaakumkambris. Granuleeritud polüetüleen aurutatakse veeauruga.

HDPE-d toodetakse nii värvimata kui ka värviliste graanulite kujul ning mõnikord ka pulbrina. Keskrõhu polüetüleeni tootmine toimub etüleeni polümerisatsiooni tulemusena lahuses. Keskmise rõhuga polüetüleen saadakse temperatuuril umbes 150 kraadi, rõhul mitte üle 4 megapaskali ja ka katalüsaatori juuresolekul. PSD lahusest sadestub helvestena. Ülalkirjeldatud viisil saadud produkti massikeskmine molekulmass ei ületa 400 tuhat ja kristallilisusaste ei ületa 90 protsenti. Lineaarse kõrgsurvepolüetüleeni tootmine toimub LDPE keemilise modifitseerimise abil. Protsess toimub temperatuuril 150 kraadi ja ligikaudu 30-40 atmosfääri. Lineaarne madala tihedusega polüetüleen on struktuurilt sarnane suure tihedusega polüetüleeniga, kuid erineb pikemate ja arvukate külgharude poolest. Lineaarse polüetüleeni tootmine toimub kahel viisil: esimene on gaasifaasiline polümerisatsioon, teine ​​​​polümerisatsioon vedel faas. Ta on praegu kõige populaarsem. Lineaarse polüetüleeni tootmine teise meetodi abil toimub keevkihtreaktoris. Etüleen juhitakse reaktorisse, polümeeri omakorda eemaldatakse pidevalt. Reaktoris hoitakse aga pidevalt vedeldatud kihi taset. Protsess toimub temperatuuril umbes sada kraadi, rõhul 689 kuni 2068 kN/m2. Selle polümerisatsioonimeetodi efektiivsus vedelas faasis on madalam kui gaasifaasil.

Video, kuidas seda teha:

Väärib märkimist, et sellel meetodil on ka oma eelised, nimelt: paigaldise suurus on palju väiksem kui gaasifaasi polümerisatsiooni seadmetel ja palju väiksemad kapitaliinvesteeringud. Praktiliselt sarnane on meetod Ziegleri katalüsaatorite abil segistiga reaktoris. Selle tulemuseks on maksimaalne väljund. Mitte nii kaua aega tagasi hakati lineaarse polüetüleeni tootmiseks kasutama tehnoloogiat, mille tulemusena kasutatakse metallotseenkatalüsaatoreid. See tehnoloogia võimaldab saada polümeeri suuremat molekulmassi, suurendades seeläbi toote tugevust. LDPE, HDPE, PSD ja LDPE erinevad üksteisest nii oma struktuuri kui omaduste poolest ning neid kasutatakse erinevate probleemide lahendamiseks. Lisaks ülaltoodud etüleeni polümerisatsiooni meetoditele on ka teisi, kuid neid pole tööstuses levitatud.

Peamine tööstuslik meetod LDPE tootmiseks on lahtise etüleeni vabade radikaalide polümerisatsioon temperatuuril 200-320 °C ja rõhul 150-350 MPa. Polümerisatsioon viiakse läbi erineva võimsusega 0,5 kuni 20 t/h pideva tööga seadmetel.

LDPE tootmise tehnoloogiline protsess hõlmab järgmisi põhietappe: etüleeni kokkusurumine reaktsioonirõhuni; indikaatori doseerimine; modifikaatori doseerimine; etüleeni polümerisatsioon; polüetüleeni ja reageerimata etüleeni eraldamine; reageerimata etüleeni (tagasivoolugaasi) jahutamine ja puhastamine; sulatatud polüetüleeni granuleerimine; kondiitritöö, sh polüetüleenigraanulite dehüdratsioon ja kuivatamine, analüüsikastidesse jaotamine ja polüetüleeni kvaliteedi määramine, partiide moodustamine kaubakastides, segamine, ladustamine; polüetüleeni laadimine paakidesse ja konteineritesse; pakendamine kottidesse; täiendav töötlemine - polüetüleeni kompositsioonide saamine stabilisaatorite, värvainete, täiteainete ja muude lisanditega.

2.1. TEHNOLOOGILISED SKEEMID.

LDPE tootmisrajatised koosnevad sünteesiseadmetest ning kondiitri- ja järeltöötlusseadmetest.

Gaasieraldusseadmest või hoidlast juhitakse etüleen rõhul 1-2 MPa ja temperatuuril 10-40 °C vastuvõtjasse, kuhu juhitakse tagasi madala rõhuga etüleen ja hapnik (initsiaatorina kasutamisel). seda. Segu pressitakse vaherõhuga kompressoriga kuni 25-30 MPa. on ühendatud vahepealse rõhu etüleeni tagasivooluga, surutakse reaktsioonirõhukompressori abil rõhuni 150-350 MPa ja saadetakse reaktorisse. Peroksiidinitsiaatorid, kui neid kasutatakse polümerisatsiooniprotsessis, viiakse reaktsioonisegusse pumba abil vahetult enne reaktorit. Etüleen polümeriseerub reaktoris temperatuuril 200-320 C. Sellel diagrammil on kujutatud torutüüpi reaktor, kuid kasutada võib ka autoklaavreaktoreid.

Reaktoris moodustunud sula polüetüleen koos reageerimata etüleeniga (etüleeni muundumine polümeeriks 10–30%) eemaldatakse reaktorist pidevalt läbi drosselklapi ja siseneb vaherõhuseparaatorisse, kus rõhk 25–30 Säilitatakse MPa ja temperatuur 220–270 °C. Nendes tingimustes toimub polüetüleeni ja reageerimata etüleeni eraldumine. Separaatori põhjast sulanud polüetüleen koos lahustunud etüleeniga siseneb drosselklapi kaudu madalsurveseparaatorisse. Separaatorist väljuv etüleen (keskrõhuga tagastusgaas) läbib jahutus- ja puhastussüsteemi (külmikud, tsüklonid), kus toimub astmeline jahutamine temperatuurini 30–40 °C ja eraldub madala molekulmassiga polüetüleen, mis juhitakse seejärel reaktsioonirõhu kompressori imemine. Madalrõhuseparaatoris rõhul 0,1–0,5 MPa ja temperatuuril 200–250 ° C eraldub polüetüleenist lahustunud ja mehaaniliselt kaasatud etüleen (madala rõhuga tagasigaas), mis siseneb vastuvõtjasse jahutus- ja puhastussüsteemi kaudu ( külmik, tsüklon). Vastuvõtjast suunatakse rõhutõstekompressori (vajadusel lisatud modifikaatoriga) kokkusurutud madalrõhuga tagasigaas segamiseks värske etüleeniga.

Madalsurveseparaatorist sulanud polüetüleen siseneb ekstruuderisse ja sealt saadetakse see graanulite kujul pneumaatilise või hüdraulilise transpordiga kondiitritöötlemiseks ja täiendavaks töötlemiseks.

Mõned kompositsioonid on võimalik saada primaarses granuleerimisekstruuderis. Sel juhul on ekstruuder varustatud lisaseadmetega vedelate või tahkete lisandite sisestamiseks.

Mitmel täiendaval sõlmel on traditsioonilise LDPE sünteesi tehnoloogilise skeemiga võrreldes tehnoloogiline skeem lineaarse kõrgsurvepolüetüleeni tootmiseks, mis on etüleeni kopolümeer kõrgema a-olefiiniga (buteen-1, hekseen-1). 1, okteen-1) ja saadud kopolümerisatsioonil anioonkoordinatsioonimehhanismi abil keeruliste metallorgaaniliste katalüsaatorite mõjul. Seega läbib tehasesse tarnitav etüleen täiendava puhastamise. Komonomeer - a-olefiin viiakse pärast jahutamist ja puhastamist keskmise rõhuga tagasivoolugaasi. Pärast reaktorit lisatakse desaktivaator, et vältida polümerisatsiooni toimumist polümeeri-monomeeri eraldussüsteemis. Katalüsaatorid juhitakse otse reaktorisse.

Viimastel aastatel on mitmed välismaised LDPE tootjad korraldanud LLDPE tootmist tööstuslikes LDPE tehastes, varustades neid vajalike lisaseadmetega.

Sünteesiseadmest saadud granuleeritud polüetüleen, mis on segatud veega, juhitakse polüetüleeni dehüdratsiooni- ja kuivatusseadmesse, mis koosneb veeseparaatorist ja tsentrifuugist. Kuivatatud polüetüleen siseneb vastuvõtupunkrisse ja sealt automaatsete kaalude kaudu ühte analüüsimahutitest. Analüüsikastid on ette nähtud polüetüleeni säilitamiseks analüüsi ajaks ja täidetakse ükshaaval. Pärast omaduste määramist suunatakse polüetüleen pneumaatilise transpordi abil õhusegistisse, ebakvaliteetse toote punkrisse või kaubandusliku toote punkritesse.

Polüetüleen keskmistatakse õhusegistis, et võrdsustada selle omadusi mitmest analüüsianumast pärit toodetest koosnevas partiis.

Segistist suunatakse polüetüleen kaubandusliku toote punkritesse, kust see tarnitakse raudteetankidesse, tankeritesse või konteineritesse saatmiseks, samuti kottidesse pakkimiseks. Etüleeni kogunemise vältimiseks puhastatakse kõik punkrid õhuga.

Kompositsioonide saamiseks siseneb kaubandusliku toote punkritest polüetüleen varustuspunkrisse. Stabilisaatorid, värvained või muud lisandid juhitakse toitepunkrisse, tavaliselt granuleeritud kontsentraadi kujul polüetüleenist. Dosaatorite kaudu siseneb segistisse polüetüleen ja lisandid. Segistist saadetakse segu ekstruuderisse. Pärast granuleerimist veealuses granulaatoris, vee eraldamist veeseparaatoris ja kuivatamist tsentrifuugis siseneb polüetüleenkompositsioon kaubanduslikesse tootekastidesse. Punkritest saadetakse toode saatmisele või pakkimisele.