Мы уже рассказывали вам о газофазной полимеризации, сегодня коснемся другой технологии — суспензионной. Именно благодаря ей производится около 60% полиэтилена высокой плотности, для чего часто используются два или несколько соединенных реакторов петлевого типа.
После очистки этилен направляется на линию суспензионной полимеризации: здесь мономеры растворены в жидком носителе, а катализатор в твердом состоянии присутствует в виде взвеси. Жидким носителем выступает изобутан, который обычно имеет газообразное состояние, но в суспензионном процессе под воздействием большого давления он остается жидким: полимеризация идет при давлении 20-40 атмосфер и температуре 70–110 °C. Такие свойства изобутана позволяют легко отделять его от образующегося полимера и затем снова возвращать в технологический процесс.
Регулятором длины полимерной цепи и молекулярной массы выступает водород. Очищенные этилен, со-мономер, изобутан, водород и циркулирующий разбавитель смешиваются в едином трубопроводе, а затем смесь подается в первый петлевой реактор. Отдельно в реактор также подается органическое соединение алюминия, который выступает со-катализатором, и каталитическая система. Со-катализатор активирует катализатор и помогает быстро избавиться от примесей, которые могут попасть в реактор.
Сам реактор представляет собой замкнутую петлю из металлических трубопроводов, которая будто сложена в двух плоскостях и вытянута вверх. Изнутри труба отполирована, чтобы на нее меньше оседало образующегося полимерного порошка. В нижней части реактора установлен насос, который обеспечивает непрерывную и быструю циркуляцию массы по петле и ее перемешивание. При полимеризации выделяется много тепла, но для реакции необходимо поддерживать температуру на уровне около 95 ⁰С. Для этого реакторы оборудованы водяными рубашками, по которым циркулирует охлажденная вода. В зависимости от производимого продукта можно менять температуру процесса, уменьшая или увеличивая подачу воды.
Из первого реактора реакционная смесь по трубопроводу попадает во второй, который аналогичен по устройству. Реакционная масса, выходящая из второго реактора, состоит из порошка полимера, разбавителя, который не участвует в реакции, а также остатков непрореагировавших этилена, со-мономера, водорода, со-катализатора и побочных веществ. Суспензия из второго реактора направляется в специальный аппарат — гидроциклон. Он повышает концентрацию твердых частиц полимера в потоке и минимизирует долю жидкости. В итоге образуется концентрированная суспензия полимера и смесь компонентов реакционной массы. Суспензия отправляется на дальнейшую обработку, а изобутан, водород, сомономер и мелкий порошок полиэтилена возвращаются насосом в первый реактор.
____________________________________________________________________
📍 Подписывайтесь на канал НИПИГАЗа — ведущего российского центра по управлению проектированием, поставками, логистикой и строительством.
VK | Telegram | RuTube | Официальный сайт
📌 Популярно о проектировании. Проектная и рабочая документация
📌 Система проверки и контроля инженерных данных. #МыЭтоСделали