ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Полимеризация этилена при высоком давлении из "Полимеризация и алкилирование углеводородов" Линии I — этилен II — инициатор III — циркулирующий этилен низкого давления IV — циркулирующий этилен высокого давления V — циркулирующий щелочной раствор. [c.68] После первого каскада сжатия этилен поступает на второй каскад. На втором каскаде этилен дожимается плунжерными компрессорами 5 до заданного давления 1500—1800 ат. На прием компрессора 5 поступает также циркулирующий этилен высокого давления. Сжатый до заданного давления этилен через смазкоотделитель 4 второго каскада и пламегаситель 7 поступает в реактор-полимеризатор 8 змеевикового типа, который условно как бы разделен на две секции. В первой секции этилен подогревается до заданной температуры. Во второй зоне идет сам процесс полимеризации. Вторая зона заканчивается двумя дроссельными клапанами, которые сбрасывают давление в системе после реактора. Первый регулирует перепад давления с 1500 до 300 ат второй — с 300 ат до атмосферного. [c.69] После первого дроссельного клапана смесь полимера с непрореагировавшим этиленом поступает в сепаратор 10 высокого давления. В результате снижения давления до 300 ат и некоторого охлаждения в сепараторе 10 выпадает твердый полиэтилен. При этом непрореагировавшая часть этилена отделяется от полиэтилена и направляется в щелочной скруббер для промывки циркулирующего этилена высокого давления. После скруббера этилен возвращается на прием компрессора второго каскада и далее направляется в новый цикл полимеризации. [c.69] Полиэтилен из сепаратора 10 поступает в приемник 13 низкого давления, из которого через промежуточную емкость 16 сыпучих тел передается на дальнейшую переработку. Этилен через сепаратор 15 направляется в щелочной скруббер 14 низкого давления и далее снова на прием газодувки, в цикл компрессии и на полимеризацию. [c.69] Полимеризация этилена сопровождается выделением тепла в количестве примерно 800—1000 ккал1кг образовавшегося полимера, в результате чего температура в реакторе повышается. Примерно половина выделяюшегося в процессе химической реакции тепла уходит на нагревание реакционной смеси, вторая половина должна быть отведена, так как температура в реакторе выше заданного предела недопустима. [c.70] Максимально допустимое повышение температуры в реакторе ограничивается 280° С, при более высокой температуре скорость реакции достигает скорости взрыва. [c.70] Вторая зона реактора, в которой протекает основная реакция, снабжена рубашкой для отвода тепла, в которую также противотоком к этилену подается вода, нагретая до 100° С. В результате снятия тепла температура реакционной смеси к концу реактора-змеевика понижается до 220—230° С, интенсивность процесса полимеризации падает. Смесь полимера с непрореатировавшим этиленом через дроссельный клапан 9 сбрасывается в сепаратор 10. В результате резкого перепада давления температура понижается, реакция полимеризации прекращается. [c.70] Давление. В технологических процессах, связанных с изменением агрегатного состояния вещества, его формы или строения, давление всегда играет очень важную роль. Давление может оказывать не только физическое влияние на материалы, но и способствует их превращениям, связанным с изменением структуры. [c.70] Инициатор реакции. Реакция полимеризации этилена при высоком давлении осуществляется без катализатора, под воздействием инициатора. В данном случае инициатором служит кислород. [c.71] Назначение инициатора — возбудить реакцию полимеризации, дать ей толчок. [c.71] Несколько миллионных долей кислорода на этилен уже могут возбудить реакцию полимеризации. Практически добавка кислорода составляет 0,002—0,06% по объему на этилен. Инициатор вводится в систему комприми-рования этилена перед реакторами. [c.71] Кроме кислорода, в качестве инициаторов могут применяться органические перекиси, щелочные металлы, металлоорганические соединения, окислы металлов. [c.71] Регулирование скорости процесса. Полимеризация этилена при высоком давлении представляет собой цепной процесс, протекающий по свободно-радикальному механизму. [c.71] Процесс протекает в три стадии инициирование, рост цепи полимерной молекулы и обрыв цепи. Инициирование заключается в образовании свободных радикалов под воздействием инициатора. Рост цепи заключается в том, что к активному радикалу последовательно присоединяются молекулы этилена, образуя цепочку полимера из этиленовых звеньев. Обрыв цепи — ликвидация активной группы, прекращение реакции. [c.71] Количество подаваемого инициатора оказывает очень важное влияние на ход процесса полимеризации. С повышением дозы инициатора скорость реакции увеличивается. Однако с повышением скорости реакции уменьшается молекулярный вес полимера, ухудшается его структура. При добавке инициаторов выше допустимой нормы скорость цепной реакции полимеризации может достигнуть скорости взрыва. [c.71] Давление увеличивает концентрацию молекул в зоне реакции, повышает вероятность соударения молекул этилена между собой, тем самым увеличивает скорость реакции, повышает молекулярный вес готового полимера. [c.72] Таким образом, скорость процесса полимеризации может регулироваться количеством подаваемого инициатора в реактор, температурой реакционного пространства и давлением в реакторе. Однако практически все три параметра включать в систему регулирования нецелесообразно. [c.72] В целях упрощения технологии регулирования процесса полимеризации и надежности работы всей системы создают постоянство потоков постоянное количество подаваемого в реактор этилена постоянное количество вводимого в процесс инициатора и постоянство тепловых потоков через стабилизацию подачи теплоносителя в рубашки реакторов. Остается одна переменная величина — давление. [c.72] Регулирование процесса полимеризации осуществляется автоматически методом пульсационного изменения давления в определенных пределах при помощи дроссельного клапана при максимальной стабилизации остальных потоков. [c.72] Принцип регулирования заключается в том, что при изменении давления в системе реактора имеет место изменение скорости реакции. Вместе с изменением скорости реакции меняется количество выделяемого в результате реакции полимеризации тепла, а значит, изменяется и температура. Таким образом, устанавливается определенная зависимость между температурой характерной точки реактора и работой дроссельного клапана. [c.72] Вернуться к основной статье