виробництво поліетилену

  • Ізоляція проводів і кабелів, оболонки кабелів
    • Технічні вироби
    • Труби і арматура до них:
    • труби напірні
    • труби безнапірні фітинги
    • Плівки і вироби із:
    • спеціального призначення
    • загального призначення (технічні вироби, плівки для сільського господарства та ін.)
    • для виготовлення мішків під добрива і інших цілей в сільському господарстві
    • для упаковки харчових продуктів
    • Формувальні вироби:
    • з хорошими еластичними властивостями
    • з глянцевою поверхнею
    • загального призначення
    • відкритого типу, що контактують з харчовими продуктами
    • загального призначення
    • судини і бутлі для дезінфікуючих засобів з великим опором
    • Заливальні компоненти (для заповнення деталей електроустаткування)
    • Покриття паперу, тканини та ін.

Покриття для упаковки харчових продуктів

  • абразивні
    • антифрикційні
    • біорозкладані
    • Високогорючіе
    • електроізоляційні
    • електропровідність
    • естетичні
    • Звуко- і теплоізоляційні
    • конструкційні
    • магнітні
    • негорючі
    • самозагасаючі
    • теплостійкі
    • теплоакумулюючі
    • фрикційні
  • BN, SiC, алмаз, кварц, корунд
    • MoS2, NbSe2, TiSe2, WS2, WSe2, графіт
    • Крохмаль, хітозан
    • Al, Mg, нітрати, перманганат, порох
    • Al2O3, азбест, кварц, слюда, скло, тальк
    • Метали (Al, Bi, Cd, Cu, Fe, Ni, Sn і ін.) І їх сплави, графіт
    • Дерев'яна тирса, мармурова крихта
    • гази
    • Скловата, полиамидное волокно
    • Металеві та керамічні ферритні порошки
    • базальт
    • Al (OH) 3, Ca (OH) 2, Mg (OH) 2, борати і цинку
    • Азбест, графіт, вуглецеві волокна
    • Віск, стеаринова кислота, парафін, стеклосфери
    • BaSO4, азбест

Азбест, графіт, політетрафторетилен, тальк, технічний вугілля.

  • Пластифікатори - малолетучие, здебільшого рідкі речовини, що надають суміші підвищену пластичність, в результаті чого полегшується формування виробів, запобігає появі крихкості матеріалу при низьких температурах, збільшується його гнучкість і еластичність. При збільшенні вмісту пластифікатора міцність полімеру на розтягування і стиснення зменшується, але зате різко збільшується міцність на удар і здатність до подовження. Найбільш поширеними пластифікаторами є бутилкаучук, дибутилфталат, трикрезилфосфат, камфора, стеарат алюмінію, олеїнова кислота, гліцерин і ін. [2]
    • Барвники пріменяютсядля додання виробу бажаного забарвлення.
    • Затверджувачі (наприклад уротропін, вапно, магнезію) вводять до складу пластичної маси для прискорення переходу полімеру в тверде неплавкое стан, в якому вони не плавляться і не розчиняються. При цьому у полімеру утворюється тривимірна структура.
    • Стабілізатори, сприяють уповільненню процесу старіння і, як наслідок - тривалого збереження поліетилену своїх первинних властивостей. Стабілізатори не впливають на початкові властивості поліетилену.
    • Пороутворювачі - для отримання пінно-і порополіетіленов.
    • Сполучні речовини пов'язують в монолітний матеріал інші компоненти суміші і обумовлюють основні властивості полімеру. В якості в'яжучих речовин частіше застосовуються синтетичні смоли.
    • Змащувальні речовини дозволяють поліпшити фізико-механічні властивості поліетилену, а саме підвищити однорідність розплаву, збільшити його плинність і відносне подовження при розриві. В пластичну масу в якості змащувальних речовин додають стеаринову кислоту, окису цинку, стеарат барію і ін. [5]
    • 3. Виробництво поліетилену
    • 3.1 Теоретичні основи процесу полімеризації етилену
    • Полімеризація етилену при високому тиску протікає по радікальноцепному механізму, який складається з стадій ініціювання, росту ланцюгів і обриву ланцюгів.
    • Ініціювання процесу полягає в утворенні активних радика
    • С2Н4О2> 2R *
    • Початком реакції є приєднання етилену до утворився радикалу, в результаті чого утворюється новий радикал:
    • * СН3 + СН2 = СН2> СН3 -СН2-СН2 *
    • До радикалу, що утворився по реакції приєднуються послідовно молекули етилену (реакція росту):
    • СН3 -СН2-СН2 * + СН2 = СН2> СН3 -СН2-СН2-СН2-СН2 *
    • Зростання ланцюга закінчується обривом ланцюга. Зазвичай це відбувається, коли з двох зростаючих радикалів утворюється одна неактивна макромолекула:
    • СН3-CH2 * + СН3-CH2 *> СН3-СН2-СН2-CH3
    • Або, коли з двох зростаючих радикалів утворюються дві неактивні макромолекули, одна з яких на кінці має подвійну зв'язок:
    • СН3- (СН2-СН2) n-CH2 * + СН3- (СН2-СН2) m-CH2 *>
    • СН3- (СН2-СН2) n-1-CH = CH2 + СН3- (СН2-СН2) m-CH2 *
    • Ці реакції зменшують швидкість процесу полімеризації.
    • При полімеризації етилену за викладеним вище механізмом слід очікувати утворення лінійного насиченого полімеру.
    • Однак в дійсності, в залежності від реакційних умов, отримують більш-менш розгалужені макромолекули, що містять невелику кількість подвійних зв'язків (що також обумовлено протіканням реакції передачі ланцюга).
    • Розрізняють два варіанти реакції передачі ланцюга на полімер: внутрішньомолекулярний і міжмолекулярної.
    • При внутрішньомолекулярної передачі ланцюга з зростаючого полімерного радикала один атом водню переноситься від вторинного вуглецю в кінець ланцюга:
    • Вторинний радикал, утворений в результаті внутрішньомолекулярного перенесення, дає початок зростання нової бічного ланцюга. Кінцева ділянка ланцюга, утворений в результаті перенесення, являє собою розгалуження у вигляді бічного бутильну відгалуження. Таким чином, утворюються короткі бічні ланцюги. Розгалуження у вигляді довгих ланцюгів відбувається в результаті міжмолекулярної перенесення водню:
    • R1-CH2-CH2 * + R2-CH2-CH2-CH3> R1-CH2-CH2 * + R2-CH * -CH2-CH3 [1]
    • 3.2 Аппаратурное оформлення виробництва поліетилену при високому тиску
    • Полімеризація етилену при високому тиску здійснюється в реакторах трубчастого або автоклавного типу.
    • Полімеризація може відбуватися блоковим способом ( "в масі"), коли етилен високого ступеня очищення, стиснений до тиску 100-300 МПа, вводиться в реактор одночасно з ініціаторами процесу, або в розчині, коли реакція проводиться в середовищі розчинника.
    • Полімеризація в блоці щодо важко піддається регулюванню через високу екзотермічності процесу.
    • Під час полімеризації потрібно точно регулювати температурний режим реакції а також в'язкість реакційної маси, з метою поліпшення массопередачи.
    • Відведення тепла через стінку реактора, охолодження реакційний суміші свіжим газом шляхом часткового додаткового введення в реактор, зниження температури надходить на полімеризацію етилену - всі ці заходи не забезпечують достатнього тепловідведення для того, щоб етилен заполімерізовался на 100%. Щоб не допустити великого тепловиділення, при якому відбудеться теплове розкладання етилену, проводиться штучне гальмування реакції на стадії, що відповідає 15-20% -ної ступеня перетворення (в кращому випадку 30% -ної). Непрореагіровавшій етилен відокремлюють і повертають в рецикл. Таким чином, принципи, на яких заснована полімеризація етилену при високому тиску, досить прості, але процес специфічний і вимагає складного обладнання, контрольно-вимірювальних приладів і автоматики. [2]
    • 3.3 Основна технологічна схема промислової установки
    • Технологічна схема виробництва поліетилену на стиснутому етилену представлена ​​на рис. 2
    • Вже згадана нижче технологічна схема виробництва поліетилену здійснюються в одну стадію, коли всі матеріальні потоки рухаються безперервно по одній нитці, включаючи і безперервну переробку полімеру в товарний поліетилен.
    • Свіжий етилен високого ступеня чистоти, пройшовши витратометр 1 і газоаналізатор 2, стискається поршневим компресором 3, при цьому щільність його досягає щільності легенів рідких вуглеводнів (400-500 кг / м3), і направляється через кінцевий холодильник 4 в прилад конденсації етилену 5, звідки разом з газом рецикла надходить в сховище 6 скрапленого свіжого і поворотного етилену.
    • Зріджений етилен зі сховища забирається і направляється на пропіленову холодильну установку для "переохолодження". Переохолоджений етилен подається до багатоступінчатому відцентрового насоса 7, в якому він стискається до проміжного тиску - тиску всмоктування насосів високого тиску. Перед надходженням в систему високого тиску етилен пропускається через ряд фільтрів, в яких видаляються домішки. У всмоктуючий трубопровід насосом високого
    • тиску вводять добавки, каталізатори і повітря (при кисневому ініціюванні). Етилен, що містить добавки і каталізатор, надходить в загальний колектор, що живить чотири однакових насоса високого тиску 8, що працюють паралельно. Стиснення етилену проводиться до граничного тиску 150-270 МПа. Етилен після стиснення в насосах високого тиску подається в реактор 9 в одну або кілька точок (200 ° С). На виході з насосів і на виході в реактор тиск заміряється спеціальними тензіметрамі. Вони показують і реєструють тиск. Для автоматичного скидання етилену в атмосферу в разі підвищення тиску вище заданого встановлюється аварійно-випускний клапан.
    • Реактор складається з ряду довгих горизонтально розташованих труб високого тиску, забезпечених водяними сорочками. Ці труби мають дуже високе відношення довжини до діаметру. При перевищенні заданої температури в реакторі автоматично приводиться в дію система клапанів для прискорення відведення тепла, що практично виключає можливість теплового розкладання етилену.
    • Відділення отриманого поліетилену від непрореагировавшего етилену проводиться в великому вертикальному збірнику полімеру з паровою сорочкою 10. Рівень полімеру в апараті контролюється і регулюється спеціальним рівнеміром з радіоактивним елементом.
    • Розплавлений поліетилен зі збірки надходить в екструдер 11 і пропускається через гранулятор, наповнений водою. Утвориться суспензія гранул і води направляється на сито 12 і потім на відцентрову сушилку 13. Висушена полімер самопливом надходить в один з двох збірок-бункерів.
    • Зі збірки продукту гарячий газ, пройшовши котел-утилізатор 14, охолоджується у водяному холодильнику 15. Відділення від низькомолекулярних полімерів виробляється в сепараторах 16. Очищений в пастках, наповнених скляній ватою 17, газ надходить в колонку, в якій від нього відділяється масло і добавки. Після скраплення етилен 5 направляється в сховище 6. Регенеровані добавки з колони подаються на змішання з етиленом в насос високого тиску 8. [4]
    • Існують різні методи підвищення ефективності виробництва поліетилену. Воно повинно здійснюватися шляхом впровадження агрегатів великої одиничної потужності і інтенсифікації виробництва на основі науково-технічного прогресу. Збільшення продуктивності реакторів за рахунок інтенсифікації та підвищення ефективності їх роботи не вимагає великих капітальних витрат і здійснюється шляхом вдосконалення конструкції реакційних пристроїв і оптимізації технологічного прогресу полімеризації.
    • Ефективне підвищення продуктивності одиниці реакційного обсягу можливо шляхом збільшення перетворення етилену за прохід, на яке в основному впливають такі чинники:
    • 1) зниження температури газу, що надходить на полімеризацію;
    • 2) підвищення температури в реакційній зоні;
    • 3) підвищення тиску (для створення гомогенної реакційного середовища і збільшення концентрації етилену);
    • 4) краще відведення тепла реакції, як за рахунок кращої теплопередачі через стінку, так і за рахунок кращої теплопередачі через стінку, так і за рахунок більш досконалого розподілу свіжого газу по довжині реактора;
    • 5) Використання більш ефективних ініціаторів полімеризації;
    • 6) Краща перемішування реакційної маси;
    • 7) Підвищення чистоти вихідного етилену;
    • 8) Удосконалення конструкцій реакційних пристроїв і технологічних схем. [2]
    • Цікаво також утилізація і переробка відпрацьованого поліетилену, наприклад тари. Флекс ПЕТ використовується в багатьох галузях промисловості: косметичної, хімічної, харчової та ін. Для вторинного використання поліетилену, тару, з-під різних продуктів, необхідно подрібнити, висушити, переплавити в умовах вакууму і гранулювати. Однак такий поліетилен володіє меншим показником відносного розтягнення, тобто він менш міцний, а його склад менш однорідний. Ці недоліки усуваються додаванням в нього змащувальних речовин. [7]
    • 4. Контроль якості поліетилену
    • 4.1 Показники якості поліетилену
    • виробництво поліетилен асортимент ринок
    • Контроль якості поліетилену проводять як при самому виробництві матеріалу (в реакторі, на виході з реактора, в екструдоре-грануляторі), так і в лабораторії вже готового продукту. Оцінюють якість поліетилену за такими показниками:
    • · Густина;
    • · Молекулярна маса;
    • · Показник плинності розплаву;
    • · В'язкість;
    • · Розкид показників плинності розплаву в межах партії;
    • · Кількість включень;
    • · Технологічна проба на зовнішній вигляд плівки;
    • · Стійкість до розтріскування;
    • · Межа текучості при розтягуванні;
    • · Міцність при розриві;
    • · Відносне подовження при розриві;
    • · Масова частка речовин, що екстрагуються;
    • · Запах і присмак водних витяжок;
    • · Стійкість до термоокислювального старіння;
    • · Стійкість до фотоокіслітельному старіння (методом опромінення, по масовій частці сажі, по рівномірності розподілу сажі);
    • · Масова частка летючих речовин.
    • Основними, з перерахованих показників, за якими проводиться обов'язковий контроль якості, є молекулярна маса поліетилену, його щільність, в'язкість, показник плинності розплаву. У таблиці 3 представлені норми показників якості для декількох базових марок.
    • Таблиця 3 Показники якості базових марок поліетилену

    Норма для марки

    подібні документи

    Основні способи виробництва поліетилену. Отримання поліетилену при високому тиску. Спосіб полімеризації в масі. Характеристичні властивості поліетилену. Технологічний процес розкладання і відмивання каталізатора. Оцінка показника плинності.

    Методи виробництва поліетилену низького тиску; вибір і обгрунтування технології проектованого виробництва. Характеристика продукції, її застосування; розрахунок і підбір обладнання; автоматизація процесів. Екологічна і економічна оцінка проекту.

    Історична довідка про методи отримання та використання поліетилену. Процес полімеризації етилену. Технічна характеристика сировини напівфабрикатів і продукту. Розрахунок матеріального балансу виробництва поліетилену низького тиску газофазним методом.

    Характеристика поліетилену високого тиску. Фізико-хімічні властивості. Нормативно-технічна документація. Історія виникнення і розвитку ВАТ "Казаньоргсинтез". Призначення і особливості IDEF0-моделювання. Модель виробництва процесів "Як є".

    Термопласти, застосовуваними у виробництві труб. Характеристики міцності труб з поліетилену. Формування та калібрування заготовки труби. Технічні вимоги, що пред'являються до трубним маркам поліетилену і напірним трубах, методи контролю якості.

    Промислове виробництво плівок з синтетичних полімерів (поліетилен, полівінілхлорид і ін.) Здійснюється безперервним методом з розплавів полімерів двома способами: каландровим і видавлюванням черв'ячними пресами. Застосування плівкових виробів.

    Технологія виробництва промислових поліетиленів, вихідна сировина. Поліетиленова продукція і способи впливу на її властивості. Методика виробництва труб з поліетилену низького тиску шляхом застосування суперконцентратів для фарбування в різні кольори.

    Загальні властивості полімерних плівок. Технологічний процес виробництва рукавної плівки з поліетилену низької щільності. Розрахунок коефіцієнта геометричної форми головки і продуктивності одношнекового однозаходний екструдера для виробництва плівки.

    Технологічні операції, які використовуються в процесі виробництва полімерних труб. Базові марки поліетилену і поліпропілену, рецептури добавок, друкарських фарб, лаків для виробництва полімерних труб. Типи труб і їх розміри. Основні форми горлечка труби.

    Вибір і обгрунтування способу виробництва вироби з поліетилену низького тиску, характеристика основного та допоміжного обладнання. Технологічна схема виробництва. Розрахунок кількості сировини та матеріалів. Складання матеріального балансу.