Hoogdicht polyethyleen (HDPE) is een wit poeder of korrelig product. Het is niet-giftig, geurloos, heeft een kristalliniteit van 80% tot 90%, een verwekingspunt van 125 tot 135 °C en een bedrijfstemperatuur tot 100 °C. De hardheid, treksterkte en kruipweerstand zijn beter dan die van laagdicht polyethyleen. Het heeft een goede slijtvastheid, elektrische isolatie, taaiheid en koudebestendigheid. Het is chemisch stabiel, onoplosbaar in organische oplosmiddelen bij kamertemperatuur en bestand tegen corrosie door zuren, basen en diverse zouten. De film heeft een lage doorlaatbaarheid voor waterdamp en lucht en een lage waterabsorptie. De verouderingsbestendigheid is echter gering en de weerstand tegen spanningscorrosie door omgevingsinvloeden is minder goed dan die van laagdicht polyethyleen. Vooral thermische oxidatie vermindert de prestaties, daarom moeten antioxidanten en UV-absorbers aan de hars worden toegevoegd om dit aspect te verbeteren. De warmtevervormingstemperatuur van polyethyleenfolie met hoge dichtheid is laag onder spanning, dus je moet hier rekening mee houden bij het gebruik ervan.
Geschiedenis
Deze eeuw heeft een revolutionaire vooruitgang gekend op het gebied van pijpleidingen, namelijk “plastics vervangen staal”. Met de snelle vooruitgang van de wetenschap en technologie op het gebied van polymeermateriaal, de verdieping van de ontwikkeling en het gebruik van kunststofbuizen en de voortdurende verbetering van productieprocessen, hebben kunststofbuizen hun uitstekende prestaties volledig aangetoond. Tegenwoordig worden kunststofbuizen niet langer aangezien als “goedkope vervangers” voor metalen buizen. In deze revolutie zijn polyethyleen buizen zeer geliefd en steeds glanzender, en worden ze op grote schaal gebruikt in het gastransport, de watervoorziening, de lozing van rioolwater, landbouwirrigatie, het transport van fijne deeltjes in de mijnbouw, maar ook in olievelden, chemicaliën, en post- en telecommunicatie, vooral op het gebied van gastransport.
HDPE is een thermoplastisch polyolefine dat wordt geproduceerd door copolymerisatie van ethyleen. Hoewel HDPE al in 1956 werd geïntroduceerd, heeft dit plastic zijn volwassen stadium nog niet bereikt. Dit veelzijdige materiaal vindt nog steeds nieuwe toepassingen en afzetmarkten.
De Chinese producenten van hogedichtheidpolyethyleen (HDPE omvat hier niet HDPE geproduceerd door polyethyleeneenheden met volledige dichtheid) zijn drie grote ondernemingen: CNPC, Sinopec en CNOOC. Eind 2006 waren er vier HDPE-eenheden die tot CNPC behoorden, namelijk de Lanzhou Petrochemical HDPE-eenheid, de Daqing Petrochemical HDPE-eenheid, de Liaoyang Petrochemical HDPE-eenheid en de Jilin Petrochemical HDPE-eenheid.
Polyethyleen met hoge dichtheid wordt meestal geproduceerd met behulp van het Ziegler-Natta-polymerisatieproces, dat wordt gekenmerkt door de afwezigheid van vertakte ketens op de moleculaire keten, zodat de moleculaire keten regelmatig is gerangschikt en een hogere dichtheid heeft. Bij dit proces wordt ethyleen als grondstof en zuurstof of organisch peroxide als initiator gebruikt in een buisvormige of ketel-lagedrukreactor om de polymerisatiereactie op gang te brengen.
Ethyleen met een hoge dichtheid is een milieuvriendelijk materiaal. Het kan worden gerecycled en hergebruikt wanneer het tot zijn smeltpunt wordt verhit. Het is belangrijk om te weten dat plastic grondstoffen in twee categorieën kunnen worden verdeeld: "thermoplastisch" en "thermohardend". "Thermohardend plastic" wordt een vaste stof na verhitting tot een bepaalde temperatuur en verandert niet meer van toestand, zelfs niet bij verdere verhitting. Daarom zijn producten met milieuproblemen die van "thermohardend plastic" zijn gemaakt (zoals banden), en niet van "thermoplastisch plastic" (zoals plastic pallets). Let op: pallets worden in Hong Kong en Macau "multiplex" genoemd. Niet alle "plastics" zijn dus milieuvriendelijk.
Materiaal eigenschappen
Volledige Engelse naam: Hogedichtheidpolyethyleen
Afkorting: HDPE
Algemene naam: Lagedruk-ethyleen
Monomeer: Ethyleen
Basiseigenschappen: Polyethyleen met hoge dichtheid is een ondoorzichtig, wit, wasachtig materiaal, lichter dan water, met een soortelijk gewicht van 0.941 tot 0.960. Het is zacht en taai, maar iets harder dan LDPE en enigszins rekbaar. Het is niet giftig en geurloos.
Verbrandingskenmerken: Het is brandbaar en kan blijven branden nadat het uit de buurt van het vuur is geweest. Het bovenste uiteinde van de vlam is geel en het onderste uiteinde is blauw. Het zal smelten tijdens het branden en de vloeistof zal druppelen zonder zwarte rook uit te stoten. Tegelijkertijd zal het de geur van brandende paraffine afgeven.
Belangrijkste voordelen: Bestand tegen zuren en basen, bestand tegen organische oplosmiddelen, uitstekende elektrische isolatie en behoudt een zekere taaiheid bij lage temperaturen. De mechanische eigenschappen, zoals oppervlaktehardheid, treksterkte en stijfheid, zijn hoger dan die van LDPE en vergelijkbaar met die van PP , maar taaier dan PP. De oppervlakteafwerking is echter minder goed.
Belangrijkste nadelen: Slechte mechanische eigenschappen, slechte luchtdoorlaatbaarheid, gemakkelijk te vervormen, gemakkelijk te verouderen, gemakkelijk bros te worden, brosheid is lager dan PP, gemakkelijk te spanningsscheuren, lage oppervlaktehardheid, gemakkelijk te krassen. Moeilijk te printen, oppervlakteontladingsbehandeling is vereist bij het printen, kan niet worden gegalvaniseerd en het oppervlak is dof.
Toepassingen: Gebruikt voor het extruderen van verpakkingsfolies, touwen, geweven zakken, visnetten, waterleidingen; spuitgieten van eenvoudige dagelijkse gebruiksvoorwerpen en omhulsels, niet-dragende onderdelen, plastic dozen, transportdozen; extrusieblaasvormen van containers, holle producten, flessen.
Spuitgieten: HDPE heeft talloze toepassingen, variërend van herbruikbare dunwandige drankbekers tot blikjes van 5 gram, waarbij 1/5 van de door China geproduceerde HDPE wordt verbruikt. Spuitgietkwaliteiten hebben over het algemeen een smeltindex van 5 tot 10, met sterke lagere vloeibaarheidskwaliteiten en verwerkbare hogere vloeibaarheidskwaliteiten. Toepassingen zijn onder meer dunwandige verpakkingen voor dagelijkse benodigdheden en voedsel; stevige, duurzame voedsel- en verfblikken; en toepassingen met hoge weerstand tegen scheurvorming door omgevingsstress, zoals kleine brandstoftanks voor motoren en vuilnisbakken van 90 gallon.
Het algemene smeltpunt van HDPE is 142℃ en de ontledingstemperatuur is 300℃; het instelbare bereik van de spuitgiettemperatuur is relatief groot. Tijdens het spuitgieten bedraagt de algemene gebruikstemperatuur 180℃-230℃; omdat het een olefinekunststof is, absorbeert het geen water en hoeft het tijdens de productie niet te worden gedroogd, maar omwille van de productkwaliteit kan het gedurende 60 uur bij 1 ℃ worden gedroogd om drijvend water te verwijderen; polyethyleen heeft een hoge smeltviscositeit en een kleine stroomlengteverhouding, en dunwandige producten kunnen lijm missen, dus de poort en de loper zijn relatief groot; het product is gevoelig voor statische elektriciteit en het oppervlak absorbeert stof. De krimpsnelheid is 16 ‰ en de overloopwaarde is 0.05 mm.
Kenmerken
Polyethyleen met hoge dichtheid heeft een goede hitte- en koudebestendigheid, goede chemische stabiliteit, hoge stijfheid en taaiheid en goede mechanische sterkte. Het heeft ook goede diëlektrische eigenschappen en is bestand tegen scheuren door omgevingsstress. De hardheid, treksterkte en kruip zijn beter dan die van polyethyleen met lage dichtheid; de slijtvastheid, elektrische isolatie, taaiheid en koudebestendigheid zijn allemaal goed, maar iets slechter dan polyethyleen met lage dichtheid wat betreft isolatie; het heeft een goede chemische stabiliteit en is bij kamertemperatuur onoplosbaar in elk organisch oplosmiddel. Het is bestand tegen corrosie door zuren, logen en verschillende zouten; de film heeft een lage permeabiliteit voor waterdamp en lucht en een lage waterabsorptie; de verouderingsbestendigheid is slecht en de weerstand tegen scheuren door de omgeving is niet zo goed als die van polyethyleen met lage dichtheid. In het bijzonder zal thermische oxidatie de prestaties ervan verminderen. Daarom moet de hars worden toegevoegd met antioxidanten en ultraviolette absorbeerders om dit aspect te verbeteren. De warmtevervormingstemperatuur van polyethyleenfilm met hoge dichtheid onder spanning is laag, dus hiermee moet rekening worden gehouden bij het aanbrengen ervan.
Het Productieproces
PE wordt meestal geproduceerd via slurry- of gasfaseprocessen, hoewel een klein deel ook via oplossingsfaseprocessen wordt geproduceerd. Al deze processen omvatten exotherme reacties met ethyleenmonomeer, α-olefinemonomeer, een katalysatorsysteem (dat uit meer dan één verbinding kan bestaan) en verschillende soorten koolwaterstofverdunners. Waterstof en sommige katalysatoren worden gebruikt om het molecuulgewicht te regelen. Slurryreactoren zijn over het algemeen geroerde tanks of, vaker, grote ringreactoren waarin de slurry kan circuleren en geroerd kan worden. Polyethyleendeeltjes worden gevormd zodra ethyleen en comonomeer (indien nodig) in contact komen met de katalysator. Nadat de verdunner is verwijderd, worden de polyethyleendeeltjes of -poeders gedroogd en worden additieven in doseringen toegevoegd om pellets te produceren. Moderne productielijnen met grote reactoren en dubbelschroefextruders kunnen meer dan 40,000 kilogram PE per uur produceren. De ontwikkeling van nieuwe katalysatoren heeft bijgedragen aan de verbetering van de eigenschappen van nieuwe soorten HDPE. De twee meest gebruikte katalysatortypes zijn de chroomoxide-gebaseerde katalysatoren van Philips en titanium-alkyl-aluminiumkatalysatoren. Philips-katalysatoren produceren HDPE met een middelbrede molecuulgewichtsverdeling; titanium-alkyl-aluminiumkatalysatoren produceren een smalle molecuulgewichtsverdeling. Katalysatoren die worden gebruikt om polymeren met een smalle molecuulgewichtsverdeling in een duplexreactor te produceren, kunnen ook worden gebruikt om polymeren met een brede molecuulgewichtsverdeling te produceren. Zo kunnen bijvoorbeeld twee reactoren in serie, die producten met significant verschillende molecuulgewichten produceren, een bimodale molecuulgewichtsverdeling met een volledige molecuulgewichtsverdeling opleveren.
moleculair gewicht
Hogere molecuulgewichten resulteren in hogere polymeerviscositeiten, maar de viscositeit is ook een functie van de temperatuur en afschuifsnelheid die in de test worden gebruikt. Reologische of molecuulgewichtsmetingen worden gebruikt om het molecuulgewicht van een materiaal te karakteriseren. HDPE-kwaliteiten hebben doorgaans een molecuulgewichtsbereik van 40,000 tot 300,000, met een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht dat ruwweg overeenkomt met het smeltindexbereik van 100 tot 0.029 g/10 min (230°C, 2.16 kg). Over het algemeen verhoogt een hogere Mw (lagere smeltindex MI) de smeltsterkte, betere taaiheid en ESCR, maar een hogere Mw maakt de verwerking moeilijker.
Het proces is moeilijker of vereist een hogere druk of temperatuur.
Moleculaire gewichtsverdeling (MWD): De WD van PE varieert van smal tot breed, afhankelijk van de gebruikte katalysator en de verwerking.
De meest gebruikte MWD-meetindex is de heterogeniteitsindex (HI), die gelijk is aan het gewichtsgemiddelde molecuulgewicht (Mw) gedeeld door het aantalgemiddelde molecuulgewicht (Mn). Deze index varieert van 4 tot 30 voor alle HDPE-kwaliteiten. Smalle MWD zorgt voor weinig kromtrekken en hoge impact tijdens het gieten. Middelgrote tot brede MWD biedt verwerkbaarheid voor de meeste extrusieprocessen. Brede MWD kan ook de smeltsterkte en kruipweerstand verbeteren.
additieven
De toevoeging van antioxidanten voorkomt afbraak van het polymeer tijdens de verwerking en voorkomt oxidatie van het eindproduct tijdens gebruik. Antistatische additieven worden in veel verpakkingskwaliteiten gebruikt om de hechting van stof en vuil aan flessen of verpakkingen te verminderen. Specifieke toepassingen vereisen speciale additiefformuleringen, zoals koperremmers die verband houden met draad- en kabelgebruik. Door toevoeging van anti-UV additieven kan een uitstekende weersbestendigheid en weerstand tegen ultraviolet licht (of zonlicht) worden bereikt. PE zonder toegevoegde UV-bestendigheid of carbon black wordt niet aanbevolen voor continu gebruik buitenshuis. Hoogwaardige carbonblackpigmenten zorgen voor een uitstekende UV-bestendigheid en kunnen vaak worden gebruikt in buitentoepassingen zoals draden, kabels, tanklagen of leidingen.
Verwerkingsmethoden
PE kan worden vervaardigd met een breed scala aan verschillende verwerkingsmethoden. Met ethyleen als de belangrijkste grondstof, propyleen, 1-buteen en hexeen als copolymeren, wordt slurrypolymerisatie of gasfasepolymerisatie gebruikt onder invloed van een katalysator. Het resulterende polymeer wordt geflasht, gescheiden, gedroogd, gegranuleerd en andere processen om een eindproduct met uniforme deeltjes te verkrijgen. Deze omvatten plaatextrusie, filmextrusie, pijp- of profielextrusie, blaasgieten, spuitgieten en rotatiegieten. HDPE is geschikt voor verschillende vormprocessen van thermoplastisch gieten en heeft een goede vormverwerkbaarheid, zoals spuitgieten, extrusie, blaasvormen, rotatiegieten, coating, schuimproces, thermovormen, smeltlassen, warmtelassen, enz.
Extrusie: Kwaliteiten die worden gebruikt voor extrusieproductie hebben over het algemeen een smeltindex van minder dan 1 en een gemiddelde tot brede MWD. Tijdens de verwerking kan een lage MI een geschikte smeltsterkte bereiken. Bredere MWD-kwaliteiten zijn geschikter voor extrusie omdat ze hogere productiesnelheden, lagere matrijsdrukken en een verminderde neiging tot smeltbreuk hebben.
PE kent vele extrusietoepassingen, zoals draden, kabels, slangen, buizen en profielen. Buistoepassingen variëren van gele buizen met kleine doorsnede voor aardgas tot dikwandige zwarte buizen voor industriële en stedelijke pijpleidingen. Hollewandbuizen met een grote diameter groeien snel als vervanging voor betonnen hemelwaterafvoeren en andere rioolleidingen.
Plaat- en thermovormproducten: De thermogevormde binnenbekleding van veel grote koelboxen voor picknicks is gemaakt van PE, een sterk, lichtgewicht en duurzaam materiaal. Andere plaat- en thermovormproducten zijn onder andere spatborden, tankbekleding, deksels voor pannen, verzenddozen en blikken. Een grote en snelgroeiende toepassing van plaatmateriaal is grondmembraan of zwembadbekleding, gebaseerd op de taaiheid, chemische bestendigheid en ondoordringbaarheid van MDPE.
Blaasgieten: Meer dan 1/3 van het HDPE dat in de Verenigde Staten wordt verkocht, wordt gebruikt voor blaasgieten. Deze variëren van flessen bleekmiddel, motorolie, wasmiddel, melk en gedestilleerd water tot grote koelkasten, autobrandstoftanks en blikjes. De eigenschappen van blaasvormkwaliteiten, zoals smeltsterkte, ES-CR en taaiheid, zijn vergelijkbaar met die van plaat- en thermovormtoepassingen, dus vergelijkbare kwaliteiten kunnen worden gebruikt.
Spuitgieten wordt vaak gebruikt om kleinere containers (minder dan 16 oz) te maken voor het verpakken van medicijnen, shampoos en cosmetica. Een voordeel van dit proces is dat de flessen automatisch worden ontbraamd, zonder dat er nabewerkingsstappen nodig zijn, zoals bij conventioneel blaasgieten. Hoewel er enkele smalle MWD-kwaliteiten zijn voor een betere oppervlakteafwerking, worden over het algemeen medium tot brede MWD-kwaliteiten gebruikt.
Spuitgieten: Zie “Materiaaleigenschappen” hierboven.
Roto-molding: Materialen voor dit proces worden meestal vermalen tot poeders die smelten en vloeien in een warmtecyclus. Roto-molding maakt gebruik van twee soorten PE: universeel en vernetbaar. MDPE/HDPE voor algemeen gebruik heeft gewoonlijk een dichtheidsbereik van 0.935 tot 0.945 g/CC, met een smalle MWD, waardoor het product een hoge impact en minimale kromtrekking krijgt, en een smeltindexbereik van 3-8. Hogere MI-kwaliteiten zijn doorgaans niet geschikt omdat ze niet de weerstand tegen scheurvorming en scheurvorming door omgevingsfactoren hebben die gewenst zijn voor rotatiegegoten producten.
Folie: De verwerking van PE-folie gebeurt over het algemeen met behulp van gewone blaasfolieprocessen of vlakke extrusieprocessen. PE wordt meestal gebruikt voor folie, en er kan gebruik worden gemaakt van polyethyleen met lage dichtheid (LDPE) of lineair polyethyleen met lage dichtheid ( LLDPE ). HDPE-folie wordt over het algemeen gebruikt op plaatsen waar een superieure rekbaarheid en uitstekende waterdichtheid vereist zijn. Zo wordt HDPE-folie bijvoorbeeld vaak gebruikt voor boodschappentassen, tassen voor levensmiddelen en voedselverpakkingen.
Main Applications
Polyethyleen met hoge dichtheid kan worden gebruikt voor het vormen van kunststofproducten door middel van spuitgieten, extrusie, blaasvormen en rotatiegieten. Spuitgieten kan worden gebruikt voor het vormen van diverse soorten containers, industriële accessoires, medische producten, speelgoed, omhulsels, flessenstoppers en beschermkappen. Blaasvormen kan worden gebruikt voor het vormen van diverse holle containers, ultradunne folies, enz. Extrusievormen kan worden gebruikt voor het vormen van buizen, rekbanden, omsnoeringsbanden, monofilamenten, draden en kabelmantels, enz.
Bovendien kan het ook worden gebruikt voor het vormen van decoratieve panelen voor gebouwen, jaloezieën, synthetisch hout, synthetisch papier, synthetische films en gevormde calciumkunststofproducten.
Verpakking, opslag en transport
Bij opslag moet het uit de buurt van brandbronnen worden gehouden, geïsoleerd en droog en netjes in het magazijn worden bewaard. Het is ten strengste verboden om onzuiverheden te mengen en het is ten strengste verboden om blootgesteld te worden aan zon en regen. Het moet tijdens het transport worden opgeslagen in een schone, droge, overdekte koets of cabine, en er zijn geen scherpe voorwerpen zoals spijkers toegestaan. Het is ten strengste verboden om te mengen met brandbare aromatische koolwaterstoffen, gehalogeneerde koolwaterstoffen en andere organische oplosmiddelen. De vierlitervaten mineraalwater van Nongfu Spring zijn bijvoorbeeld van dit materiaal gemaakt.
recycling
HDPE is het snelst groeiende segment van de markt voor kunststofrecycling. Dit is vooral te danken aan het gemak van herverwerking, de minimale degradatie en de brede toepassing ervan in verpakkingen. De belangrijkste recycling is het gebruik van 25% gerecyclede materialen, zoals post-consumer recyclaat (PCR), met nieuw HDPE voor de vervaardiging van flessen die niet in contact komen met voedsel.
In dit proces is het polymerisatieoplosmiddel n-hexaan, de katalysator is een zeer actieve zN-katalysator, ethyleen en waterstof worden gemengd en gaan vervolgens de eerste reactor binnen, waar ze worden gemengd met de katalysator voor de polymerisatiereactie. Het polymeer in de reactor wordt in de vorm van een slurry in hexaan gesuspendeerd, de polymerisatietemperatuur bedraagt ongeveer 80°C en de polymerisatiedruk bedraagt minder dan 10 bar. Dit proces kan producten produceren met een dichtheidsbereik van 0.942-0.965 g/cm3 en een smeltindexbereik van 0.2-80. De comonomeren zijn propyleen en 1-buteen, en er worden traditionele HDPE en bimodale HDPE geproduceerd. De hogedichtheidsbuis heeft uitstekende prestaties en is geschikt voor het maken van drukleidingen tot PE100+. De kenmerken van het continue polymerisatieproces van de slurrymethode met ketelreactor zijn: lage werkdruk en bedrijfstemperatuur; de dubbelketelreactor kan single-piek- en bimodale producten produceren door gebruik te maken van verschillende vormen van parallelle en serieschakeling; de procesverrichting is zeer flexibel, de conversie van het productmerk is snel en de zuiverheidseis van de grondstoffen is niet hoog; de comonomeren zijn propyleen en 1-buteen; hexaan wordt als oplosmiddel gebruikt en de terugwinningseenheid is eenvoudig. Het kenmerk van dit proces is dat de polymerisatie wordt uitgevoerd in een inert koolwaterstofverdunningsmiddel. De processtroom is als volgt: gepolymeriseerd ethyleen (ethyleen 99.9%, ethaan 0.1%) wordt in een droger gevoerd en vervolgens samen met een circulerend verdunningsmiddel bestaande uit n-hexaan in een ketelreactor geleid. De katalysator is een katalysator die titanium, mangaan en triethylaluminium op een drager bevat. Het is het merk van de co-katalysator. Er wordt een kleine hoeveelheid waterstof toegevoegd om het molecuulgewicht te regelen. De polymerisatiereactie vormt polyethyleendeeltjes. De reactietemperatuur is 90℃ en de druk is 1.8 MPa. De reactie kan in twee stappen in twee polymerisatieketels worden uitgevoerd. De concentratie van de geproduceerde vaste slurry is 34% (massafractie) en de monomeerconversie kan 97% bereiken. Het polymeer stroomt uit de tweede reactor en flitst tot een druk van 0.14 MPa. Het niet-gereageerde ethyleen, ethaan in de afvoer en 2% van het cyclohexaanverdunningsmiddel worden tweemaal samengeperst en gekoeld tot 2.5 MPa. De ontgassingstoren recupereert het ethaan voor recycling. De slurry die achterblijft na de flash wordt gecentrifugeerd om het grootste deel van het verdunningsmiddel terug te winnen, en de vaste filterkoek wordt naar de droger gestuurd om het gehalte aan vluchtige componenten te verminderen tot ongeveer 5% (massafractie). De droger werkt in een gesloten cyclus met stikstofbescherming. Het gedroogde polymeerpoeder wordt naar het gefluïdiseerde bed gestuurd om alle koolwaterstofverdunningsmiddelen te verwijderen. De gedroogde polymeerdeeltjes worden naar de mengsectie gestuurd om verschillende additieven toe te voegen en vervolgens gegranuleerd. (2) Lusreactorproces De typische vertegenwoordigers van het lusreactorproces zijn het Phillips-proces van Phillips Company en het Innovene S-proces van INEOS Company. Het Phillips-proces maakt gebruik van isobutaan als verdunningsmiddel en een op chroom gebaseerde katalysator. De katalysator moet vóór gebruik worden geactiveerd. Het geactiveerde katalysatorpoeder wordt onder stikstofbescherming gemengd met zeer zuiver isobutaan om een katalysatorslurry te vormen, en gaat vervolgens de lusreactor binnen. De grondstof ethyleenmonomeer wordt geraffineerd, vooraf gemengd met waterstof en comonomeer hexeen-1 en vervolgens in de lusreactor geïnjecteerd. Ethyleen wordt onder invloed van de katalysator omgezet in polyethyleen. De axiale stromingspomp handhaaft de snelle stroom en een zeer uniforme menging van de materialen in de reactor, en de reactiewarmte wordt gelijkmatig onttrokken door het koelwater van de mantel. Dit proces produceert MI in het bereik van 0.15-100 en een dichtheid van 0.936-0.972 g/cm3. De kenmerken van het lusreactorproces zijn: minder apparatuur, kort proces, lage investeringskosten; er worden geen was en polymeren geproduceerd, geen muurverlijming; goede poedervorm, gemakkelijk te transporteren; reactiewarmte wordt verwijderd door koelwater in de reactormantel, gemakkelijk te verwijderen warmte, gemakkelijke aanpassing; hoge eisen aan grondstoffen, moeten worden gezuiverd; hexeen wordt gebruikt als comonomeer; isobutaan wordt gebruikt als oplosmiddel, het resterende oplosmiddel is gemakkelijk te verwijderen. De processtroom is als volgt: vers ethyleen van polymerisatiekwaliteit wordt gedroogd, gemengd met de molecuulgewichtregelaar waterstof, antivries en circulerend verdunningsmiddel isobutaan, en vervolgens naar een continue procesreactor met meerdere lussen gestuurd, en het katalysatorsupplement isobutaan wordt in de reactor. De reactietemperatuur is 106.7℃ en de druk is 3.9 MPa. De slurry van polymeer en verdunningsmiddel stroomt door de lusreactor met een snelheid van 6 m/s met behulp van een axiale stromingspomp. De waterkoeling in de reactormantel regelt de reactietemperatuur en de vaste polymere stof wordt afgevoerd uit de verticale sedimentatiepoort in de lusreactor. Als gevolg hiervan kan de slurryconcentratie 55% bereiken en is het conversiepercentage 98% -99%. Nadat het polymeer is afgevoerd, wordt het geflitst om isobutaan en resterende monomeren in het verdunningsmiddelterugwinningsapparaat af te voeren. Andere vaste polymeren worden gemengd met additieven en gegranuleerd. 2. Gasfasepolymerisatie: De typische vertegenwoordigers van gasfasepolymerisatie (gasfasewervelbedmethode) zijn de univatietechnologie van DOW Chemical Company en de Innovene-technologie van INNOS Company. De univatietechnologie maakt gebruik van een lagedrukgasfase-wervelbedreactor, ZN-katalysator en chroomkatalysator, en de gezuiverde grondstoffen worden in de reactor geïnjecteerd. De polymerisatiereactie vindt plaats onder invloed van de katalysatoropslag. De reactie wordt uitgevoerd onder omstandigheden van 85-110 ℃ en 2.41 MPa. De single-pass conversiesnelheid van ethyleen is ongeveer 1% -2%. De afvoer van reactiewarmte vindt voornamelijk plaats door het afkoelen van de circulerende stroom. Het MI-bereik van het productieproduct is 0.01-150 en het dichtheidsbereik is 0.915-0.970 g/cm3. De kenmerken van het polymerisatieproces met wervelbed in de gasfase zijn: lage werkdruk en lage temperatuur; kan polyethyleen met volledige dichtheid produceren; katalysatorsysteem omvat titanium en chroom; metalloceenkatalysator; hoge eisen aan de zuiverheid van grondstoffen, alle grondstoffen moeten worden verfijnd; er is geen oplosmiddel nodig, laag energieverbruik, lage onderhouds- en bedrijfskosten. Het productieproces is: droge monomeren worden samen met waterstof aan het reactorsysteem toegevoegd, de grondstoffen worden toegevoegd aan een grote circulerende stoomstroomlus en komen via gasdistributie de bodem van de grote wervelbedreactor binnen. Volgens het ontwerp bestaan de grondstoffen van de reactor uit 69.57% ethyleen (ethyleengehalte is 99.9%, 0.1% is ethaan), 10.43% waterstof, 7.56% ethaan en 12.44% stikstof. Het door deze ruwe gassamenstelling geproduceerde product heeft een smeltindex van 8 g/10 min en een viscositeit van 0.964 g/cm3. De dichtheid van de katalysator is een mengsel van magnesiumdioxide met titaniumtrichloride en tetrahydrofuran als promotors, en de co-katalysator is triethylaluminium. De katalysator komt in vaste vorm de reactor binnen samen met stikstof uit het reactorgedeelte. De bedrijfstemperatuur bedraagt 105°C en de specifieke temperatuur wordt bepaald op basis van het productmerk. De bedrijfsdruk van de reactor bedraagt 2.0 MPa. Het reactiegas komt uit de bovenkant van de reactie en wordt door een cycloonscheider gescheiden van de katalysator die vaste stoffen bevat en teruggestuurd naar de reactor. Vervolgens wordt het gas dat uit de cycloonscheider komt gecomprimeerd en naar de bodem van de reactor gecirculeerd, na de circulerende koeler. De reactorafvoer stuurt de productdeeltjes met tussenpozen via een luchtsluissysteem naar de materiaaltank. Een deel van het gas dat de afvoertank binnenkomt, komt het compressorcirculatiesysteem binnen via de bovenste buffertank, het filter, de gaskoeler en de scheidingstank. Het polymeer komt uit het onderste deel van de afvoertank en komt in de zuiveringstank en het naverwerkingssysteem terecht. Het nabewerkingssysteem omvat het toevoegen van verschillende additieven aan het polymeer, het smelten, granuleren en verpakken.
