История развития производства полиэтилена
Оглавление
Введение
Изобретателем полиэтилена считается немецкий инженер Ганс фон Пехманн, который впервые случайно получил этот продукт в 1899 году. Однако это открытие не получило распространения. Вторая жизнь полиэтилена началась в 1933 году благодаря инженерам Эрику Фосету и Реджинальду Гибсону. Сначала полиэтилен использовался в производстве телефонного кабеля и лишь в 1950-е годы стал использоваться в пищевой промышленности как упаковка.[5]
Полиэтилен уже прочно вошел в повседневную жизнь современного человека, став незаменимой ее частью. В нем объединились свойства, несовместимые для других материалов: прочность и пластичность, твердость и гибкость, мягкость и абсолютная инертность к химическим реагентам. Он неподвластен бактериям гниения и грибку, период его естественного разложения составляет более 100 лет. Мы даже порой не замечаем, как много нужных и полезных вещей вокруг сделаны из полимерных материалов, среди которых именно полиэтилен занимает ведущую позицию. И это не только всем известные пакеты, но также множество окружающих нас пластмассовых изделий.
Производство полиэтилена занимает первое место во всем мировом производстве пластмасс, так как он сам по себе является одним из самых дешевых пластиков, а его применение сокращает траты на монтажные работы в несколько раз благодаря малому весу и легкой свариваемости ПЭ конструкций.[5]
Довольно часто в обозначениях используют зарубежный стандарт аббревиатуры, который отличается от Российского. Так как за рубежом главным критерием выбора гранул является плотность получаемого продукта, а не давление как в России. Из-за этого возникает путаница. Поэтому следует помнить что российские гранулы, пленки и пакеты ПЭВД соответствуют зарубежному аналогу LDPE (Low Density PolyEthylene – полиэтилен низкой плотности). Российские гранулы, пленки и пакеты ПЭНД соответствуют зарубежному аналогу HDPE (High Density PolyEthylene – полиэтилен высокой плотности).[2]
История развития производства полиэтилена
Впервые полиэтилен был получен в лабораторных условиях в 1933 — 1936 гг. английскими химиками Фосетом и Джиббсом и независимо от них советским химиком Динцесом. Полимеризацию проводили при 200 °С и давлении 100 МПа в присутствии небольших количеств кислорода. Однако трудности аппаратурного оформления процесса ненадолго задержали его развитие.[6]
Эксперимент оказался плохо воспроизводимым,но Перрин и Патон приступили к своим опытам в декабре 1936 г. И вскоре, использовав условия, подобные тем, которые применяли Фосетт и Гибсон, получили полиэтилен с высокой молекулярной массой. Более высокая молекулярная масса достигалась при более высоких значениях давления (3000 атм). Далее возникла идея, что для инициации полимеризации необходимо присутствие некоторого количества кислорода. Компания ICI подала заявку на получение полиэтилена, имеющего плотность 0,91 г/см, патент на имя Фосетта, Гибсона, Перрина, Патона в феврале 1937 г.[6]
Вскоре ICI решила увеличить производство полиэтилена и начать его промышленный выпуск. С этой целью были заказаны компрессоры для непрерывной подачи этилена под давлением 3000 атм. Эти установки были разработаны Михельсом, а экспериментальный завод был построен в Виннингтоне, который проработалс перерывами до марта 1938 г.[5]
Промышленное производство полиэтилена (алкатена) было начато в Англии в 1938 г. В этом же году была произведена 1 т полиэтилена, в 1939 г. — 10,5 т, в 1940 г. — 106 т и 576 т в 1942 г.[5]
В 1952 г. Циглером были найдены катализаторы, которые вызывали полимеризацию этилена с образованием высокомолекулярного твердого продукта при атмосферном или несколько большем давлении. Одним из таких катализаторов, нашедших широкое практическое применение, являлся комплекс триэтилалюминия с тетрахлоридом титана, а также с хлоридом или гидроксихлоридом ванадия и др.[1]
При полимеризации этилена на комплексном катализаторе Циглера реакция протекает по координационно-ионному механизму. Триэтилалюминий в этом процессе является активным восстановителем ТiС14 в TiС13. Трихлорид титана образует с другой молекулой триэтилалюминия комплекс, инициирующий полимеризацию [1].
Затем Натта разработал и обосновал теоретически возможность применения аналогичных систем на основе алкилалюминия и ТiClз для полимеризации пропилена [1].
Позже в США фирмой Philips был разработан катализатор, состоящий из оксидов металлов переменной валентности.[4] Полимеризация этилена может проводиться в присутствии оксидных катализаторов при 130—170°С и давлении 3,5—4,0 МПа в среде растворителя (углеводороды). При этом получается полиэтилен высокой плотности с молекулярной массой 140000 и более.[1]
Первоначально процесс полимеризации этилена на оксидных катализаторах в отличие от ПЭВД и ПЭНД называли процессом производства полиэтилена среднего давления ПЭСД. В последние годы, в связи с появлением новых каталитических систем этот процесс сильно приблизился к процессу получения полиэтилена низкого давления.[1]
В качестве катализаторов полимеризации наибольшее распространение получили оксиды ванадия, молибдена, вольфрама, хрома. В промышленности полимеризацию проводят в присутствии гомогенных катализаторов (в суспензии) или гетерогенных катализаторов (в суспензии или стационарном слое). В качестве гетерогенных катализаторов используют оксиднохромовые катализаторы и соединения других металлов переменной валентности.[1]
В 1968 г. Phillips Petroleumначала производить этиленгексеновые сополимеры, меющие плотность 0,92 г/см.Эти новые полиолефины получили название линейных полиэтиленов низкой плотности (ЛПЭНП), чтобы отличать их от ПЭНП. Следует отметить, что сополимеризация приводит к снижению кристалличности.[4]
Коммерческое использование линейного полиэтилена низкой плотности началось в 70-х гг. в значительной степени благодаря технологическому процессу, разработанному компанией Union Carbide.[5]
ЛПЭНД постепенно заместил ПЭНП, аналогичный производимому ICI.[5]
В 2005 г. мировое производство всех видов полиэтилена ПЭНП, ПЭВП, ЛПЭНП составило 100 млн. т/год: 27,5 млн.т/год, 43,4 млн.т/год и 29,1млн.т/год соответственно.[4]
2. Производство полиэтилена высокого давления.
2.1. Механизм и условия реакции
Полиэтилен высокого давления (низкой плотности) получают методом радикальной полимеризации при 200—270°С и 150—400 МПа в присутствии инициаторов (кислород, органические пероксиды):[1]
При использовании
в качестве инициатора
Образование пероксида этилена при высоком давлении может происходить при сравнительно низких температурах, но для его последующего распада и образования свободных радикалов необходима температура выше 150 °С.[1]
Развитие кинетической цепи заключается в последовательном присоединении к свободному радикалу молекулы мономера с образованием растущей цепи с активной концевой группой:[1]
Обрыв цепи происходит за счет рекомбинации
или диспропорционирования
Реакция диспропорционирования приводит к образованию макромолекулы с ненасыщенной концевой группой. Наличие небольшого количества двойных связей в полиэтилене подтверждается экспериментально.[1]
Обрыву цепи способствуют также некоторые примеси, играющие роль ингибиторов. Поэтому исходный этилен должен обладать очень высокой степенью чистоты.[1]
Процесс полимеризации этилена может сопровождаться реакцией передачи цепи, например, на полимер:
К атому углерода, содержащему неспаренный электрон, присоединяются молекулы мономера либо растущий макрорадикал. В первом случае продолжается рост цепи, во втором — происходит ее обрыв. В любом случае образуется длинная боковая цепь.[1]
Короткие боковые цепи, содержащие четыре-шесть атомов углерода, образуются в результате внутримолекулярной передачи цепи на начальной стадии полимеризации:[1]
С повышением температуры возрастает скорость передачи цепи и степень разветвленности полиэтилена.[1]
При температуре выше 350 °С начинается быстрый саморазогрев с быстрым нарастанием давления в реакторе, что может привести к взрыву. Эти явления некоторые авторы приписывают разложению этилена. По-видимому, на самом деле в этих условиях происходит разложение полиэтилена с последующим образованием глубококонденсированных систем с очень малым содержанием водорода (сажа). При этом выделяется тепло.[1]
При полимеризации этилена под высоким давлением в присутствии кислорода за счет распада пероксидного кольца образуются незначительные количества формальдегида.[1]
2.2. Влияние различных факторов на процесс полимеризации .
При использовании в качестве инициатора кислорода скорость инициирования описывается уравнением:
где kи — константа скорости инициирования.
Отсюда следует, что при прочих равных условиях, скорость инициирования возрастает с увеличением концентрации мономера, и что инициирование протекает по реакции второго порядка.[1]
Уравнение суммарной реакции:
Таким образом, при инициировании полимеризации кислородом скорость процесса пропорциональна концентрации мономера в степени 3/2.[1]
Влияние различных факторов на процесс полимеризации. Молекулярная масса полиэтилена, как во всяком свободнорадикальном процессе, зависит от условий полимеризации: давления, температуры, концентрации инициатора.[1]
При повышении давления скорость роста цепи при радикальной полимеризации этилена возрастает очень быстро. Так, при 150 °С и давлении 15,7 МПа скорость роста цепи в 3000 раз больше, чем при той же температуре и атмосферном давлении. При этом большое влияние на скорость реакции оказывает плотность этилена, которая при 200 °С повышается с 0,2 кг/м3 при атмосферном давлении до 450 кг/м3 при 150 МПа. В промышленности полимеризацию этилена проводят при давлениях от 150 до 400 МПа.[1]
При использовании в качестве инициатора кислорода скорость полимеризации т связана с давлением Р следующей зависимостью
где f — коэффициент, зависящий от давления.
Данные о влиянии давления на процесс, полученные различными исследователями, несколько разноречивы. Расхождение в данных объясняется как применением различных инициаторов, так и трудностью соблюдения идентичных условий полимеризации этилена (температуры и концентрации).[1]
При давлении 150 МПа и более плотность газообразного этилена приближается к плотности жидкости, достигая 450—500 кг/м3. В этих условиях давление приводит не только к увеличению числа столкновений молекул, но, вероятно, и к молекулярной ориентации и деформации. Кроме того, при высоких давлениях достигаются очень большие значения свободной энергии молекул, что резко увеличивает их активность. Таким образом, для получения полиэтилена с высокой молекулярной массой процесс проводят при высоких давлениях.[1]
С повышением температуры полимеризации этилена возрастает скорость реакции и увеличивается степень превращения этилена в полимер. Повышение температуры влияет также на свойства полиэтилена: снижаются молекулярная масса, степень кристалличности, плотность, возрастает степень разветвленности полимера.[1]
Следовательно, для получения полиэтилена с высокой молекулярной массой процесс полимеризации необходимо проводить при низких температурах. Нижний предел температуры ограничен температурой распада инициатора. Верхний предел (примерно 260—280 °С) зависит от рабочего давления в реакторе и ограничен условиями взрывобезопасности и требуемой молекулярной характеристикой полимера.[1]
Большое влияние на полимеризацию этилена оказывает инициатор. Расход инициатора обычно очень мал, так как распад одной молекулы инициатора приводит к взаимодействию многих тысяч молекул мономера. По данным различных авторов скорость реакции пропорциональна концентрации инициатора в степени от 1/2 до 1. С увеличением концентрации инициатора молекулярная масса полиэтилена снижается. Обычно и промышленных условиях концентрация кислорода не превышает 0,03 % (об.) в расчете на мономер.[1]
Продолжительность реакции влияет на степень превращения этилена до некоторого значения конверсии, определяемого расходованием инициатора. После исчерпания инициатора реакция прекращается.[1]
2.3. Особенности процесса получения ПЭВД.
Производство полиэтилена высокого давления характеризуется рядом особенностей, определяющих требования к сырью и технологическому оформлению.
Выделение большого количества тепла при полимеризации (большой экзотермический тепловой эффект реакции) ограничивает конверсию этилена 10—25%. Поэтому процесс проводится с рециркуляцией значительных количеств непревращенного этилена.[1]
Этилен, применяемый для полимеризации, должен иметь высокую степень чистоты, так как реакции, протекающие по радикальному механизму, крайне чувствительны к примесям, обрывающим полимерную цепь. Такие примеси как ацетилен и бутадиен ингибируют полимеризацию этилена. Сероводород и диоксид углерода вызывают обрыв цепи. При циркуляции этилена примеси накапливаются, и содержание их увеличивается. Поэтому на полимеризацию должен поступать этилен 99,9—99,99 %-ной степени чистоты.[1]
Для проведения процесса при давлениях 150—400 МПа требуются компрессоры сверхвысокого давления специальной конструкции. Компримирование этилена проводится в две ступени: на первой ступени этилен сжимается до 35—45 МПа обычными компрессорами высокого давления, а на второй — специальными компрессорами с использованием смазки, которая мало растворяется в этилене и не влияет на процесс полимеризации (например, белые масла).[1]
В компрессорах предусмотрены уплотнения специальных конструкций. В частности, применяются самоуплотняющиеся затворы с металлическими кольцевыми прокладками — обтюраторами. Малейшие дефекты в уплотнениях могут привести к большим потерям газа и авариям вследствие токсичности и воспламеняемости этилена. Поэтому работа установки и всех защитных устройств должна быть очень четкой и безотказной. Вся арматура — запорные и регулирующие клапаны — должна обладать большой прочностью и изготовляться из специальных сталей.[1]
Очень важен выбор предохранительных клапанов ввиду возможности повышения давления в реакторе и других аппаратах, что может вызвать взрыв. Применяются предохранительные клапаны импульсного типа с пружинами и мембранами. Реакторы должны быть толстостенными и цельнокованными.[1]
Тепловой эффект реакции получения полиэтилена высокого давления составляет 3600 кДж/кг полиэтилена. При температуре выше 350 °С может начаться разложение полимера. Поэтому должен быть обеспечен очень эффективный отвод тепла. Это основная проблема при выборе конструкции реакторов. Возможность отвода тепла лимитирует конверсию этилена. Процесс осуществляется в реакторах двух типов: змеевиковом и автоклавном с перемешивающим устройством.[1]
2.4. Типы реакторов получения ПЭНП и их сравнение.
Процесс осуществляется в реакторах двух типов: змеевиковом и автоклавном с перемешивающим устройством.[1]
- Реактор змеевикового типа представляет собой змеевик из толстостенных цельнотянутых труб с внутренним диаметром 36—50 мм и более и толщиной стенки 17—20 мм. Трубы соединены между собой калачами. Трубы и калачи имеют водяную рубашку для нагревания или охлаждения. Объем реактора (реакционной зоны) составляет 175—200 л и более. Охлаждение осуществляемся циркулирующей под давлением водой.[1]
- Реактор с перемешивающим устройством представляет собой толстостенный цельнокованный цилиндрический аппарат, снабженный винтовой мешалкой. Мешалка приводится в действие экранированным электродвигателем. Аппарат снабжен охлаждающей рубашкой со спиральным движением воды или воздуха.Этилен и инициатор могут вводиться в нескольких точках по высоте реактора.[1]
Регулирование теплового режима в реакторах разных типов-наиболее сложная задача при проведении полимеризациию.
- В реакторе с перемешивающим устройством температура поддерживается в пределах 260—280 °С. Полимеризация проводится в присутствии жидкого инициатора, который подается в реактор непрерывно вместе с этиленом. Технолбгическая схема процесса мало отличается от технологической схемы, рассмотренной выше. В ней отсутствует система дозирования кислорода, но имеется система для дозирования инициатора.[1]
- В реакторе с перемешивающим устройством основное количество выделяющегося тепла отводится циркулирующим холодным этиленом, причем температура этилена может варьироваться от 35 до —40 °С. Температура реакции может регулироваться изменением количества поступающего инициатора. Благодаря эффективному и быстрому перемешиванию температура в реакторе выравнивается. Отвод тепла через стенку незначителен из-за большого термического сопротивления толстостенного корпуса и малой удельной поверхности стенок. Для отвода тепла кроме циркуляции этилена используют ввод в зону реакции инертных жидкостей, например воды и бензола. Эти жидкости могут подаваться в нескольких точках по высоте реактора.[1]
Сравнение реакторов двух типов.
В змеевиковом реакторе, являющимся реактором идеального вытеснения, весь поток этилена находится в реакторе в течение одинакового времени, что в принципе должно способствовать более узкому молекулярно-массовому распределению получаемого полимера. Однако неравномерность распределения кислорода (основное количество кислорода расходуется в начальной зоне реакции) и изменение температуры по длине зоны реакции приводит к получению полиэтилена с широким молекулярно-массовым распределением.[1]
- Реактор с перемешивающим устройством характеризуется высокой степенью перемешивания. Несмотря на различное время пребывания в реакторе отдельных порций этилена, интенсивное перемешивание и возможность подвода инициатора в различные точки реактора создают достаточно равномерное распределение (концентрацию) инициатора в реакционном объеме. Получению однородного продукта способствует очень малый перепад температур в реакторе.[1]
В промышленности успешно используются оба типа реакторов.
2.5. Физико-механические и теплофизические свойства ПЭВД
Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) изготавливается в виде гранул. ПЭВД имеет плотность 915-930 кг/м3, температуру плавления 100-110С и температуру хрупкости до -120С, а также малое водопоглощение (около 0,02 % за месяц) и высокую пластичность. Эти физико-химические характеристики ПЭВД как вещества объясняют следующие свойства изготовленных из него предметов и материалов:[3]
- Мягкость и гибкость изделий из полиэтилена низкой плотности,
- Возможность создания из гранул ПЭВД особенно гладких и блестящих поверхностей,
- Устойчивость предметов из ПЭВД к механическим разрушениям путем разрыва и удара, а также к деформациям растяжения и сжатия,
- Высокую прочность ПЭНП при воздействии низких температур,
- Влаго- и воздухонепроницаемость ПЭНП -изделий,
- Устойчивость ПЭВД к воздействию света, в частности к солнечному излучению.[3]
Таблица1. Характеристика продукта [2,3]
Плотность, кг/м3 |
918 - 930 |
Характеристическая вязкость (ксилол, 850С), дл/г |
0,8-1,5 |
Показатель текучести расплава (1900С, масса груза 2,16 кг), г/10 мин |
0,2 - 12 |
Степень кристалличности, % |
34-43 |
Предел текучести при растяжении, МПа |
9-16 |
Прочность при разрыве, МПа |
6-17 |
Прочность при изгибе, МПа |
17-20 |
Прочность при срезе, МПа |
14-17 |
Относительное удлинение при разрыве, % |
500-800 |
Температура плавления, 0С |
103-108 |
Температура хрупкости, 0С |
-120 ÷ -45 |
Использование полиэтилена высокого давления абсолютно безопасно как для человека, так и для состояния окружающей среды, так как он не выделяет никаких токсичных веществ. Именно поэтому ПЭВД может использоваться даже для контакта с продуктами питания и при изготовлении детских товаров.[3]
3.Производство полиэтилена при низком давлении.
3.1. Механизм и условия реакции.
Реакция полимеризации на катализаторах Циглера — Натта протекает гетерогенно, так как в зоне реакции каталитический комплекс находится в виде суспензии. Позднее были предложены гомогенные катализаторы полимеризации этилена на основе соединений алюминия, титана и ванадия, таких как Аl(С2Н5)2С1 — VО(ОС2Н5)3, А1(С2Н5)2С1 — VОСl3, А1(С2Н5)3—VО(ОС2Н5)3—ТiС14 и др. Модифицирование А1(С2Н5)2С1 — VОС13 и А1(С2Н5)С12 — VОС13 спиртами обеспечивает гомогенность каталитических систем на протяжении всего процесса гомо- и сополимеризации этилена и позволяет получать полимеры с узким молекулярно-массовым распределением. Расход гомогенного катализатора в реакции меньше, чем гетерогенного катализатора Циглера, у которого в катализе принимает участие только поверхность. В присутствии гомогенного катализатора получают полиэтилен в 4—10 раз менее разветвленный, чем на катализаторах Циглера. Следовательно, химическая стойкость полимера увеличивается, так как окисление полимера начинается с третичных атомов углерода. Гомогенные катализаторы легче отмываются от полимера, чем гетерогенные, поэтому зольность полимера ниже. Значительно упрощается также схема производства.[1]
При полимеризации этилена на комплексном катализаторе Циглера реакция протекает по координационно-ионному механизму. Триэтилалюминий в этом процессе является активным восстановителем Т1С14 в TiС13. Трихлорид титана образует с другой молекулой триэтилалюминия комплекс, инициирующий полимеризацию.[1]
Полимеризацию этилена проводят в инертном углеводородном растворителе в присутствии каталитической системы, например, триэтилалюминия и тетрахлорида титана. Восстановление титана до трехвалентного сопровождается образованием нерастворимого осадка — смешанного алкилгалогенидного комплекса переменного состава. При этом выделяются продукты днспропорционирования алкильных групп — этилен и этан.[1]
Считают, что образующиеся алкилпроизводные переходных металлов способны координировать молекулы мономера. Координация молекулы мономера происходит около атома переходного металла катализатора с образованием координационной связи между ними, а полимеризация осуществляется в результате внедрений координированной молекулы мономера по связи Ме — С между переходным металлом и последним звеном растущей макромолекулы. Предполагают, что при этом возникают промежуточные π-комплексы и шестичленный координационный цикл:
Неполное восстановление TiCl4 приводит к снижению молекулярной массы полимера, которую можно регулировать, изменяя соотношение А1(С2Н5)3 : TiCl4 от 1 : 1 до 1 : 1,2. При этом получают полиэтилен с молекулярной массой 70000—350000.[1]
При избытке триэтилалюминия (2:1) молекулярная масса полиэтилена превышает 1000000. При избытке тетрахлорида титана (1:2) молекулярная масса полимера слишком мала (менее 30000).[1]
Применение алкилгалогенидов алюминия вместо триэтилалюминия также приводит к снижению молекулярной массы. В обычных условиях полимеризации характеристическая вязкость (и соответственно молекулярная масса) полиэтилена в зависимости от применяемого алкильного соединения алюминия изменяется следующим образом: А1(С2Н5)3 — 11,4; А1(С2Н5)2С1 — 4,4; А1С2Н5С12 — 2.
Аналогичное влияние оказывают следы кислорода и влаги, которые могут находиться в этилене. Для получения полиэтилена с молекулярной массой от 100 до 3000 рекомендуется применять галогенсодержащие растворители, которые затрудняют развитие цепей. Молекулярную массу полиэтилена можно регулировать не только изменением отношения А1(С2Н5)3: TiCl4, но и введением ряда добавок, например, водорода.[1]
Каталитические системы, открытые Циглером и Натта, оказались недостаточно активными, а степень их использования очень низкой (около 10%). Основная часть катализатора оставалась в полимере, что вызывало необходимость его разложения спиртом и последующей отмывки. Тем не менее этот метод получил широкое распространение.[1]
Технология производства полиэтилена низкого давления, таким образом, определяется природой применяемого катализатора и его состоянием (гетерогенный или гомогенный). Полимеризацию этилена проводят в суспензии (температура реакции ниже температуры плавления полимера), в. растворе (температура реакции выше температуры плавления полимера) или в газовой фазе.[1]
В присутствии Циглеровских каталитических систем полиэтилен низкого давления получается суспензионной полимеризацией этилена при 75—85 °С и давлении 0,2—0,5 МПа в среде индивидуальных жидких углеводородов или смесей (гексан, гептан, циклогексан, бензиновые фракции 75—95°С или 85—95 °С) каталитический комплекс — катализатор состоит из триэтилалюминия или диэтилалюминийхлорида и тетрахлорида титана. Расход триэтилалюминия или диэтилалюминийхлорида составляет примерно 0,4% в расчете на полимер. Продолжительность реакции 2—5 ч. Тепловой эффект реакции около 4200 кДж/кг.[1]
3.2. Особенности получения ПЭВП.
Процесс состоит из следующих стадий: 1) приготовление катализаторного комплекса в растворе углеводорода; 2) полимеризация; 3) разложение катализатора спиртом; 4) отделение полиэтилена от спирта; 5) отмывка полиэтилена от катализатора; 6) отделение растворителей; 7) сушка полиэтилена; 8) грануляция полиэтилена; 9) регенерация растворителей.[1]
Так как катализатор легко разрушается под влиянием кислорода воздуха и влаги, то полимеризацию очищенного от примесей этилена проводят в атмосфере чистого азота и в среде обезвоженного и очищенного от ненасыщенных соединений растворителя. Вода разлагает алкилы алюминия и хлориды титана с образованием нерастворимых гидроксидов алюминия, осаждающихся на полимере и повышающих его зольность. Кислород взаимодействует с триэтилалюминием, образуя А1(ОС2Н5)3, который не катализирует реакцию.[1]
Поэтому процесс проводят без доступа воздуха в атмосфере азота. Этилен и азот практически не должны содержать кислород [не более 0,0005% (масс.)] и влагу. В бензиновой фракции должна отсутствовать влага, а содержание спирта не должно превышать 0,001% (масс.).[1]
Для обеспечения надежного транспортирования суспензии по трубам и интенсивного перемешивания в реакторе, необходимого для эффективного теплоотвода, суспензия должна обладать достаточной подвижностью. В ходе реакции стенки реактора, холодильников, насосов, трубопроводов покрываются слоем полимера, что исключает возможность отвода тепла через стенки. Поэтому съем тепла осуществляется путем отдува части этилена с парами углеводородов, конденсации и охлаждения отдуваемого потока и возврата его в реактор.[1]
После полимеризации, для дезактивации катализатора и выделения полимера суспензию полимера подвергают обработке.[1]
Процесс разложения каталитического комплекса основан на взаимодействии составных частей комплекса со спиртами:
Получающиеся алкоголяты алюминия и титана хорошо растворимы в спиртах и углеводородах и легко отмываются от полиэтилена. Поскольку при разложении комплекса не должна присутствовать вода, то спирт абсолютируют.[1]
По окончании разложения катализатора полимер отжимают и отмывают от алкоголятов алюминия и титана. Обычно в качестве промывной жидкости используют тот же спирт или азеотропную смесь, что и для разложения катализатора. Промывка проводится в атмосфере азота. Зольность полимера не должна превышать 0,08%. Сушка полимера производится азотом в атмосферных или вакуумных сушилках.[1]
Регенерация растворителей сводится к их фильтрованию, нейтрализации кислых продуктов разложения катализатора спиртовым раствором алкоголята натрия и ректификации.[1]
3.3. Характеристика готовой продукции
Таблица 2. Характеристика продукта[3,5]
Свойства |
ПЭНД |
Плотность, кг/м3 |
945-955 |
Температура плавления, С |
130-135 |
Температура размягчения, С |
80-90 |
Молекулярная масса промышленных марок, 10-4 |
7-35 |
Модуль упругости при изгибе, МПа |
1000-1200 |
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа |
22-32 |
Разрушающее напряжение при изгибе, МПа |
20-35 |
Относительное удлинение, % |
400-800 |
Ударная вязкость, кДж/м2 |
Не ломается |
Твердость по Бринеллю, МПа |
45-60 |
Удельная теплоемкость, кДж/(кг*К) |
2,3-2,7 |
Коэффициент температуропроводности, Вт/(м*К) |
0,27 |
Коэффициент линейного расширения, 104град-1 |
2 |
Показатель текучести расплава, г/10 мин |
0,1-15 |

- История развития прокуратуры России
- История развития прокуратуры Российской Федерации
- История развития промышленного электропривода
- История развития промышленности Донбасса во второй половине ХХ века
- История развития профессиональной преступности
- История развития процессоров
- История развития процессоров Intel
- История развития прикладного программного обеспечения
- История развития прикладного программного обеспечения
- История развития прикладного программного обеспечения персонального компьютера
- История развития прикладного программного обеспечения персонального компьютера
- История развития прикладного программного обеспечения персонального компьютера
- История развития, принципы и формы экотуризма
- История развития проводных каналов связи