Технология производства и переработки полиэтилена

    МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

    БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 

    Кафедра технологии важнейших

    отраслей  промышленности 
 
 
 
 
 
 
 

    КУРСОВАЯ  РАБОТА

    На  тему: Технология производства и переработки  полиэтилена 
 
 
 

    Студент

       ФМ, 1 курс, ДКП-2                                                                       Якусик Д. В. 
 
 
 
 

   Руководитель

      канд. техн. наук                                                                            Ковган И. П.        
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    МИНСК, 2006

    РЕФЕРАТ 

    Курсовая  работа: 37 страниц, 3 таблицы, 1 график, 6 рискнков. 

    ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, ПЛАСТМАССЫ, ПОЛИЭТИЛЕН, ТЕХНОДИНАМИКА, ДИНАМИКА ТРУДОЗАТРАТ, УРОВЕНЬ ТЕХНОЛОГИИ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА. 

    Изучена и описана технология производства полиэтилена. Дана характеристика используемого сырья и получаемой продукции.

    С целью определения варианта развития технологического процесса проведён анализ затрат живого и прошлого труда. Установлено, что вариант технологического развития – ограниченный, характер развития – трудосберегающий, вид развития – рационалистический, тип отдачи от дополнительных затрат прошлого труда – убывающий.

      Для выявления путей и закономерностей развития технологического процесса последний разбит на составляющие его элементы (переход, ход). Определены границы рационалистического развития технологического процесса и уровень технологии.

    Показано  место технологии производства пластмасс  в структуре химико-лесного комплекса. 
 
 
 
 

                                                                                                       Подпись студента 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Содержание 

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………….3

  1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА……………………………………………………………………...6
    1. Характеристика получаемой продукции – полиэтилена………………………..6
    2. Характеристика используемого сырья…………………………………………...8
    3. Характеристика технологии производства полиэтилена……………………...10
  2. ДИНАМИКА ТРУДОЗАТРАТ, ПРИ РАЗВИТИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА………………………………20
  3. УРОВЕНЬ ТЕХНОЛОГИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА…………………………………………………………………………22
  4. СТРУКТУРА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА И ЕЁ АНАЛИЗ……………………………………………………….24
  5. СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ХИМИКО-ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА И МЕСТО В НЕЙ ПРОИЗВОДСТВА ПЛАСТМАСС………………..26
    1. Технологическая структура химико-лесного комплекса……………………....26
    2. Определение направлений развития химико-лесного комплекса…………….28
  6. АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ РАЗВИТИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА……….33

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………………….36

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………………37 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ВВЕДЕНИЕ 

    Одной из важнейших отраслей народного хозяйства является химическая промышленность. Ей принадлежит определяющая роль в развитии научно-технического прогресса, повышении эффективности общественного производства, материального и культурного благосостояния трудящихся. К числу причин, обусловливающих ускоренное развитие химической промышленности, следует отнести следующие: многовариантность путей получения конечного продукта, что делает химическую промышленность легко приспособляемой к меняющейся экономической конъюнктуре; быстрые темпы обновления производства; высокую производительность труда; возможности широкого применения прогрессивных технологических и экономических принципов и форм организации (непрерывность производства, автоматизация, комбинирование, концентрация производства). Продукция химической промышленности широко используется во всех отраслях народного хозяйства: в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве – и в быту.

      Продукцию химической промышленности  можно подразделить на предметы  производственного назначения (свыше  60%) и предметы длительного или  кратковременного личного пользования (около 40%). Можно сказать, что продукция химической промышленности в равной мере определяет развитие производства средств производства и производство предметов потребления. Во многом это объясняется тем, что химическое сырьё приходит на смену природному, ресурсы которого ограничены. Производство химической продукции требует меньших трудовых и энергетических затрат на единицу конечного продукта, а, значит, имеет более низкую себестоимость.

    Среди химических продуктов пластмассы занимают важное место. Они на современном этапе – самостоятельные материалы с разнообразными физико-механическими свойствами и особенностями, с большим будущим.

    Пластическими массами называют такие материалы, которые содержат в качестве основного  компонента синтетический полимер. В одних случаях пластмассы состоят в основном из полимера с добавкой небольшого количества вспомогательных веществ (красителя, смазки, стабилизатора), а в других случаях они, кроме полимера (связующего) и вспомогательных веществ, содержат ещё наполнители и пластификаторы.

    Все синтетические полимеры делятся  на полимеризационные и поликонденсационные. Первые образуются в результате взаимодействия низкомолекулярных веществ (мономеров) без выделения каких-либо побочных продуктов. К ним относятся полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирол, политетрафторэтилен и другие. Полимеры второго типа получаются также из низкомолекулярных органических веществ, но процесс их образования сопровождается выделением побочных продуктов, в частности воды. Типичными примерами таких синтетических материалов могут служить фенолоформальдегидные, мочевидно- и меламиноформальдегидные смолы, сложные полиэфиры и другие.

    В зависимости от поведения при  повышенных температурах все синтетические  полимеры можно разделить на термопластичные и термореактивные.

    Термопластичные полимеры при нагревании размягчаются и становятся вязкожидкими, а при  охлаждении переходят в твёрдое  состояние без изменения первоначальных свойств. Термореактивные полимеры (смолы) на холоде и при нагревании превращаются в твёрдые неплавкие и нерастворимые материалы. Среди термопластов наибольшее значение имеют полиолефины (полиэтилен низкой и высокой плотности, сополимеры этилена, полипропилен, сополимеры пропилена), поливинилхлорид и сополимеры винилхлорида, полистирол и сополимеры стирола, ударопрочные пластики на основе каучуков и сополимеров стирола.

    Полиолефины обладают рядом преимуществ перед  другими видами пластмасс: 1) наибольшие потенциальные возможности с  точки зрения снижения затрат на сырьё, которое составляет 70% от стоимости полимера; 2) наличие сырьевой базы; 3) возможность значительного расширения областей применения. Как правило, каждый материал имеет своё главное назначение. Так, полиэтилен низкой плотности идёт на изготовление плёнок и листов, полиэтилен высокой плотности – для изготовления товаров бытового назначения, а полипропилен – в основном для технических целей.

    Поливинилхлорид и сополимеры винилхлорида имеют  удовлетворительные свойства и низкую стоимость. Сырьё для них доступное, а капиталовложения в производство невелики.

    Полистирольные  пластмассы также отличаются невысокой  стоимостью и широкими возможностями  по свойствам и областям применения. Значительный рост производства падает на ударопрочные материалы.

    Из  термореактивных полимеров наибольшее значение имеют фенолоформальдегидные, мочевиномеламиноформальдегидные, полиэфирные, полиамидные, кремнийорганические, полиуретановые и эпоксидные. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    I. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА И ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА

     

    1. Характеристика получаемой продукции – полиэтилена.
 

    Полиолефины представляют собой самый распространённый тип полимеров, получаемых реакциями  полимеризации и сополимеризации  этилена и α-олефинов. Наиболее распространённым среди полиолефинов является полиэтилен. Полиэтилен – термопластичный насыщенный полимерный углеводород, молекулы которого состоят из этиленовых звеньев −CH2−CH2− и имеют конформацию плоского зигзага с периодом идентичности 0,254 нм, соответствующим повторяющемуся расстоянию в углеродной цепи. Соседние молекулы находятся на расстоянии 0,43 нм друг от друга.

    В зависимости от метода получения  свойства полиэтилена – непрозрачного  в толстом слое полимера, без запаха и вкуса – заметно изменяются, особенно это проявляется в плотности, температуре плавления, твёрдости, жёсткости и прочности. Основной причиной, вызывающей различия в свойствах полиэтилена, является разветвлённость макромолекул: чем больше разветвлений в цепи, тем выше эластичность и меньше кристалличность полимера. Разветвления затрудняют более плотную упаковку макромолекул и препятствуют достижению степени кристалличности 100%; наряду с кристаллической фазой всегда имеется аморфная, содержащая недостаточно упорядоченные участки макромолекул. Соотношение этих фаз зависит от способа получения полиэтилена и условий его кристаллизации. Оно определяет и свойства полимера.

    Полиэтилен  не смачивается водой и другими  полярными жидкостями. При комнатной  температуре он не растворяется в  органических растворителях. Лишь при  повышении температуры (свыше 70°С и выше) он сначала набухает, а затем растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах. Лучшими растворителями являются ксилол, декалин, тетралин. При охлаждении растворов полиэтилена выпадает в виде порошка.

    Масла, жиры, керосин и другие нефтяные углеводороды практически не действуют на полиэтилен; полимер высокой плотности проявляет к ним большую стойкость, чем полимер низкой плотности. Полиэтилен устойчив к действию водных растворов кислот, щелочей и солей, но при температурах выше 60°С серная и азотная кислоты быстро его разрушают. Кратковременная обработка полиэтилена окислителем (например, хромовой смесью) приводит к окислению поверхности и смачиванию водой, полярными жидкостями и клеями. В этом случае изделия из полиэтилена можно склеивать. Без изменения полярности его поверхности полиэтилен только сваривается с помощью горячего воздуха (азота).

    Окисление полиэтилена кислородом воздуха, под  влиянием нагревания и воздействия  солнечного света приводящее к ухудшению  физико-механических и диэлектрических свойств, в значительной степени предотвращается введением стабилизаторов. В виде плёнок полиэтилен проницаем для многих газов (H2, О2, СО2, N2, СО, СН4, С2Н6), но практически не проницаем для паров воды и полярных жидкостей. Механические показатели полиэтилена возрастают с увеличением плотности (степени кристалличности) и молекулярной массы. В виде тонких плёнок толщиной 40-100 мкм полиэтилен обладает большой гибкостью и некоторой прозрачностью, а в виде листов приобретает большую жесткость и непрозрачность. Полиэтилен устойчив к ударным нагрузкам. Он эксплуатируется в пределах температур от -80 до 60°С (полиэтилен низкой плотности) и до 100°С (полиэтилен высокой плотности).

    Полиэтилен  обладает небольшой теплопроводимостью и большим коэффициентом термического расширения.

    По  электрическим свойствам полиэтилен, как неполярный полимер, относится  к высококачественным диэлектрикам. Диэлектрическая проницаемость изменяется с изменением частоты электрического поля, температуры в пределах от -80 до 100°С и влажности.

    Комплекс  физико-механических, химических и  диэлектрических свойств полиэтилена  позволяет широко применять его  во многих отраслях промышленности (кабельной, радиотехнической, химической, лёгкой, медицине и др.). Высокие диэлектрические свойства, малая проницаемость для паров воды позволяют использовать полиэтилен для изоляции электропроводов, изготовления кабелей, сигнальных устройств и т. д. Из полиэтилена можно получить плёнки и листы. Плёнки широко применяются для упаковки продуктов питания, для защиты от коррозии магистральных нефте- и газопроводов. В сельском хозяйстве прозрачная плёнка используется для замены стекла в теплицах и парниках; чёрная плёнка служит для покрытия почвы в целях задерживания тепла при выращивании овощей. Из полиэтиленовой плёнки изготавливают предметы домашнего обихода: плащи, скатерти, гардины, салфетки, передники, косынки и т. п. Из полиэтиленовых листов штампованием, вакуумформованием и изгибанием по шаблону получают лодки, ванны, баки. Широкое применение полиэтилен нашёл в изготовлении труб методами экструзии и центробежного литья, обладающих лёгкостью, коррозийной стойкостью, простотой монтажа, гибкостью, морозостойкостью. Путём литья под давлением из полиэтилена получают посуду, игрушки.  

    Структура потребления полиэтилена, %

    Плёнки  и листы………………..……………………….60-70

    Изоляция  электрических проводов……..……………….5-9

    Трубы и профилированные изделия……..………………1-3

    Изделия, полученные литьём под давлением………...10-12

    Изделия, полученные выдуванием………………………1-5

    Экструзионные изделия…………………………………5-10

    Прочие  изделия…………………………………………...1-8

    Таблица 1 

    Однако, наряду с широким комплексом положительных свойств, полиэтилен обладает и рядом недостатков. К ним относятся в первую очередь старение при действии солнечного света, ползучесть (развитие деформации при длительном действии статических нагрузок), образование трещин в изделиях, находящихся длительное время в напряженном состоянии, невысокая рабочая температура, недостаточная механическая прочность и в ряде случаев химическая стойкость, горючесть, непрозрачность. Ползучесть приводит к тому, что при конструировании изделий, подвергающихся длительному действию нагрузок, оперируют не разрушающим напряжением при растяжении, а пределом длительной прочности, который в несколько раз ниже и равен 2,5МПа для полиэтилена низкой плотности и 0,5 МПа для полиэтилена высокой плотности. Образование трещин в изделиях определяется действующими напряжениями, температурой и средой. Активно воздействуют на полиэтилен растворы моющих средств и полярные жидкости. Полиэтилен низкой плотности более устойчив к растрескиванию, чем полиэтилен высокой плотности [1, с.28-33].

    Обычно  выделяют три вида полиэтилена: полиэтилен высокого давления, полиэтилен низкого  давления и полиэтилен среднего давления. Некоторые физико-механические и диэлектрические свойства полиэтилена представлены в таблице [2, с.81]: 

  ПЭВД ПЭНД ПЭСД
Плотность, кг/м3 900 – 939 948 – 959 960 – 970
Число СН3-групп на 1000 атомов 20 – 30 3 – 7 1,5 – 2,5
Степень кристалличности, % 50 – 65 75 – 85 80 – 90
Разрушающее напряжение, МПа:      
     при растяжении 10 – 16 20 – 30 20 – 40
     при изгибе 12 – 17 20 – 38 25 – 40
Относительное удлинение при разрыве, % 400 – 600 300 – 800 200 – 900
Твёрдость по Бриннелю, МПа 14 – 25  45 – 59 55 – 65
Температура плавления, °С 105 – 108 125 – 135 130 – 135
Морозостойкость, °С -70 -70 -70
Коэффициент теплопроводимости, Вт/(м·°С) 0,20 – 0,33 0,22 – 0,35 0,22 – 0,35
Удельная  теплоёмкость, кДж/(кг·°С) 2,09 – 2,85 2,3 – 2,7 2,3 – 2,7
Удельное электрическое сопротивление:      
     поверхностное, Ом 1015 1014 4·1014
     объёмное, Ом·м 1014 – 1015 1014 – 1015 1015

    Таблица 2 

    1.2 Характеристика используемого  сырья 

    В промышленности полиэтилен получают полимеризацией газообразного ненасыщенного углеводорода – этилена высокой чистоты, выделяемого преимущественно из продуктов термического распада (крекинга) нефти,  пиролизом газов (этана, пропана, бутана) или жидких нефтепродуктов.

    Этилен  – СН2 = СН2 – бесцветный газ со слабым эфирным запахом; температура кипения -103,8°С, температура плавления -169,5°С, плотность при 20°С равна 1,26 кг/м3, довольно хорошо растворим в воде. Этилен содержит примеси, которые по влиянию на процесс полимеризации можно разделить на активные и инертные. Активные примеси могут приводить к сшивке макромолекул полиэтилена (ацетилен), сополимеризоваться с этиленом (пропилен), инициировать полимеризацию (кислород) и обрывать растущую цепь полиэтилена (водород, сероводород). Инертные примеси (пропан и др.) лишь разбавляют этилен. Рециркулирующий (возвратный) этилен может содержать также эфиры и альдегиды, которые, окисляясь, могут вести себя как активные примеси. Практически для получения полиэтилена высокого давления с инициатором кислородом применяют этилен с чистотой не менее 99,9%. Транспортировка этилена производится по газопроводам, в баллонах и изолированных ёмкостях в виде сжиженного газа по железной дороге и на судах.

    При получении полиэтилена используют также и катализаторы.  Катализаторами являются окислы хрома различной валентности (5 – 6% в пересчёте на CrO3), нанесённые на алюмосиликатный носитель, содержащий окись кремния и окись алюминия в массовом соотношении SiO2 : Al2O3 = 90 : 10. Его готовят пропиткой алюмосиликатного носителя водным раствором хромового ангидрида с последующей сушкой и активацией при 500°С в токе сухого воздуха в течение 5 часов. Активность катализатора зависит от пористой структуры носителя, количества окислов хрома на носителе и условий активации (особенно температуры). Активными являются носители, имеющие удельную поверхность 400 – 500 м2/г и размеры пор 3 – 6 нм. При повышении активности катализатора увеличивается скорость полимеризации этилена, но снижается молекулярная масса полимера. Катализатор очень чувствителен к примесям в этилене и растворителе (влаге, кислороду, ацетилену, серниствм соединениям, окиси и двуокиси углерода), которые легко адсорбируются на активных центрах е делают его неактивным (отравляют).

    Используют  также и катализаторы Циглера  – Натта.  Катализаторы Циглера–Натта  – комплексные металлоорганические соединения, состоящие из четырёххлористого титана и алкилов алюминия (триэтил- и триизобутилалюминия, диэтилалюминийхлорида). Они образуются при сливании растворов компонентов (в алифатических, ароматических и циклоалифатических углеводородах). Присутствие влаги и воздуха способствуют разрушению катализатора и даже его загоранию. Смешивание компонентов сопровождается химическими реакциями, одна из которых приводит к восстановлению четырёххлористого титана до трёххлористого димером триалкилалюминия по уравнению:

     

    Al2(C2H5)6+TiCl4 → Al2Cl2(C2H5)4+TiCl2(C2H5)3

    TiCl2(C2H5)2+TiCl4 → 2TiCl3C2H5

    2TiCl3C2H5 → 2TiCl3+C4H10 

    Но  катализатор, представляющий собой  комплекс из продуктов реакции и  выпадающий из раствора в виде дисперсного (коллоидного) темного порошка, имеет сложное строение. Предполагают, что он содержит активные центры на своей поверхности -    алкилалюминийхлориды, связанные координационными связями с титаналкилхлоридом и способные образовывать комплексы с этиленом и вовлекать его в реакции полимеризации.  

        

    1. Характеристика технологии производства полиэтилена
 

    Полимеризация этилена протекает по реакции  n(CH2 = СН2) → (−СН2−СН2−)n и осуществляется несколькими способами: при высоких давлении и температуре в присутствии кислорода или перекисей; при среднем давлении в присутствии оксидных катализаторов (Cr2O3, CrO3 и др.); при низком давлении в присутствии металлоорганических катализаторов (четырёххлористого титана и триэтилалюминия).

    Первым  способом получают полиэтилен низкой плотности (920 – 930 кг/м3) путём полимеризации этилена в массе непрерывным методом при давлении 150 – 300 МПа и температуре 240 – 280°С в присутствии инициаторов радикального типа (кислорода, перекисей лауроила, капроила, трет-бутила и др.) по схеме: 

                                 nCH2 = CH2 → [−CH2−CH2−]n  

    В промышленности наиболее распространён  непрерывный метод полимеризации  этилена в трубчатом реакторе змеевикового типа или в автоклаве. Технологический процесс включает следующие основные стадии: смешение этилена с инициатором и возвратным газом, сжатие этилена, полимеризация этилена, отделение непрореагировавшего этилена от полиэтилена, гранулирование и выгрузка полиэтилена. Свежий этилен чистоты не менее 99,9% из хранилища 1 под давлением 0,8 – 1,2 МПа и возвратный этилен из отделителя низкого давления 8 поступают в смеситель 2, в котором смешиваются с инициатором – кислородом [до 0,002 – 0,006% (об.)], а затем в многоступенчатый компрессор первого каскада 3. Этилен, сжатый до 25 – 30 МПа, смешивается в смесителе с возвратным этиленом из отделителя высокого давления и с температурой 40 – 45°С направляется в компрессор второго каскада 5.

    В поршневых компрессорах происходит многоступенчатое последовательное сжатие этилена. Между ступенями сжатия этилен пропускают через холодильники для охлаждения и сепараторы для отделения смазки, просачивающейся через уплотнение компрессора (вазелиновое и индустриальное масло, глицерин).

    Этилен, сжатый до 150 – 300 МПа, с температурой 70 - 75°С поступает в трубчатый реактор 6. Он может быть введён как в первую, так и последующие зоны реактора. В реакторе происходит полимеризация части этилена (на 10 – 12%) при 180 – 280°С. Смесь расплавленного полиэтилена и этилена с температурой 260 – 280°С поступает в отделитель высокого давления 7, в котором снижают давление до 25 МПа. При этом часть непрореагировавшего этилена отделяется от полиэтилена и направляется через циклон 10, холодильник 11 и фильтр 12 на смешение со свежим этиленом.

    Полиэтилен  в виде расплава из нижней части отделителя 7 поступает в отделитель низкого давления 8, в котором снижают давление до 0,13 – 0,18 МПа. Непрореагировавший этилен возвращается в цикл после последовательного прохождения циклона 13, холодильника 14, фильтра 15 и компрессора для сжатия до 0,8 – 1,2 МПа. Расплавленный полиэтилен поступает в экструдер-гранулятор 9, продавливается через фильеры, режется вращающимся ножом и затем в виде гранул, охлаждённых водой и подсушенных на вибрационном сите, передаётся в отделение для переработки. В полиэтилен при дальнейшей переработке вводят специальные добавки: термостабилизаторы, антиоксиданты, красители, пигменты.

    Трубчатый реактор состоит из прямых отрезков труб, соединённых последовательно друг с другом и снабженных рубашками. Внутренний диаметр трубок по ходу газа постепенно увеличивается (например, с 16 – 24 до 34 – 75 мм), а их общая длина достигает 350 – 1500 м. Отношение длины к диаметру состовляет 10000 – 12000. Реактор обогревается перегретой водой с температурой 190 – 200°С. В первой его части происходит подогрев этилена до 180 – 200°С, во второй части – полимеризация этилена при 180 – 280°С. Теплота реакции (96,6 кДж/моль) отводится перегретой водой с температурой 220 – 225°С.

      
 
 
 

      

                                   

                     1 
 
 

    Рис. 1 

    Схема производства полиэтилена  низкой плотности  при высоком давлении под влиянием инициатора – кислорода:

    1 – хранилище этилена; 2 – смеситель  этилена низкого давления; 3 –  компрессор первого каскада; 4 –  смеситель этилена высокого давления; 5 – компрессор второго каскада; 6 – трубчатый реактор; 7 – отделитель высокого давления; 8 – отделитель низкого давления; 9 – экструдер-гранулятор; 10, 13 – циклоны; 11, 14 – холодильники; 12, 15 – фильтры.     

    Автоклавный способ получения полиэтилена высокого давления осуществляется по схеме, близкой к схеме производства полиэтилена в трубчатом реакторе. Отличия заключаются в самом реакторе, который представляет собой автоклав с мешалкой внутренним диаметром 0,3 – 0,4 м (отношение длины реактора к диаметру равно 15 – 20, частота вращения мешалки 16 – 25 об/с), в подготовке инициаторов полимеризации (используют чаще всего перекиси и пероксиэфиры, которые растворяют в маслах и подают в автоклав с помощью плунжерных насосов) и в установке холодильника типа «труба в трубе» между автоклавом и отделителем высокого давления для охлаждения расплава полиэтилена, который может содержать остаток инициатора, и прекращения реакции полимеризации этилена. Температура подаваемого этилена 35 – 40°С, температура реакции 150 – 280°С, давление 100 – 300 МПа. Марка выпускаемого полиэтилена определяется температурой процесса, давлением в автоклаве и количеством одного или смеси различных инициаторов. При использовании смеси инициаторов процесс проводят таким образом, чтобы в автоклаве поддерживалась разная температура по зонам (двухзонный процесс), соответствующая температурам распада применяемых инициаторов и обеспечивающая производство полиэтилена с заданной полидисперсностью и средней молекулярной массой. Температура в автоклаве замеряется в четырёх – шести точках по высоте, перемешивание проводится мешалкой, вал который соединён с электродвигателем. Обогрев автоклава в период пуска осуществляется горячим воздухом через секционные рубашки, а охлаждение в период его работы – охлаждённым воздухом.

    В процессе полимеризации сначала  кислород действует непосредственно  на молекулы этилена с образованием свободных радикалов R·, легко реагирующих с этиленом (зарождение цепи): 

    R·+CH2=CH2 → R −CH2−C·H2                                                               (1) 

    Получающиеся  при этом более крупные радикалы присоединяются к другим молекулам  этилена. Этот процесс носит название реакции роста цепи