Haute densité polyéthylène (HDPE) est un produit en poudre ou granulaire blanc. Il est non toxique, inodore, avec une cristallinité de 80% à 90%, un point de ramollissement de 125 à 135°C et une température de fonctionnement jusqu'à 100°C ; sa dureté, sa résistance à la traction et son fluage sont meilleurs que ceux du polyéthylène basse densité ; il a une bonne résistance à l'usure, une bonne isolation électrique, une bonne ténacité et une bonne résistance au froid ; il a une bonne stabilité chimique, est insoluble dans tout solvant organique à température ambiante et résiste à la corrosion par les acides, les alcalis et divers sels ; le film a une faible perméabilité à la vapeur d'eau et à l'air et une faible absorption d'eau ; il a une faible résistance au vieillissement et sa résistance à la fissuration sous contrainte environnementale n'est pas aussi bonne que celle du polyéthylène basse densité, en particulier l'oxydation thermique réduira ses performances, donc des antioxydants et des absorbeurs d'ultraviolets doivent être ajoutés à la résine pour améliorer cet aspect. La température de déformation thermique du film de polyéthylène haute densité est faible sous contrainte, vous devez donc faire attention lors de son utilisation.
Histoire
Ce siècle a vu un progrès révolutionnaire dans le domaine des pipelines, à savoir « le plastique remplace l’acier ». Avec les progrès rapides de la science et de la technologie des matériaux polymères, l’approfondissement du développement et de l’utilisation des tuyaux en plastique et l’amélioration continue des processus de production, les tuyaux en plastique ont pleinement démontré leurs excellentes performances. Aujourd’hui, les tuyaux en plastique ne sont plus considérés comme des « substituts bon marché » aux tuyaux en métal. Dans cette révolution, les tuyaux en polyéthylène sont très appréciés et de plus en plus brillants, et sont largement utilisés dans le transport de gaz, l'approvisionnement en eau, l'évacuation des eaux usées, l'irrigation agricole, le transport de particules fines solides dans les mines, ainsi que les champs de pétrole, les produits chimiques et les postes et télécommunications, en particulier. dans le transport du gaz.
Le PEHD est un thermoplastique Polyoléfine produite par copolymérisation de l'éthylène. Bien que le PEHD ait été introduit en 1956, ce plastique n'a pas encore atteint sa maturité. Ce matériau polyvalent continue de trouver de nouvelles utilisations et de nouveaux marchés.
Les producteurs chinois de polyéthylène haute densité (le PEHD n'inclut pas ici le PEHD produit par des unités de polyéthylène pleine densité) sont trois grandes entreprises : CNPC, Sinopec et CNOOC. À la fin de 2006, CNPC comptait quatre unités de PEHD, à savoir l'unité de PEHD pétrochimique de Lanzhou, l'unité de PEHD pétrochimique de Daqing, l'unité de PEHD pétrochimique de Liaoyang et l'unité de PEHD pétrochimique de Jilin.
Le polyéthylène haute densité est généralement produit à l'aide du procédé de polymérisation Ziegler-Natta, caractérisé par l'absence de chaînes ramifiées sur la chaîne moléculaire, de sorte que la chaîne moléculaire est disposée régulièrement et a une densité plus élevée. Ce procédé utilise de l'éthylène comme matière première et de l'oxygène ou du peroxyde organique comme initiateur dans un réacteur basse pression tubulaire ou en bouilloire pour initier la réaction de polymérisation.
L'éthylène haute densité est un matériau respectueux de l'environnement. Il peut être recyclé et réutilisé lorsqu'il est chauffé jusqu'à son point de fusion. Il convient de noter que matières premières plastiques Les plastiques thermodurcissables peuvent être divisés en deux catégories : les « thermoplastiques » et les « thermodurcissables ». Les « plastiques thermodurcissables » deviennent solides après avoir été chauffés à une certaine température, et leur état ne peut pas être modifié même s'ils sont chauffés davantage. Par conséquent, les produits présentant des problèmes environnementaux sont les produits en « plastique thermodurcissable » (tels que les pneus), et non les produits en « plastique thermoplastique » (tels que les palettes en plastique. Remarque : les palettes sont appelées « contreplaqué » à Hong Kong et à Macao), donc tous les « plastiques » ne sont pas respectueux de l'environnement.
Propriétés matérielles
Nom anglais complet : Polyéthylène haute densité
Abréviation : PEHD
Nom commun : éthylène basse pression
Monomère : éthylène
Caractéristiques de base : Le polyéthylène haute densité est un matériau cireux blanc opaque, plus léger que l'eau, avec une densité de 0.941 à 0.960. Il est doux et résistant, mais légèrement plus dur que LDPE et légèrement extensible. Il est non toxique et sans odeur.
Caractéristiques de combustion : Il est inflammable et peut continuer à brûler même après avoir été éloigné du feu. L’extrémité supérieure de la flamme est jaune et l’extrémité inférieure est bleue. Il fondra en brûlant et le liquide coulera sans émettre de fumée noire. En même temps, il dégagera une odeur de paraffine brûlée.
Principaux avantages : résistance aux acides et aux alcalis, résistance aux solvants organiques, excellente isolation électrique et capacité à conserver une certaine ténacité à basse température. Les résistances mécaniques telles que la dureté de surface, la résistance à la traction et la rigidité sont supérieures à celles du PEBD et proches de celles du PEBD. PP, mais plus résistant que le PP, mais la finition de surface n'est pas aussi bonne que celle du PP.
Principaux inconvénients : mauvaises propriétés mécaniques, mauvaise perméabilité à l'air, facile à déformer, facile à vieillir, facile à devenir cassant, la fragilité est inférieure à celle du PP, facile à fissurer, faible dureté de surface, facile à rayer. Difficile à imprimer, un traitement de décharge de surface est nécessaire lors de l'impression, ne peut pas être galvanisé et la surface est terne.
Applications : Utilisé pour l'extrusion de films d'emballage, de cordes, de sacs tissés, de filets de pêche, de tuyaux d'eau ; le moulage par injection d'articles de première nécessité et de coques bas de gamme, de composants non porteurs, de boîtes en plastique, de caisses de manutention ; le moulage par extrusion-soufflage de conteneurs, de produits creux, de bouteilles.
Moulage par injection : le PEHD a d'innombrables applications, allant des gobelets réutilisables à paroi mince aux canettes de 5 gsl, consommant 1/5 du PEHD produit par la Chine. Les qualités de moulage par injection ont généralement un indice de fusion de 5 à 10, avec des qualités de fluidité inférieures résistantes et des qualités de fluidité plus élevées traitables. Les utilisations incluent les emballages à parois minces pour les nécessités quotidiennes et la nourriture ; des pots de nourriture et de peinture résistants et durables ; et les applications à haute résistance à la fissuration sous contrainte environnementale telles que les petits réservoirs de carburant de moteur et les poubelles de 90 gallons.
Le point de fusion général du HDPE est de 142 ℃ et la température de décomposition est de 300 ℃ ; la plage réglable de température de moulage par injection est relativement large. Pendant le moulage par injection, la température d'utilisation générale est de 180 ℃ à 230 ℃ ; comme il s'agit d'un plastique oléfinique, il n'absorbe pas l'eau et n'a pas besoin d'être séché pendant la production, mais pour des raisons de qualité du produit, il peut être séché à 60 ℃ pendant 1 heure pour éliminer l'eau flottante ; le polyéthylène a une viscosité de fusion élevée et un faible rapport de longueur d'écoulement, et les produits à paroi mince peuvent manquer de colle, de sorte que la porte et le canal sont relativement grands ; le produit est sujet à l'électricité statique et la surface a tendance à absorber la poussière. Le taux de retrait est de 16‰ et la valeur de débordement est de 0.05 mm.
Caractéristiques
Le polyéthylène haute densité a une bonne résistance à la chaleur et au froid, une bonne stabilité chimique, une rigidité et une ténacité élevées et une bonne résistance mécanique. Il possède également de bonnes propriétés diélectriques et une résistance à la fissuration sous contrainte environnementale. Sa dureté, sa résistance à la traction et son fluage sont meilleurs que ceux du polyéthylène basse densité ; sa résistance à l'usure, son isolation électrique, sa ténacité et sa résistance au froid sont toutes bonnes, mais légèrement pires que le polyéthylène basse densité en termes d'isolation ; il a une bonne stabilité chimique et est insoluble dans tout solvant organique à température ambiante. Il résiste à la corrosion par les acides, les alcalis et divers sels ; le film présente une faible perméabilité à la vapeur d'eau et à l'air et une faible absorption d'eau ; sa résistance au vieillissement est médiocre et sa résistance à la fissuration environnementale n'est pas aussi bonne que celle du polyéthylène basse densité. En particulier, l'oxydation thermique réduira ses performances. Par conséquent, la résine doit être additionnée d’antioxydants et d’absorbeurs d’ultraviolets pour améliorer cet aspect. La température de déformation thermique du film de polyéthylène haute densité sous contrainte est faible, il convient donc d'en tenir compte lors de son application.
Le processus de production
Le PE est le plus souvent produit par traitement en phase gazeuse ou en suspension, quelques-uns étant produits par traitement en phase solution. Tous ces procédés impliquent des réactions exothermiques impliquant un monomère d'éthylène, un monomère d'α-oléfine, un système catalytique (qui peut être constitué de plusieurs composés) et divers types de diluants hydrocarbonés. L'hydrogène et certains catalyseurs sont utilisés pour contrôler le poids moléculaire. Les réacteurs à suspension sont généralement des cuves agitées ou, plus communément, de grands réacteurs annulaires dans lesquels la suspension peut être mise en circulation et agitée. Les particules de polyéthylène se forment dès que l'éthylène et le comonomère (selon les besoins) entrent en contact avec le catalyseur. Une fois le diluant éliminé, les particules ou poudres de polyéthylène sont séchées et des additifs sont ajoutés en doses pour produire des granulés. Lignes de production modernes avec de grands réacteurs avec extrudeuses à double vis Le réacteur duplex peut produire plus de 40,000 XNUMX livres de PE par heure. Le développement de nouveaux catalyseurs a contribué à l'amélioration des propriétés de nouvelles qualités de PEHD. Les deux types de catalyseurs les plus couramment utilisés sont les catalyseurs à base d'oxyde de chrome de Philips et les catalyseurs à base de composé de titane et d'alkylaluminium. Les catalyseurs de type Philips produisent du PEHD avec une distribution de poids moléculaire moyenne-large ; les catalyseurs à base de titane et d'alkylaluminium produisent des distributions de poids moléculaire étroites. Les catalyseurs utilisés pour produire des polymères MDW étroits dans un réacteur duplex peuvent également être utilisés pour produire des qualités MDW larges. Par exemple, deux réacteurs en série produisant des produits de poids moléculaire sensiblement différents peuvent produire un polymère de poids moléculaire bimodal avec une distribution de poids moléculaire pleine largeur.
La masse moléculaire
Des poids moléculaires plus élevés entraînent des viscosités de polymère plus élevées, mais la viscosité est également fonction de la température et du taux de cisaillement utilisés dans le test. Les mesures rhéologiques ou de poids moléculaire sont utilisées pour caractériser le poids moléculaire d'un matériau. Les qualités HDPE ont généralement une plage de poids moléculaire de 40,000 300,000 à 100 0.029, avec un poids moléculaire moyen en poids qui correspond approximativement à la plage d'indice de fusion de 10 à 230 g/2.16 min (XNUMX°C, XNUMX kg). En général, un Mw plus élevé (indice de fusion MI inférieur) augmente la résistance à la fusion, une meilleure ténacité et un ESCR, mais un Mw plus élevé rend le traitement plus difficile.
Le processus est plus difficile ou nécessite une pression ou une température plus élevée.
Distribution du poids moléculaire (MWD) : La WD du PE varie d'étroite à large en fonction du catalyseur utilisé et du traitement.
L'indice de mesure MWD le plus couramment utilisé est l'indice d'hétérogénéité (HI), qui est égal au poids moléculaire moyen en poids (Mw) divisé par le poids moléculaire moyen en nombre (Mn). Cet indice varie de 4 à 30 pour toutes les qualités de PEHD. Le MWD étroit offre un faible gauchissement et un impact élevé pendant le moulage. Le MWD moyen à large offre une facilité de traitement pour la plupart des processus d'extrusion. Un MWD large peut également améliorer la résistance à la fusion et la résistance au fluage.
additifs
L'ajout d'antioxydants empêche la dégradation du polymère pendant le traitement et empêche l'oxydation du produit fini pendant l'utilisation. Les additifs antistatiques sont utilisés dans de nombreuses qualités d'emballage pour réduire l'adhérence de la poussière et de la saleté aux bouteilles ou aux emballages. Des utilisations spécifiques nécessitent des formulations d'additifs spéciaux, tels que des inhibiteurs de cuivre associés aux utilisations de fils et de câbles. Une excellente résistance aux intempéries et à la lumière ultraviolette (ou au soleil) peut être obtenue en ajoutant des additifs anti-UV. Le PE sans résistance supplémentaire aux UV ni noir de carbone n’est pas recommandé pour une utilisation continue en extérieur. Les pigments de noir de carbone de haute qualité offrent une excellente résistance aux UV et peuvent souvent être utilisés dans des applications extérieures telles que des fils, des câbles, des couches de réservoirs ou des tuyaux.
Méthodes de traitement
Le PE peut être fabriqué par un large éventail de méthodes de traitement différentes. Avec l'éthylène comme matière première principale, le propylène, le 1-butène et l'hexène comme copolymères, la polymérisation en suspension ou la polymérisation en phase gazeuse est utilisée sous l'action d'un catalyseur. Le polymère résultant est flashé, séparé, séché, granulé et selon d'autres procédés pour obtenir un produit fini avec des particules uniformes. Ceux-ci incluent l'extrusion de feuilles, l'extrusion de films, l'extrusion de tuyaux ou de profilés, le moulage par soufflage, le moulage par injection et le moulage par rotation. Le PEHD convient à divers processus de moulage de moulage thermoplastique et présente une bonne aptitude au moulage, tels que le moulage par injection, l'extrusion, le moulage par soufflage, le rotomoulage, le revêtement, le processus de moussage, le thermoformage, le soudage par thermoscellage, le soudage thermique, etc.
Extrusion : les qualités utilisées pour la production par extrusion ont généralement un indice de fluidité inférieur à 1 et un MWD moyen à large. Pendant le traitement, un faible MI peut atteindre une résistance à la fusion appropriée. Les qualités MWD plus larges sont plus adaptées à l'extrusion car elles ont des vitesses de production plus élevées, des pressions de filière plus faibles et une tendance réduite à la fracture à l'état fondu.
Le PE a de nombreuses utilisations en extrusion, telles que des fils, des câbles, des tuyaux, des tuyaux et des profilés. Les applications de canalisations vont des canalisations jaunes de petite section pour le gaz naturel aux canalisations noires à paroi épaisse pour les canalisations industrielles et urbaines. Les canalisations à paroi creuse de grand diamètre se multiplient rapidement pour remplacer les canalisations d'eaux pluviales et autres canalisations d'égout en béton.
Feuilles et thermoformage : les doublures thermoformées de nombreuses grandes glacières de type pique-nique sont fabriquées en PE, un matériau résistant, léger et durable. Parmi les autres produits en feuilles et thermoformés, on trouve les pare-chocs, les doublures de réservoir, les couvercles de bacs, les boîtes d'expédition et les canettes. Une application de feuille importante et en pleine croissance est la membrane de sol ou le revêtement de piscine, qui repose sur la robustesse, la résistance chimique et l'imperméabilité du PE. MDPE.
Moulage par soufflage : Plus d’un tiers du PEHD vendu aux États-Unis est utilisé pour le moulage par soufflage. Ceux-ci vont des bouteilles d'eau de Javel, d'huile moteur, de détergent, de lait et d'eau distillée aux grands réfrigérateurs, aux réservoirs de carburant et aux canettes d'automobile. Les propriétés des qualités de moulage par soufflage, telles que la résistance à l'état fondu, l'ES-CR et la ténacité, sont similaires à celles utilisées pour les applications de feuilles et de thermoformage, de sorte que des qualités similaires peuvent être utilisées.
Le moulage par injection-soufflage est couramment utilisé pour fabriquer des récipients plus petits (moins de 16 oz) destinés au conditionnement de médicaments, de shampoings et de cosmétiques. L'un des avantages de ce procédé est que les bouteilles sont automatiquement ébavurées, sans qu'il soit nécessaire d'effectuer des étapes de finition post-traitement comme le moulage par soufflage classique. Bien qu'il existe certaines nuances MWD étroites pour améliorer la finition de surface, les nuances MWD moyennes à larges sont généralement utilisées.
Moulage par injection : Voir « Propriétés du matériau » ci-dessus.
Rotomoulage : les matériaux utilisés pour ce processus sont généralement broyés en poudres qui fondent et s'écoulent selon un cycle thermique. Le roto-moulage utilise deux types de PE : polyvalent et réticulable. Le MDPE/HDPE à usage général a généralement une plage de densité de 0.935 à 0.945 g/CC, avec un MWD étroit, donnant au produit un impact élevé et un gauchissement minimal, et une plage d'indice de fusion de 3 à 8. Les qualités MI supérieures ne conviennent généralement pas car elles n'ont pas la résistance à l'impact et à la fissuration sous contrainte environnementale souhaitée pour les produits rotomoulés.
Film : Le traitement du film PE utilise généralement un traitement de film soufflé ordinaire ou un traitement d'extrusion à plat. La plupart des PE sont utilisés pour le film, et le PE basse densité général (LDPE) ou le PE basse densité linéaire (LLDPE) peut être utilisé. Le film HDPE est généralement utilisé dans les endroits nécessitant une extensibilité supérieure et une excellente imperméabilité. Par exemple, le film HDPE est souvent utilisé dans les sacs de marchandises, les sacs d'épicerie et les emballages alimentaires.
principales applications
La résine de polyéthylène haute densité peut être utilisée pour former produits en plastique par injection, extrusion, soufflage et moulage par rotation. Le moulage par injection peut être utilisé pour former divers types de conteneurs, accessoires industriels, produits médicaux, jouets, coques, bouchons de bouteilles et protections. Le moulage par soufflage peut être utilisé pour former divers conteneurs creux, films ultra-minces, etc. Moulage par extrusion peut être utilisé pour former des tuyaux, des bandes extensibles, des bandes de cerclage, des monofilaments, des fils et des gaines de câbles, etc.
En outre, il peut également être utilisé pour former des panneaux décoratifs de construction, des stores, du bois synthétique, du papier synthétique, des films synthétiques et des produits plastiques formés à base de calcium.
Emballage, stockage et transport
Lors du stockage, il doit être tenu à l’écart des sources d’incendie, isolé et conservé au sec et bien rangé dans l’entrepôt. Il est strictement interdit de mélanger des impuretés, et il est strictement interdit de s'exposer au soleil et à la pluie. Il doit être stocké dans un wagon ou une cabine propre, sec et couvert pendant le transport, et aucun objet pointu tel que des clous n'est autorisé. Il est strictement interdit de mélanger avec des hydrocarbures aromatiques inflammables, des hydrocarbures halogénés et d'autres solvants organiques. Par exemple, les barils de quatre litres d'eau minérale de Nongfu Spring sont fabriqués à partir de ce matériau.
Recyclage
Le PEHD est le segment du marché du recyclage des plastiques qui connaît la croissance la plus rapide. Cela est principalement dû à sa facilité de retraitement, à sa dégradation minime et à sa large application dans l’emballage. Le recyclage principal est l'utilisation de 25 % de matériaux recyclés, comme le recyclage post-consommation (PCR), avec du PEHD vierge pour la fabrication de bouteilles qui n'entrent pas en contact avec les aliments.
Dans ce processus, le solvant de polymérisation est le n-hexane, le catalyseur est un catalyseur zN hautement actif, l'éthylène et l'hydrogène sont mélangés puis entrent dans le premier réacteur, où ils sont mélangés avec le catalyseur pour la réaction de polymérisation. Le polymère dans le réacteur est en suspension dans l'hexane sous forme de suspension, la température de polymérisation est d'environ 80 °C et la pression de polymérisation est inférieure à 10 bars. Ce processus peut produire des produits avec une plage de densité de 0.942 à 0.965 g/cm3 et une plage d'indice de fusion de 0.2 à 80. Les comonomères sont le propylène et le 1-butène, et le PEHD traditionnel et le PEHD bimodal sont produits. Le tuyau haute densité a d'excellentes performances et convient à la fabrication de tuyaux sous pression, atteignant PE100+. Les caractéristiques du processus de polymérisation continue du réacteur à bouilloire à méthode en suspension sont : une faible pression de fonctionnement et une faible température de fonctionnement ; le réacteur à double bouilloire peut produire des produits à pic unique et bimodaux en adoptant différentes formes de connexion parallèle et série ; le fonctionnement du processus est très flexible, la conversion de la marque du produit est rapide et les exigences de pureté des matières premières ne sont pas élevées ; les comonomères sont le propylène et le 1-butène ; l'hexane est utilisé comme solvant et l'unité de récupération est simple. La caractéristique de ce procédé est que la polymérisation est réalisée dans un diluant hydrocarboné inerte. Le déroulement du processus est le suivant : de l'éthylène polymérisé (éthylène 99.9 %, éthane 0.1 %) est introduit dans un séchoir puis introduit dans un réacteur à bouilloire avec un diluant en circulation constitué de n-hexane. Le catalyseur est un catalyseur contenant du titane, du manganèse et du triéthylaluminium sur un support. C'est la marque du co-catalyseur. Une petite quantité d'hydrogène est ajoutée pour contrôler le poids moléculaire. La réaction de polymérisation forme des particules de polyéthylène. La température de réaction est de 90 ℃ et la pression est de 1.8 MPa. La réaction peut être réalisée en deux étapes dans deux cuves de polymérisation. La concentration du solide de boue produit est de 34 % (fraction massique) et le taux de conversion des monomères peut atteindre 97 %. Le polymère s'écoule du deuxième réacteur et flashe jusqu'à une pression de 0.14 MPa. L'éthylène n'ayant pas réagi, l'éthane présent dans la décharge et 2 % du diluant cyclohexane sont comprimés et refroidis à 2.5 MPa deux fois. La tour de dégazage récupère l'éthane pour le recycler. La boue laissée après le flash est centrifugée pour récupérer la majeure partie du diluant, et le gâteau de filtration solide est envoyé au sécheur pour réduire la teneur en composants volatils à environ 5 % (fraction massique). Le séchoir fonctionne en cycle fermé avec protection à l'azote. La poudre de polymère séchée est envoyée au lit fluidisé pour éliminer tous les diluants hydrocarbonés. Les particules de polymère séchées sont envoyées à la section de mélange pour ajouter divers additifs, puis granulées. (2) Procédé de réacteur en boucle Les représentants typiques du procédé de réacteur en boucle sont le procédé Phillips de la société Phillips et le procédé Innovene S de la société INEOS. Le procédé Phillips utilise l'isobutane comme diluant et catalyseur à base de chrome. Le catalyseur doit être activé avant utilisation. La poudre de catalyseur activé est mélangée avec de l'isobutane de haute pureté sous protection azotée pour former une suspension de catalyseur, puis entre dans le réacteur en boucle. La matière première, le monomère d'éthylène, est raffinée, pré-mélangée avec de l'hydrogène et du comonomère hexène-1, puis injectée dans le réacteur en boucle. L'éthylène est transformé en polyéthylène sous l'action du catalyseur. La pompe à flux axial maintient un débit à grande vitesse et un mélange très uniforme des matériaux dans le réacteur, et la chaleur de réaction est uniformément évacuée par l'eau de refroidissement de la chemise. Ce processus produit un MI compris entre 0.15 et 100 et une densité de 0.936 à 0.972 g/cm3. Les caractéristiques du procédé de réacteur en boucle sont : moins d'équipement, procédé court, faible coût d'investissement ; aucune cire ni polymère n'est produit, aucun collage mural ; bonne forme de poudre, facile à transporter ; la chaleur de réaction est éliminée par l'eau de refroidissement dans l'enveloppe du réacteur, chaleur facile à éliminer, réglage pratique ; des exigences élevées en matière de matières premières doivent être purifiées ; l'hexène est utilisé comme comonomère ; l'isobutane est utilisé comme solvant, il est facile d'éliminer le solvant résiduel. Le déroulement du processus est le suivant : l'éthylène frais de qualité polymérisation est séché, mélangé avec l'hydrogène régulateur de poids moléculaire, l'antigel et l'isobutane diluant en circulation, puis envoyé dans un réacteur à processus continu à plusieurs boucles, et l'isobutane supplémentaire de catalyseur est introduit dans le réacteur. La température de réaction est de 106.7 ℃ et la pression est de 3.9 MPa. La suspension de polymère et de diluant traverse le réacteur en boucle à une vitesse de 6 m/s à l'aide d'une pompe à flux axial. Le refroidissement par eau dans l'enveloppe du réacteur contrôle la température de réaction et le solide polymère est évacué de l'orifice de sédimentation vertical dans le réacteur en boucle. En conséquence, la concentration de la boue peut atteindre 55 % et le taux de conversion est de 98 % à 99 %. Une fois le polymère déchargé, il est flashé pour évacuer l'isobutane et les monomères résiduels dans le dispositif de récupération du diluant. D'autres polymères solides sont mélangés avec des additifs et granulés. 2. Polymérisation en phase gazeuse : Les représentants typiques de la polymérisation en phase gazeuse (méthode en lit fluidisé en phase gazeuse) sont la technologie univative de DOW Chemical Company et la technologie Innovene de la société INNOS. La technologie univation adopte un réacteur à lit fluidisé en phase gazeuse à basse pression, un catalyseur ZN et un catalyseur au chrome, et les matières premières purifiées sont injectées dans le réacteur. La réaction de polymérisation se produit sous l'action du stockage du catalyseur. La réaction est réalisée dans les conditions de 85-110℃ et 2.41 MPa. Le taux de conversion de l'éthylène en un seul passage est d'environ 1 à 2 %. L'évacuation de la chaleur de réaction s'effectue principalement par le refroidissement du flux en circulation. La plage MI du produit de production est de 0.01 à 150 et la plage de densité est de 0.915 à 0.970 g/cm3. Les caractéristiques du procédé de polymérisation en lit fluidisé en phase gazeuse sont : une faible pression de fonctionnement et une basse température ; peut produire du polyéthylène pleine densité ; le système catalytique comprend du titane et du chrome ; un catalyseur métallocène ; exigences élevées en matière de pureté des matières premières, toutes les matières premières doivent être raffinées ; aucun solvant n'est requis, faible consommation d'énergie, faibles coûts de maintenance et d'exploitation. Le processus de production est le suivant : des monomères secs sont ajoutés au système de réacteur avec de l'hydrogène, les matières premières sont ajoutées à une grande boucle de circulation de vapeur et pénètrent au fond du grand réacteur à lit fluidisé via la distribution de gaz. Selon la conception, les matières premières du réacteur sont constituées de 69.57 % d'éthylène (la teneur en éthylène est de 99.9 %, 0.1 % d'éthane), 10.43 % d'hydrogène, 7.56 % d'éthane et 12.44 % d'azote. Le produit obtenu par cette composition de gaz brut a un indice de fusion de 8 g/10 min et une viscosité de 0.964 g/cm3. La densité du catalyseur est un mélange de dioxyde de magnésium avec du trichlorure de titane et du tétrahydrofuranne comme promoteurs, et le co-catalyseur est triéthylaluminium. Le catalyseur entre dans le réacteur sous forme solide avec l'azote provenant de la partie réacteur. La température de fonctionnement est de 105°C et la température spécifique est déterminée en fonction de la marque du produit. La pression de fonctionnement du réacteur est de 2.0 MPa. Le gaz de réaction sort par le haut de la réaction et est séparé du catalyseur contenant des matières solides par un séparateur cyclone et renvoyé au réacteur. Ensuite, le gaz sortant du séparateur cyclone est comprimé et circule vers le bas du réacteur après le refroidisseur à circulation. La décharge du réacteur envoie par intermittence les particules de produit vers le réservoir de matériau via un système de sas. Une partie du gaz entrant dans le réservoir de décharge pénètre dans le système de circulation du compresseur via le réservoir tampon supérieur, le filtre, le refroidisseur de gaz et le réservoir de séparation. Le polymère sort de la partie inférieure du réservoir de décharge et entre dans le réservoir de purge et le système de post-traitement. Le système de post-traitement comprend l'ajout de divers additifs au polymère, la fusion, la granulation et le conditionnement.
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