Получение полиэтилена – Реакция получения полиэтилена ПНД и ПВД, тип, формула

Реакция получения полиэтилена ПНД и ПВД, тип, формула

Реакция получения полиэтилена – это процесс, в котором происходит расщепление π-связи алкенов и образование линейной макромолекулы. Разрыв двойной связи олефинов обусловлен жестким влиянием среды, которое выражается в увеличении значений давления и температуры по сравнению с величинами, характерными для нормальных условий.

Тип реакции получения полиэтилена из этилена – классическая полимеризация непредельных углеводородов, свойственная всем алкенам.

Разновидности синтеза

Существует два основных варианта проведения реакции синтеза полиэтилена. Они отличаются условиями и аппаратным исполнением. В обеих ситуациях процесс проходит при повышенном давлении, температуре, в присутствии катализаторов.

Получение ПЭВД

Полиэтилен получают из этилена в результате реакции, при которой мономер переходит в активное состояние.

При воздействии температуры, значения которой достигают 320 °С, давления, повышенного до 320 мПа, инициирование вызывают образующиеся из пероксидных соединений радикалы. Полиэтилен, реакция полимеризации которого идет по радикальному механизму, имеет низкую плотность, называется продуктом высокого давления, обозначается в международном сообществе аббревиатурой LDPE.

Маленькая плотность упаковки макромолекул обусловлена присутствием разветвлений, как это отображено в уравнении реакции получения полиэтилена.

Процесс проводят в автоклавах при идеальном перемешивании или трубчатых реакторах при идеальном вытеснении продуктов.

Получение ПЭНД

При увеличении давления до 5 мПа образование полиэтилена из этилена — результат реакции без участия радикалов. Активацию мономеров обеспечивают комплексные катализаторы.

Температура до 95 °С позволяет проводить процесс в суспензии, каталитическое действие выполняют сложные неорганические соединения титана.

Реакция полимеризации полиэтилена при температуре до 120 °С проходит с участием оксидов хрома, нанесенных на силикагель.

Комплексные соединения хрома, зафиксированные на силикагеле, позволяют проводить процесс в газовой фазе при температуре, не достигающей 100 °С.

Если полиэтилен получают, используя реакцию с катализаторами, продукт представляет собой линейную макромолекулу без разветвлений, имеет большую плотность, в международной литературе обозначается аббревиатурой HDPE.

Реакция синтеза полиэтилена с комплексными катализаторами приводит к получению продукта, который можно перерабатывать из б/у состояния.

Полимер из вторичного сырья

Полиэтиленовые отходы утилизируют по технологии, включающей очистку вторичного сырья, измельчение, образование агломератов, гранул, последующую экструзию. Графическое уравнение реакции полиэтилена б/у идентично схеме получения ПЭНД потому, что повторная полимеризация не осуществляется.

Реакция получения полиэтилена б/у, по существу, является физическим процессом, при котором происходит изменения агрегатного состояния.

oplenke.ru

Производство полиэтилена

Полиэтилен занимает первое место в мировом производстве полимеров, синтезируемых методом полимеризации. Одним из методов производства является полимеризация этилена под высоким давлением. Этилен получают пиролизом предельных углеводородов в печах пиролиза с получением пирогаза.

Производством полиэтилена занимаются все крупные компании нефтехимической промышленности. Главным сырьем, из которого получают полиэтилен, является этилен. Производство осуществляется при низком, среднем и высоком давлениях. Как правило, он выпускается в гранулах, которые имеют диаметр от 2 до 5 миллиметров, иногда в виде порошка. На сегодняшний день известны четыре основных способа производства полиэтилена. В результате, получают:

1. полиэтилен высокого давления (ПВД)
2. полиэтилен низкого давления (ПНД)
3. полиэтилен среднего давления (ПСД)
4. линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД)

Полиэтилен высокого давления давления образуется при высоком давлении в результате полимеризации этилена, компримированного до высокого давления, в автоклаве или в трубчатом реакторе. Полимеризация в реакторе осуществляется по радикальному механизму под воздействием кислорода, органических пероксидов, ими являются лаурил, бензоил или их смесей. Этилен смешивают с инициатором, затем нагревают до 700°С и сжимают компрессором до 25 МПа. После этого он поступает в первую часть реактора, в которой его нагревают до 1 800°С, а потом во вторую часть реактора для осуществления полимеризации, которая происходит при температуре в пределах от 190 до 300°С и давлении от 130 до 250 МПа. Всего этилен находится в реакторе не более 100 секунд. Степень его превращения составляет 25%. Она зависит от типа и количества инициатора. Из полученного полиэтилена удаляется тот этилен, который не прореагировал, после чего продукт охлаждают и упаковывают. ПВД производят в виде как неокрашенных, так и окрашенных гранул.

Производство полиэтилена низкого давления осуществляется по трем основным технологиям:

• Полимеризация, происходящая в суспензии
• Полимеризация, происходящая в растворе. Таким раствором служит гексан
• Газофазная полимеризация

Наиболее распространенным способом считается полимеризация в растворе. Полимеризация в растворе осуществляется в температурном промежутке от 160 до 2 500°С и давлении от 3,4 до 5,3 МПа. Контакт с катализатором осуществляется примерно на протяжении 10-15 минут. Выделение полиэтилена из раствора производится удалением растворителя сначала в испарителе, а после этого в сепараторе и в вакуумной камере гранулятора. Гранулированный полиэтилен пропаривается водяным паром. ПНД производится в виде как неокрашенных, так и окрашенных гранул, а иногда и в порошке.

Производство полиэтилена среднего давления осуществляется в результате полимеризации этилена в растворе. Полиэтилен среднего давления получается при температуре примерно 150°С, под давлением не более 4 МПа, в присутствии катализатора. ПСД из раствора выпадает в виде хлопьев. Продукт, полученный вышеописанным образом, отличается средневесовым молекулярным весом не более 400 тысяч, степенью кристалличности не более 90%.

Производство линейного полиэтилена высокого давления осуществляется при помощи химической модификации ПВД. Процесс происходит при температуре 150°С и примерно 3,0-4,0 МПа. Линейный полиэтилен низкой плотности по своей структуре напоминает полиэтилен высокой плотности, однако он отличается более длинными и многочисленными боковыми ответвлениями. Производство линейного полиэтилена выполняется двумя способами:

• Газофазная полимеризация
• Полимеризация в жидкой фазе – наиболее популярный в настоящее время способ. Она осуществляется в реакторе со сжиженным слоем. В реактор непрерывно подается этилен и отводится полимер с сохранением в реакторе постоянного уровня сжиженного слоя. Процесс происходит при температуре около 100°С, давлении от 0,689 до 2,068 МПа

Эффективность данного способа полимеризации в жидкой фазе ниже, чем у газофазного, однако для него характерны и свои плюсы, а именно: размер установки намного меньше, чем у оборудования для газофазной полимеризации, и гораздо ниже капиталовложения.

Практически аналогичным является способ в реакторе с устройством для перемешивания с применением циглеровских катализаторов. При этом образуется максимальный выход продукта. Не так давно для производства линейного полиэтилена стали использовать технологию, в результате которой применяются металлоценовые катализаторы. Такая технология дает возможность получить более высокую молекулярную массу полимера, благодаря чему возрастает прочность изделия. ПВД, ПНД, ПСД и ЛПВД отличаются друг от друга, как по своей структуре, так и по свойствам, соответственно, и используются они для решения различных задач. Кроме вышеперечисленных способов полимеризации этилена имеются и иные, только в промышленности они распространения не получили.

На сегодняшний день полимер выпускается двух основных марок ПВД и ПНД.

Существуют и другие виды полиэтилена, каждый из которых имеет свои свойства и сферу применения. В гранулированный полимер в процессе производства добавляются различные красители, позволяющие получить черный полиэтилен, красный или любого другого цвета.

Получение полиэтилена высокого давления происходит в автоклавах, трубчатых реакторах. Марок ПВД изготовленных в автоклаве, согласно ГОСТу, существует восемь. Из трубчатого реактора получают двадцать один тип полиэтилена высокого давления.

Для синтеза ПНД требуется соблюдение следующих условий:

1. температурный режим – от 200 до 250°С
2. катализатор – чистый кислород, пероксид (органический)
3. давление от 150 до 300 МПа

Полимеризированная масса в первой фазе имеет жидкое состояние, после чего перемещается в сепаратор, далее в гранулятор, где происходит формовка гранул готового материала. Качества ПЭВД используются для производства упаковочных пленок, термопленок, многослойной упаковки. Также полиэтилен высокого давления применяется в автомобильной, химической, пищевой промышленностях. Из него делают качественные прочные трубы, используемые в жилом секторе.

Блок-схема

Важнейшими задачами предприятий по производству полиэтилена являются модернизация оборудования, совершенствование технологии пиролиза, конверсии, повышение мощности производства. В этом направлении «ЛЕННИИХИММАШ» выполняет следующие виды работ:

• разработка оборудования для оснащения печей пиролиза при их модернизации
• обследование существующего состояния предприятия
• анализ, технико-экономическое обоснование и выбор оптимального варианта реконструкции
• модернизация оборудования
• проектирование зданий и сооружений

Основное оборудование производства полиэтилена:

• реакторный блок
• компрессоры
• блоки рецикла высокого и среднего давления (отделитель, сепаратор, теплообменник)
• станция горячей воды с насосами
• холодильная установка
• насосы
• емкости, в т.ч. с перемешивающим устройством

Предварительное обследование существующего состояния оборудования

Холодильники рецикла высокого давления

Трубчатый реактор

Отделитель низкого давления V=12 м3	Узел конфекционирования

Опыт «ЛЕННИИХИММАШ»

В период активного строительства в СССР заводов по производству из пирогаза этилена и пропилена для последующей выработки полимерных материалов ЛЕННИИХИММАШ являлся основным разработчиком и поставщиком колонного и теплообменного оборудования низкотемпературных блоков для установок различной мощности от 45 до 300 тыс.т этилена в год (Э-45, ЭП-60, Э-100, Э-200, ЭП-300). В последующие годы для действующих производств выполнялись работы по их реконструкции с целью повышения производительности по перерабатываемому пирогазу, реализованы технические решения по стабилизации работы установок, снижению потерь целевых продуктов (повышение коэффициента извлечения), повышению качества продукции. При этом проводилось оснащение установок дополнительной аппаратурой, замена контактных устройств колонн, оптимизация технологической схемы. В низкотемпературных блоках этиленовых производств при разработке колонной аппаратуры использованы результаты проведенных ЛЕННИИХИММАШ научно-исследовательских работ, разработанные методики гидравлического расчета тарелок, результаты обследования блоков разработанного оборудования на этиленовых производствах. Для производства полиэтилена высокого давления для Новополоцкого, Сумгаитского, Томского комбинатов и производства в Германии ЛЕННИИХИММАШ было разработано специальное оборудование: поршневые этиленовые компрессора (бустер-компрессор, компрессора этилена высокого давления на оппозитной базе (I каскада – до давления 25 МПа и II каскада – до 230 МПа), реакторное оборудование, емкости. Это оборудование продолжает успешно эксплуатироваться и в настоящее время.

В 2010 году для производства ПЭВД на предприятии «Лукойл Нефтехим Бургас АД» (Болгария) разработано предложение по реконструкции технологических линий с целью увеличения мощности производства, совершенствования технологии, замены устаревшего оборудования, экономической целесообразности.

В состав действующего производства входят:

• Установка производства ПЭВД с трубчатым реактором производительностью 50 тыс. т/год (процесс фирмы АТО — Франция)
• Установка получения ПЭВД с автоклавным реактором (две технологические линии мощностью по15 тыс. т/год каждая, общей производительностью – 30 тыс. т/год) процесс фирмы ICI- Англия

Специалистами ЛЕННИИХИММАШ было проведено обследование, в процессе которого выявлены следующие резервы по основному и вспомогательному оборудованию:

По установке с трубчатым реактором резерв имеются резервы по производительности, что делает целесообразным не заменять установку в полном объеме. Возможна частичная модернизация с увеличением мощности основных технологических блоков:

• реакторный блок без демонтажа реактора
• блок компрессии с частичной заменой оборудования без изменения строительной части
• блок рецикла низкого давления сохранится без крупных изменений
• блок рецикла высокого давления требует значительной реконструкции

Предложено проектирование новой холодильной установки, которая значительно увеличит производительность, составлен перечень нового и модернизируемого оборудования блоков с основными техническими характеристиками.

Вариант реконструкция трубчатого реактора – переход на трехзонный
реактор во 2 и 3 вариантах реконструкции с введением жидкостного
инициирования

Схема работы холодильной установки

Модернизация компрессоров — Мульти компрессор бустер/первый каскад
фирмы Burckhardt

Предложено три варианта реконструкции. В зависимости от объема реконструкции суммарная производительность двух производств может быть повышена с 80 тыс.т ПЭ в год до:

• Вариант 1 – 90 тыс. т/год
• Вариант 2 – 130 тыс.т/год
• Вариант 3 – 128 тыс.т/год

В 2016 году в связи с реконструкцией цеха пиролиза и очистки газа завода этилена ПАО «Казаньоргсинтез» разработаны основные технические решения, а в 2017 году ведется техническое проектирование наружной установки « Четырехкамерная печь пиролиза этана П-810/815/820/825», в составе узла пиролиза этановой и пропановой фракции в трубчатых печах. Целью работы является привязка 4-х камерной печи, проектируемого и поставляемого компанией Technip, к существующим технологическим коммуникациям завода этилена ПАО «Казаньоргсинтез» и строительство вспомогательных объектов для обеспечения соответствия параметров, качественных и расходных показателей технологических потоков, необходимых для работы печного блока. Строительство новой 4-х камерной печи пиролиза и вспомогательных объектов предусматривается для обеспечения резервирования существующих печей пиролиза.

В состав проекта входит разработка узла нагрева и подготовки сырья и топливного газа, узла редуцирования пара, узла дозирования диметилдисульфида (ДМДС) – ингибитора коксообразования, система подготовки и насосная питательной воды, узел продувочных вод.

niihimmash.ru

Технология производства полиэтилена

Полиэтилен – полимер, синтезируемый путем полимеризации этилена в различных условиях и при разных катализаторах. В зависимости от температуры, давления и присутствия разных катализаторов возможно получение материалов с принципиально различными свойствами.

Сырье для изготовления полиэтилена

• Мономер – этилен. Представляет собой простейший олефин (или алкен), при комнатной температуре это бесцветный горючий газ, который легче воздуха.
• Вещества, необходимые для прохождения реакции. Для полиэтилена высокого давления (ПВД) может применяться кислород или пероксид в качестве инициатора реакции полимеризации. Для полиэтилена низкого давления (ПНД) используют катализаторы Циглера – Натты.
• Другие мономеры, которые могут участвовать в реакции при изготовлении сополимеров этилена с улучшенными свойствами. Например, бутен или гексен.
• Присадки и вспомогательные вещества, которые модифицируют итоговые товарные свойства материала. К примеру, некоторые присадки увеличивают долговечность материала, некоторые – ускоряют процесс кристаллизации и т.п.

Технология производства полиэтилена

На практике встречается три вида полиэтилена: низкого, среднего и высокого давления. Принципиальная разница существует между материалом низкого и высокого давления, полиэтилен среднего давления можно считать разновидностью ПНД. Потому рассматривать стоит два кардинально различных процесса полимеризации:

• Полиэтилен высокого давления (или низкой плотности) получают при температуре не менее 200 °C, при давлении от 150 до 300 МПа, в присутствии инициатора кислорода. В промышленных условиях применяют автоклавы и трубчатые реакторы. Полимеризация проходит в расплаве. Получаемое жидкое сырье гранулируют, на выходе получают небольшие белые гранулы.
• Полиэтилен низкого давления (или высокой плотности) изготавливается при температуре 100 — 150 °C при давлении до 4 МПа. Обязательное условие прохождения реакции – присутствие катализатора Циглера – Натты, в промышленных условиях чаще всего применяется смесь хлорида титана и триэтилалюминий или другие алкилпроизводные вещества. Чаще всего полимеризация проходит в растворе гексана. После прохождения полимеризации вещество проходит грануляцию в вакуумных условиях, приобретая товарную форму.

Технология производства линейного полиэтилена средней плотности и низкой плотности

Отдельно следует сказать о производстве линейного полиэтилена. Он отличается от обычного полимера тем, что имеет особую структуру: большое количество коротких молекулярных цепочек, дающих материалу особые свойства. Продукт сочетает эластичность, легкость и увеличенную прочность.

Процесс производства предполагает присутствие других мономеров для реакции сополимеризации, чаще всего – бутена или гексена, в редких случаях – октена. Наиболее эффективный способ производства – полимеризация в жидкой фазе, в реакторе с температурой около 100 °C. Для повышения плотности линейного полиэтилена применяют металлоценовые катализаторы.

unitreid-group.com

Производство полиэтилена — получение и свойства вспененного и листового полиэтилена

Что такое полиэтилен

Полиэтилен (ПЭ, PE) – один из самых первых из крупнотоннажных и самый распространенный полимерный материал. Не будет преувеличением сказать, что полиэтилен известен практически всем людям и само это понятие в быту является синонимом пластмассы, как таковой. Не специалисты часто называют полиэтиленом многие материалы, которые ничего общего с ним не имеют.

ПЭ является простейшим из полиолефинов, его химическая формула (–Ch3–)n, где n – степень полимеризации. Основными разновидностями ПЭ являются полиэтилен низкого давления (ПЭНД, ПНД), он же полиэтилен высокой плотности (ПВП, PEHD, HDPE) и полиэтилен высокого давления (ПЭВД, ПВД), он же полиэтилен низкой плотности (ПНП, PELD, LDPE). Далее мы рассмотрим эти и другие виды ПЭ подробнее.

Полиэтилен – синтетический полимер, его получают при помощи полимеризации этилена (химическое название – этен) по свободно-радикальному механизму. Крупнотоннажный синтез ПЭВД и ПЭНД производится практически всеми ведущими мировыми нефтяными и газовыми концернами. В России полиэтилен производится на нефтехимических заводах «Роснефти», «Лукойла», «Газпрома», СИБУРа, на «Казаньоргсинтезе» и «Нижнекамскнефтехиме». В странах бывшего СССР полимер выпускают в Белоруссии, Узбекистане, Азербайджане. Серийные марки полиэтилена выпускают в виде гранул размером 2-5 мм, однако существуют и марки в виде порошка, например так выпускают в продажу сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ).

Рис.1. Полимер в гранулах

История ПЭ

Полиэтилену уже более 100 лет. Впервые его получил инженер из Германии Ганс фон Пехманн в 1899 году, с тех пор он считается изобретателем этого полимера. Но, как часто бывает, важное открытие сразу не нашло применения. Оно пришло только к концу 1920-х годов, а в 1930-е годы производство полиэтилена было окончательно налажено, в чем сыграли большую роль инженеры Эрик Фосет и Реджинальд Гибсон. Изначально они синтезировали низкомолекулярный парафиновый продукт, который можно назвать полиэтиленовым олигомером. В итоге большой работы, в 1936 году изыскания инженеров по разработке установки высокого давления закончились получением патента на ПЭНП (ПЭВД). В 1938 году производство товарного полиэтилена стартовало. Первоначально он предназначался для производства оболочек телефонных кабелей и несколько позже – для выпуска упаковки.

Технологию производства полиэтилена высокой плотности (ПЭНД) начали разрабатывать также в 1920-х годах. Большую роль в производстве этого материала сыграл Карл Циглер – известный в среде пластмасс изобретатель катализаторов ионно-координационной полимеризации, самым важным из которых позже было присвоено имя Циглера-Натта. Окончательно процесс получения ПЭНД был полностью описан лишь в 1954 году и тогда же на нее был выдан патент. Промышленное производство нового полиэтилена с более высокими, чем ПЭВД свойствами стартовало несколько позже.  

Получение полиэтилена

Опишем вкратце технологию производства обоих главных типов полиэтиленов.

1. ПЭВД (LDPE)

Этот полиэтилен, как понятно из названия, синтезируют при повышенном давлении. Синтез обычно проводят в реакторе трубчатого типа или автоклаве. Синтез проходит под действием окислителей – кислорода, пероксидов или и того, и другого. Этилен смешивают с инициатором полимеризации, сжимают до величины давления в 25 МПа и нагревают до 70 градусов С. Обычно реактор состоит из двух ступеней: в первой смесь еще больше разогревают, а во второй уже непосредственно проводят полимеризацию при еще более жестких условиях – температуре до 300 градусов С и давлении до 250 МПа.

Стандартное время нахождения этиленовой смеси в реакторе 70-100 секунд. За этот промежуток 18-20 процентов этилена преобразуется в полиэтилен. Затем непрореагировавший этилен отправляется на рециркуляцию, а получившийся ПЭ охлаждают до и подвергают грануляции. Полиэтиленовые гранулы вновь охлаждаются, сушатся и отправляются на упаковку. Полиэтилен низкой плотности производят в форме неокрашенных гранул.

1. ПЭНД (HDPE)

ПНД (ПЭ высокой плотности) производят при низком давлении в реакторе. Для синтеза применяют три основные вида техпроцесса полимеризации: суспензионный, растворный, газофазный.

Для производства ПЭ чаще всего применяют раствор этилена в гексане, который нагревают до 160-250 градусов С. Процесс проводят при давлении 3,4-5,3 МПа в течение времени контакта смеси с катализатором 10-15 минут. Готовый ПЭНД отделяют при помощи испарения растворителя. Гранулы получившегося полиэтилена проходят пропарку паром при температуре выше Т плавления ПЭ. Это нужно для перевода в водный раствор низкомолекулярных фракций ПЭ и удаления следов катализаторов. Как и ПЭВД, готовый ПЭНД обычно бывает бесцветным и отгружается в мешках по 25 кг, реже в биг-бэгах, цистернах или другой таре.

Виды полиэтилена

Помимо детально описанных в этой статье ПЭНД и ПЭВД промышленностью производятся и используются другие многочисленные типы полиэтиленов, основными группами из которых являются:

ЛПНП, LLDPE — линейный полиэтилен низкой плотности. Этот тип завоевывает всё большую популярность. По свойствам этот полиэтилен подобен ПЭВД, однако превосходит его по многим параметрам, в том числе по прочности и стойкости изделий к короблению.  

mLLDPE, MPE — металлоценовый ЛПЭНП.

MDPE — ПЭ средней плотности.

ВМПЭ, HMWPE, VHMWPE — высокомолекулярный.

СВМПЭ, UHMWPE — сверхвысокомолекулярный.

EPE — вспенивающийся.

PEC – хлорированный.

Также существует большое количество сополимеров этилена с различными другими мономерами. Наиболее известными из них являются сополимеры с пропиленом, которые производят под общими названиями рандом- или статсополимер и блоксополимер. Помимо них производят сополимеры этилена с акриловой кислотой, бутил- и этилакрилатом, метилакрилатом и метилметилакрилатом, винилацетатом и т.д. Существуют и эластомеры на основе этилена, их обозначают аббревиатурами POP и POE.

Свойства полиэтилена

Говоря о характеристиках ПЭ нужно понимать, что свойства различных типов этого полимера сильно отличаются. Рассмотрим, как и в случае с синтезом, показатели двух наиболее распространенных типов.

1. ПЭ высокого давления (LDPE)

Молекулярная масса ПЭВД колеблется от 30 000 до 400 000 атомных единиц.

ПТР в зависимости от марки варьируется от 0,2 до 20 г/10 минут.

Степень кристалличности ПВД примерно составляет 60 процентов.

Температура стеклования равна минус 4 градуса С.

Температура плавления марок материала от 105 до 115 градусов С.

Плотность около 930 кг/куб.м.

Технологическая усадка при переработке от 1,5 до 2 процентов.

Основное свойство структуры полиэтилена высокого давления – разветвленное строение. Отсюда проистекает его низкая плотность, обусловленная рыхлой аморфно-кристаллической структурой материала на молекулярном уровне.

1. ПЭ низкого давления (HDPE)

Молекулярная масса ПЭНД колеблется от 50 000 до 1 000 000 атомных единиц.

ПТР в зависимости от марки варьируется от 0,1 до 20 г/10 минут..

Степень кристалличности ПНД составляет от 70 до 90 процентов.

Температура стеклования равна 120 градусов С.

Температура плавления марок материала от 130 до 140 градусов С.

Плотность около 950 кг/куб.м3.

Технологическая усадка при переработке от 1,5 до 2,0 процентов.

1. Общие свойства полиэтиленов

Химические свойства. ПЭ имеет низкую газопроницаемость. Его химстойкость зависит от молекулярной массы и от плотности полимера. ПЭ инертен к разбавленным и концентрированным основаниям, растворам всех солей, некоторым сильнейшим кислотам, органическим растворителям, маслам и смазкам. Полиэтилен не стоек к 50-процентной азотной кислоте и галогенам, например чистому хлору и брому. Причем бром и йод имею свойство диффузии сквозь полиэтилен.

Физические характеристики. Полиэтилен является эластичным достаточно жестким материалом (ПЭВД – существенно мягче, ПЭНД – жестче). Морозостойкость изделий из полиэтилена – до минус 70 градусов С. Высокая ударная вязкость, прочность, хорошие диэлектрические характеристики. Водо- и паропоглощение у полимера невысокое. С точки зрения физиологии и экологии ПЭ является нейтральным инертным веществом, без запаха и вкуса.

Эксплуатационные свойства полиэтилена. Деструкция ПЭ в атмосфере начинается с температуры 80 градусов С. Полиэтилен без специальных добавок не стоек к солнечной радиации и больше всего к ультрафиолету, легко подвергается фотодеструкции. Для уменьшения этого эффекта в композиции ПЭ добавляют стабилизаторы, например сажу для светостабилизации. Полиэтилен не выделяет вредные для здоровья и природы химикаты в окружающую среду, при этом он самостоятельно разлагается очень медленно – процесс занимает десятилетия. ПЭ довольно пожароопасен и поддерживает горение, этот факт нужно учитывать при его использовании.

Применение полиэтилена

Полиэтилен является самым популярным полимером в мире. Он неприхотлив в переработке и отлично поддается повторному использованию. Получить изделия из полиэтилена можно практически всеми разработанными на сегодняшний день методами переработки пластмасс. Он не требователен к качеству и конструкции оборудования и оснастке, ПЭ не нуждается в специальной подготовке перед переработкой, например сушке. Индустрией концентратов и добавок к полимерам производится огромное количество суперконцентратов пигментов для ПЭ и на основе полиэтилена. Во многих случаях они применимы для окраски в массе изделий не только из других полиолефинов, но и прочих полимеров.

Рис.2. ПНД трубы

В случае переработки полиэтилена методом экструзии получают пленку, применяющуюся на каждом шагу как в чистом виде, так и в виде пакетов в упаковке, фасовке, сельском хозяйстве; ПЭ трубы для водоснабжения и газа; оболочки кабелей; листы; вспененные профили и т.д..

Литьем полиэтилена под давлением производят многочисленные упаковочные изделия, например крышки и пробки, баночки. Также литьем производят медицинские изделия, хозяйственные товары бытового назначения, канцтовары, игрушки.

Полиэтилен можно переработать экструзионно-выдувным и инжекционно-выдувным формованием, ротоформованием, каландрованием, а также пневмо- или вакуумформованием из листов.

Более редкие, специализированные типы полиэтилена, например сшитый, хлорсульфированный, сверхвысокомолекулярный используют во многих отраслях, но больше всего в строительстве. Например сверхвысокомолекулярный ПЭ входит в состав композиций для выпуска оболочек оптиковолоконного кабеля. Армированный полиэтилен, в отличие от чистого полимера, может являться конструкционным материалом. Изделия из ПЭ хорошо поддаются сварке любыми методами: термоконтактным, газовым, с применением присадочного прутка, трением и т.п.

Экология и вторичное использование полиэтилена

В последние годы полиэтилен подвергается серьезному давлению из-за своей якобы не экологичности. На самом деле этот материал – один из самых безопасных. Проблема ПЭ в том, что это основной полимер, применяемый для производства пленок, в том числе тонких, и пакетов из них. Не имея адекватной политики по раздельному сбору мусора, многие низкоразвитые страны занимаются захоронением огромного количества ПЭ отходов, что приводит к попаданию полиэтилена в окружающую среду и водные ресурсы и загрязнению их.

Рис.3. Пакеты для мусора – типичное применение вторичного ПЭ

При этом в случае правильного сбора и сортировки мусора, полиэтиленовые отходы становятся ценным ресурсом и отличным вторичным сырьем. Уже достаточно большое количество предприятий в странах бывшего СССР закупают отходы полимера для переработки во вторсырье, получением гранул и последующим использованием в своем производстве или продажей вторичного ПЭ на рынке. Таким образом загрязнение планеты полиэтиленом должно в скором времени сойти на нет.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

e-plastic.ru

6.Свойства полиэтилена и способы его получения.

ПЭ – термопластичный, насыщенный, полимерный УВ, молекулы которого состоят из звеньев (-СН2-СН2-). В зависимости от метода получения свойства ПЭ заметно изменяются, особенно , твердость, жесткость и прочность. ПЭ – непрозрачный полимер без запаха и вкуса. В ПЭ одновременно с кристаллизованной фазой всегда присутствует фаза аморфная. Соотношение их зависит от способа получения ПЭ и условий его кристаллизации. Соотношение этих фаз определяет и многие свойства полимера. Ассортимент ПЭ очень широки в зависимости от требований. В последнее время очень часто стали использовать линейный ПЭ низкой плотности. Его получают полимеризацией этилена в газовой фазе в присутствии сомономеров (гексен, октен). Его получают в виде порошка при низком давлении суспензионным способом. Эта марка ПЭ отличается от обычных марок ПЭ более высокими прочностными характеристиками, более высокой износостойкостью, большой стойкостью к ударным нагрузкам, к различным агрессивным средам. Он способен сохранять свойства в широком интервале t. ПЭ не смачивается водой и др. полимерными жидкостями. При комнатной t он не растворяется в органических растворителях и только при повышении t он сначала набухает, а потом растворяется в ароматических и хлорированных УВ. лучшими растворителями являются ксилол, декалин, тетралин. При охлаждении растворов ПЭ выпадает в виде порошка. Масла, жиры, керосин и др. нефтяные УВ практически не действуют на ПЭ. ПЭ устойчив к действию водных растворов кислот, щелочей, солей, но при t выше 60, серная и азотная кислота его разрушают. ПЭ обладает низкой теплопроводностью и большим коэффициентом термического расширения. По электрическим свойствам ПЭ неполярный полимер и поэтому он высококачественный диэлектрик.

Кроме положительных свойств ПЭ имеет недостатки: старение под действием солнечного света, длительных нагрузок, даже при невысоких t. У него недостаточная механическая прочность, горючесть низкая – это непрозрачный полимер. Полиолефины – самый распространенный тип полимера, получаемый реакцией полимеризации или сополимеризации этилена и др. олефинов.

По традиционной классификации в зависимости от способа получения бывают ПЭ высокого давления (ПЭВД) – высокомолекулярный продукт, который получается полимеризацией этилена, при высокой t до 300 и высоким Р до 250МПа в присутствии инициаторов радикального типа. ПЭНД получают при давлении до 6МПа в присутствии комплексных металлоорганических катализаторов.

7.Процесс получения полиэтилена. Характеристика основного оборудования.

ПЭ – термопластичный, насыщенный, полимерный УВ, молекулы которого состоят из звеньев (-СН2-СН2-). В зависимости от метода получения свойства ПЭ заметно изменяются, особенно , твердость, жесткость и прочность. ПЭ – непрозрачный полимер без запаха и вкуса. В ПЭ одновременно с кристаллизованной фазой всегда присутствует фаза аморфная. Соотношение их зависит от способа получения ПЭ и условий его кристаллизации. Соотношение этих фаз определяет и многие свойства полимера. В последнее время очень часто стали использовать линейный ПЭ низкой плотности. Его получают полимеризацией этилена в газовой фазе в присутствии сомономеров (гексен, октен). Его получают в виде порошка при низком давлении суспензионным способом. Эта марка ПЭ отличается от обычных марок ПЭ более высокими прочностными характеристиками, более высокой износостойкостью, большой стойкостью к ударным нагрузкам, к различным агрессивным средам. Он способен сохранять свойства в широком интервале t. ПЭ не смачивается водой и др. полимерными жидкостями. При комнатной t он не растворяется в органических растворителях и только при повышении t он сначала набухает, а потом растворяется в ароматических и хлорированных УВ. лучшими растворителями являются ксилол, декалин, тетралин. При охлаждении растворов ПЭ выпадает в виде порошка. Масла, жиры, керосин и др. нефтяные УВ практически не действуют на ПЭ. ПЭ устойчив к действию водных растворов кислот, щелочей, солей, но при t выше 60, серная и азотная кислота его разрушают. ПЭ обладает низкой теплопроводностью и большим коэффициентом термического расширения. По электрическим свойствам ПЭ неполярный полимер и поэтому он высококачественный диэлектрик.

Кроме положительных свойств ПЭ имеет недостатки: старение под действием солнечного света, длительных нагрузок, даже при невысоких t. У него недостаточная механическая прочность, горючесть низкая – это непрозрачный полимер. Полиолефины – самый распространенный тип полимера, получаемый реакцией полимеризации или сополимеризации этилена и др. олефинов.

По традиционной классификации в зависимости от способа получения бывают ПЭ высокого давления (ПЭВД) – высокомолекулярный продукт, который получается полимеризацией этилена, при высокой t до 300 и высоким Р до 250МПа в присутствии инициаторов радикального типа. ПЭНД получают при давлении до 6МПа в присутствии комплексных металлоорганических катализаторов.

Оборудование: Трубчатый реактор состоит из прямых отрезков труб, которые соединены изогнутыми трубами – колачи. Они последовательно соединены друг с другом и снабжаются рубашками. Реактор подогревается перегретой водой с t=190-200. В 1-ой части реактора происходит подогрев этилена до 180-200, во 2-ой – полимеризация этилена при t=180-190. Если реатор трехзонный, то инверсия 20-30%. Реактор – автоклав смешалкой. В автоклаве более равномерный тепловой режим, металлоемкость схемы ниже. В трубчатом реакторе лучше получают ПЭ, который используется для получения пленочных мат-в, в автоклаве – применяестя для изготовления покрытий для изоляции.

studfiles.net

Полиэтилен метод получения — Справочник химика 21

    Классификация. По методам получения все высокомолекулярные соединения можно разделить на три группы природные (например, белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, натуральный каучук), синтетические (полиэтилен, полихлорвинил и др.) и искусственные, которые получены путем химической модификации природных полимеров. [c.378]
    Полиэтилен — кристаллический полимер при температуре около 20 °С степень кристалличности полимера достигает 50—90% (в зависимости от метода получения). [c.5]

    Чем различаются полиэтилен низкого давления и полиэтилен высокого давления по свойствам и методу получения  [c.405]

    Полимерные материалы получают главным образом в результате реакций полимеризации, сополимеризации и поликонденсации. Ассортимент высокомолекулярных соединений, а также варианты технологического оформления их получения и каталитические системы, используемые при этом, чрезвычайно разнообразны. Один из наиболее распространенных полимеров — полиэтилен, производство которого непрерывно возрастает и совершенствуется. Повышенный интерес к полиэтилену вызван такими его качествами, как высокая химическая и радиационная стойкость, хорошие диэлектрические свойства, низкая газо- и влагопроницаемость, легкость и безвредность. Из трех известных (основных) промышленных методов получения полиэтилена — полимеризацией этилена при высоком, среднем и низком давлении — в СССР получили распространение первый и последний способы. [c.138]

    Синтез полиэтилена из диазометана. Большой научный интерес представляет метод получения полиэтилена из диазометана СН.2К2, так как синтезированный этим методом полиэтилен может служить моделью строго линейного высокомолекулярного кристаллического полимера с наиболее регулярным строением макромолекул. [c.197]

    Разработан простой метод получения пленок толщиной от 0,0125 мм и шириной несколько метров. Из цилиндрических прессованных заготовок можно получить пленки толщиной 70—80 ц, приобретающие при последующей раскатке до толщины 30 ц прочность на растяжение 800 кг/см , а при растяжении до толщины 18—20 (х — до 2300 кг см в направлении растяжения [50]. Полиэтиленом могут покрываться металлы, дерево, материя, бумага, керамика бумага и материя могут также пропитываться полиэтиленом. Из полиэтилена изготовляются многие медицинские инструменты он применяется в пластической хирургии, в протезной технике и т. д. [c.772]

    Сравнение методов получения твердых полиэтиленов и их характеристики, [c.328]

    Как уже говорилось, пластмассы разделены в зависимости от методов получения на полимеризационные и конденсационные. В полимеризационные пластмассы входят полиолефины (полиэтилен, полипропилен и др.), полистирол, полихлорвинил, полиформальдегид, полиакрилаты и т. д., производство их превышает 60% от производства пластмасс. На конденсационные пластмассы приходится 40% производства пластмасс. Сюда относятся фенольно-формальдегидные, мочевино-формальдегидные, полиэфирные смолы и др. В промышленности получается около 20—30 основных типов высокомолекулярных соединений. Среди одного типа полиуретановых смол насчитывается более двух десятков отдельных марок (модификаций), но полиуретаны представляют один тип пластмасс. [c.120]

    В статьях Циглера с сотрудниками [10—12,152—154] описывается новый метод полимеризации этилена при низком давлении. Применяя открытые им металлоорганические катализаторы, в присутствии четыреххлористого титана в качестве сокатализа-тора, авторы разработали метод получения полиэтилена с мол. в. 10 000—3 ООО ООО при давлении 1—10 атм. Полимеризация этилена проводится в среде алифатических или ароматических углеводородов (наилучший растворитель — дизельное масло), в которых растворяются триэтилалюминий и сокатализатор (суммарное их количество % от веса растворителя). В случае пропускания этилена через раствор катализатора в углеводороде полимеризация начинается при комнатной температуре, которая затем повышается постепенно до скорость полимеризации этилена, выраженная в количестве поглощенного этилена, составляет 200 л час на 1 л раствора катализатора, причем практически этилен поглощается полностью. Образовавшуюся кашеобразную суспензию полиэтилена обрабатывают безводным спиртом для разложения катализатора, содержащегося в реакционной массе при достаточно хорошей промывке можно получить полиэтилен с содержанием золы- 0,01%. Изменяя условия опыта, в частности изменяя соотношения между катализатором и сокатализатором, можно регулировать молекулярный вес образующегося полиэтилена. [c.179]

    Преподаватель сообщает, что различают два основных метода получения полиэтилена полимеризацию при высоком давлении и полимеризацию с катализаторами Циглера — Натта при низком давлении. Полиэтилен, полученный первым путем, представляет собой эластичную полупрозрачную массу, стойкую к механическим и химическим воздействиям. Молекулярный вес его около 50 000, строение молекулы — линейные цепи. Условия процесса жидкий этилен, инициатор О2 и давление 1000—2000 атм. Процесс Циглера — Натта позволяет получить полиэтилен с очень высоким молекулярным весом — до 3 ООО ООО. [c.168]

    Известны два основных метода полимеризации этилена а) высокого давления и б) низкого давления (металлоорганический метод). По первому, исторически более раннему способу (полиэтилен впервые получен в 1933 г.) главным фактором, определяющим течение реакции, является высокое давление по второму — металлоорганические комплексные катализаторы. Полиэтилен высокого давления  [c.69]

    Полиэтилен представляет собой высокомолекулярный продукт полимеризации этилена. В зависимости от метода получения различают полиэтилен высокого, среднего и низкого давления. [c.167]

    Радиационное сшивание полимеров как метод улучшения физических и механических свойств изучают в течение многих лет [175]. Действительно, радиационно-сшитый полиэтилен уже в течение многих лет выпускается в промышленных масштабах. Как упоминалось выше, облучение полимеров в присутствии мономера (набухшего в мономере или даже не набухшего, см. разд. 7.2 и 7.4) является также общепринятым методом получения привитых сополимеров [176, 363, 698, 699]. Интересный класс полимерных систем был получен при попытке увеличения эффективности сшивания и прививки за счет введения в систему, подвергающуюся облучению, способных к сшиванию полифункциональных мономеров. [c.195]

    Полиэтилен (политен) —углеводородный полимер с формулой (СНг) , получаемый полимеризацией этилена с использованием гетерогенного катализа или очень высоких давлений. Молекулярны

www.chem21.info

Способ — получение — полиэтилен

Способ — получение — полиэтилен

Cтраница 1

Способ получения полиэтилена для пористой изоляции состоит в нанесении тонкого слоя порофора на гранулы. Приготовленную смесь засыпают порциями в смеситель, где находятся гранулы полиэтилена, которые предварительно смешивают с небольшим количеством минерального масла; последнее тонким слоем обволакивает каждую гранулу. Смеситель должен вращаться, причем лучше на несимметрично расположенных осях. Такой способ обеспечивает прочное сцепление порофора с полиэтиленом и однородность изоляции из пористого полиэтилена.  [1]

Способ получения полиэтилена на окисных катализаторах в сравнении с получением при низком давлении, требующем ме-таллорганические катализаторы, более экономичен, так как осуществляется в присутствии простых и дешевых катализаторов, безопасных в обращении и позволяет более простым способом регенерировать растворитель.  [2]

Способ получения полиэтилена низкого давления имеет ряд преимуществ по сравнению со способом получения полиэтилена высокого давления: отсутствие необходимости применения аппаратов высокого давления; меньшие капиталовложения; высокая ( почти 100 % — ная) конверсия этилена за один проход.  [3]

Патентуется способ получения полиэтилена и его сополимеров с использованием в качестве катализатора 0 001 — 1 мол. R) ( R) BX, где X -галоид, группа OR или — OB ( R) ( R), причем R, R, R, R представляют собой насыщенные алкилы с 1 — 12 атомами С, циклоалкилы с 3 — 12 атомами С или ароматические углеводородные радикалы с 6 — 10 атомами углерода в ароматическом кольце.  [4]

Недостатком описанного выше способа получения полиэтилена является необходимость использования сложного компрессорного хозяйства для создания весьма высоких давлений. Только сравнительно недавно найден путь для активирования молекул этилена с помощью катализаторов, который открыл возможность получения высокомолекулярного полиэтилена при низком и даже атмосферном давлении.  [5]

Циглсром с сотрудниками [320] способ получения полиэтилена и других полиолефинов при низком давлении ( 1 — 5 атм) и температуре до 60 с использованием в качестве катализаторов солей тяжелых металлов переменной валентности в смеси с алкилами и гидридами некоторых металлов. Вместе с тем, интенсивно развивается и получение полиэтилена при давлении 35 — 40 атм и температуре 125 — 150 в присутствии окислов металлов.  [6]

Советскими учеными [247] разработан способ получения от-крытопористого полиэтилена, свободного от указанных выше недостатков. Такие фильтры имеют поры диаметром 0 1 — 5 0 мкм, объемный вес 450 — 700 кг / м3 и газопроницаемость соответственно 20 — 60 см / атм-сек.  [7]

В связи с расширением способов получения полиэтилена имеется тенденция подразделять его на типы не по способу производства, а по его плотности. Поэтому теперь полиэтилен, получаемый при высоком давлении, называется полиэтиленом низкой плотности, а полиэтилен низкого давления — полиэтиленом высокой плотности; полиэтилен, полученный при среднем давлении, называется полиэтиленом средней плотности.  [9]

Таким образом, описанный нами способ получения полиэтилена полимеризацией этилена в присутствии триэтилсилана и четыреххлористого титана приводит к получению продукта, который практически не отличается от полиэтилена, получаемого по Циглеру при низком давлении.  [10]

В настоящее время известно несколько способов получения полиэтилена при низком давлении, исключающих применение комплексных металлоорганических катализаторов. По способу фирмы Standard Oil of Indiana [12], разработанному в 1951 — 1952 гг., полимеризацию этилена проводят в растворителе или газофазно при температурах 100 — 250 С и давлениях до 50 кгс / см2 в присутствии частично восстановленной трехокиси молибдена на различных носителях.  [11]

В США попытки самс стоятельно разработать способ получения полиэтилена не привели до 1943 г. к положительным результатам.  [12]

Способ получения синтетических изоляционных масел напоминает способ получения полиэтилена при низком давлении, но осуществляется при применении других катализаторов и при более низкой температуре реакции. Температура реакции зависит от состава сырья и от заданной вязкости масла.  [13]

Недостатком обоих этих процессов в отличие от способа получения полиэтилена при высоком давлении является необходимость удаления твердого катализатора из полиэтилена.  [14]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru