Alta densità polietilene (HDPE) è una polvere bianca o un prodotto granulare. È atossico, inodore, con una cristallinità dall'80% al 90%, un punto di rammollimento da 125 a 135 °C e una temperatura di esercizio fino a 100 °C; la sua durezza, resistenza alla trazione e creep sono migliori di quelli del polietilene a bassa densità; ha una buona resistenza all'usura, isolamento elettrico, tenacità e resistenza al freddo; ha una buona stabilità chimica, è insolubile in qualsiasi solvente organico a temperatura ambiente ed è resistente alla corrosione da acidi, alcali e vari sali; la pellicola ha una bassa permeabilità al vapore acqueo e all'aria e un basso assorbimento d'acqua; ha una scarsa resistenza all'invecchiamento e la sua resistenza alla rottura da stress ambientale non è buona come quella del polietilene a bassa densità, in particolare l'ossidazione termica ne ridurrà le prestazioni, quindi antiossidanti e assorbitori di ultravioletti devono essere aggiunti alla resina per migliorare questo aspetto. La temperatura di deformazione termica della pellicola in polietilene ad alta densità è bassa sotto stress, pertanto è necessario prestare attenzione durante l'utilizzo.
Storia
Questo secolo ha visto un progresso rivoluzionario nel campo delle condutture, vale a dire la “plastica che sostituisce l’acciaio”. Con il rapido progresso della scienza e della tecnologia dei materiali polimerici, l'approfondimento dello sviluppo e dell'utilizzo dei tubi in plastica e il continuo miglioramento dei processi produttivi, i tubi in plastica hanno pienamente dimostrato le loro eccellenti prestazioni. Oggi i tubi in plastica non vengono più confusi come “sostituti economici” dei tubi metallici. In questa rivoluzione, i tubi in polietilene sono molto apprezzati e sempre più brillanti e sono ampiamente utilizzati nel trasporto di gas, nell'approvvigionamento idrico, nello scarico delle acque reflue, nell'irrigazione agricola, nel trasporto di particelle solide minerarie, nonché nei giacimenti petroliferi, nei prodotti chimici, nelle poste e nelle telecomunicazioni, in particolare nel trasporto del gas.
L'HDPE è un termoplastico poliolefina prodotta dalla copolimerizzazione dell'etilene. Sebbene l'HDPE sia stato introdotto nel 1956, questa plastica non ha ancora raggiunto la maturità. Questo materiale versatile sta ancora trovando nuovi usi e mercati.
I produttori cinesi di polietilene ad alta densità (l'HDPE qui non include l'HDPE prodotto da unità di polietilene ad alta densità) sono tre grandi imprese: CNPC, Sinopec e CNOOC. Alla fine del 2006, c'erano quattro unità HDPE appartenenti alla CNPC, vale a dire l'unità HDPE petrolchimica di Lanzhou, l'unità HDPE petrolchimica di Daqing, l'unità HDPE petrolchimica di Liaoyang e l'unità HDPE petrolchimica di Jilin.
Il polietilene ad alta densità viene solitamente prodotto utilizzando il processo di polimerizzazione Ziegler-Natta, che è caratterizzato dall'assenza di catene ramificate sulla catena molecolare, quindi la catena molecolare è disposta regolarmente e ha una densità maggiore. Questo processo utilizza l'etilene come materia prima e l'ossigeno o il perossido organico come iniziatore in un reattore tubolare o a bollitore a bassa pressione per avviare la reazione di polimerizzazione.
L'etilene ad alta densità è un materiale ecologico. Può essere riciclato e riutilizzato quando riscaldato fino al suo punto di fusione. Va notato che materie prime plastiche può essere suddiviso in due categorie: "termoplastico" e "termoindurente". La "plastica termoindurente" diventa uno stato solido dopo essere stata riscaldata a una certa temperatura e il suo stato non può essere modificato anche se viene ulteriormente riscaldata. Pertanto, i prodotti con problemi ambientali sono prodotti in "plastica termoindurente" (come gli pneumatici), non prodotti in "plastica termoplastica" (come i pallet di plastica Nota: i pallet sono chiamati "compensato" a Hong Kong e Macao), quindi non tutte le "plastiche" non sono ecologiche.
Le proprietà del materiale
Nome inglese completo: polietilene ad alta densità
Abbreviazione: HDPE
Nome comune: etilene a bassa pressione
Monomero: etilene
Caratteristiche di base: Il polietilene ad alta densità è un materiale ceroso bianco opaco, più leggero dell'acqua, con un peso specifico di 0.941~0.960. È morbido e resistente, ma leggermente più duro di LDPE e leggermente estensibile. È atossico e inodore.
Caratteristiche della combustione: È infiammabile e può continuare a bruciare anche dopo essere stato lontano dal fuoco. L'estremità superiore della fiamma è gialla e l'estremità inferiore è blu. Si scioglierà durante la combustione e il liquido gocciolerà senza emettere fumo nero. Allo stesso tempo emetterà l'odore della paraffina bruciata.
Principali vantaggi: resistenza agli acidi e agli alcali, resistenza ai solventi organici, eccellente isolamento elettrico e può comunque mantenere una certa tenacità a basse temperature. Le resistenze meccaniche come durezza superficiale, resistenza alla trazione e rigidità sono superiori a quelle dell'LDPE e vicine a PP, ma più resistente del PP, anche se la finitura superficiale non è buona come quella del PP.
Principali svantaggi: scarse proprietà meccaniche, scarsa permeabilità all'aria, facile da deformare, facile da invecchiare, facile da diventare fragile, la fragilità è inferiore al PP, facile da stressare, bassa durezza superficiale, facile da graffiare. Difficile da stampare, è necessario un trattamento di scarica superficiale durante la stampa, non può essere galvanizzato e la superficie è opaca.
Applicazioni: Utilizzato per l'estrusione di pellicole per imballaggio, corde, borse intrecciate, reti da pesca, tubi dell'acqua; stampaggio a iniezione di articoli di uso quotidiano di fascia bassa e conchiglie, componenti non portanti, scatole di plastica, scatole girevoli; stampaggio a soffiaggio per estrusione di contenitori, prodotti cavi, bottiglie.
Stampaggio a iniezione: l'HDPE ha innumerevoli applicazioni, che vanno dai bicchieri per bevande riutilizzabili a pareti sottili alle lattine da 5 g/l, consumando 1/5 dell'HDPE prodotto dalla Cina. I gradi per stampaggio a iniezione hanno generalmente un indice di fusione compreso tra 5 e 10, con gradi tenaci a fluidità inferiore e gradi lavorabili a fluidità superiore. Gli usi includono imballaggi a pareti sottili per le necessità quotidiane e il cibo; barattoli di cibo e vernice resistenti e durevoli; e applicazioni con elevata resistenza alle fessurazioni da stress ambientale, come serbatoi di carburante per motori di piccole dimensioni e bidoni della spazzatura da 90 galloni.
Il punto di fusione generale dell'HDPE è 142 ℃ e la temperatura di decomposizione è 300 ℃; l'intervallo regolabile della temperatura dello stampaggio a iniezione è relativamente ampio. Durante lo stampaggio a iniezione, la temperatura di utilizzo generale è compresa tra 180 ℃ e 230 ℃; poiché è una plastica olefinica, non assorbe acqua e non necessita di essere asciugata durante la produzione, ma per il bene della qualità del prodotto, può essere essiccata a 60 ℃ per 1 ora per rimuovere l'acqua galleggiante; il polietilene ha un'elevata viscosità del fuso e un rapporto di lunghezza del flusso ridotto e i prodotti a pareti sottili potrebbero non avere colla, quindi il cancello e il corridore sono relativamente grandi; il prodotto è soggetto a elettricità statica e la superficie tende ad assorbire la polvere. Il tasso di ritiro è del 16‰ e il valore di tracimazione è di 0.05 mm.
Caratteristiche
Il polietilene ad alta densità ha una buona resistenza al calore e al freddo, una buona stabilità chimica, elevata rigidità e tenacità e una buona resistenza meccanica. Presenta inoltre buone proprietà dielettriche e resistenza allo stress cracking ambientale. La sua durezza, resistenza alla trazione e creep sono migliori di quelle del polietilene a bassa densità; la resistenza all'usura, l'isolamento elettrico, la tenacità e la resistenza al freddo sono tutti buoni, ma leggermente peggiori del polietilene a bassa densità nell'isolamento; ha una buona stabilità chimica ed è insolubile in qualsiasi solvente organico a temperatura ambiente. È resistente alla corrosione degli acidi, degli alcali e dei sali vari; il film ha bassa permeabilità al vapore acqueo e all'aria e basso assorbimento d'acqua; la sua resistenza all'invecchiamento è scarsa e la sua resistenza alle fessurazioni ambientali non è buona quanto quella del polietilene a bassa densità. In particolare, l'ossidazione termica ne ridurrà le prestazioni. Pertanto, la resina deve essere addizionata con antiossidanti e assorbitori di raggi ultravioletti per migliorare questo aspetto. La temperatura di deformazione termica del film di polietilene ad alta densità sotto stress è bassa, quindi è necessario tenerne conto durante l'applicazione.
Processo di produzione
Il PE è più comunemente prodotto tramite lavorazione in fase gassosa o slurry, mentre alcuni sono prodotti tramite lavorazione in fase di soluzione. Tutti questi processi comportano reazioni esotermiche che coinvolgono monomero di etilene, monomero di α-olefina, sistema di catalizzatore (che può essere più di un composto) e vari tipi di diluenti idrocarburici. L'idrogeno e alcuni catalizzatori vengono utilizzati per controllare il peso molecolare. I reattori a slurry sono generalmente serbatoi agitati o, più comunemente, grandi reattori ad anello in cui la slurry può essere fatta circolare e agitata. Le particelle di polietilene si formano non appena l'etilene e il comonomero (se necessario) entrano in contatto con il catalizzatore. Dopo che il diluente è stato rimosso, le particelle o le polveri di polietilene vengono essiccate e vengono aggiunti additivi in dosi per produrre pellet. Moderne linee di produzione con grandi reattori con estrusori bivite può produrre più di 40,000 libbre di PE all'ora. Lo sviluppo di nuovi catalizzatori ha contribuito al miglioramento delle proprietà di nuovi gradi di HDPE. I due tipi di catalizzatori più comunemente utilizzati sono i catalizzatori a base di ossido di cromo Philips e i catalizzatori di titanio-alluminio alchilico. I catalizzatori di tipo Philips producono HDPE con una distribuzione del peso molecolare medio-ampia; i catalizzatori di titanio-alluminio alchilico producono distribuzioni di peso molecolare strette. I catalizzatori utilizzati per produrre polimeri MDW stretti in un reattore duplex possono essere utilizzati anche per produrre gradi MDW ampi. Ad esempio, due reattori in serie che producono prodotti con peso molecolare significativamente diverso possono produrre un polimero bimodale con peso molecolare con una distribuzione del peso molecolare a larghezza intera.
Peso molecolare
Pesi molecolari più elevati determinano viscosità del polimero più elevate, ma la viscosità è anche una funzione della temperatura e della velocità di taglio utilizzate nel test. Le misurazioni del peso reologico o molecolare vengono utilizzate per caratterizzare il peso molecolare di un materiale. I gradi di HDPE hanno generalmente un intervallo di peso molecolare compreso tra 40,000 e 300,000, con un peso molecolare medio ponderale che corrisponde approssimativamente all'intervallo dell'indice di fusione compreso tra 100 e 0.029 g/10 min (230°C, 2.16 kg). In generale, un Mw più elevato (indice di fusione MI più basso) aumenta la resistenza del fuso, una migliore tenacità ed ESCR, ma un Mw più elevato rende la lavorazione più difficile.
Il processo è più difficile o richiede pressione o temperatura più elevate.
Distribuzione del peso molecolare (MWD): la WD del PE varia da stretta ad ampia a seconda del catalizzatore utilizzato e della lavorazione.
L'indice di misurazione della MWD più comunemente utilizzato è l'indice di eterogeneità (HI), che è uguale al peso molecolare medio ponderale (Mw) diviso per il peso molecolare medio numerico (Mn). Questo indice varia da 4 a 30 per tutti i gradi di HDPE. La MWD stretta garantisce una bassa deformazione e un impatto elevato durante lo stampaggio. La MWD da media ad ampia garantisce lavorabilità per la maggior parte dei processi di estrusione. L'ampia MWD può anche migliorare la forza di fusione e la resistenza al creep.
additivi
L'aggiunta di antiossidanti previene la degradazione del polimero durante la lavorazione e previene l'ossidazione del prodotto finito durante l'utilizzo. Gli additivi antistatici vengono utilizzati in molti tipi di imballaggi per ridurre l'adesione di polvere e sporco alle bottiglie o agli imballaggi. Usi specifici richiedono formulazioni di additivi speciali, come gli inibitori del rame associati all'uso di fili e cavi. Un'eccellente resistenza agli agenti atmosferici e alla luce ultravioletta (o luce solare) può essere ottenuta aggiungendo additivi anti-UV. Il PE senza ulteriore resistenza ai raggi UV o nerofumo non è consigliato per l'uso continuo all'aperto. I pigmenti di nerofumo di alta qualità forniscono un'eccellente resistenza ai raggi UV e possono spesso essere utilizzati in applicazioni esterne come fili, cavi, strati di serbatoi o tubi.
Metodi di elaborazione
Il PE può essere prodotto mediante un'ampia gamma di metodi di lavorazione diversi. Con l'etilene come materia prima principale, propilene, 1-butene ed esene come copolimeri, la polimerizzazione in sospensione o la polimerizzazione in fase gassosa viene utilizzata sotto l'azione di un catalizzatore. Il polimero risultante viene sottoposto a flashing, separato, essiccato, granulato e sottoposto ad altri processi per ottenere un prodotto finito con particelle uniformi. Questi includono l'estrusione di lastre, l'estrusione di film, l'estrusione di tubi o profili, lo stampaggio per soffiaggio, lo stampaggio a iniezione e lo stampaggio rotazionale. L'HDPE è adatto a vari processi di stampaggio di materiali termoplastici e ha una buona lavorabilità dello stampaggio, come stampaggio a iniezione, estrusione, soffiaggio, stampaggio rotazionale, rivestimento, processo di schiumatura, termoformatura, saldatura a caldo, saldatura a caldo, ecc.
Estrusione: i gradi utilizzati per la produzione di estrusione hanno generalmente un indice di fusione inferiore a 1 e una MWD da media ad ampia. Durante la lavorazione, un MI basso può raggiungere un'adeguata resistenza alla fusione. I gradi MWD più larghi sono più adatti all'estrusione perché hanno velocità di produzione più elevate, pressioni più basse sullo stampo e ridotta tendenza alla frattura del fuso.
Il PE ha molti usi di estrusione, come fili, cavi, tubi flessibili, tubi e profili. Le applicazioni dei tubi vanno dai tubi gialli di piccola sezione per gas naturale ai tubi neri a pareti spesse per condotte industriali e urbane. I tubi a parete cava di grande diametro stanno crescendo rapidamente come sostituti degli scarichi delle acque piovane in cemento e di altre linee fognarie.
Lamiera e termoformatura: i rivestimenti termoformati di molti grandi frigoriferi da picnic sono realizzati in PE, che è resistente, leggero e durevole. Altri prodotti in lamiere e termoformati includono parafanghi, rivestimenti per serbatoi, coperture per tegami, scatole per la spedizione e lattine. Un'applicazione in lamiere ampia e in rapida crescita è la membrana di terra o il rivestimento per piscine, che si basa sulla tenacità, la resistenza chimica e l'impermeabilità di MDPE.
Soffiaggio: più di 1/3 dell'HDPE venduto negli Stati Uniti viene utilizzato per il soffiaggio. Si va dalle bottiglie per candeggina, olio motore, detersivi, latte e acqua distillata ai grandi frigoriferi, serbatoi di carburante per automobili e lattine. Le proprietà dei gradi per soffiaggio, come resistenza al fuso, ES-CR e tenacità, sono simili a quelle utilizzate per applicazioni su lastre e termoformatura, quindi è possibile utilizzare gradi simili.
Lo stampaggio a iniezione-soffiaggio viene comunemente utilizzato per realizzare contenitori più piccoli (meno di 16 once) per il confezionamento di medicinali, shampoo e cosmetici. Un vantaggio di questo processo è che le bottiglie vengono sbavate automaticamente, senza la necessità di fasi di finitura post-elaborazione come il tradizionale soffiaggio. Sebbene esistano alcune qualità MWD strette per una migliore finitura superficiale, vengono generalmente utilizzate qualità MWD da medie a larghe.
Stampaggio a iniezione: vedere "Proprietà del materiale" sopra.
Stampaggio rotazionale: i materiali per questo processo vengono solitamente frantumati in polveri che si sciolgono e scorrono in un ciclo termico. Lo stampaggio rotazionale utilizza due tipi di PE: per uso generale e reticolabile. L'MDPE/HDPE per uso generale ha solitamente un intervallo di densità compreso tra 0.935 e 0.945 g/CC, con una MWD stretta, che conferisce al prodotto un impatto elevato e una deformazione minima, e un intervallo dell'indice di fusione di 3-8. I gradi MI più alti solitamente non sono adatti perché non hanno la resistenza agli urti e alle rotture da stress ambientale desiderata per i prodotti stampati in rotazionale.
Film: la lavorazione del film PE generalmente utilizza la normale lavorazione del film soffiato o la lavorazione dell'estrusione piana. La maggior parte del PE è utilizzata per il film e il PE a bassa densità generale (LDPE) o il PE lineare a bassa densità (LLDPE) può essere utilizzato. Il grado di pellicola HDPE è generalmente utilizzato in luoghi che richiedono un'elasticità superiore e un'eccellente impermeabilità. Ad esempio, la pellicola HDPE è spesso utilizzata in sacchetti per merci, sacchetti per la spesa e imballaggi per alimenti.
Applicazioni principali
La resina di polietilene ad alta densità può essere utilizzata per formare prodotti in plastica mediante iniezione, estrusione, stampaggio a soffiaggio e stampaggio rotazionale. Lo stampaggio a iniezione può essere utilizzato per formare vari tipi di contenitori, accessori industriali, prodotti medicali, giocattoli, gusci, tappi per bottiglie e scudi. Lo stampaggio a soffiaggio può essere utilizzato per formare vari contenitori cavi, pellicole ultrasottili, ecc. Stampaggio per estrusione può essere utilizzato per formare tubi, nastri elastici, nastri di reggiatura, monofilamenti, fili e guaine per cavi, ecc.
Inoltre, può essere utilizzato anche per formare pannelli decorativi per l'edilizia, persiane, legno sintetico, carta sintetica, pellicole sintetiche e prodotti plastici formati a base di calcio.
Imballaggio, stoccaggio e trasporto
Durante lo stoccaggio, deve essere tenuto lontano da fonti di incendio, isolato e mantenuto asciutto e ordinato nel magazzino. È severamente vietato mescolare eventuali impurità ed è severamente vietato esporsi al sole e alla pioggia. Durante il trasporto deve essere riposto in una carrozza o cabina pulita, asciutta e coperta e non sono ammessi oggetti appuntiti come chiodi. È severamente vietata la miscelazione con idrocarburi aromatici infiammabili, idrocarburi alogenati e altri solventi organici. Ad esempio, i fusti da quattro litri dell'acqua minerale di Nongfu Spring sono realizzati con questo materiale.
Riciclaggio
L’HDPE è il segmento in più rapida crescita del mercato del riciclaggio della plastica. Ciò è dovuto principalmente alla facilità di ritrattamento, al degrado minimo e alla sua ampia applicazione nel settore degli imballaggi. Il riciclaggio principale è l’utilizzo del 25% di materiali riciclati, come il riciclato post-consumo (PCR), con HDPE vergine per la produzione di bottiglie che non entrano in contatto con gli alimenti.
In questo processo, il solvente di polimerizzazione è n-esano, il catalizzatore è un catalizzatore zN altamente attivo, etilene e idrogeno vengono miscelati e quindi entrano nel primo reattore, dove vengono miscelati con il catalizzatore per la reazione di polimerizzazione. Il polimero nel reattore è sospeso in esano sotto forma di impasto liquido, la temperatura di polimerizzazione è di circa 80°C e la pressione di polimerizzazione è inferiore a 10 bar. Questo processo può produrre prodotti con un intervallo di densità compreso tra 0.942 e 0.965 g/cm3 e un intervallo dell'indice di fusione compreso tra 0.2 e 80. I comonomeri sono propilene e 1-butene e vengono prodotti l'HDPE tradizionale e l'HDPE bimodale. Il tubo ad alta densità ha prestazioni eccellenti ed è adatto per realizzare tubi in pressione, raggiungendo PE100+. Le caratteristiche del processo di polimerizzazione continua del reattore con bollitore con metodo slurry sono: bassa pressione operativa e temperatura operativa; il reattore a doppio bollitore può produrre prodotti a picco singolo e bimodali adottando diverse forme di collegamento in parallelo e in serie; il funzionamento del processo è altamente flessibile, la conversione del marchio del prodotto è rapida e i requisiti di purezza delle materie prime non sono elevati; i comonomeri sono propilene e 1-butene; come solvente viene utilizzato l'esano e l'unità di recupero è semplice. La caratteristica di questo processo è che la polimerizzazione viene effettuata in un diluente idrocarburico inerte. Il flusso del processo è il seguente: l'etilene polimerizzato (etilene 99.9%, etano 0.1%) viene alimentato in un essiccatore e quindi alimentato in un reattore a bollitore insieme ad un diluente circolante costituito da n-esano. Il catalizzatore è un catalizzatore contenente titanio, manganese, trietilalluminio su un supporto. È il marchio del co-catalizzatore. Una piccola quantità di idrogeno viene aggiunta per controllare il peso molecolare. La reazione di polimerizzazione forma particelle di polietilene. La temperatura di reazione è 90 ℃ e la pressione è 1.8 MPa. La reazione può essere condotta in due fasi in due caldaie di polimerizzazione. La concentrazione del solido dell'impasto liquido prodotto è del 34% (frazione di massa) e il tasso di conversione del monomero può raggiungere il 97%. Il polimero fuoriesce dal secondo reattore e raggiunge una pressione di 0.14 MPa. L'etilene, l'etano non reagito nello scarico e il 2% del diluente cicloesano vengono compressi e raffreddati due volte a 2.5 MPa. La torre di degasaggio recupera l'etano per il riciclaggio. L'impasto liquido rimasto dopo il flash viene centrifugato per recuperare la maggior parte del diluente e il pannello di filtraggio solido viene inviato all'essiccatore per ridurre il contenuto di componenti volatili a circa il 5% (frazione in massa). L'essiccatore funziona a ciclo chiuso con protezione dall'azoto. La polvere polimerica essiccata viene inviata al letto fluidizzato per rimuovere tutti i diluenti idrocarburici. Le particelle di polimero essiccate vengono inviate alla sezione di miscelazione per aggiungere vari additivi e poi granulate. (2) Processo con reattore a circuito I rappresentanti tipici del processo con reattore a circuito sono il processo Phillips della società Phillips e il processo Innovene S della società INEOS. Il processo Phillips utilizza l'isobutano come diluente e un catalizzatore a base di cromo. Il catalizzatore deve essere attivato prima dell'uso. La polvere di catalizzatore attivato viene miscelata con isobutano di elevata purezza sotto protezione di azoto per formare un impasto liquido di catalizzatore, quindi entra nel reattore a circuito. La materia prima etilene monomero viene raffinato, premiscelato con idrogeno e comonomero esene-1 e quindi iniettato nel reattore a circuito. L'etilene viene convertito in polietilene sotto l'azione del catalizzatore. La pompa a flusso assiale mantiene il flusso ad alta velocità e la miscelazione molto uniforme dei materiali nel reattore, mentre il calore di reazione viene uniformemente ritirato dall'acqua di raffreddamento della camicia. Questo processo produce MI nell'intervallo 0.15-100 e una densità di 0.936-0.972 g/cm3. Le caratteristiche del processo con reattore a circuito sono: meno attrezzature, processo breve, basso costo di investimento; non vengono prodotte cere e polimeri, non si attaccano alle pareti; buona forma in polvere, facile da trasportare; il calore di reazione viene rimosso raffreddando l'acqua nella camicia del reattore, calore facile da rimuovere, regolazione conveniente; requisiti elevati per le materie prime, devono essere purificati; come comonomero viene utilizzato l'esene; l'isobutano è usato come solvente, è facile rimuovere il solvente residuo. Il flusso del processo è il seguente: l'etilene fresco per polimerizzazione viene essiccato, miscelato con il regolatore del peso molecolare idrogeno, antigelo e isobutano diluente circolante, quindi inviato a un reattore di processo continuo a più circuiti e l'isobutano supplementare del catalizzatore viene immesso nel reattore. La temperatura di reazione è 106.7 ℃ e la pressione è 3.9 MPa. Il polimero e l'impasto liquido del diluente passano attraverso il reattore a circuito ad una velocità di 6 m/s con l'aiuto di una pompa a flusso assiale. Il raffreddamento ad acqua nella camicia del reattore controlla la temperatura di reazione e il polimero solido viene scaricato dalla porta di sedimentazione verticale nel reattore a circuito. Di conseguenza, la concentrazione del liquame può raggiungere il 55% e il tasso di conversione è del 98%-99%. Dopo che il polimero è stato scaricato, viene sottoposto a flashing per scaricare l'isobutano e i monomeri residui nel dispositivo di recupero del diluente. Altri polimeri solidi vengono miscelati con additivi e granulati. 2. Polimerizzazione in fase gassosa: I tipici rappresentanti della polimerizzazione in fase gassosa (metodo del letto fluidizzato in fase gassosa) sono la tecnologia univativa della DOW Chemical Company e la tecnologia Innovene della INNOS Company. La tecnologia univation adotta un reattore a letto fluidizzato in fase gassosa a bassa pressione, un catalizzatore ZN e un catalizzatore di cromo e le materie prime purificate vengono iniettate nel reattore. La reazione di polimerizzazione avviene sotto l'azione dello stoccaggio del catalizzatore. La reazione viene condotta nelle condizioni di 85-110℃ e 2.41 MPa. Il tasso di conversione dell'etilene a passaggio singolo è di circa l'1% -2%. La rimozione del calore di reazione avviene principalmente attraverso il raffreddamento del flusso circolante. L'intervallo MI del prodotto di produzione è 0.01-150 e l'intervallo di densità è 0.915-0.970 g/cm3. Le caratteristiche del processo di polimerizzazione a letto fluidizzato in fase gassosa sono: bassa pressione di esercizio e bassa temperatura; può produrre polietilene a piena densità; il sistema catalitico comprende titanio e cromo; catalizzatore metallocenico; elevati requisiti di purezza delle materie prime, tutte le materie prime devono essere raffinate; non è richiesto alcun solvente, basso consumo energetico, bassi costi di manutenzione e funzionamento. Il processo di produzione è il seguente: i monomeri secchi vengono aggiunti al sistema del reattore insieme all'idrogeno, le materie prime vengono aggiunte a un grande circuito di flusso di vapore circolante ed entrano nel fondo del grande reattore a letto fluidizzato attraverso la distribuzione del gas. Secondo il progetto, le materie prime del reattore sono il 69.57% di etilene (il contenuto di etilene è del 99.9%, lo 0.1% è etano), il 10.43% di idrogeno, il 7.56% di etano e il 12.44% di azoto. Il prodotto ottenuto da questa composizione di gas grezzo ha un indice di fusione di 8 g/10 min e una viscosità di 0.964 g/cm3. La densità del catalizzatore è una miscela di biossido di magnesio con tricloruro di titanio e tetraidrofurano come promotori e il co-catalizzatore è trietilalluminio. Il catalizzatore entra nel reattore in forma solida insieme all'azoto proveniente dalla parte del reattore. La temperatura operativa è 105°C e la temperatura specifica è determinata in base alla marca del prodotto. La pressione operativa del reattore è 2.0 MPa. Il gas di reazione esce dalla testa della reazione e viene separato dal catalizzatore contenente parti solide mediante un separatore a ciclone e rinviato al reattore. Quindi il gas in uscita dal separatore a ciclone viene compresso e fatto circolare sul fondo del reattore dopo il raffreddatore a circolazione. Lo scarico del reattore invia in modo intermittente le particelle del prodotto al serbatoio del materiale attraverso un sistema a camera d'aria. Parte del gas che entra nel serbatoio di scarico entra nel sistema di circolazione del compressore attraverso il serbatoio di accumulo superiore, il filtro, il raffreddatore del gas e il serbatoio di separazione. Il polimero esce dalla parte inferiore della vasca di scarico ed entra nella vasca di spurgo e nel sistema di post-lavorazione. Il sistema di post-elaborazione comprende l'aggiunta di vari additivi al polimero, la fusione, la granulazione e il confezionamento.
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