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Polietileno de baja densidad (LDPE)es etileno polimerizado como monómero de polimerización, peróxido como iniciador, la resina termoplástica obtenida mediante una reacción de polimerización por radicales libres, el peso molecular es generalmente de 100000~500000, la densidad es de 0,91~0,93 g/cm3, es la variedad más ligera de resina de polietileno .

Tiene buena suavidad, extensibilidad, aislamiento eléctrico, transparencia, fácil procesamiento y cierta permeabilidad al aire.Buena estabilidad química, resistencia a los álcalis, resistencia a solventes orgánicos en general, tiene una amplia gama de usos, incluido el recubrimiento por extrusión, película soplada, recubrimiento de alambres y cables, moldeo por inyección y moldeo por soplado, moldeo hueco, etc.

Debido a la corta vida de los radicales libres producidos por el iniciador, el etileno se comprime altamente al aumentar la presión de reacción (110~350 MPa), de modo que su densidad aumenta a 0,5 g/cm3, que es similar al líquido que no puede volver a comprimirse.Para acortar el espaciado molecular de etileno y aumentar la probabilidad de colisión entre radicales libres o cadenas en crecimiento activas y moléculas de etileno, se lleva a cabo una reacción de polimerización de radicales libres.Se produce polietileno de baja densidad, por lo que el polietileno de baja densidad también se denomina polietileno de baja densidad y alta presión.

Proceso de producción de polietileno de baja densidad.

El proceso de producción de polietileno de baja densidad incluye principalmente compresión de etileno en dos etapas, inyección de iniciador y regulador, sistema de reacción de polimerización, sistema de separación y recuperación de alta y baja presión, sistema de postratamiento y granulación por extrusión, etc.

Según los diferentes tipos de reactor, se puede dividir en dos tipos: método de tubo de alta presión y método de autoclave.

El proceso tubular y el proceso de caldera tienen sus propias características: el reactor tubular tiene una estructura simple, una fabricación y mantenimiento convenientes y puede soportar presiones más altas;La estructura del reactor es complicada y el mantenimiento y la instalación son relativamente difíciles.Al mismo tiempo, el volumen del reactor suele ser pequeño debido a la limitada capacidad de eliminación de calor.

En general, el método del tubo se utiliza para instalaciones a gran escala, mientras que el método de caldera se utiliza para instalaciones que producen productos de alto valor agregado como EVA de grado especial y alto contenido de acetato de vinilo.

Debido a las características de los diferentes procesos, el método de caldera tiene cadenas más ramificadas y mejor resistencia al impacto, lo que es adecuado para extruir resina de recubrimiento.El método del tubo tiene una amplia distribución de pesos moleculares, una cadena menos ramificada y buenas propiedades ópticas, lo que es adecuado para procesar en películas delgadas.

Método de tubo de alta presión tecnología de producción de polietileno de baja densidad.

El diámetro interior del reactor tubular es generalmente de 25 a 82 mm, la longitud es de 0,5 a 1,5 km, la relación de aspecto es superior a 10000:1, la relación entre el diámetro exterior y el diámetro interior generalmente no es inferior a 2 mm y la camisa de agua es Se utiliza para eliminar parte del calor de reacción.

Hasta ahora, la tubería es aproximadamente el mismo método para procesar el flujo básico, la adopción de diferentes puntos de alimentación del reactor, diferentes reguladores de peso molecular, iniciador y su ubicación de inyección, y diferentes formas de inyección de fertilizante, procesamiento del producto, cantidad de retorno de etileno y envía la posición, ha formado las diferentes características del proceso.

En la actualidad, la tecnología de proceso tubular madura incluye principalmente el proceso Lupotech T de LyondellBasell, el proceso tubular de Exxon Mobil y el proceso CTR de DSM.

Proceso Lupotech T

El proceso LyondellBasell Lupotech T se utiliza para aproximadamente el 60% de la capacidad de producción nacional de plantas de polietileno de baja densidad.La presión de reacción 260~310MPa, temperatura de reacción 160~330℃, tasa de conversión unidireccional del 35%, densidad del producto 0,915~0,935g/cm3, índice de fusión 0,15~50g/10min, capacidad de producción de una sola línea 45× 104T/A. El proceso tiene cinco características técnicas:

(1) Se adopta la tecnología de reactor de pulso para realizar la apertura de la válvula, la duración de la apertura de la válvula y la frecuencia de conmutación al final del reactor.La operación por impulsos puede mejorar el efecto de mezcla en el reactor, una buena estabilidad de la reacción, una alta tasa de conversión, reducir la adhesión a la pared del reactor, mejorar el coeficiente de transferencia de calor y un mejor efecto de eliminación de calor del agua de la camisa;

(2) Se inyectaron peróxidos en diferentes áreas del reactor en cuatro puntos para formar cuatro secciones de la zona de reacción;

(3) Con propileno, propanaldehído como regulador de peso molecular, introducido por la entrada de un compresor, con etileno en el reactor, amplia gama de productos;

(4) El sistema de circulación de gas a alta presión puede realizar operaciones de autolimpieza, disolución y desparafinado mediante control secuencial, lo que reduce el impacto en las operaciones de producción normales;

(5) Configure el sistema de la estación de agua caliente para reducir el consumo de agua de refrigeración y recuperar el calor de la reacción de polimerización y el sistema de circulación de gas a alta presión para otros dispositivos.

Proceso tubular de Exxon Mobil

La presión de reacción del proceso de tubos Exxon Mobil es de 250~310MPa, la temperatura de reacción es de 215~310℃, la tasa de conversión es de hasta 40%, la densidad del producto es de 0,918~0,934g/cm3, el índice de fusión es de 0,2~50g/ (10 min) y la capacidad de producción de una sola línea es de 50 × 104 T/A.El proceso tiene seis características técnicas:

(1) Se adopta el reactor de tubo de flujo de empuje horizontal y el diámetro del reactor se expande paso a paso a lo largo de la dirección axial para optimizar el caudal de gas y la caída de presión del reactor.Aumentar la estabilidad de la reacción, reducir la reacción de descomposición, reducir las incrustaciones dentro del reactor, mejorar la eficiencia de transferencia de calor del reactor;

(2) El iniciador se inyecta a lo largo de la dirección axial del reactor, que puede formar de 4 a 6 zonas de reacción, mejorar la tasa de conversión y la flexibilidad operativa y una amplia gama de productos;

(3) Generalmente use propileno como regulador para controlar el índice de fusión, producción de productos de densidad media usando propanaldehído como regulador, regulador a través de una bomba de diafragma de alta presión inyectada dos veces en la entrada del compresor y luego con etileno en el reactor;

(4) utilizando el reactor tubular caliente de alimentación directa de etileno vinilo y alimentación multipunto fría, la combinación de liberación de calor lateral y uniforme y también puede tener el efecto de eliminar el calor de reacción, optimiza la carga de enfriamiento con camisa del reactor y reduce la longitud del reactor. , y hacer que la distribución de la temperatura del reactor sea suave y mejorar la tasa de conversión de etileno.Al mismo tiempo, debido a la alimentación lateral multipunto, se reduce la cantidad de alimentación de etileno caliente hacia adelante del reactor, se reduce la carga térmica del precalentador de entrada del reactor y se reduce el consumo de vapor de alta y media presión.

(5) El sistema de agua cerrado con regulación de temperatura se utiliza para suministrar agua a la camisa del reactor para eliminar el calor de la reacción.Al optimizar la temperatura del suministro de agua de la camisa, se mejora la eficiencia de la transferencia de calor, se acorta la longitud del reactor y se aumenta la tasa de conversión;

(6) Recuperación y utilización de la energía del fluido de alta presión y alto calor descargada desde la parte superior del separador de alta presión.

proceso CTR

La presión de reacción del proceso DSM CTR es de 200~250MPa, la temperatura de reacción es de 160~290℃, la tasa de conversión es de 28%~33,1%, el máximo puede alcanzar el 38%, la densidad del producto es de 0,919~0,928g/cm3, el índice de fusión es de 0,3~65g / (10 min), la capacidad máxima de un solo cable puede alcanzar 40 × 104 T/A.El proceso tiene cinco características técnicas:

(1) Al utilizar el funcionamiento sin impulsos, la presión de funcionamiento del reactor es baja y se mantiene constante, el caudal en el reactor es alto, tiene un buen efecto de fregado, no produce un fenómeno de adherencia a la pared, el reactor no necesita limpieza ni desincrustación. y reduce el costo de operación;

(2) El diámetro de la tubería del reactor se mantiene constante, se adopta el principio directo de "un paso", no existe un sistema de alimentación de línea lateral complejo, el diseño del reactor y del soporte es más simple y la inversión es menor;

(3) la camisa del reactor se enfría con agua fría, que puede producir vapor como producto;

(4) El uso de iniciador de peróxido, la composición del gel del producto es pequeña, no hay residuos de catalizador, el efecto de protección ambiental es bueno;Se generaron menos oligómeros y se simplificó el proceso de reciclaje del gas en circulación.

(5) Las buenas condiciones de funcionamiento y la ausencia de fluctuaciones de presión durante la polimerización hacen que los productos sean de alta calidad, especialmente los productos de película, con excelentes propiedades ópticas y propiedades de procesamiento, pueden producir el espesor mínimo de película de productos de película de 10 μm, pero la gama de productos es estrecha. No se pueden producir productos de copolímero (EVA) con bajo índice de fusión.

Tecnología de producción de polietileno de baja densidad por método de autoclave.

El proceso de autoclave utiliza un reactor de tanque con un sistema de agitación, la relación de aspecto puede ser de 2:1 a 20:1, el volumen del reactor de tanque es de 0,75~3 m3.La temperatura de reacción es generalmente de 150~300℃, la presión de reacción es generalmente de 130~200MPa y la tasa de conversión es de 15%~21%.

Dado que el reactor de caldera es un recipiente de paredes gruesas, la transferencia de calor a través de la pared del reactor es más restringida que en el reactor tubular, por lo que la reacción es básicamente un proceso adiabático y no se elimina calor evidente del reactor.La temperatura de reacción se controla principalmente mediante inyección multipunto de alimentación de etileno fría para equilibrar el calor de reacción.El reactor está equipado con un agitador motorizado para uniformar la mezcla en el reactor y evitar puntos calientes locales.El iniciador es peróxido orgánico, que se puede inyectar en diferentes lugares a lo largo de la dirección axial del reactor para formar múltiples secciones de reacción con diferentes temperaturas de funcionamiento.No hay retromezcla entre las secciones de reacción, operación flexible y amplia gama de productos, que pueden producir EVA copolimerizado con hasta un 40% de contenido de acetato de vinilo.

Proceso Lupotech A

El proceso Lupotech A utiliza un reactor de tanque agitado, el volumen del reactor es de 1,2 m3, las materias primas y el iniciador se inyectan en el reactor por múltiples puntos, la presión de reacción es de 210 ~ 246 MPa, la temperatura de reacción más alta es de 285 ℃, el regulador es de propileno o El propano, agregado por la entrada del compresor secundario, puede producir una variedad de productos LDPE/EVA. La densidad del producto es de 0,912 ~ 0,951 g/cm3, el índice de fusión es de 0,2 ~ 800 g/(10 min), el contenido de acetato de vinilo puede aumentar. al 40%, la tasa de conversión unidireccional del reactor es del 10%~21%, la escala máxima de diseño de una sola línea puede alcanzar 12,5×104t/a.

El proceso LupotechA no solo puede producir resina recubierta extruida con una cadena más ramificada y mejor impacto, sino también producir productos de película delgada con una amplia distribución de peso molecular.El índice de fusión y la densidad de los productos LDPE/EVA se pueden controlar bien mediante el sistema de control APC y se pueden obtener productos uniformes.La principal introducción nacional de este proceso es la petroquímica Sirbon, la petroquímica Yangzi, la petroquímica Shanghai, etc., la capacidad del dispositivo es 10× 104T /a.

Proceso de caldera Exxon Mobil

El proceso de tanque de Exxon Mobil adopta un reactor de tanque multizona de 1,5 m3 de diseño propio.El reactor tiene una relación de aspecto mayor, un tiempo de retención más prolongado, una mayor eficiencia del iniciador y una distribución más estrecha del peso molecular del producto, lo que favorece la producción de productos de película delgada con calidad similar al proceso en tubo.

El regulador es diferente del método de tubo de Exxon Mobil.Se utiliza isobuteno o n-butano, que se eleva a 25~30 MPa a través de una bomba de diafragma de alta presión, se inyecta dos veces en la entrada del compresor y entra al reactor con etileno.

El rango de presión del reactor es amplio y la presión de reacción máxima es de 200 MPa, lo que puede producir homopolímero de LDPE con bajo índice de fusión y copolímero de EVA con alto contenido de acetato de vinilo.

El proceso de tanque de Exxon Mobil puede producir productos de homopolímero de LDPE con un índice de fusión de 0,2~150 g/(10 min) y una densidad de 0,910~0,935 g/cm3.Índice de fusión 0,2~450 g/ (10 min) Contenido de acetato de vinilo hasta 35 % de productos de copolímero de acetato de vinilo (EVA) de etileno.La principal introducción nacional de este proceso es Lianhong Group (anteriormente Shandong Hauda), la capacidad del dispositivo es 10× 104T /a, TRINA, la capacidad del dispositivo es 12× 104T /a, etc.