Reaktor-polimerizuesit tubarë industrialë janë shkëmbyes nxehtësie të lidhur në seri të tipit "tub në tub". Tubat e reaktorit kanë një diametër të ndryshueshëm (50 - 70 mm). Lidhjet e veçanta të "tubularit" janë të lidhura me pllaka masive të zbrazëta. Tuba dhe rrotulla janë të pajisura me xhaketa të lidhura në seri me njëri-tjetrin. Si një bartës nxehtësie për ngrohjen e etilenit dhe largimin e nxehtësisë së tepërt, ujë të tejnxehur me temperaturë 190 - 230 0 C, e cila hyn në xhaketën e reaktorit tubular kundërrryma ndaj etilenit dhe rrjedhës së masës së reaksionit. Përdorimi i temperaturave të larta është i nevojshëm për të parandaluar formimin e një filmi polimer në muret e tubit. Për të mbajtur një konstante regjimi i temperaturës në reaktor dhe për të siguruar heqjen efikase të nxehtësisë, etilen dhe iniciator shtesë futen në zona të ndryshme përgjatë gjatësisë së reaktorit. Një reaktor me shumë zona është më produktiv se ai me një zonë. Një reaktor me një zonë në temperaturën maksimale të reagimit (300 0 C) siguron 15-17% konvertim të etilenit me një kalim. Një reaktor me dy zona arrin 21-24% konvertim në të njëjtën temperaturë. Në një reaktor me tre zona, shkalla e konvertimit rritet në 26-30%. Produktiviteti i një pajisjeje me katër zona rritet pak në krahasim me një pajisje me tre zona.
Për të marrë tregues të vazhdueshëm të vetive të polietilenit, është e nevojshme të ruhet temperatura në reaktor sipas zonave në të njëjtin nivel.
Performanca e reaktorit varet nga madhësia e tij, prandaj përdoret aktualisht me gjatësi të ndryshme tubacionet dhe diametri. Për reaktorët fuqi të lartë gjatësia e tubit arrin 1000 m ose më shumë.
Procesi teknologjik i prodhimit të polietilenit shtypje e lartë në një reaktor tubular përbëhet nga fazat e mëposhtme:
përzierjen e etilenit të freskët me gazin e kthimit dhe oksigjenin,
kompresimi i gazit me dy faza,
polimerizimi i etilenit në fazën e kondensuar (densiteti i etilenit 400 - 500 kg / m 3),
ndarja e polietilenit me presion të lartë dhe etilenit të pareaguar që hyn në riciklim,
granulimi polietileni.
Për ngjyrosje, stabilizim dhe mbushje, aditivët e duhur futen në polietileni me densitet të lartë, pas së cilës ai shkrihet dhe grimcohet.
Në Fig.1. paraqitur diagrami i qarkut prodhimi i polietilenit me presion të lartë në një reaktor tubular në mënyrë të vazhdueshme.
Nga dyqani i ndarjes së gazit, etilen i freskët me presion 0,8 - 1,1 MPa hyn në kolektor. 1 dhe më pas në mikser 2 , në të cilën nuk ka presion me etilen kthimi. Pastaj oksigjeni futet në rrjedhë dhe përzierja futet në kompresorin me tre faza të fazës së parë. 3 , ku është i ngjeshur në 25 MPa. Pas çdo faze kompresimi, etileni ftohet në frigoriferë, ndahet nga lubrifikuesi në ndarës dhe më pas futet në mikser. 4 , në të cilin përzihet me etilen kthimi me presion të lartë nga ndarësi 7 . Përzierja dërgohet më pas në një kompresor me dy faza 5 faza e dytë, ku kompresohet në 245 MPa. Pas fazës së parë të ngjeshjes, etilenit ftohet në frigorifer, pastrohet nga yndyrat në ndarës dhe pas fazës së dytë në një temperaturë prej rreth 70 0 C pa ftohur, hyn në reaktorin tubular përmes tre hyrjeve. 6 për polimerizim.
Prodhimi i polietilenit, polimeri më i kërkuar, bazohet në reaksionin e polimerizimit të gazit etilen. Është një polimer termoplastik, një klasë e polifenoleve organike. Popullariteti i tij shpjegohet nga një gamë e tërë vetive teknologjike që bëjnë të mundur prodhimin e shumë produkteve shtëpiake dhe produkteve për fusha të ndryshme prej tij. prodhimit industrial. Një faktor i rëndësishëm në kërkesën për këtë material është kostoja e tij e ulët në krahasim me analogët e përdorur në të njëjtat zona.
Analiza e shkurtër e biznesit:
Kostot e konfigurimit të biznesit:150 - 250 mijë dollarë
E rëndësishme për qytetet me popullsi: pa kufizime
Situata në industri:konkurrencë e ulët
Kompleksiteti i organizimit të një biznesi: 4/5
Shlyerja: 12-14 muaj
Llojet kryesore të polietilenit
- HDPE - polietileni presion i ulët, ose PVP - densitet i lartë;
- LDPE - presion i lartë, ose PNP - densitet i ulët;
- PSD - presion i mesëm, ose PSP - densitet i mesëm.
Përveç këtyre llojeve të polimereve, ka edhe të tjerë: polietilene të ndërlidhur - PEX, të shkumëzuara dhe të klorosulfonuara (CSP).
Polietileni është një nga më të përdorurit materiale moderne në prodhim:
- filma paketimi, tkurrje, bujqësore dhe lloje të tjera;
- tubacione për ujë, gaz dhe lloje të tjera;
- fibra të ndryshme sintetike;
- kontejnerë për lloje të ndryshme të lëngjeve;
- një gamë e gjerë materialesh ndërtimi;
- produkte sanitare;
- enë dhe sende shtëpiake;
- materiale izoluese për kabllo elektrike;
- pjesë për makina, vegla makinerish, pajisje të ndryshme, vegla dhe pajisje të tjera;
- proteza për stomatologji dhe lloje të tjera të endoprotezave;
- shkumë polietileni.
Një gamë e gjerë e vetive konsumatore të polietilenit është për shkak të një game të tërë karakteristikash kimike, fizike, mekanike dhe dielektrike të këtij materiali. Prandaj, është në kërkesë në industrinë radio-elektroteknike, kabllore, kimike, ndërtimore, mjekësore dhe shumë industri të tjera.
Varietetet e veçanta të këtij materiali, si shkuma polietileni, me lidhje të kryqëzuara, supermolekulare, klorosulfonuar, përdoren në mënyrë efektive në prodhim. Materiale ndërtimi. Megjithëse polietileni në vetvete nuk është strukturor në strukturë, përforcimi me tekstil me fije qelqi bën të mundur përdorimin e tij në produktet e përbërë strukturore.
Polietileni përdoret gjithashtu si material i riciklueshëm. Mbetjet e tij riciklohen në mënyrë perfekte për përdorim të mëtejshëm.
Teknologjia e prodhimit të polietilenit
Një polimer polietileni përftohet si rezultat i një reaksioni kimik për polimerizimin e etilenit në kushte të ndryshme dhe në prani të katalizatorëve të caktuar. Në varësi të kushteve të reagimit - temperaturës, presionit dhe katalizatorëve, polietileni fiton karakteristika rrënjësisht të ndryshme.
Më shpesh, tre lloje të polietilenit kanë vlerë praktike - presion i ulët, i mesëm dhe i lartë. Prandaj, ia vlen të merret parasysh teknologjia për marrjen e këtyre materialeve të veçanta. Duhet të theksohet se polietileni me presion të mesëm konsiderohet vetëm një lloj HDPE dhe teknologjia për prodhimin e tyre nuk është e ndryshme.
Prodhimi i polietilenit me densitet të ulët
HDPE prodhohet nga gazi etilen i pastruar. Procesi zhvillohet në një temperaturë prej 100-150°C në një presion deri në 4 MPa. Një katalizator duhet të jetë i pranishëm në reaksionin e polimerizimit: ose trietile alumini ose tetraklorur titani. Procesi mund të jetë i vazhdueshëm ose afatshkurtër, me ndërprerje.
Ekzistojnë një sërë teknologjish për prodhimin e polietilenit, të cilat ndryshojnë në llojin e strukturave të përdorura, madhësinë e reaktorit dhe metodën e pastrimit të polimerit nga katalizatori. I tërë procesi teknologjik ndahet në tre faza:
- polimerizimi i polietilenit;
- pastrimi i tij nga katalizatori;
- tharje.
Një kusht i domosdoshëm për rrjedhën normale të reaksionit të polimerizimit është një temperaturë konstante, e cila mbahet me ndihmën e etilenit të furnizuar dhe vëllimeve të tij. Procesi i polimerizimit me pjesëmarrjen e një katalizatori ka të metat e tij - produkti që rezulton është i ndotur në mënyrë të pashmangshme me mbetje katalizatore.
Ajo jo vetëm që njollos polietileni në një të papranueshme Ngjyra kafe, por e përkeqëson atë Vetitë kimike. Për të eliminuar këtë pengesë, katalizatori shkatërrohet, dhe më pas shpërndahet dhe filtrohet. Polimeri që rezulton lahet në një centrifugë të veçantë, së cilës i shtohet alkool metil.
Pas larjes, shtrydhet, i shtohen substanca që rrisin forcën dhe pamjen. Për të përmirësuar cilësitë e jashtme, shtohet dylli, i cili i jep polietilenit një shkëlqim. Më tej, produkti i polimerizimit hyn në tharëse dhe dyqane granulimi. Notat kryesore të polietilenit prodhohen në formë pluhuri, klasat e përbëra - në formën e kokrrizave.
Prodhimi i polietilenit me densitet të lartë
LDPE prodhohet në një temperaturë prej të paktën 200 ° C, në një presion prej 150 deri në 300 MPa, oksigjeni vepron si një aktivizues i reagimit. Pajisjet e prodhimit të polimerit - reaktorë autoklavë dhe tubarë.
Një reaktor tubular është një enë e gjatë në formë tubi në të cilën reaksioni i polimerizimit zhvillohet nën presion të lartë. Polimeri, në formën e një shkrirjeje, hiqet nga reaktori dhe futet në ndarësin e presionit të ndërmjetëm, ku izolohet nga etilen që nuk ka reaguar. Më pas, sipas skema teknologjike ai hyn dhe del nga ekstruderi në formë granula dhe dërgohet për përpunim të mëtejshëm. Kjo teknologji është më e kërkuara në mesin e prodhuesve.
Reaktorët autoklavë janë njësi cilindrike, të rregulluar vertikalisht, në të cilat polimerizimi i etilenit bëhet me një iniciator reaksioni. Reaktorët ndryshojnë në kushtet e reagimit, duke përfshirë kushtet e heqjes së nxehtësisë. Përqendrimet e iniciatorëve dhe parametrave të masës së reaksionit.
Dallimet e rrjedhës reaksionet kimike. Tipe te ndryshme pajisjet dhe dallimet e tjera shkaktojnë veçoritë strukturore produkti i polimerizimit që rezulton.
Pavarësisht nga lloji i reaktorit, skema e prodhimit të LDPE për ta është e njëjtë:
- furnizimi me lëndë të parë dhe iniciator për marrësin e reaktorit;
- përbërësit e ngrohjes dhe parametrat e rritjes së presionit;
- furnizim i ndërmjetëm i lëndëve të para dhe iniciator;
- izolimi i etilenit të pa reaguar dhe grumbullimi i tij për ripërdorim;
- ftohja e polimerit të marrë, lehtësimi i presionit;
- granulimi i produktit final, larja, tharja, paketimi.
Polietileni i shkumëzuar, ose PPE, është një polimer me strukturë poroze dhe performancë të lartë dhe specifikimet. Përdoret gjerësisht si material termoizolues në inxhinierinë e ndërtimit dhe prodhimit të instrumenteve, si dhe si material ambalazhimi dhe në fusha të tjera.
Teknologjia e prodhimit të këtij polimeri karakterizohet nga një kompleksitet i caktuar. Për ciklin e plotë të tij nevojiten pajisje speciale: miksera, ngarkues, pajisje ftohëse, pompa me presion të lartë. Por pajisjet më të rëndësishme në prodhimin e shkumës polietileni janë ekstruderët. LDPE përdoret si lëndë e parë, freonet dhe përzierjet e alkaneve, për shembull, butani, përdoren si agjentë fryrës.
Në varësi të veçorive të teknologjisë së prodhimit, dallohen dy lloje të PPE - të kryqëzuara dhe jo të kryqëzuara. Procesi i shkumëzimit ndodh nën një presion të caktuar dhe në një temperaturë të lartë. Fazat e procesit teknologjik:
Për të shmangur kostot e prodhimit në shkallë të gjerë të polimereve, mund të përfitohet nga riciklimi i tyre. Një produkt polimer i grimcuar me cilësi të lartë prodhohet nga materiale të ricikluara, i cili, për nga karakteristikat e tij, nuk është në asnjë mënyrë inferior ndaj produktit polimer primar të marrë.
Lënda e parë është e grimcuar. Më pas lahet dhe thahet në centrifugë. Lënda e parë e pastruar kalon në operacionin e grumbullimit dhe shkon në granulim. Është produkti përfundimtar i riciklimit të polietilenit.
Pajisjet për prodhimin e polietilenit ndryshojnë në përputhje me qëllimin dhe llojin e lëndëve të para të përpunuara. Zinxhiri teknologjik përfaqësohet nga pajisjet e mëposhtme:
- një ose më shumë ekstruder-granulator;
- Makine prerese;
- ngarkues që punojnë në bazë të vakumit;
- pompa të pajisura me filtra për shkrirjet;
- ekrane vibruese;
- banja ftohëse;
- transportues;
- bunker për furnizim me lëndë të parë;
- mullinj.
Blerja e pajisjeve të reja bazë për prodhimin e polietilenit mund të jetë në intervalin 120-200 mijë dollarë.Pajisjet e reja shtëpiake do të kushtojnë gjysmën.
Si të organizoni një fabrikë të prodhimit të polietilenit
Çdo biznesi prodhues fillon me zhvillimin e një plani biznesi.
Hartimi i një plani biznesi
Qëllimi i një plani biznesi është të sigurojë informacion i pergjithshem për autorin e projektit, një përshkrim të produkteve që ai do të prodhojë. Objektivat e projektit gjithashtu duhet të zbulohen, teknologjia e prodhimit duhet të përshkruhet në detaje.
Nëse kjo teknologji është e re, atëherë plani i biznesit duhet të paraqesë konkluzionet e autoriteteve përkatëse për sigurinë e saj mjedisi dhe shëndetin e njerëzve.
dhomë
Prodhimi industrial, që është prodhimi i polietilenit, duhet të vendoset në zonën e prodhimit lokaliteti. Për ambientet e prodhimit ka kërkesa të caktuara sanitare dhe teknike. Sipërfaqja e dyshemesë nuk duhet të jetë më e vogël se 100 m2. metra, lartësia e tij nuk duhet të jetë më e ulët se 10 metra. Në dyqanet e prodhimit, duhet të ketë mbrojtje nga zjarri dhe ventilim të mirë.
shkresa
Para së gjithash, ju duhet të regjistroni biznesin tuaj. Mund të jetë një sipërmarrës individual ose një LLC. Është gjithashtu e nevojshme të merren leje në raste të tilla:
- Administrata e qytetit;
- shërbime zjarrfikëse, mjedisore dhe sanitare-epidemiologjike;
- mbikëqyrje elektrike.
Llogaritja e kostos
Së pari, të ardhurat nga prodhimi llogariten:
- sa shpenzohet mesatarisht për prodhimin e një vëllimi të caktuar të prodhimit;
- cila është vlera e saj në treg;
- sa janë të ardhurat.
- koston e lejeve;
- përgatitja e ambienteve;
- blerja e pajisjeve;
- blerjen e lëndëve të para.
Shpenzimet mujore:
- pagat për punonjësit;
- pagesa për qiranë e lokaleve;
- taksat dhe shërbimet komunale.
Përfitueshmëria e biznesit
Me funksionimin e qëndrueshëm të ndërmarrjes dhe me një kapital të mirë fillestar për blerjen e pajisjeve, ky biznes shlyhet në 12-14 muaj. Pas një viti funksionimi të qëndrueshëm, kostoja e pajisjeve mund të paguhet plotësisht dhe uzina do të sjellë një fitim neto.
Etileni. Etileni -- përbërje kimike, i përshkruar me formulën C2H4, një gaz pa ngjyrë me një erë të lehtë. Është alken (olefin) më i thjeshtë. Përmban një lidhje të dyfishtë dhe për këtë arsye i përket përbërjeve të pangopura, ka një reaktivitet të lartë. Etileni pothuajse nuk gjendet kurrë në natyrë. Në sasi të vogla, formohet në indet e bimëve dhe kafshëve si një produkt i ndërmjetëm i metabolizmit. Luan një rol jashtëzakonisht të rëndësishëm në industri, përbërësi organik më i prodhuar në botë.
Aktualisht, burimi kryesor i prodhimit të etilenit është piroliza e hidrokarbureve të ngopura të gazta dhe të lëngshme: etanit, propanit dhe benzinës së drejtpërdrejtë.
Karakteristikat e etilenit:
Formula kimike H2C=CH2
Pesha molekulare 28.05
Gjendja - e gaztë
Pika e shkrirjes 103,8 K (-169,2°C)
Pika e vlimit 169.3 K (-103.7°C)
Dendësia në kushte normale 1.26 kg / m 3
Dendësia e etilenit të lëngshëm në 163,2 K (-109,8 ° C) - 610 kg / m 3
Temperatura e ndezshmërisë 728 K (455°C)
Pastërtia e etilenit. Për polimerizim, etilen duhet të pastrohet tërësisht nga papastërtitë. Papastërtitë ndaj etilenit ndahen në dy grupe kryesore - inerte dhe aktive. Një papastërti inerte, e pranishme në një sasi të dukshme, për shembull 5-10%, zvogëlon përqendrimin e etilenit me një sasi të konsiderueshme, duke pasur parasysh kompresueshmërinë e ulët të etilenit.
Aditivët aktivë të etilenit, të tilla si komponimet e tipit vinil, zakonisht kopolimerizohen me etilenin, ndryshojnë vetitë e polimerit që rezulton dhe ndikojnë në shkallën e polimerizimit.
Në varësi të përmbajtjes së papastërtive specifikimetështë planifikuar të prodhohen tre klasa të etilenit të lëngshëm: A, B dhe C. Etileni i klasave A dhe B përdoret për prodhimin e polietilenit dhe oksidit të etilenit. Etileni i klasës B - për prodhimin e produkteve të tjera organike. Etileni i lëngshëm duhet të jetë në përputhje me kërkesat dhe standardet.
Katalizatorë (iniciatorë). Si katalizatorë për polimerizimin e etilenit, përdoren kryesisht oksigjeni molekular dhe peroksidet organike. Nga peroksidet ne industri perdorimin me te madh ka gjetur peroksidi i di-tert-butilit, tert-butilperbenzoati etj.. Efekti i iniciatorit varet nga shkalla dhe shpejtesia e zberthimit te tij ne nje temperature te caktuar dhe nga aftesia e radikalët e formuar për të reaguar me monomerin.
Një faktor tjetër që karakterizon iniciatorin është përmbajtja e oksigjenit aktiv, d.m.th. përqindja teorike e oksigjenit aktiv në peroksid të pastër.
Në formë të thatë, peroksidet janë shpërthyese, tretjet e tyre në tretës organikë janë më të qëndrueshme dhe më pak shpërthyese. Ruajtja e iniciatorëve duhet të kryhet në kushte të caktuara të temperaturës.
Karakteristikat kryesore të iniciatorëve më të zakonshëm të peroksidit janë përshkruar më poshtë.
Peroksid di-tert-butil (С8Н18О2)
Temperatura e aplikimit 513-553 K (240-280°C)
Pesha molekulare 146.2
Lëng, dendësia 793 kg/m3
Pika e vlimit në 0,1 MPa - 463 K (190°C)
Peroksidi është i patretshëm në ujë, i tretshëm në shumicën e tretësve organikë
Temperatura e ruajtjes 298 K (20°C).
Tert-butilperbenzoat (С11Н14О3)
Temperatura e aplikimit 453-513 K (180-240°C)
Pesha molekulare 194
Lëng, dendësia në 293 K (20 ° C) - 1040 kg / m 3
Pika e vlimit në 0,1 MPa - 397 K (124°C)
Temperatura e ruajtjes 293 K (20°C).
Lënda e parë për prodhimin e filmave të polietilenit janë granula polietileni të marra nga polimerizimi i etilenit. Për prodhimin e polietilenit me presion të lartë dhe të ulët, përdoren dy teknologji, që përfshijnë kalimin e procesit në kushte të ndryshme polimerizimi. HDPE dhe LDPE prodhohen në temperatura dhe presione të ndryshme. Si rezultat, materialet fitojnë veti të ndryshme fizike dhe kimike.
Pak për teknologjinë e prodhimit
Granulat e marra nën presion të lartë (1000-3000 kg/cm 2 ) kanë një densitet të brendshëm më të ulët prej 0,925 g/cm 3 . Filmi i përftuar në këtë mënyrë është më “i vajosur” në prekje. Është relativisht transparent dhe shtrihet mirë pa u grisur. Materiali karakterizohet nga zinxhirë polimerësh më të shkurtër. Është më pak kristalor dhe shkrihet në temperatura mbi 100 C. Këto karakteristika vlejnë për polietilenin me densitet të lartë, i cili shpesh quhet LDPE.
Polietileni me presion të ulët ose HDPE polimerizohet me presion 1-5 kg/cm 2 dhe arrin një dendësi prej 0,945 g/cm 3 . Ky lloj filmi polietileni është më kristalor, zinxhirët polimer në të janë më të gjatë dhe transparenca është më e vogël. Duhet më shumë se ngrohjes- nga 120C, pra kostot e energjisë për prodhimin e tij janë më të larta. Por edhe gjatë funksionimit të këtij lloji film polietileni mund të përballojë temperaturat më të larta.
Fakte popullore
Është shumë e lehtë të dallosh LDPE nga HDPE me sy: një film polietileni i bërë nga materiali me presion të ulët gjithmonë "shpërit" kur shtypet. Shkurtesat vendase janë të ndryshme nga LDPE e huaj që korrespondon me LDPE (Polyetilen me densitet të ulët,) dhe HDPE - HDPE (Polietilen me densitet të lartë). Kjo për faktin se në Rusi klasifikimi bazohet në presionin gjatë polimerizimit të polietilenit, dhe jashtë tij - dendësia e kokrrizave të përdorura. Një material i bërë në presion të lartë ka një densitet të ulët, ndërsa në një presion të ulët, përkundrazi, ka një densitet të lartë.
Ku i shohim më shpesh produktet e filmave plastikë? Sigurisht në dyqane. Mendoni për çantat e paketimit mat shushurues dhe çantat e bluzave dhe dijeni se ato janë prej HDPE. Ndërsa çantat dhe qeset e paketimit të lëmuar me doreza të salduara dhe të prera janë bërë nga polietileni me presion të lartë me densitet të ulët. Produktet PVD kanë një pamje më estetike dhe lejojnë që në sipërfaqen e tyre të aplikohen modele të ndritshme dhe shumëngjyrëshe.
Si përfundim, duhet thënë se aktualisht polietileni është bërë lloji më i përhapur material polimer përdoret në industrinë e paketimit. Ajo u shpik së pari, por ende popullariteti i saj në paketim mbetet një nga më të lartët.
