ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полимеризация этилена при среднем давлении из "Полимеризация и алкилирование углеводородов" Полимеризация этилена в полиэтилен при среднем давлении осуществляется в реакторе с мешалкой в среде инертного углеводородного растворителя (предпочтительно парафиновые углеводороды, например пентан, гексан, гептан, или ароматические — бензол, толуол). [c.74] Линии I — исходный этилен II —свежий катализатор III — растворитель IV — циркулирующий этилен V — регенерированный катализатор VI — отработанный катализатор VII — воздух на регенерацию VIII — тяжелый остаток IX — полиэтилен на дальнейшую переработку. [c.74] Насыщенный этиленом растворитель из абсорбера насосом 3 через подогреватель 4 подается в низ реактора 5, где контактирует с катализатором. [c.75] Катализатором в данном процессе является окись металла, нанесенная на носитель с высокоразвитой активной поверхностью. Наибольшее распространение в качестве катализатора такого типа получили окислы хрома, кобальта и ванадия, нанесенные на алюмосиликат, окись алюминия, силикагель или другие пористые вещества. Катализатор поступает в низ реактора в виде суспензии, т. е. в виде взвеси твердого тела тонкого помола в жидкости (в том же углеводородном растворителе). [c.75] При помощи мешалки в реакторе поддерживается такой гидравлический режим, при котором не должно быть осаждения твердого катализатора и который обеспечивает его равномерное распределение по всему реакционному объему. Таким образом, в реакторе 5 находятся этилен в растворе инертного углеводорода и суспензия катализатора в том же инертном углеводородном растворителе. При интенсивном перемешивании этилен контактирует с катализатором. [c.75] При контактировании растворенного этилена с катализатором происходит процесс полимеризации этилена. В процессе полимеризации на активной поверхности катализатора образуется полимер (полиэтилен). Образующийся полиэтилен растворяется в углеводородном-растворителе и смывается им с поверхности катализатора, благодаря чему катализатор в процессе работы сохраняет свою активную каталитическую поверхность. [c.75] Растворенный в углеводородном растворителе полиэтилен вместе с частицами увлекаемого с жидкой, фазой твердого катализатора через верх реактора 5 уходит в сепаратор 7. [c.75] Режим реактора температура 130—170° С, давление 35—70 аг. Избыточное тепло, выделяемое В процессе, полимеризации, снимается растворителем, так как при температуре выше 170° С резко снижается молекулярной вес полимера. [c.75] После горячего фильтра 9 катализатор направляется на регенерацию. В емкости 11 он еще раз промывается горячим растворителем и поступает в регенератор 10 на выжиг отложившихся на его поверхности высокомолекулярных полимерных продуктов и коксовых частиц. Регенерированный катализатор возвращается снова в реактор. Для восполнения потерь к нему добавляют необходимое количество свежего катализатора. После холодного фильтра 13 готовый полиэтилен направляется в емкость 14, а затем — на дальнейшую переработку. [c.76] Качество готового полиэтилена и в первую очередь его молекулярный вес зависят от ряда технологических факторов процесса. Рассмотрим наиболее важные из них. [c.76] Степень насыщения углеводородного растворителя этиленом поддерживается в пределах от 4 до 6 вес. % этилена на растворитель. Степень насыщения растворителя этиленом по существу является показате лем концентрации этилена в реакционном пространстве Известно, что чем выше концентрация реагирующих ком понентов, тем интенсивнее процесс полимеризации Для устойчивости процесса требуется оптимальная кон центрация этилена в растворителе. [c.76] С понижением концентрации этилена в растворе понижается производительность реактора по готовому полиэтилену. Резкое снижение концентрации этилена снижает интенсивность процесса и может привести к затуханию реакции полимеризации. [c.77] Температура. Оптимальная температура процесса полимеризации этилена в полиэтилен в данных условиях 130—170°С. При прочих равных условиях наиболее высокой температуре соответствует более низкий молекулярный вес полимера. Это объясняется тем, что с повышением температуры скорость процесса полимеризации возрастает. С возрастанием скорости процесса находящиеся вокруг активного центра полимеризации молекулы быстро вступают в реакцию и реакция обрывается, так как другие, более далеко расположенные молекулы этилена не успели еще подойти к месту реакции. [c.77] Из-за трудности управления могут наравне с низкомолекулярными образоваться и высокомолекулярные полимеры, вплоть до осмоления катализатора. Таким образом, температура выше оптимальной приведет к ухудшению качества полимера, к потере активности катализатора. [c.77] С понижением температуры улучшаются условия полимеризации. Растет молекулярный вес полимера, но падает растворимость полимера в углеводородном растворителе, в результате чего затрудняется смывание полимера с поверхности катализатора, что вынуждает работать при более высоких температурах. [c.77] Активность катализатора. Активность катализатора является исключительно важным фактором. Для повышения активности катализатора его подвергают активации. Процесс активации заключается в том, что готовый катализатор перед введением его в цикл предварительно обрабатывают безводным фтористым водородом, который повышает активность окисных катализаторов. [c.78] Существует ряд добавок, повышающих активность окисных катализаторов алюмогидриты, боргидриды, карбиды щелочных и щелочноземельных металлов. [c.78] Кроме активаторов и промоторов, существуют яды, которые понижают активность катализатора. Одним из таких ядов является влага. Поэтому как этилен, так и углеводородный растворитель должны быть тщательно высушены. [c.78] Очень важным фактором, оказывающим влияние на активность катализатора, является его регенерация. Наиболее распространенным методом регенерации твердых катализаторов является выжиг смолистых отложений, загрязняющих поверхность катализатора. Выжиг смолистых отложений должен осуществляться в мягких температурных условиях, так как высокие температуры нарушают структуру катализатора, лишают его каталитической активности. [c.78] Полимеризация этилена в полиэтилен при среднем давлении может быть осуществлена и на стационарных катализаторах. По отношению к рассмотренной схеме в принципе ничего не изменится, только изменятся условия регенерации реактор какой-то промежуток времени будет выполнять роль регенератора. [c.78] Вернуться к основной статье