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Polietileno de baixa densidade (PEBD)é etileno polimerizado como monômero de polimerização, peróxido como iniciador, a resina termoplástica obtida por reação de polimerização de radical livre, o peso molecular é geralmente de 100.000 ~ 500.000, a densidade é de 0,91 ~ 0,93g / cm3, é a variedade mais leve de resina de polietileno .

Possui boa maciez, extensibilidade, isolamento elétrico, transparência, fácil processamento e certa permeabilidade ao ar.Boa estabilidade química, resistência a álcalis, resistência a solventes orgânicos em geral, tem uma ampla gama de utilizações, incluindo revestimento por extrusão, filme soprado, revestimento de fios e cabos, moldagem por injeção e moldagem por sopro, moldagem oca, etc.

Devido à curta vida dos radicais livres produzidos pelo iniciador, o etileno é altamente comprimido pelo aumento da pressão de reação (110 ~ 350 MPa), de modo que sua densidade aumenta para 0,5g/cm3, o que é semelhante ao líquido que não pode ser comprimido novamente.A fim de encurtar o espaçamento molecular do etileno e aumentar a probabilidade de colisão entre radicais livres ou cadeias ativas em crescimento e moléculas de etileno, é realizada uma reação de polimerização radicalar.O polietileno de baixa densidade é produzido, portanto o polietileno de baixa densidade também é chamado de polietileno de baixa densidade de alta pressão.

Processo de produção de polietileno de baixa densidade

O processo de produção de polietileno de baixa densidade inclui principalmente compressão de etileno em dois estágios, injeção de iniciador e regulador, sistema de reação de polimerização, sistema de separação e recuperação de alta e baixa pressão, granulação de extrusão e sistema de pós-tratamento, etc.

De acordo com os diferentes tipos de reator, ele pode ser dividido em dois tipos: método de tubo de alta pressão e método de autoclave.

O processo tubular e o processo de caldeira possuem características próprias: o reator tubular possui estrutura simples, fabricação e manutenção convenientes e pode suportar maiores pressões;A estrutura do reator é complicada e a manutenção e instalação são relativamente difíceis.Ao mesmo tempo, o volume do reator é geralmente pequeno devido à capacidade limitada de remoção de calor.

De modo geral, o método do tubo é utilizado para instalações de grande porte, enquanto o método da chaleira é utilizado para instalações que produzem produtos de alto valor agregado, como EVA de qualidade especial e alto teor de acetato de vinila.

Devido às características dos diferentes processos, o método da chaleira possui cadeias mais ramificadas e melhor resistência ao impacto, o que é adequado para extrusão de resina de revestimento.O método do tubo possui ampla distribuição de peso molecular, cadeia menos ramificada e boas propriedades ópticas, o que é adequado para processamento em filmes finos.

Método de tubo de alta pressão tecnologia de produção de polietileno de baixa densidade

O diâmetro interno do reator tubular é geralmente de 25 ~ 82 mm, o comprimento é de 0,5 ~ 1,5 km, a proporção de aspecto é maior que 10.000: 1, a relação entre o diâmetro externo e o diâmetro interno geralmente não é inferior a 2 mm, e a camisa de água é usado para remover parte do calor da reação.

Até agora, o tubo é aproximadamente o mesmo método para processar o fluxo básico, a adoção de diferentes pontos de alimentação do reator, diferentes reguladores de peso molecular, iniciador e seu local de injeção, e diferentes formas de injeção de fertilizante, processamento de produto, quantidade de retorno de etileno e envia a posição, formou as diferentes características do processo.

Atualmente, a tecnologia de processo tubular madura inclui principalmente o processo Lupotech T da LyondellBasell, o processo tubular da Exxon Mobil e o processo CTR da DSM.

Processo Lupotech T

O processo LyondellBasell Lupotech T é utilizado em aproximadamente 60% da capacidade de produção nacional das plantas de polietileno de baixa densidade.A pressão de reação 260 ~ 310 MPa, temperatura de reação 160 ~ 330 ℃, taxa de conversão unidirecional de 35%, densidade do produto 0,915 ~ 0,935g / cm3, índice de fusão 0,15 ~ 50g / 10min, capacidade de produção de linha única 45 × 104T / A, o processo possui cinco características técnicas:

(1) A tecnologia do reator de pulso é adotada para realizar a abertura da válvula, a duração da abertura da válvula e a frequência de comutação no final do reator.A operação de pulso pode melhorar o efeito de mistura no reator, boa estabilidade de reação, alta taxa de conversão, reduzir a adesão à parede do reator, melhorar o coeficiente de transferência de calor e melhor efeito de remoção de calor da água da camisa;

(2) Peróxidos foram injetados em diferentes áreas do reator em quatro pontos para formar quatro seções da zona de reação;

(3) Com propileno, propanaldeído como regulador de peso molecular, introduzido pela entrada do compressor, com etileno no reator, ampla gama de produtos;

(4) O sistema de gás circulante de alta pressão pode realizar operações de autolimpeza, dissolução e desparafinação por meio de controle sequencial, reduzindo o impacto nas operações normais de produção;

(5) Configurar o sistema da estação de água quente para reduzir o consumo de água de resfriamento e recuperar o calor da reação de polimerização e do sistema de circulação de gás de alta pressão para outros dispositivos.

Processo tubular Exxon Mobil

A pressão de reação do processo de tubo Exxon Mobil é 250 ~ 310 MPa, a temperatura de reação é 215 ~ 310 ℃, a taxa de conversão é de até 40%, a densidade do produto é 0,918 ~ 0,934g / cm3, o índice de fusão é 0,2 ~ 50g / (10min), e a capacidade de produção de linha única é 50× 104T/A.O processo possui seis características técnicas:

(1) O reator de tubo de fluxo de pressão horizontal é adotado e o diâmetro do reator é expandido passo a passo ao longo da direção axial para otimizar a taxa de fluxo de gás e a queda de pressão do reator.Aumentar a estabilidade da reação, reduzir a reação de decomposição, reduzir a incrustação dentro do reator, melhorar a eficiência de transferência de calor do reator;

(2) O iniciador é injetado ao longo da direção axial do reator, que pode formar 4 a 6 zonas de reação, melhorar a taxa de conversão e flexibilidade operacional e ampla gama de produtos;

(3) Geralmente utiliza propileno como regulador para controlar o índice de fusão, produção de produtos de média densidade utilizando propanaldeído como regulador, regulador através de bomba de diafragma de alta pressão injetada duas vezes na entrada do compressor e depois com etileno no reator;

(4) usando o reator tubular quente de alimentação direta de etileno vinil e combinação de alimentação multiponto fria de liberação de calor lateral e uniforme e também pode ter o efeito de remover o calor da reação, a carga de resfriamento encamisada otimizada do reator, reduz o comprimento do reator , e fazer com que a distribuição da temperatura do reator seja suave, melhore a taxa de conversão de etileno.Ao mesmo tempo, devido à alimentação lateral multiponto, a quantidade de alimentação direta de etileno quente do reator é reduzida, a carga de calor do pré-aquecedor de entrada do reator é reduzida e o consumo de vapor de alta e média pressão é reduzido.

(5) O sistema fechado de água com regulação de temperatura é usado para fornecer água à camisa do reator para remover o calor da reação.Ao otimizar a temperatura do fornecimento de água da camisa, a eficiência da transferência de calor é melhorada, o comprimento do reator é reduzido e a taxa de conversão é aumentada;

(6) Recuperação e utilização de energia de fluido de alta pressão e alto calor descarregada do topo do separador de alta pressão.

Processo de CTR

A pressão de reação do processo DSM CTR é 200 ~ 250 MPa, a temperatura de reação é 160 ~ 290 ℃, a taxa de conversão é 28% ~ 33,1%, o máximo pode chegar a 38%, a densidade do produto é 0,919 ~ 0,928g / cm3, o índice de fusão é 0,3 ~ 65g / (10min), a capacidade máxima de fio único pode chegar a 40× 104T/A.O processo possui cinco características técnicas:

(1) Usando operação sem pulso, a pressão operacional do reator é baixa e mantém-se constante, a vazão no reator é alta, tem bom efeito de limpeza, não produz fenômeno de colagem na parede, o reator não precisa de limpeza e descalcificação, e reduz o custo de operação;

(2) O diâmetro do tubo do reator é mantido constante, o princípio direto de “passagem única” é adotado, não há sistema complexo de alimentação de linha lateral, o projeto do reator e do suporte é mais simples e o investimento é menor;

(3) a camisa do reator é resfriada por água fria, que pode produzir vapor como produto;

(4) O uso de iniciador de peróxido, a composição do gel do produto é pequena, nenhum resíduo de catalisador, o efeito de proteção ambiental é bom;Menos oligômeros foram gerados e o processo de reciclagem do gás circulante foi simplificado.

(5) Boas condições de operação e nenhuma flutuação de pressão durante a polimerização tornam os produtos de alta qualidade, especialmente os produtos de filme, com excelentes propriedades ópticas e propriedades de processamento, podem produzir a espessura mínima de filme de produtos de filme de 10μm, mas a gama de produtos é estreita, não pode produzir produtos de copolímero (EVA) com baixo índice de fusão.

Tecnologia de produção de polietileno de baixa densidade pelo método de autoclave

O processo de autoclave utiliza um reator tanque com sistema de agitação, a proporção pode ser de 2:1 a 20:1, o volume do reator tanque é de 0,75~3m3.A temperatura de reação é geralmente de 150 ~ 300 ℃, a pressão de reação é geralmente de 130 ~ 200 MPa, a taxa de conversão é de 15% ~ 21%.

Como o reator de caldeira é um recipiente de paredes espessas, a transferência de calor através da parede do reator é mais restrita do que o reator tubular, de modo que a reação é basicamente um processo adiabático e nenhum calor óbvio é removido do reator.A temperatura da reação é controlada principalmente pela injeção multiponto de alimentação de etileno frio para equilibrar o calor da reação.O reator é equipado com um agitador motorizado para uniformizar a mistura no reator e evitar pontos quentes locais.O iniciador é o peróxido orgânico, que pode ser injetado em diferentes locais ao longo da direção axial do reator para formar múltiplas seções de reação com diferentes temperaturas de operação.Não há retromistura entre as seções de reação, operação flexível e ampla gama de produtos, que podem produzir EVA copolimerizado com até 40% de acetato de vinila.

Processo Lupotech A

O processo Lupotech A usa um reator de tanque agitado, o volume do reator é de 1,2 m3, as matérias-primas e o iniciador são injetados no reator por vários pontos, a pressão de reação é 210 ~ 246 MPa, a temperatura de reação mais alta é 285 ℃, o regulador é propileno ou propano, adicionado pela entrada do compressor secundário, pode produzir uma variedade de produtos LDPE / EVA, a densidade do produto é 0,912 ~ 0,951g / cm3, o índice de fusão é 0,2 ~ 800g / (10min), o conteúdo de acetato de vinil pode aumentar a 40%, a taxa de conversão unidirecional do reator é de 10% ~ 21%, a escala máxima de projeto de linha única pode atingir 12,5 × 104t/a.

O processo LupotechA pode não apenas produzir resina revestida extrusada com cadeia mais ramificada e melhor impacto, mas também produzir produtos de película fina com ampla distribuição de peso molecular.O índice de fusão e a densidade dos produtos LDPE/EVA podem ser bem controlados pelo sistema de controle APC e produtos uniformes podem ser obtidos.A principal introdução doméstica deste processo é a petroquímica Sirbon, a petroquímica Yangzi, a petroquímica de Xangai, etc., a capacidade do dispositivo é 10 × 104T /a.

Processo de caldeira Exxon Mobil

O processo de tanque da Exxon Mobil adota um reator de tanque multizona de 1,5m3 autoprojetado.O reator tem uma proporção de aspecto maior, tempo de retenção mais longo, maior eficiência do iniciador e distribuição de peso molecular do produto mais estreita, o que conduz à produção de produtos de película fina com qualidade semelhante ao processo em tubo.

O regulador é diferente do método de tubo Exxon Mobil.É utilizado isobuteno ou n-butano, que é aumentado para 25 ~ 30 MPa através da bomba de diafragma de alta pressão, injetado duas vezes na entrada do compressor e entra no reator com etileno.

A faixa de pressão do reator é ampla e a pressão máxima de reação é de 200MPa, o que pode produzir homopolímero LDPE com baixo índice de fusão e copolímero EVA com alto teor de acetato de vinila.

O processo de tanque Exxon Mobil pode produzir produtos homopolímeros LDPE com índice de fusão de 0,2 ~ 150g/ (10min) e densidade de 0,910 ~ 0,935g/cm3.Índice de fusão 0,2 ~ 450g/ (10min) teor de acetato de vinil até 35% de produtos de copolímero de etileno – acetato de vinil (EVA).A principal introdução doméstica deste processo é o Grupo Lianhong (anteriormente Shandong Hauda), a capacidade do dispositivo é 10× 104T /a, TRINA, a capacidade do dispositivo é 12× 104T /a, etc.