Rohstoff für die Polyethylenproduktion. Produktionstechnologie für Polyethylen hoher Dichte

Die wichtigste industrielle Methode zur Herstellung von LDPE ist die radikalische Polymerisation von Ethylen in großen Mengen bei Temperaturen von 200–320 °C und Drücken von 150–350 MPa. Die Polymerisation wird in kontinuierlichen Anlagen mit unterschiedlichen Kapazitäten von 0,5 bis 20 t/h durchgeführt.

Der technologische Prozess zur Herstellung von LDPE umfasst die folgenden Hauptschritte: Kompression von Ethylen auf Reaktionsdruck; Indikatordosierung; Dosierung des Modifikators; Ethylenpolymerisation; Trennung von Polyethylen und nicht umgesetztem Ethylen; Kühlung und Reinigung von nicht umgesetztem Ethylen (Rückgas); Granulierung von geschmolzenem Polyethylen; Konfektionierung, einschließlich Dehydrierung und Trocknung von Polyethylen-Granulat, Verteilung in Analysebehälter und Bestimmung der Qualität von Polyethylen, Chargenbildung in Warenbehältern, Mischen, Lagerung; Laden von Polyethylen in Tanks und Container; Verpackung in Beuteln; zusätzliche Verarbeitung – Erhalt von Polyethylenzusammensetzungen mit Stabilisatoren, Farbstoffen, Füllstoffen und anderen Zusatzstoffen.

2.1. TECHNOLOGISCHE DIAGRAMME.

Die LDPE-Produktion besteht aus Syntheseeinheiten sowie Vorverarbeitungs- und Zusatzverarbeitungseinheiten.

Ethylen aus einer Gaszerlegungsanlage oder Speicheranlage wird mit einem Druck von 1–2 MPa und einer Temperatur von 10–40 °C dem Empfänger zugeführt, wo Ethylen und Sauerstoff mit niedrigem Druck rückgeführt werden (bei Verwendung als Gas). Initiator). Die Mischung wird durch einen Mitteldruckkompressor auf 25–30 MPa verdichtet. wird an den Ethylenrücklauf mit mittlerem Druck angeschlossen, durch einen Reaktionsdruckkompressor auf 150–350 MPa komprimiert und dem Reaktor zugeführt. Peroxidinitiatoren, sofern im Polymerisationsprozess verwendet, werden mit einer Pumpe unmittelbar vor dem Reaktor in die Reaktionsmischung eingebracht. Im Reaktor findet die Ethylenpolymerisation bei einer Temperatur von 200–320 °C statt. Dieses Diagramm zeigt einen Rohrreaktor, es können jedoch auch Autoklavenreaktoren verwendet werden.

Das im Reaktor gebildete geschmolzene Polyethylen wird zusammen mit nicht umgesetztem Ethylen (die Umwandlung von Ethylen in Polymer beträgt 10–30 %) kontinuierlich über ein Drosselventil aus dem Reaktor entfernt und gelangt in den Zwischendruckabscheider, wo ein Druck von 25–30 MPa herrscht eine Temperatur von 220-270°C eingehalten werden. Unter diesen Bedingungen kommt es zur Trennung von Polyethylen und nicht umgesetztem Ethylen. Geschmolzenes Polyethylen vom Boden des Abscheiders gelangt zusammen mit gelöstem Ethylen über ein Drosselventil in den Niederdruckabscheider. Ethylen (Mitteldruck-Rückgas) aus dem Abscheider durchläuft ein Kühl- und Reinigungssystem (Kühlschränke, Zyklone), wo eine schrittweise Abkühlung auf 30 - 40 °C erfolgt und niedermolekulares Polyethylen freigesetzt und dann der Ansaugung der Reaktion zugeführt wird Druckkompressor. Im Niederdruckabscheider wird bei einem Druck von 0,1-0,5 MPa und einer Temperatur von 200-250 °C gelöstes und mechanisch mitgerissenes Ethylen (Niederdruck-Rückgas) aus Polyethylen freigesetzt, das über eine Kühl- und Kühleinrichtung in den Auffangbehälter gelangt Reinigungssystem (Kühlschrank, Zyklon) . Aus dem Empfänger wird durch einen Booster-Kompressor komprimiertes Niederdruck-Rückgas (ggf. mit Zusatz eines Modifikators) zum Mischen mit frischem Ethylen geleitet.

Geschmolzenes Polyethylen aus dem Niederdruckabscheider gelangt in den Extruder und wird von dort in Form von Granulat per pneumatischem oder hydraulischem Transport zur Verpackung und Weiterverarbeitung transportiert.

Es ist möglich, einige Zusammensetzungen in einem Primärgranulierungsextruder zu erhalten. In diesem Fall ist der Extruder mit zusätzlichen Einheiten zum Einbringen flüssiger oder fester Additive ausgestattet.

Eine Reihe zusätzlicher Einheiten im Vergleich zum technologischen Schema zur Synthese von herkömmlichem LDPE verfügen über ein technologisches Schema zur Herstellung von linearem Polyethylen hoher Dichte, einem Copolymer aus Ethylen mit einem höheren a-Olefin (1-Buten, 1-Hexen). , 1-Octen) und durch Copolymerisation unter Verwendung eines Anionenkoordinationsmechanismus unter dem Einfluss komplexer metallorganischer Katalysatoren erhalten. Somit wird das in die Anlage gelangende Ethylen einer zusätzlichen Reinigung unterzogen. Nach dem Abkühlen und Reinigen wird ein Comonomer – a-Olefin – in das Rückgas mit mittlerem Druck eingeleitet. Nach dem Reaktor wird ein Desaktivator hinzugefügt, um die Polymerisation im Polymer-Monomer-Trennsystem zu verhindern. Die Katalysatoren werden direkt in den Reaktor eingespeist.

In den letzten Jahren haben eine Reihe ausländischer LDPE-Hersteller die Produktion von LLDPE in industriellen LDPE-Anlagen organisiert und diese mit der notwendigen Zusatzausrüstung ausgestattet.

Granuliertes Polyethylen aus der Syntheseeinheit wird mit Wasser vermischt einer Polyethylen-Dehydratisierungs- und Trocknungseinheit zugeführt, die aus einem Wasserabscheider und einer Zentrifuge besteht. Das getrocknete Polyethylen gelangt in den Aufnahmetrichter und von dort über eine automatische Waage in einen der Analysetrichter. Analysebehälter dienen zur Lagerung von Polyethylen für die Dauer der Analyse und werden einzeln befüllt. Nach der Bestimmung der Eigenschaften wird Polyethylen per pneumatischem Transport zu einem Luftmischer, zu einem minderwertigen Produktbunker oder zu kommerziellen Produktbunkern transportiert.

In einem Luftmischer wird Polyethylen gemittelt, um seine Eigenschaften in einer Charge bestehend aus Produkten aus mehreren Analysebehältern anzugleichen.

Vom Mischer aus gelangt Polyethylen in die Bunker des Handelsprodukts, von wo aus es zum Transport in Eisenbahntanks, Tankwagen oder Container sowie zur Verpackung in Säcken bereitgestellt wird. Alle Behälter werden mit Luft gespült, um eine Ansammlung von Ethylen zu verhindern.

Um Zusammensetzungen zu erhalten, gelangt Polyethylen aus den handelsüblichen Produktbehältern in den Vorratsbehälter. Stabilisatoren, Farbstoffe oder andere Zusatzstoffe werden dem Vorratstrichter zugeführt, normalerweise in Form eines körnigen Konzentrats in Polyethylen. Durch Spender gelangen Polyethylen und Zusatzstoffe in den Mischer. Vom Mischer wird die Mischung zum Extruder geleitet. Nach der Granulierung in einem Unterwassergranulator, der Wasserabtrennung in einem Wasserabscheider und der Trocknung in einer Zentrifuge gelangt die Polyethylenzusammensetzung in die handelsüblichen Produktbehälter. Aus den Behältern wird das Produkt zum Versand oder zur Verpackung geschickt.

Polyethylen

Unser Unternehmen bietet verschiedene Polyethylenqualitäten zur Lieferung an. Polyethylen ist weltweit führend unter den Polymermaterialien. Die Hauptverfahren zur Verarbeitung von Polyethylen sind Extrusion, Spritzguss, Blasen und Rotationsformen.

Das Anwendungsspektrum von Polyethylen ist recht breit. Machen Sie sich mit den Eigenschaften und dem Anwendungsbereich von Polyethylen vertraut und wählen Sie die gewünschte Marke für Ihre Produktion aus:

Achtung, Neuzugang bei UHMWPE und linearem Polyethylen!

Wir bieten zur Lieferung ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMWPE) der Marke Lupolen UHM 5000 mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 5 Millionen an, hergestellt von LyondellBasell.

Hauptmerkmale:
Hohe Abriebfestigkeit, hohe Schlagzähigkeit, niedriger Reibungskoeffizient, gute Chemikalienbeständigkeit und Spannungsrissbeständigkeit.

Anwendungsgebiet:
Lupolen xm 5000 wird zur Herstellung von Industrieplatten und -profilen verwendet. Das Material wird in Form von grobem Naturpulver hergestellt.

Spezifikation Lupolen UHM 5000 (PDF)

Wir bieten auch lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) in verschiedenen Qualitäten an. Lineares Polyethylen weist eine gute Duktilität, Flexibilität und Festigkeit auf. Die positiven Eigenschaften dieses Produkts ermöglichen den Einsatz bei der Herstellung verschiedener Haushaltswaren und in der Industrie.

Haupteigenschaften von linearem Polyethylen niedriger Dichte:
- gute Elastizität des Materials;
- Widerstandsfähigkeit gegen Stoßbelastungen;
- UV-Beständigkeit;
- gute Wasser- und Dampfsperre;
- Beständigkeit gegenüber organischen Lösungsmitteln.

Polyethylen-Qualitäten und Anwendungsbereiche

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NEIN.	Marke	Hersteller	PTR	Anwendungsgebiet
NEIN.	Marke	Hersteller	PTR	Anwendungsgebiet	HDPE P-Y 342	Shurtan Gas Chemical Complex (Usbekistan)	0,24-0,36	Zur Herstellung von Rohrprodukten, Blechen, Formstücken.
HDPE I-1561	Shurtan Gas Chemical Complex (Usbekistan)	15	Für großformatige Produkte, Behälter, Kartons.
EINGANGSROHR 100	Polymerwerk Kiyanly (Turkmenistan)	0,3	Rohrextrusion, Wasser- und Gastransport
Lupolen UHM 5000	LyondellBasell	-	Zur Herstellung von Industrieplatten und -profilen.
LLDPE118NJ	Sabic	1	Zur Herstellung von Industriesäcken, Linern, Müllsäcken, Agrarfolien, Stretchfolien
LLDPE318BJ	Sabic	2,8	Zur Herstellung hochfester Stretchfolien
LLDPE LL22501AA	Iran	0,95
LLDPE LL0209AA	Iran	0,9	Zur Herstellung von Beuteln und Folien für industrielle und landwirtschaftliche Zwecke, Lebensmittelfolien, Beutel.
HDPE 3840	Iran	4	Für Produkte, die im Rotationsgussverfahren hergestellt werden
PVD 15313-003	Kazanorgsintez	0,3
PVD 15303-003	Tomskneftekhim	0,3	Zur Herstellung von Taschen, Beschlägen, Folien, Kinderspielzeug, inkl. für Produkte der Pharma- und Lebensmittelindustrie.
PVD 15813-020	Kazanorgsintez	2	Zur Herstellung von Taschen, Beschlägen, Folien, Kinderspielzeug, inkl. für Produkte der Pharma- und Lebensmittelindustrie.
PVD 15803-020	Ufaorgsintez/Tomskneftekhim/Salavat	2	Zur Herstellung von Taschen, Beschlägen, Folien, Kinderspielzeug, inkl. für Produkte der Pharma- und Lebensmittelindustrie.
HDPE 273-83	Kazanorgsintez, Lukoil	0,4-0,65	Für technische und Haushaltsprodukte, Produkte mit Lebensmittelkontakt, Spielzeug.
HDPE 293-285(D)	Kazanorgsintez	0,4-0,7	Für Filmproduktion, inkl. zum Verpacken kalter Lebensmittel.
PE2NT 22-12	Kazanorgsintez	6,0-9,0	Für Haushalts- und Haushaltsprodukte, hergestellt im Spritzgussverfahren.
PE2NT 76-17	Kazanorgsintez	2,3-3,3	Für durch Extrusionsblasformen hergestellte technische und Haushaltsprodukte.
PE2NT 11-9	Kazanorgsintez	0,1	Zur Herstellung von Rohren und Verbindungsteilen, inkl. Anzahl der Druckleitungen zur Trinkwasserversorgung mit Kaltwasser.

Ein wesentliches Merkmal der Molekülstruktur von Polyethylen hoher Dichte ist, wie Alita-Spezialisten feststellen, die Verzweigung von Polymerbindungen, die zur Bildung einer amorphen Kristallstruktur und einer Abnahme der Dichte führt.

Eigenschaften von Polyethylen hoher Dichte (HDPE):

Molekulargewicht: (50-1000)*10^3
Kristallinitätsgrad: 70-90 %
Schmelzflussrate (g/10 Min. bei 230 Grad): 0,1–15
Glasübergangstemperatur: -120 Grad
Schmelzpunkt: 130-140 Grad
Dichte: 0,94-0,96 g/cm3
Schrumpfung (bei der Herstellung von Fertigprodukten): 1,5-2,0 %.

Chemische Eigenschaften

Beide Polyethylentypen zeichnen sich abhängig von der Dichte und dem Molekulargewicht des Polymers durch eine geringe Dampf- und Gasdurchlässigkeit und eine hohe chemische Beständigkeit aus.

Polyethylen geht keine chemischen Reaktionen mit Alkalien, auch konzentrierten, und mit Salzlösungen ein. Es ist beständig gegen Carbonsäuren, konzentrierte Salzsäure, Flusssäure und eine Reihe anderer Säuren, gegen Laugen und Lösungsmittel, Alkohol und Benzin, Öle und Gemüsesäfte.

Die Einwirkung von 50 %iger Salpetersäure, Chlor und Fluor führt zur Zerstörung von Polyethylen. Das schwerere Halogen Brom diffundiert durch Polyethylen, ebenso wie Jod. Polyethylen löst sich in organischen Lösungsmitteln nicht, kann aber quellen.

Physikalische Eigenschaften

Polyethylen ist elastisch und schlagfest, bricht beim Biegen nicht. Es ist ein Dielektrikum und hat ein geringes Absorptionsvermögen. Geruchlos, physiologisch neutral.

Polyethylen hoher Dichte ist ein weiches Material, Polyethylen niedriger Dichte ist steifer, sogar hart.

Leistung

Polyethylen behält seine Polymerstruktur beim Erhitzen im Vakuum oder in einem Inertgas, an der Luft beginnt die Polymerzerstörung jedoch bei einer Temperatur von 80 Grad.

Polyethylen zeichnet sich durch den Effekt der Lichtalterung unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung (insbesondere unter dem Einfluss direkter Sonneneinstrahlung) aus. Daher werden bei der Herstellung von Polyethylenprodukten, die einer längeren Sonneneinstrahlung ausgesetzt werden können, Photostabilisatoren verwendet – von gewöhnlichem Ruß bis hin zu hochwirksamen Benzophenon-Derivaten.

Im Normalzustand ist Polyethylen umweltfreundlich, da es keine gefährlichen oder schädlichen Stoffe an die Umwelt abgibt.

Die wichtigsten Arten von Polyethylen- und Ethylen-Copolymeren, die derzeit von der globalen petrochemischen Industrie hergestellt werden, sind:

Polyethylen

Polyethylen hoher Dichte (Polyethylen niedriger Dichte) – HDPE.
Polyethylen niedriger Dichte (Polyethylen hoher Dichte) – LDPE.
Lineares Polyethylen niedriger Dichte – LLDPE.
Metallocen-lineares Polyethylen niedriger Dichte – mLLDPE, MPE.
Polyethylen mittlerer Dichte – MDPE.
Polyethylen mit hohem Molekulargewicht – HMWPE VHMWPE.
Ultrahochmolekulares Polyethylen – UHMWPE.
Schäumendes Polyethylen - EPE.
Chloriertes Polyethylen - PEC.

Ethylen-Copolymere

Copolymer aus Ethylen und Acrylsäure – EAA.
Copolymer aus Ethylen und Butylacrylat – EBA, E/BA, EBAC.
Copolymer aus Ethylen und Ethylacrylat – EEA.
Copolymer aus Ethylen und Methylacrylat – EMA.
Copolymer aus Ethylen und Methacrylsäure, Copolymer aus Ethylen und Methylmethylacrylat – EMAA.
Copolymer aus Ethylen und Methylmethacrylsäure – EMMA.
Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat – EVA, E/VA, E/VAC, EVAC.
Copolymer aus Ethylen und Vinylalkohol – EVOH, EVAL, E/VAL.
Polyolefin-Plastomere – POP, POE.
Ternäre Ethylen-Copolymere – Ethylen-Terpolymer.

Einsatzgebiete von Polyethylen

Obwohl der Fortschritt nicht stillsteht und jedes Jahr neue Polymermaterialien mit herausragenden Eigenschaften auf den Markt kommen, bleibt Polyethylen immer noch das am häufigsten verwendete Polymer der Welt.

Zur Herstellung von Endprodukten aus Polyethylengranulat können alle verfügbaren Kunststoffverarbeitungsverfahren eingesetzt werden. Und die meisten dieser Methoden erfordern keine hochspezialisierte Ausrüstung. Dies ist im Vergleich zu Polyethylen beispielsweise aus Polyvinylchlorid (PVC) günstig.

Das Extrusionsverfahren ermöglicht die Herstellung von Polyethylenfolien für die unterschiedlichsten Zwecke, Polyethylenplatten, Rohren und Kabeln. Behälter und Gefäße (insbesondere Kunststoffflaschen) werden im Extrusionsblasformverfahren hergestellt. Für die Herstellung von volumetrischen und hohlen Produkten, einschließlich Verpackungsmaterialien, verschiedenen Behältern, Haushaltsmaterialien, Spielzeug, werden Spritzguss, Rotationsverfahren und Thermovakuumformen verwendet.

Vernetztes Polyethylen, chlorsulfoniertes und geschäumtes Polyethylen werden im Bauwesen häufig verwendet. Polyethylen mit Metallverstärkung kann, wie Alita-Spezialisten anmerken, als strukturelles Baumaterial verwendet werden.

Polyethylen kann mit allen Mitteln geschweißt werden – Widerstandsschweißen, Reibschweißen, Schweißdraht, Heißgas. Dies erweitert die Einsatzmöglichkeiten in den unterschiedlichsten Branchen und im Baugewerbe erheblich. Die dielektrischen Eigenschaften von Polyethylen sind besonders wertvoll für die Kabelindustrie sowie bei der Herstellung von Elektrogeräten und elektronischen Geräten.

Der wichtigste Einsatzbereich von Polyethylen ist aber zweifelsohne die Verpackung. Verschiedene Arten dieses Materials eignen sich sowohl für die Industrie- als auch für die Groß- und Einzelhandelsverpackung von Waren und Ladungen. Polyethylen wird für Verpackungen und Verpackungen von Industrie- und Lebensmittelprodukten verwendet. Einerseits ist es günstig, andererseits schützt es verpackte Produkte perfekt vor äußeren Einflüssen beim Transport und bei der Lagerung und ermöglicht im Einzelhandel dank seiner Transparenz und Verfügbarkeit eine effektive Präsentation des Produkts dekorative Effekte.

Es gibt viele Pigmente zum Färben von Polyethylen und Verpackungen sowie andere Produkte aus gefärbtem Polyethylen erfreuen sich großer Beliebtheit.

Heutzutage eröffnen sich, wie Alita-Spezialisten feststellen, neue Einsatzgebiete für Polyethylen. Die Entwicklung von Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht öffnete den Polymeren den Weg in Bereiche, in denen bisher nur Metalle oder Keramiken eingesetzt werden konnten.

Polyethylen mit supermolekularer Struktur verfügt über einzigartige Eigenschaften. Es ist äußerst langlebig und kann bei Temperaturen von -260 bis +120 Grad eingesetzt werden. Gleichzeitig verfügt es über einen äußerst niedrigen Reibungskoeffizienten und eine äußerst hohe Verschleißfestigkeit. Daher ist Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht ein ideales Material für die Herstellung von Teilen für rotierende Geräte – Wellen, Rollen, Zahnräder, Buchsen. Es wird auch im Bauwesen verwendet.

Neue Polyethylensorten haben in der Medizin eine echte Revolution bewirkt. Mit ihnen werden langlebige Gelenk- und Knochenprothesen hergestellt, die vom Körper nicht abgestoßen werden und Menschen mit schweren Verletzungen und Erkrankungen des Bewegungsapparates ermöglichen, ihre Beweglichkeit und eine normale Lebensqualität lange aufrechtzuerhalten.

Ein wertvoller Vorteil von Polyethylen (auch im Vergleich zu PVC und vielen anderen Polymeren) ist die einfache Recyclingfähigkeit, also das Recycling. Mit einem etablierten System zur Sammlung von Wertstoffen ist es möglich, die Umweltbelastung durch Reste von gebrauchtem Polyethylen deutlich zu reduzieren. Fast das gesamte Polyethylen kann in die Produktion zurückgeführt werden. Gleichzeitig wird der Verbrauch an primären petrochemischen Rohstoffen, der in den letzten Jahren bekanntermaßen stetig verteuert wurde, reduziert.

Seitdem Polyethylen Einzug in den Alltag von Menschen auf der ganzen Welt gehalten hat, ist es zu einem Symbol für ein angenehmes Leben geworden. Und es ist unwahrscheinlich, dass in naher Zukunft andere Materialien den Platz unter den Polymeren einnehmen werden. Dieses erstaunliche Material vereint zu viele Vorteile und Nutzen.

	LDPE-Polyethylen/Allzweck-Thermoplaste	HDPE-Polyethylen/Polyolefine/Allzweck-Thermoplaste
Struktur	Kristallisierendes Material.	Kristallisierendes Material.
Betriebstemperatur	Material mit kurzfristiger Hitzebeständigkeit einiger Sorten bis 110 °C. Ermöglicht eine Abkühlung auf -80 °C. Schmelzpunkt der Sorten: 120 - 135 °C.	Material mit kurzzeitiger Hitzebeständigkeit ohne Belastung bis 60 °C (bei einigen Marken bis 90 °C). Ermöglicht Kühlung (verschiedene Güteklassen von -45 bis -120 °C).
Mechanische Eigenschaften	Zeichnet sich durch eine gute Schlagzähigkeit im Vergleich zu HDPE aus. Bei längerer Belastung wird ein starkes Kriechen beobachtet.	Unter Belastung kann es zu Rissen kommen.
Elektrische Eigenschaften	Hat ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften.	Hat ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften. Witterungsbeständigkeit. Nicht beständig gegen UV-Strahlung.
Chemische Resistenz	Es verfügt über eine sehr hohe chemische Beständigkeit (mehr als HDPE).	Hat eine sehr hohe chemische Beständigkeit. Nicht beständig gegen Fette und Öle.
Lebensmittelkontakt		Erlaubt. Biologisch inert.
Recycling	Leicht recycelbar.	Leicht recycelbar. Unterscheidet sich nicht in der Dimensionsstabilität.
Anwendung		Eines der am häufigsten verwendeten Allzweckmaterialien.
Anmerkungen	Die Eigenschaften hängen stark von der Dichte des Materials ab. Eine Erhöhung der Dichte führt zu einer Erhöhung der Festigkeit, Steifigkeit, Härte und chemischen Beständigkeit. Gleichzeitig nehmen mit zunehmender Dichte die Schlagzähigkeit bei tiefen Temperaturen, die Bruchdehnung und die Durchlässigkeit für Gase und Dämpfe ab. Verleiht eine glänzende Oberfläche. Nächste Analoga: Polyethylen, Polyolefine.	Die Eigenschaften hängen stark von der Dichte des Materials ab. Eine Erhöhung der Dichte führt zu einer Erhöhung der Festigkeit, Steifigkeit, Härte und chemischen Beständigkeit. Gleichzeitig nehmen mit zunehmender Dichte die Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen, die Bruchdehnung, die Rissbeständigkeit und die Durchlässigkeit für Gase und Dämpfe ab. Es zeichnet sich durch eine erhöhte Strahlungsbeständigkeit aus. Nächste Analoga: Polyethylen, Polyolefine.

In Russland hergestelltes Polyethylen

In Russland und den GUS-Staaten werden für die wichtigsten Polyethylentypen sowohl russische als auch internationale Bezeichnungen verwendet. So bezeichnen die Buchstaben LDPE, PELD und PEBD Polyethylen hoher Dichte (LDPE, LDPE) und HDPE bzw. PEHD bzw. Polyethylen niedriger Dichte (HDPE).

Doch neben diesen gängigsten Polyethylentypen stellt die moderne chemische Industrie auch andere Polymere derselben Serie her, darunter auch solche, die erst vor kurzem im Zuge der Entwicklung neuer Technologien auf den Markt kamen.

So trägt Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE) die internationale Bezeichnung PEMD und lineares Polyethylen niedriger Dichte (LLDPE) - LLDPE oder PELLD.

Viele neue Materialien haben keine inländischen Standardbezeichnungen und werden auf dem russischen Markt unter englischen Abkürzungen präsentiert. Dies sind insbesondere:

LMDPE – lineares Polyethylen mittlerer Dichte
VLDPE – Polyethylen sehr niedriger Dichte
ULDPE – Polyethylen mit ultraniedriger Dichte
HMWPE oder PEHMW – Polyethylen mit hohem Molekulargewicht
HMWNDRE – Polyethylen mit hohem Molekulargewicht und hoher Dichte
PEUHMW – supermolekular
UHMWHDRE – Polyethylen mit ultrahoher Molekularstruktur

Weitere häufig anzutreffende Bezeichnungen sind die folgenden:

REX, XLPE- Vernetztes Polyethylen
EPE- schäumend
PEC, CPE- chloriert
MPE– Polyethylen niedriger Dichte, hergestellt unter Verwendung von Metallocen-Katalysatoren.

Russische staatliche Standards sehen eine digitale Klassifizierung der von der heimischen Industrie hergestellten Polyethylenqualitäten vor. Die achtstellige Bezeichnung enthält Informationen über die Art des Materials, die Art seiner Herstellung, die Seriennummer der Marke, die Dichtegruppe und die Durchflussmenge. Wie Alita-Spezialisten anmerken, können diese acht Zahlen durch einen Hinweis auf GOST ergänzt werden, nach dem das Material erstellt wurde.

So weist die Marke 21008-075 darauf hin, dass es sich um ein HDPE vom Suspensionstyp handelt, das unter Verwendung metallorganischer Katalysatoren hergestellt wird und eine Dichte von 0,948–0,959 g/cm3 und eine Fließfähigkeit von 7,5 g/10 Min. aufweist.

Und die Marke 11503-070 ist Polyethylen hoher Dichte ohne Homogenisierung (dies wird durch die vierte Ziffer angezeigt – 0), mit einer Dichte von 0,917–0,921 g/cm3 und einer Fließfähigkeit von 7 g/10 Min.

Es wird auch eine fünfstellige Kennzeichnung verwendet, wobei die ersten drei die Polyethylen-Markennummer und die beiden Ziffern nach dem Bindestrich die Additivformulierung darstellen.

Die Bezeichnung der Polyethylenmarke kann auch die Qualität, die Farbe des gefärbten Materials und zusätzliche Informationen enthalten (z. B. zusätzliche Zahlen, die darauf hinweisen, dass dieses Polyethylen für die Verwendung in der Lebensmittelindustrie bestimmt ist oder für die Herstellung von Kinderspielzeug geeignet ist).

Wenn die Polyethylenzusammensetzung für die Herstellung von Kabeln bestimmt ist, kann dies durch den Buchstaben „K“ nach der Basismarkennummer angegeben werden – zum Beispiel 10209K GOST 16336-77.

Heutzutage verwenden jedoch viele russische Hersteller ihre eigene oder internationale Produktkennzeichnung.

Produkte aus Polyethylen (PE) werden zusammen mit anderen Polymermaterialien weltweit häufig als hervorragender Ersatz für traditionelle Materialien wie Metalle, Holz, Glas, Naturfasern, Textilien und andere Industriezweige verwendet. Polypropylenrohre ersetzen zunehmend Metallrohre in Versorgungsbetrieben und in der Industrie. In dieser Hinsicht wächst die weltweite Produktion von Polypropylen sehr schnell.
Polyethylen in verschiedenen Qualitäten (LLDPE, LDPE, HDPE) nimmt weiterhin eine Spitzenposition unter den Großkunststoffen ein. Im Jahr 2012 betrug die weltweite Polymerproduktion 211 Millionen Tonnen, also 38 % oder 80 Millionen Tonnen. entfielen PE verschiedener Marken. Es wird erwartet, dass die weltweite PE-Produktion im Jahr 2015 105 Millionen Tonnen erreichen wird.
Abbildung 1. Das Verhältnis verschiedener Polymertypen in der weltweiten Produktion, 2012.

PE kann als das beliebteste Polymermaterial angesehen werden, vor allem aufgrund seiner vergleichsweisen Einfachheit, Zuverlässigkeit und relativ niedrigen Herstellungskosten. Um 1 Tonne PE mit allen modernen Technologien herzustellen, werden also nicht mehr als 1,005 – 1,015 Tonnen Ethylen und 400 – 800 kWh Strom benötigt. In den meisten Bereichen, in denen Kunststoffe verwendet werden, besteht keine Notwendigkeit, andere Materialien zu verwenden. Aus dem gleichen Grund ist Polypropylen (25 %) das zweitbeliebteste Material.
Polypropylen und Polyethylen zusammen können als die „universellsten“ Kunststoffe bezeichnet werden. Aufgrund ihrer Eigenschaften sind beide keine Anführer. Hinsichtlich der optischen Eigenschaften liegen alle anderen Materialien hinter Polycarbonaten zurück, hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften - Polyamide, hinsichtlich der elektrischen Isoliereigenschaften - ist PVC ideal für Blasformprodukte, obwohl es nicht in jeder Hinsicht ein ideales Material ist. PE weist in allen Bereichen ein mäßiges zweites oder drittes Ergebnis auf, wodurch es für alle Zwecke einsetzbar ist, und die Kombination dieser Eigenschaften mit einem deutlich niedrigeren Preis macht PE zum weltweit beliebtesten Polymermaterial.
PE wurde erstmals 1873 gewonnen; sein Vater kann als der große russische Chemiker Alexander Michailowitsch Butlerow angesehen werden, der als erster die Polymerisationsreaktionen von Alkenen untersuchte. Als sein Nachfolger kann ein anderer Vater angesehen werden, der russische Chemiker Gavrila Gavrilovich Gustevson, der das Studium der Polymerisationsreaktionen fortsetzte. Als Entdecker des Polyethylens gilt im Westen der deutsche Chemiker Hans von Pechmann, der 1899 PE mit einer weiterentwickelten Methode gewann, die damals allgemein als „Polymethylen“ bezeichnet wurde.
Wie viele ähnliche Entdeckungen war PE seiner Zeit weit voraus und geriet daher mehr als 30 Jahre lang zu Unrecht in Vergessenheit. Das ist verständlich; zu Beginn des Jahrhunderts hätte sich niemand vorstellen können, dass eine unverständliche geleeartige Substanz eine echte technologische Revolution auslösen und die Position traditioneller Materialien ernsthaft schwächen würde.
Die erste industrielle Technologie zur Herstellung von PE war 1935 die Gasphasentechnologie eines englischen Unternehmens ICI (Imperial Chemical Industries ). Danach entstanden die ersten PE-Produktionsanlagen in Europa und den USA. Der Hauptzweck dieses Polyethylens war zunächst die Herstellung von Drähten, da Polyethylen gute elektrische Isoliereigenschaften aufweist. Neue Drähte mit Polyethylen-Isolierung ersetzten Gummidrähte und waren weit verbreitet, bis sie durch PVC-Drähte ersetzt wurden. Allerdings hat die Zeit selbst zum wahren Siegeszug des Sportunterrichts beigetragen. Die Nachkriegsjahre waren geprägt von einem beispiellosen Anstieg der Kaufkraft der Bürger und einer erhöhten Nachfrage nach Nahrungsmitteln und leichten Industriegütern. Die ersten Supermärkte entstanden. Zu diesem Zeitpunkt erfreute sich die Plastiktüte weltweit großer Beliebtheit.
Bemerkenswert ist, dass es sich bei einer der beiden PE-Produktionsanlagen, die bei OJSC Kazanorgsintez betrieben werden, genau um die Anlage eines englischen Unternehmens handelt ICI , Modell 1935 Sie ist immer noch in Betrieb und die älteste Anlage in Russland.
Um die Unterschiede in den Produktionstechnologien zu verstehen, ist es wichtig, die Artenzusammensetzung der hergestellten Polyethylenprodukte zu verstehen. Es wird klar zwischen Hochdruck- und Niederdruck-Polyethylen sowie Niederdruck- und Hochdichte-Polyethylen unterschieden.
Hochdruck-Polyethylen LDPE/ LDPE
Polyethylen hoher Dichte (LDPE), im englischen Namen auch als Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) bekannt LDPE (PE niedriger Dichte) wird bei einer hohen Temperatur von 200–260 °C und einem Druck von 150–300 MPa in Gegenwart eines Polymerisationsinitiators (Sauerstoff oder häufiger organisches Peroxid) erhalten. Diese Dichte liegt im Bereich von 0,9 - 0,93 g/cm 3 .
Niederdruck-Polyethylen HDPE/ HDPE
Polyethylen niedriger Dichte (HDPE), im englischen Namen auch als Polyethylen hoher Dichte (HDPE) bekannt HDPE (PE mit hoher Dichte) wird bei einer Temperatur von 120–1500 °C und einem Druck unter 0,1–2 MPa in Gegenwart eines Ziegler-Natta-Katalysators (Mischung) erhalten TiCl 4 und AlCl 3 ).
Tisch 1 . Vergleichsindikatoren verschiedener Polyethylentypen.

Index	LDPE	PESD	HDPE
Gesamtzahl der CH 3 -Gruppen pro 1000 Kohlenstoffatome:	21,6	5	1,5
Anzahl der CH3-Endgruppen pro 1000 Kohlenstoffatome:	4,5	2	1,5
Ethylzweige	14,4	1	1
Gesamtzahl der Doppelbindungen pro 1000 Kohlenstoffatome	0,4—0,6	0,4—0,7	1,1-1,5
einschließlich:
Vinyl-Doppelbindungen (R-CH=CH 2), %	17	43	87
Vinyliden-Doppelbindungen , %	71	32	7
trans-Vinylen-Doppelbindungen (R-CH=CH-R"), %	12	25	6
Kristallinitätsgrad, %	50-65	75-85	80-90
Dichte, g/cm³	0,9-0,93	0,93-0,94	0,94-0,96

Manchmal wird zwischen Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE) unterschieden, in der Regel wird es jedoch als HDPE klassifiziert Diese Produkte haben die gleiche Dichte und das gleiche Gewicht, und der Druck während des Polymerisationsprozesses ist bei den sogenannten niedrigen und mittleren Drücken meist gleich. Häufig, besonders oft in der ausländischen Literatur, werden verschiedene lineare Hochdruck-PE-Produkte normalerweise separat identifiziert, wie in Abbildung 1 dargestellt, aber im Allgemeinen wäre es kein Fehler, sie zusammen mit anderen LDPE-Produkten zu betrachten.
Bei JSC NIITEKHIM bestand die historische Praxis darin, die Produktion von PE als die Summe der Produktion von LDPE und HDPE zu betrachten und LLDPE als LDPE zu klassifizieren. Dieser Ansatz ist logisch, bequem und völlig gerechtfertigt. Auf die gleiche Weise teilt Rosstat die Produktion auf und trennt Ethylenpolymerisationsprodukte mit einer Dichte von mindestens 0,94 (HDPE) und Ethylenpolymerisationsprodukte mit einer Dichte von weniger als 0,94 g/cm 3 (LDPE).
Der Hauptunterschied zwischen LDPE und HDPE ist die Dichte. In diesem Fall muss man sich darüber im Klaren sein, dass fast immer ein Copolymer verwendet wird. Buten-1, Hexen-1, Octen-1 oder andere. Reines Homopolymer unterscheidet sich stark von den modernen Polyethylenen, die wir gewohnt sind, und hat aufgrund seiner sehr hohen Dichte und geringen Fließfähigkeit nur sehr begrenzte Einsatzmöglichkeiten.
Es gibt noch andere, speziellere Arten von Polyethylen. Also heben sie hervor lineares PE niedriger Dichte- LLDPE oder LLDPE , das hauptsächlich zur Herstellung von Behältern und Verpackungen verwendet wird.
Bimodales PEHierbei handelt es sich um Polyethylen, das mithilfe einer Zwei-Reaktor-Kaskadentechnologie synthetisiert wird, d. h. Es gibt zwei große Fraktionen mit unterschiedlichen Molekulargewichten – ein niedriges Molekulargewicht ist für die Fließfähigkeit verantwortlich, ein hohes Molekulargewicht ist für die physikalischen und mechanischen Eigenschaften verantwortlich.
Vernetztes PE(PE-X oder XLPE, PE-S) ist ein Ethylenpolymer mit vernetzten Molekülen (PE – PolyEthylen, X – vernetzt). Bei der Vernetzung entsteht durch die Bildung von Querverbindungen ein dreidimensionales Netzwerk. Metallocen PE ist ein Ethylenpolymer, das mithilfe von Katalysatoren mit einem einzigen Polymerisationszentrum hergestellt wird. Normalerweise bezeichnet mLLDPE, mMDPE oder mHDPE.
Das wichtigste Copolymer ist Ethylen Sevilla, In ausländischen Zeitschriften wird der Name EVA akzeptiert – Ethylenvinylacetat.
Figur 2. Struktur des Verbrauchs von LDPE, HDPE, Sevilen sowie Gesamtverbrauch von PE nach Sektoren in Russland im Jahr 2014.Abbildung 2 zeigt das Verhältnis von HDPE, LDPE und dem wichtigsten Ethylencopolymer, Sevilen, in der Verbrauchsstruktur in Russland. Die Abbildung zeigt, dass die Hauptsektoren des PE-Verbrauchs im Jahr 2014 Hersteller von Behältern und Verpackungen, Folien, Rohren, Haushalts- und Haushaltsprodukten waren, deren Anteil mehr als 86 % des Gesamtvolumens des verbrauchten PE ausmachte.
Gleichzeitig sind unterschiedliche PE-Typen in den Konsumsektoren unterschiedlich gefragt. Beispielsweise wird der Bereich der PE-Rohrproduktion vollständig durch HDPE repräsentiert. Für die Rohrproduktion wird HDPE verwendet Sorten PE-100, PE-100+.
Bei der Filmproduktion zeigt sich das gegenteilige Bild. Wenn nur 6 % HDPE für die Folienproduktion verwendet werden, beträgt der Anteil von LDPE bereits 43 %, wodurch sich Polyethylen hoher und niedriger Dichte für diesen Verbrauchssektor am besten eignet. Gleiches gilt für die Herstellung von PE-Platten sowie die Kabelproduktion. Bei der Herstellung von Behältern und Verpackungen sind HDPE und HDPE nahezu gleich stark vertreten (30 bzw. 28 %). 13 % des HDPE fließen in die Produktion von Haushalts- und Haushaltsprodukten, während LDPE zu diesem Zweck etwa 18 % ausmacht.
Ethylen- und Vinylacetat-Copolymer - Sevilla ist nicht so stark vertreten wie HDPE und LDPE; sein Anteil an der gesamten PE-Produktion beträgt nur 0,65 %. Gleichzeitig kommt durch Importe doppelt so viel Sevilen auf den russischen Markt. Sevilen wird zu 42 % für die Herstellung von Haushalts- und Haushaltsprodukten, 32 % von Behältern und Verpackungen, 15 % von Folien und 6 % von Kabeln verwendet.
Unter den Hauptlizenzgebern von Polyolefin-Produktionstechnologien gibt es seit langem einen Trend zur Konsolidierung und Globalisierung der Hersteller. Die Zahl der Teilnehmer am Technologiemarkt schrumpft; letztendlich haben nur die größten Player die Möglichkeit, ihre eigene Technologie zu entwickeln. Die wichtigsten Lizenzgeber von Produktionstechnologien sind in Tabelle 2 dargestellt.
Tisch 2. Technologielizenzgeber und grundlegende PE-Produktionstechnologien.

Name	Eigentümer	Art der Polymerisation	Produkte
UNIPOL PE	UnionCarbide	Gasphase	LLDPE, HDPE
INNOVANE	BP Chemicals	Gasphase	LLDPE, HDPE
Innovene G	BP Chem.	Gasphase	LLDPE, HDPE
EXXPOL	Exxon-Mobil	Gasphase	LLDPE, HDPE
KOMPAKT (Stamylex)	DSM	Lösung	LLDPE, HDPE
SPHERILEN	Basell	Gasphase, Kaskade	LLDPE, HDPE
HOSTALEN	Basell	Gasphase, Kaskade	HDPE
LUPOTECH T	Basell	In großen Mengen	LDPE, Sevilla
ENERGX	Eastman Chemical	Gasphase	LLDPE, HDPE
SCLAIRTECH	NOVA Chemicals	Gasphase	LLDPE, HDPE
BORSTAR PE	Borealis	Aufhängung, Kaskade	LLDPE, HDPE
PHILLIPS	Phillips	Suspension	LLDPE, HDPE
CX	Mitsui Chemicals	Gasphase, Kaskade	HDPE

Die führenden Akteure auf dem Weltmarkt im Hinblick auf die weltweit vorhandenen Kapazitäten sind Dow und Carbide, deren Unipol-Technologie ist die beliebteste Technologie der Welt. Eine weitere ebenso beliebte Technologie ist Innovene, im Besitz von BP . Durch die Fusion zwischen Dow und UnionCarbide im Jahr 2000 erlangte Dow die Kontrolle über den 50-prozentigen Anteil von UnionCarbide an Univation.
Alle Produktionstechnologien lassen sich nach dem Funktionsprinzip des Polyethylen-Synthesereaktors unterteilen. Technologien Unipol, Innovene, Exxpol, Spherilene, Hostalen, Sclairtech und CX (Mitsui ) basieren auf der Gasphasenpolymerisationsreaktion von Ethylen und einem Copolymer. Die Reaktion erfolgt bei 70–110 °C, einem Druck von 15–30 bar in Gegenwart von Ziegler-Natta-Katalysatoren.
Hostalen Technologies – Basell und CX – MitsuiChemicals Sie verfügen außerdem über einen zweiten Polymerisationsreaktor nach einem Kaskadenschema. Dadurch ist es möglich, bimodales PE hoher Dichte zu erhalten, indem zwei große Fraktionen mit unterschiedlichen Molekulargewichten gemischt werden – niedriges Molekulargewicht, das für die Fließfähigkeit verantwortlich ist, und hohes Molekulargewicht, das für die physikalischen und mechanischen Eigenschaften verantwortlich ist. Die Gasphasensynthese von Polyethylen zeichnet sich durch geringe Kapital- und Betriebskosten aus und ermöglicht die Produktion von LDPE und HDPE in einem breiten Spektrum. Aus diesem Grund sind Gasphasentechnologien in Russland und weltweit am beliebtesten.
DSM schlägt eine Technologie zur Herstellung von PE mittels Lösungssynthese vor. Das Unternehmen produziert LLDPE mithilfe seiner proprietären COMPACT Solution-Technologie (Stamylex) in Kombination mit Ziegler-Katalysatoren. Die COMPACT-Technologie ist ein sehr flexibles Verfahren zur Herstellung hochwertiger Polymere. Die Synthese in Lösung erfolgt bei einer Temperatur von 150–300 °C und einem Druck von 30–130 bar in Gegenwart von Ziegler-Natta-Katalysatoren oder eines Metallocen-Katalysators. Als Lösungsmittel wird Octen verwendet. Bei Verwendung eines zweiten Flüssigphasenreaktors ist es auch möglich, bimodales PE zu erhalten. Die Technologie zeichnet sich im Vergleich zur Gasphasensynthese durch höhere Investitions- und Betriebskosten aus. Unter den großen Herstellern von linearem Polyethylen wird die COMPACT-Technologie von LG Chemicals und Hyundai Petrochemical Co. eingesetzt.
BorstarPE – Borealis und Philips Schlagen Sie eine Technologie zur Herstellung von PE niedriger Dichte in einer Isobutansuspension vor, bei der die Reaktion bei 85–100 °C und einem Druck von 4,2 stattfindet. Anschließend wird die resultierende Mischung getrennt und bei 80–85 °C entgast Schleife ( Gülleschleife )Reaktor. Es ist möglich, ein Kaskadenschema zur Herstellung von bimodalem PE unter Verwendung eines zweiten Reaktors zu verwenden.
Abbildung 3. Arten von PE-Produktionsanlagen. Reaktorprinzipien in Diagrammen.

Aus den Abbildungen 3 und 4 wird deutlich, dass es keine universelle Methode zur Gewinnung aller PE-Typen gibt. Jede Methode zur Herstellung von PE deckt nur einen Teil der Polyethylenproduktion ab. Die breiteste Produktpalette kann von Gasphasenreaktoren, Unipol, Innovene, Exxpol, Spherilene, Hostalen, Sclairtech und CX (Mitsui) bezogen werden, allerdings hat jede dieser Technologien wiederum ihre eigenen Einschränkungen. Die umfassendste Liste an Produkten kann mit der Unipol/UnipolII-Technologie angeboten werden, allerdings weist auch diese Technologie erhebliche Einschränkungen auf, die sich hauptsächlich auf PE-Produkte mit hoher Dichte und niedrigem Fließindex beziehen. Solche Produkte werden zur Herstellung von blasgeformten HDPE-Produkten, Folien und Rohren verwendet; in diesen Fällen wird bimodales PE benötigt, für dessen Herstellung wiederum ein Kaskadenreaktor verwendet wird, der aus zwei hintereinandergeschalteten Reaktoren mit unterschiedlichen Polymerisationsbedingungen besteht .

Abbildung 4. Produktionsprinzipien und Arten der hergestellten Produkte.

Abbildung 5. Übereinstimmung der Produktionsmethoden und Arten der hergestellten PE-Produkte.

Der Kaskadenreaktor kann sowohl für Gasphasen- (Spherilene und Hostalen, beide Basell) als auch für Su(Philips) eingesetzt werden. Doppelreaktoranlagen haben jedoch wesentlich höhere Kapitalkosten und sind schwieriger zu warten.
Für Typen von Polyethylen hoher Dichte, die zum Extrudieren bestimmt sind, ist ein hoher Fließindex erforderlich. Solche Produkte werden für Polyethylenrohre verwendet. So entsprechen die Zahlen bei den bekanntesten Pfeifenmarken PE 60, PE 80, PE 100, PE 100+ ihrem Fließfähigkeitsindex.

Bei der weltweiten Produktion von durch Polymerisation synthetisierten Polymeren steht Polyethylen an erster Stelle. Eine Produktionsmethode ist die Hochdruckpolymerisation von Ethylen. Ethylen wird durch Pyrolyse gesättigter Kohlenwasserstoffe in Pyrolyseöfen hergestellt, um Pyrolysegas zu erzeugen.

Alle großen Unternehmen der petrochemischen Industrie sind an der Herstellung von Polyethylen beteiligt. Der Hauptrohstoff, aus dem Polyethylen hergestellt wird, ist Ethylen. Die Produktion erfolgt bei niedrigem, mittlerem und hohem Druck. In der Regel wird es in Granulatform mit einem Durchmesser von 2 bis 5 Millimetern hergestellt, manchmal auch in Pulverform. Heutzutage gibt es vier Hauptmethoden zur Herstellung von Polyethylen. Als Ergebnis erhalten wir:

Polyethylen hoher Dichte (HDPE)
Niederdruck-Polyethylen (HDPE)
Mitteldruck-Polyethylen (MDP)
lineares Polyethylen hoher Dichte (LDPE)

Hochdruck-Polyethylen Druck entsteht bei hohem Druck durch die Polymerisation von Ethylen, komprimiert auf hohen Druck, in einem Autoklaven oder in einem Rohrreaktor. Die Polymerisation im Reaktor erfolgt nach einem radikalischen Mechanismus unter dem Einfluss von Sauerstoff, organischen Peroxiden wie Lauryl, Benzoyl oder Mischungen davon. Ethylen wird mit einem Initiator gemischt, dann auf 700 °C erhitzt und durch einen Kompressor auf 25 MPa komprimiert. Danach gelangt es in den ersten Teil des Reaktors, in dem es auf 1.800 °C erhitzt wird, und dann in den zweiten Teil des Reaktors, um die Polymerisation durchzuführen, die bei einer Temperatur im Bereich von 190 bis 300 °C stattfindet Druck von 130 bis 250 MPa. Insgesamt befindet sich Ethylen nicht länger als 100 Sekunden im Reaktor. Der Umwandlungsgrad beträgt 25 %. Dies hängt von der Art und Menge des Initiators ab. Das nicht reagierte Ethylen wird aus dem resultierenden Polyethylen entfernt, anschließend wird das Produkt abgekühlt und verpackt. LDPE wird sowohl in Form von unlackiertem als auch farbigem Granulat hergestellt.

Produktion Niederdruck-Polyethylen durchgeführt mit drei Haupttechnologien:

Polymerisation erfolgt in Suspension
Polymerisation findet in Lösung statt. Diese Lösung ist Hexan.
Gasphasenpolymerisation

Die gebräuchlichste Methode wird berücksichtigt Polymerisation in Lösung. Die Polymerisation in Lösung wird in einem Temperaturbereich von 160 bis 2.500 °C und einem Druck von 3,4 bis 5,3 MPa durchgeführt. Der Kontakt mit dem Katalysator dauert etwa 10–15 Minuten. Polyethylen wird aus der Lösung abgetrennt, indem das Lösungsmittel zunächst im Verdampfer und dann im Separator und in der Vakuumkammer des Granulators entfernt wird. Granulatförmiges Polyethylen wird mit Wasserdampf bedampft. HDPE wird sowohl in Form ungefärbter als auch farbiger Granulate und manchmal auch in Pulverform hergestellt.

Produktion Mitteldruck-Polyethylen erfolgt als Ergebnis der Polymerisation von Ethylen in Lösung. Mitteldruckpolyethylen wird bei einer Temperatur von etwa 150 °C und einem Druck von nicht mehr als 4 MPa in Gegenwart eines Katalysators hergestellt. PSD fällt in Form von Flocken aus der Lösung. Das auf die oben beschriebene Weise erhaltene Produkt hat ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von nicht mehr als 400.000 und einen Kristallinitätsgrad von nicht mehr als 90 %.

Produktion lineares Hochdruckpolyethylen erfolgt durch chemische Modifikation von LDPE. Der Prozess findet bei einer Temperatur von 150 °C und etwa 3,0–4,0 MPa statt. Lineares Polyethylen niedriger Dichte hat eine ähnliche Struktur wie Polyethylen hoher Dichte, weist jedoch längere und mehr Seitenzweige auf. Die Herstellung von linearem Polyethylen erfolgt auf zwei Arten:

Gasphasenpolymerisation
Die Flüssigphasenpolymerisation ist derzeit die beliebteste Methode. Es wird in einem Flüssigbettreaktor durchgeführt. Ethylen wird kontinuierlich in den Reaktor eingespeist und Polymer entfernt, während gleichzeitig ein konstanter Füllstand des Flüssigbetts im Reaktor aufrechterhalten wird. Der Prozess findet bei einer Temperatur von etwa 100 °C und einem Druck von 0,689 bis 2,068 MPa statt

Die Effizienz dieser Polymerisationsmethode in der flüssigen Phase ist geringer als die der Gasphase, hat aber auch ihre Vorteile, nämlich: Die Größe der Anlage ist viel kleiner als die von Geräten für die Gasphasenpolymerisation und der Kapitalaufwand Die Investition ist viel geringer.

Fast ähnlich ist die Methode in einem Reaktor mit Mischvorrichtung unter Verwendung von Ziegler-Katalysatoren. Dies führt zu einer maximalen Produktausbeute. Vor nicht allzu langer Zeit begann man mit der Technologie zur Herstellung von linearem Polyethylen, was den Einsatz von Metallocen-Katalysatoren zur Folge hatte. Diese Technologie ermöglicht es, ein höheres Molekulargewicht des Polymers zu erreichen und dadurch die Festigkeit des Produkts zu erhöhen. LDPE, HDPE, PSD und LDPE unterscheiden sich sowohl in ihrer Struktur als auch in ihren Eigenschaften voneinander und werden zur Lösung verschiedener Probleme eingesetzt. Zusätzlich zu den oben genannten Methoden der Ethylenpolymerisation gibt es noch andere, die jedoch in der Industrie nicht weit verbreitet sind.

Heute wird das Polymer in zwei Hauptqualitäten hergestellt: LDPE und HDPE.

Es gibt weitere Arten von Polyethylen, von denen jede ihre eigenen Eigenschaften und Anwendungsbereiche hat. Während des Produktionsprozesses werden dem körnigen Polymer verschiedene Farbstoffe zugesetzt, wodurch schwarzes, rotes oder jede andere Farbe des Polyethylens erhalten werden kann.

Hochdruckpolyethylen wird in Autoklaven und Rohrreaktoren hergestellt. Laut GOST gibt es acht Marken von LDPE, die im Autoklaven hergestellt werden. Aus dem Rohrreaktor werden 21 Arten von Polyethylen hoher Dichte hergestellt.

Um HDPE zu synthetisieren, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

Temperaturbereich - von 200 bis 250°C
Katalysator – reiner Sauerstoff, Peroxid (organisch)
Druck von 150 bis 300 MPa

Die polymerisierte Masse hat in der ersten Phase einen flüssigen Zustand, danach gelangt sie zum Separator und dann zum Granulator, wo das Granulat des fertigen Materials gebildet wird. Die Qualitäten von LDPE werden zur Herstellung von Verpackungsfolien, Thermofolien und Mehrschichtverpackungen verwendet. Polyethylen hoher Dichte wird auch in der Automobil-, Chemie- und Lebensmittelindustrie eingesetzt. Daraus werden hochwertige und langlebige Rohre für den Wohnbereich hergestellt.

Die wichtigsten Aufgaben von Psind die Modernisierung der Ausrüstung, die Verbesserung der Pyrolyse- und Umwandlungstechnologie sowie die Erhöhung der Produktionskapazität. In diese Richtung „LENNIIKHIMMASH“ führt die folgenden Arten von Arbeiten aus :

Entwicklung von Geräten zur Ausrüstung von Pyrolyseöfen während ihrer Modernisierung
Erhebung über den Ist-Zustand des Unternehmens
Analyse, Machbarkeitsstudie und Auswahl der optimalen Rekonstruktionsoption
Modernisierung der Ausrüstung
Entwurf von Gebäuden und Bauwerken

Grundausstattung für die Polyethylenproduktion:

Reaktorblock
Kompressoren
Hoch- und Mitteldruck-Recyclingeinheiten (Abscheider, Separator, Wärmetauscher)
Warmwasserstation mit Pumpen
Kühleinheit
Pumps
Behälter, inkl. mit Rührer

Vorabprüfung des Ist-Zustandes der Anlage

Erleben Sie „LENNIICHIMMASH“

Während des aktiven Baus von Anlagen zur Herstellung von Ethylen und Propylen aus Pyrogas für die anschließende Herstellung von Polymermaterialien in der UdSSR war LENNIIKHIMMASH der Hauptentwickler und Lieferant von Kolonnen- und Wärmetauschergeräten für Niedertemperatureinheiten für Anlagen verschiedener Art Kapazitäten von 45 bis 300.000 Tonnen Ethylen pro Jahr (E-45, EP-60, E-100, E-200, EP-300). In den Folgejahren wurden Arbeiten zur Rekonstruktion bestehender Produktionsanlagen durchgeführt, um die Produktivität des verarbeiteten Pyrogas zu steigern, technische Lösungen wurden umgesetzt, um den Betrieb der Anlagen zu stabilisieren, Verluste an Zielprodukten zu reduzieren (Erhöhung des Rückgewinnungsfaktors) und die Produktqualität zu verbessern . Gleichzeitig wurden die Anlagen mit zusätzlichen Geräten ausgestattet, Säulenkontaktgeräte ausgetauscht und das technologische Konzept optimiert. In Niedertemperatureinheiten der Ethylenproduktion wurden bei der Entwicklung der Kolonnenausrüstung die Ergebnisse der von LENNIIKHIMMASH durchgeführten Forschungsarbeiten, entwickelte Methoden zur hydraulischen Berechnung von Böden und die Ergebnisse der Inspektion von Blöcken der entwickelten Ausrüstung für die Ethylenproduktion verwendet. Für die Herstellung von Hochdruckpolyethylen für die Werke Novopolotsk, Sumgait, Tomsk und die Produktion in Deutschland LENNIIHIMMASH wurden spezielle Geräte entwickelt: Kolben-Ethylenkompressoren (Boosterkompressor, Hochdruck-Ethylenkompressor auf Gegenbasis (I-Kaskade – bis zu a Druck von 25 MPa und II-Kaskade - bis zu 230 MPa), Reaktorausrüstung, Tanks Diese Ausrüstung wird derzeit weiterhin erfolgreich betrieben.

In 2010 Für die Produktion von LDPE im Unternehmen Lukoil Neftekhim Burgas AD (Bulgarien) wurde ein Vorschlag für den Umbau von Produktionslinien entwickelt, um die Produktionskapazität zu erhöhen, die Technologie zu verbessern, veraltete Ausrüstung zu ersetzen und wirtschaftlich machbar zu sein.

Die aktuelle Produktion umfasst:

LDPE-Produktionsanlage mit Rohrreaktor mit einer Kapazität von 50.000 Tonnen/Jahr (ATO-Verfahren – Frankreich)
Anlage zur Herstellung von LDPE mit einem Autoklavenreaktor (zwei technologische Linien mit einer Kapazität von jeweils 15.000 Tonnen/Jahr und einer Gesamtproduktivität von 30.000 Tonnen/Jahr) von ICI – England

Die Spezialisten von LENNIIKHIMMASH führten eine Untersuchung durch, bei der folgende Reserven für Haupt- und Hilfsausrüstung festgestellt wurden:

Bei einer Anlage mit Rohrreaktor bestehen Produktivitätsreserven, so dass von einem Komplettaustausch der Anlage abzuraten ist. Eine teilweise Modernisierung ist mit einer Erhöhung der Kapazität der wichtigsten technologischen Einheiten möglich:

Reaktorblock ohne Demontage des Reaktors
Kompressionseinheit mit teilweisem Austausch der Ausrüstung ohne Änderung des Konstruktionsteils
Die Niederdruck-Recyclingeinheit bleibt ohne größere Änderungen bestehen
Die Hochdruck-Recyclinganlage erfordert einen erheblichen Umbau

Es wurde der Entwurf einer neuen Kühleinheit vorgeschlagen, die die Produktivität erheblich steigern wird. Es wurde eine Liste neuer und modernisierter Geräteausrüstungen mit grundlegenden technischen Merkmalen zusammengestellt.

Option für den Umbau eines Rohrreaktors - Übergang zu einem Dreizonenreaktor
Reaktor in 2 und 3 Rekonstruktionsoptionen mit Flüssigkeitseinleitung
Einleitung

Modernisierung des Kompressors – Multi-Kompressor-Booster/erste Stufe
Burckhardt

Es wurden drei Rekonstruktionsoptionen vorgeschlagen. Je nach Umbauvolumen kann die Gesamtproduktivität der beiden Produktionsanlagen von 80.000 Tonnen PE pro Jahr gesteigert werden auf:

Option 1 – 90.000 Tonnen/Jahr
Option 2 – 130.000 Tonnen/Jahr
Option 3 – 128.000 Tonnen/Jahr

Im Jahr 2016 Im Zusammenhang mit dem Umbau der Pyrolyse- und Gasreinigungswerkstatt der Ethylenanlage von PJSC Kazanorgsintez wurden grundlegende technische Lösungen entwickelt und im Jahr 2017 das technische Design der Außenanlage „Vierkammer-Ethan-Pyrolyseofen P-810/815“. /820/825“ als Teil der Ethan-Pyrolyseeinheit und Propan-Fraktion in Rohröfen im Gange. Ziel der Arbeiten ist es, einen von Technip entworfenen und gelieferten 4-Kammer-Ofen an die bestehende technologische Kommunikation der Ethylenanlage von PJSC Kazanorgsintez anzuschließen und Hilfsanlagen zu errichten, um die Einhaltung der Parameter, Qualitäts- und Verbrauchsindikatoren sicherzustellen Prozessabläufe, die für den Betrieb der Ofenanlage erforderlich sind. Um die Redundanz bestehender Pyrolyseöfen sicherzustellen, ist der Bau eines neuen 4-Kammer-Pyrolyseofens und von Nebenanlagen vorgesehen.

Das Projekt umfasst die Entwicklung einer Heiz- und Aufbereitungsanlage für Rohstoffe und Brenngas, einer Dampfreduktionsanlage, einer Dosieranlage für Dimethyldisulfid (DMDS) – einem Koksinhibitor, einem Speisewasseraufbereitungs- und Pumpsystem sowie einer Abschlämmwasseranlage.