Tổng quan về quá trình polime hóa ethylen

Part 7 : tổng quan về quá trình tổng hợp polyethylene trong công nghiệp. 7.1 giới thiệu Các quá trình công nghệ chủ yếu ( principal) được dùng trong sản trình sản xuất polyprolylen là : • Nồi hấp áp suất cao (autoclave ) • ống áp suất cao (tubular ) • dạng bùn ( slurry ). • Pha khí • Dung dịch các lò phản ứng được sử dụng trong quá trình polymer hóa trải rộng từ nồi hơi đơn giản và ống dẫn théo với các phản ứng thùng khuấy liên tục (CSTR) và các lớp sôi ở đỉnh. Từ những năm 90 , một xu hướng nổi lên ở chỗ các sự kệ hợp của các quá trình được dùng với chất xúc tác kim loại chuyển tiếp ( transition metal catalysts ). Các sự kệ hợp này cho phép các nhà để chủ nhà để sản xuất polyethylene với phân bố khối lượng phân tử broađened ( rộng ) và bimodal ( rải khắp ) Các điều kiện được dùng trong quá trình sản xuất PE thay đổi rất rộng.Bởi vì nhiệt của quá trình polye hóa cho ethylene khá là cao,( có nhiều báo cáo rằng từ khoản 2226 kcalmole ), việc sử dụng ( remocal ( giảm nhiệt ) hiệu quả của nhiệt là yếu tốt cốt lõi ( crucial ) cho quá trình polymer ethylene. Việc lựa chọn quá trình cũng phải phù hợp với (accommodate ) với tính chất của xúc tác. Như là đường mô tả động học của chính nó ( kinetic profile )

An Overview of Industrial

Polyethylene Processes

By : Nguyen Qui Hoan

Principal process technologies employed in the

manufacture of polyethylene :

• high pressure autoclave

• high pressure tubular

• slurry (suspension)

• gas phase

• solution

2

Reactors used in ethylene polymerizations

• vertical fluidized beds

• steel piping to continuous stirred tank

reactors (CSTR)

• simple autoclaves

• Conditions used in PE processes vary widely

Because the heat of polymerization for ethylene is quite high (variably reported to be between 22 and 26 kcal/mole),

• efficient heat removal is crucial for polyethylene processes.

• Selection of process must also accommodate catalyst features, such as its kinetic profile

summarization principal features of industrial

processes used in the manufacture of polyethylene

Table 1 Features of key industrial polyethylene processes*. 4

summarization principal features of industrial processes

used in the manufacture of polyethylene

1.High Pressure Processes

Figure 7.1 Schematic process flow diagram for autoclave high pressure process for production of low density

polyethylene (Reprinted with permission of John Wiley & Sons, Inc., Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical

Technology, John Wiley and Sons, Inc., 6th edition, 2006)

Table 7.2 Typical operating features of autoclave processes for LDPE

1.High Pressure Processes

1.High Pressure Processes

Figure 7.2 Schematic process flow diagram for tubular high pressure process for production of low density

polyethylene (Reprinted with permission of John Wiley & Sons, Inc., Kirk-Othmer Encyclopedia of

Chemical Technology, John Wiley and Sons, Inc., 6th edition, 2006)

The tubes are typically

1000-2000 m long with an internal diameter of 25-50 mm (0.1—0.2 in)

tubular high

pressure process

8

Table 7.3 Typical operating features of tubular processes for LDPE

1.High Pressure Processes

Figure 7.3 Schematic process flow diagram for Chevron Phillips loop slurry process for production of

linear low density polyethylene (Reprinted with permission of John Wiley & Sons, Inc., Kirk-Othmer

Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley and Sons, Inc., 6th edition, 2006)

operate at temperatures:about 80 to

110 °C pressures : 150-450 psig Catalysts : chromiumon-silica

supported Ziegler-Natta catalysts

2 Slurry (Suspension) Process

10

Table 7.4 Typical operating features of slurry/suspension

processes for LLDPE and HDPE

2 Slurry (Suspension) Process

Figure 7.4 Schematic process flow diagram for Unipol® gas phase process for linear

low density polyethylene (Reprinted with permission of lohn Wiley & Sons, Inc.,

Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley and Sons, Inc., 6th

Table 7.5 Typical operating features of gas phase processes for HDPE and LLDPE

4 Gas Phase Process

Figure 7.5 Schematic process flow diagram for DuPont-Canada (now Nova) solution

process for production of polyethylene (Reprinted with permission of John Wiley & Sons,

Inc., Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley and Sons, Inc., 6th

edition, 2006)

5 Solution Process

Operating Temp: 160-220°C pressures of 500-5000 psig

14

Table 7.6 Typical operating features of solution processes for LLDPE and HDPE

E ND USER TECHNIQUES

16

 End User Processing Techniques

POLYETHYLENE PRODUCTION TECHNOLOGIES

POLYETHYLENE PRODUCTION TECHNOLOGIES

 End User Processing Techniques (cont’d)

18

POLYETHYLENE PRODUCTION TECHNOLOGIES

 End User Processing Techniques (cont’d)

Blown Film

 End User Processing Techniques (cont’d)

POLYETHYLENE PRODUCTION TECHNOLOGIES

Blow Molding

20

POLYETHYLENE APPLICATIONS

22

 HDPE

• Hard hats

• Detergent bottles

• Natural gas and Water distribution piping

• Food storage containers

• Bottle caps

POLYETHYLENE APPLICATIONS

24

Reference :

• Dennis B Malpass , Introduction to Industrial Polyethylene: Properties,

Catalysts, Processes Copyright © 2010 Scrivener Publishing LLC Chart

7 : An Overview of Industrial Polyethylene Processes (Pages: 85-97)

26