Технологическая схема получения полиэтилена при высоком давлении

Технологическая схема получения полиэтилена при высоком давлении

1 – компрессор первого каскада; 2 – компрессор второго каскада; 3- реактор; 4,5,6 – сепараторы; 7 – холодильник; 8 – колонна сухой очистки возвратного этилена

Этилен, содержащий 0,01% кислорода, компрессором первого каскада 1 сжимается до 32 МПа и компрессором второго каскада 2 компримируется до 150МПа. Затем его подают в реактор 3. Реактор представляет собой теплообменник «труба в трубе», разделенный на три зоны. Этилен поступает в реактор при 35⁰С и в зоне предварительного нагрева нагревается до 150⁰С, затем во второй зоне дополнительно нагревается до 185⁰С и в зоне реакции полимеризуется при 185 – 240⁰С. Тепло реакции снимается горячей водой, имеющей температуру около 200⁰С. Охлаждение холодной водой не применяется, так как на внутренних стенках труб при температуре 175⁰С образуются полимеры, что затрудняет дальнейший отвод тепла.

Из реактора продукты реакции через дроссельный клапан, в котором давление снижается до 32 МПа, поступает в обогреваемый сепаратор высокого давления 4. Не вступивший в реакцию этилен направляется в циклонные обогреваемые сепараторы 6, в которых отделяется пыль полимера. Обычно устанавливают несколько сепараторов, и при переходе из одного в другой газ проходит через трехступенчатый холодильник 7. Из сепараторов газ проходит колонну сухой очистки 8 (от СО₂ и формальдегида), после чего охлаждается (температура в колонне 50⁰С) и поступает на компрессию. Сжатый до 150 МПа газ возвращается в процесс. Из сепаратора высокого давления 4 полимер подается в сепаратор низкого давления 5 через дроссель, при этом давление уменьшается до 0,1 – 0,6 МПа. При дросселировании температура снижается с 220 до 180-200⁰С. Этилен из сепаратора низкого давления поступает на компримирование и возвращается в процесс.

Из сепаратора низкого давления жидкий полиэтилен поступает на грануляцию.

Свойства и применение полиэтилена

Полиэтилен, полученный любым способом, представляет собой продукт белого цвета (в виде гранул или порошка), обладающий характерными свойствами, которые зависят от способа получения и строения полиэтилена.

Полиэтилен обладает хорошими диэлектрическими свойствами, влагостойкостью, инертностью по отношению к агрессивным средам. Он практически не изменяется при комнатной температуре под действием концентрированных кислот (серной, соляной) и щелочей. При нагревании выше 70⁰С он растворяется в толуоле, ксилоле, хлорированных углеводородах и других растворителях. При длительном действии воздуха, света, тепла полиэтилен теряет эластические свойства и пластичность (происходит его старение, он становится жестким и хрупким). Чтобы предотвратить старение, в полиэтилен добавляют специальные термостабилизаторы (фенолы, серосодержащие соединения) и светостабилизаторы (технический углерод, графит).

Полиэтилен применяется для изоляции различных кабелей; из него изготавливают трубы, которые находят применение в строительной технике; получают пленки, используемые в быту и сельском хозяйстве (в теплицах и парниках). Применяют полиэтилен и для изготовления лодок, ванн, баков, контейнеров, ведер и т. д.