Полиэтилен средней плотности (MDPE) производится путем сополимеризации альфа-олефинов в синтетическом процессе для контроля плотности.
MDPE может быть экструдирован, инжектирован, формован раздувом, ротационным формованием, ротационным формованием и порошковым формованием. Параметры производства аналогичны параметрам HDPE и LDPE и обычно используется для производства труб, пленок и полых контейнеров. Продукция используется для высокоскоростного формования различных бутылок, высокоскоростной автоматической упаковочной пленки, различных изделий литья под давлением, изделий ротационного формования, облицовки проводов и кабелей, водонепроницаемых материалов, водопроводных труб, газовых труб и т.д.
Он подразделяется на три типа: метод высокого давления, метод низкого давления и метод среднего давления. Метод высокого давления используется для производства полиэтилена низкой плотности. Этот метод был разработан раньше, и на долю полиэтилена, произведенного этим методом, приходится около 2/3 от общего объема производства полиэтилена на сегодняшний день, но с развитием технологии производства и катализаторов темпы его роста значительно отстают от темпов роста метода низкого давления. Что касается метода низкого давления, то существуют суспензионный, растворный и парофазный методы внедрения. Суспензионный метод в основном используется для получения полиэтилена высокой плотности, в то время как растворный и парофазный методы позволяют получать не только полиэтилен высокой плотности, но и полиэтилен средней и низкой плотности, также известный как линейный полиэтилен низкой плотности, путем добавления сополимерных мономеров. В последние годы быстро развиваются различные процессы низкого давления. Метод среднего давления, который до сих пор используется только компанией Phillips, производит в основном полиэтилен высокой плотности.
Метод высокого давления Метод полимеризации этилена в полиэтилен низкой плотности с использованием кислорода или пероксида и т.д. в качестве инициатора. Этилен поступает в реактор после вторичного сжатия (рис. 3) и полимеризуется в полиэтилен при давлении 100-300 МПа, температуре 200-300°C и инициаторе. Реактивы разделяются под пониженным давлением, так что непрореагировавший этилен извлекается и перерабатывается, а расплавленный полиэтилен экструдируется и гранулируется после добавления пластиковых добавок.
В качестве реакторов полимеризации используются трубчатые реакторы (длиной до 2000 м) и реакторы-чайники двух типов. Односторонний коэффициент конверсии трубчатого процесса составляет от 20% до 34%, с годовой производственной мощностью 100 тыс. т. Односторонний коэффициент конверсии чайникового процесса составляет от 20% до 25%, с годовой производственной мощностью 180 тыс. т.
Метод низкого давления Метод суспензии, метод раствора и метод газовой фазы три, за исключением метода раствора, давление полимеризации ниже 2МПа. Общими этапами являются подготовка катализатора, полимеризация этилена, отделение полимера и гранулирование.
Суспензионный метод позволяет получить суспензию полиэтилена, нерастворимую в растворителе. Условия полимеризации суспензионным методом мягкие, простые в эксплуатации, обычно используется алкилалюминий в качестве активатора, водород в качестве регулятора молекулярной массы, больше реактор чайникового типа. Полимерная суспензия из полимеризационного котла проходит через флэш-чайник, газожидкостный сепаратор, сушилку для порошка и затем на грануляцию (рис. 4). Производственный процесс также включает такие этапы, как регенерация растворителя и очистка растворителя. Используя различные комбинации последовательно или параллельно соединенных полимеризационных чайников, можно получать продукты с различным молекулярно-массовым распределением.
② Метод раствора Полимеризация происходит в растворителе, но и этилен, и полиэтилен растворены в растворителе, и реакционная система представляет собой гомогенный раствор. Температура реакции (≥ 140 ℃), давление (4 ~ 5 МПа) выше. Характеризуется коротким временем полимеризации, высокой интенсивностью производства, может производить как высокую, среднюю, так и низкую плотность трех видов полиэтилена, может лучше контролировать природу продукта; но метод раствора из полимера молекулярный вес низкий, распределение молекулярного веса узкое, содержание твердых веществ низкое.
Парофазная полимеризация этилена в газообразном состоянии, как правило, с использованием реакторов с псевдоожиженным слоем. Катализаторы, как хромовые, так и титановые, количественно добавляются в слой из накопительной емкости, а для поддержания псевдоожижения слоя и отвода тепла полимеризации используется высокоскоростной этиленовый цикл. Полученный полиэтилен выгружается из нижней части реактора. Давление в реакторе составляет примерно 2 МПа, а температура - 85-100°C. Метод паровой фазы представляет собой производственную линию типа LDPE
Наиболее доминирующий метод, газофазный метод исключает регенерацию растворителя и сушку полимера и экономит 15% инвестиций и 10% эксплуатационных расходов по сравнению с растворным методом. Он составляет 30% от инвестиций и 1/6 от эксплуатационных расходов традиционного метода высокого давления, поэтому быстро развивается. Однако парофазный метод нуждается в дальнейшем совершенствовании с точки зрения качества и разнообразия продукции.
Метод среднего давления использует катализатор на основе хрома, загруженный в силикагель, для полимеризации этилена под средним давлением в кольцевом и трубчатом реакторе для получения полиэтилена высокой плотности. Обработка и применение Доступны выдувное формование, экструзия и литье под давлением, которые широко используются для производства пленок, полых изделий, волокон и салфеток. На практике небольшие количества пластиковых добавок добавляются для повышения устойчивости полиэтилена к ультрафиолетовому излучению и окислению, а также для улучшения переработки и эксплуатационных характеристик. В качестве УФ-поглотителей обычно используются о-гидроксибензофенон или его алкоксипроизводные и т.д. Сажа является отличным УФ-экранирующим агентом. Кроме того, для расширения спектра применения полиэтилена в него добавляют антиоксиданты, смазочные материалы и красители.