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저밀도 폴리에틸렌(LDPE)중합 단량체로 에틸렌, 개시제로 과산화물, 자유 라디칼 중합 반응에 의해 얻어지는 열가소성 수지, 분자량은 일반적으로 100000~500000, 밀도는 0.91~0.93g/cm3이며 가장 가벼운 종류의 폴리에틸렌 수지입니다. .

부드러움, 신장성, 전기 절연성, 투명성, 가공 용이성 및 통기성이 우수합니다.화학적 안정성, 내알칼리성, 일반 유기용제에 대한 저항성이 우수하여 압출 코팅, 블로우 필름, 전선 및 케이블 코팅, 사출 성형 및 블로우 성형 중공 성형 등 다양한 용도로 사용됩니다.

개시제에 의해 생성된 활성산소의 수명이 짧기 때문에 에틸렌은 반응압력(110~350MPa)을 높여서 고도로 압축되어 밀도가 0.5g/cm3으로 높아지는데, 이는 액체와 유사하다. 다시 압축해 보세요.에틸렌 분자 간격을 줄이고 활성 산소나 활성 성장 사슬과 에틸렌 분자 사이의 충돌 가능성을 높이기 위해 활성 산소 중합 반응이 수행됩니다.저밀도 폴리에틸렌이 생산되므로 저밀도 폴리에틸렌은 고압 저밀도 폴리에틸렌이라고도합니다.

저밀도 폴리에틸렌 생산 공정

저밀도 폴리에틸렌의 생산 공정은 주로 에틸렌 2단 압축, 개시제 및 조절제 주입, 중합 반응 시스템, 고압 및 저압 분리 및 회수 시스템, 압출 과립화 및 후처리 시스템 등을 포함합니다.

반응기의 종류에 따라 고압관 방식과 오토클레이브 방식으로 나눌 수 있습니다.

관형 공정과 케틀 공정은 고유한 특성을 가지고 있습니다. 관형 반응기는 구조가 간단하고 제조 및 유지 관리가 편리하며 더 높은 압력을 견딜 수 있습니다.원자로의 구조가 복잡하고 유지관리 및 설치가 상대적으로 어렵다.동시에 제한된 열 제거 용량으로 인해 반응기의 부피는 일반적으로 작습니다.

일반적으로 대규모 설비에는 튜브 방식이 사용되고, 특수등급 EVA, 초산비닐 함량이 높은 등 고부가가치 제품을 생산하는 설비에는 케틀 방식이 사용된다.

다양한 공정의 특성으로 인해 케틀 방식은 분기 체인이 많고 충격 강도가 우수하여 코팅 수지를 압출하는 데 적합합니다.튜브법은 분자량 분포가 넓고 분지쇄가 적으며 광학적 특성이 좋아 박막 가공에 적합합니다.

고압관 방식 저밀도 폴리에틸렌 생산기술

관형 반응기의 내경은 일반적으로 25~82mm, 길이는 0.5~1.5km, 종횡비는 10000:1 이상, 외경 대 내경 비율은 일반적으로 2mm 이상이며 워터 재킷은 반응열의 일부를 제거하는 데 사용됩니다.

지금까지 파이프는 기본 흐름, 다양한 반응기 공급 지점 채택, 다양한 분자량 조절기, 개시제 및 주입 위치, 다양한 비료 주입 방법, 제품 처리, 반환량을 처리하는 방법과 거의 동일합니다. 에틸렌은 위치를 내보내며 프로세스의 다양한 특징을 형성했습니다.

현재 성숙한 관형 공정 기술에는 주로 LyondellBasell의 Lupotech T 공정, Exxon Mobil의 관형 공정 및 DSM의 CTR 공정이 포함됩니다.

루포텍 T 프로세스

LyondellBasell Lupotech T 공정은 국내 저밀도 폴리에틸렌 공장 생산 능력의 약 60%에 사용됩니다.반응압력 260~310MPa, 반응온도 160~330℃, 일방향 전환율 35%, 제품밀도 0.915~0.935g/cm3, 용융지수 0.15~50g/10min, 단라인 생산능력 45× 104T/A, 프로세스에는 다섯 가지 기술적 특성이 있습니다.

(1) 펄스 리액터 기술은 리액터 끝의 밸브 개방, 밸브 개방 지속 시간 및 스위칭 주파수를 구현하기 위해 채택되었습니다.펄스 작동은 반응기의 혼합 효과, 우수한 반응 안정성, 높은 전환율을 향상시키고 반응기 벽 접착력을 감소시키며 열 전달 계수를 향상시키고 재킷 워터의 열 제거 효과를 향상시킬 수 있습니다.

(2) 반응 구역의 4개 섹션을 형성하기 위해 4개 지점에서 반응기의 서로 다른 영역에 과산화물을 주입했습니다.

(3) 프로필렌과 함께, 분자량 조절제로 프로판알데히드를 압축기 입구로 도입하고, 에틸렌과 함께 반응기로 도입하며, 광범위한 제품 범위;

(4) 고압 순환 가스 시스템은 순차 제어를 통해 자체 세척, 용해 및 탈납 작업을 실현하여 정상적인 생산 작업에 대한 영향을 줄일 수 있습니다.

(5) 온수 스테이션 시스템을 설치하여 냉각수 소비를 줄이고 중합 반응 열을 회수하며 다른 장치에 고압 순환 가스 시스템을 설치합니다.

Exxon Mobil 관형 공정

엑슨모빌 튜브 공정의 반응압력은 250~310MPa, 반응온도는 215~310℃, 전환율은 최대 40%, 제품밀도는 0.918~0.934g/cm3, 용융지수는 0.2~50g/ (10분), 단일 라인 생산 능력은 50× 104T/A입니다.이 프로세스에는 6가지 기술적 특성이 있습니다.

(1) 수평 푸시 흐름관 반응기를 채택하고 반응기의 직경을 축 방향을 따라 단계적으로 확장하여 가스 유량과 반응기 압력 강하를 최적화합니다.반응의 안정성을 높이고, 분해 반응을 줄이고, 반응기 내부 스케일을 줄이고, 반응기의 열 전달 효율을 향상시킵니다.

(2) 개시제는 반응기의 축 방향을 따라 주입되어 4~6개의 반응 영역을 형성할 수 있고 전환율과 운영 유연성이 향상되며 제품 범위가 넓습니다.

(3) 일반적으로 프로필렌을 조절기로 사용하여 용융 지수를 제어하고, 프로판알데히드를 조절기로 사용하여 중간 밀도 제품을 생산하고, 압축기 입구에 두 번 주입된 고압 다이어프램 펌프를 통해 조절기를 사용한 다음 에틸렌을 반응기로 투입합니다.

(4) 에틸렌 비닐 정방향 공급 및 저온 다지점 공급 조합의 고온 관형 반응기를 사용하여 측면, 균일한 열 방출 및 반응열 제거 효과를 가질 수 있으며 반응기 재킷 냉각 부하를 최적화하고 반응기 길이를 줄입니다. , 반응기 온도 분포를 원활하게 만들고 에틸렌 전환율을 향상시킵니다.동시에 다점 측면 공급으로 인해 반응기의 전방 고온 에틸렌 공급량이 감소하고 반응기 입구 예열기의 열 부하가 감소하며 고압 및 중압 증기 소비가 감소합니다.

(5) 폐쇄형 온도 조절 수계는 반응열을 제거하기 위해 반응기 재킷에 물을 공급하는 데 사용됩니다.재킷 워터의 급수 온도를 최적화함으로써 열 전달 효율이 향상되고 반응기 길이가 단축되며 전환율이 증가합니다.

(6) 고압분리기 상부에서 배출되는 고압, 고열 유체에너지를 회수 및 활용한다.

CTR 프로세스

DSM CTR 공정 반응 압력은 200~250MPa, 반응 온도는 160~290℃, 전환율은 28%~33.1%, 최대치는 38%에 달할 수 있고, 제품 밀도는 0.919~0.928g/cm3, 용융지수는 0.3~65g / (10min), 최대 단일 와이어 용량은 40× 104T/A에 도달할 수 있습니다.이 프로세스에는 다섯 가지 기술적 특성이 있습니다.

(1) 무펄스 운전을 이용하여 반응기 운전압력이 낮고 일정하게 유지되며, 반응기내 유속이 높고, 정련효과가 좋으며, 벽 달라붙음 현상이 발생하지 않으며, 반응기 세척 및 스케일 제거가 필요하지 않으며, 운영 비용을 절감합니다.

(2) 반응기 파이프 직경이 일정하게 유지되고 직접적인 "원패스" 원리가 채택되며 복잡한 측면 공급 시스템이 없으며 반응기와 지지대 설계가 더 간단하고 투자가 더 낮습니다.

(3) 원자로 재킷은 냉수로 냉각되어 생성물로 증기를 생성할 수 있습니다.

(4) 과산화물 개시제를 사용하여 제품 겔 조성이 작고 촉매 잔류물이 없으며 환경 보호 효과가 좋습니다.올리고머 발생이 적고, 순환기체의 재활용 공정이 단순화되었습니다.

(5) 양호한 운전조건과 중합시 압력변동이 없어 고품질의 제품을 만들 수 있으며, 특히 필름제품은 우수한 광학특성과 가공특성을 갖추어 최소 필름두께 10μm 필름제품을 생산할 수 있으나 제품범위가 좁다. 용융 지수가 낮은 공중 합체 (EVA) 제품을 생산할 수 없습니다.

오토클레이브 공법에 의한 저밀도 폴리에틸렌 생산기술

오토클레이브 공정은 교반 시스템을 갖춘 탱크 반응기를 사용하며 종횡비는 2:1 ~ 20:1, 탱크 반응기 부피는 0.75~3m3입니다.반응온도는 일반적으로 150~300℃, 반응압력은 일반적으로 130~200MPa, 전환율은 15%~21%이다.

케틀 반응기는 벽이 두꺼운 용기이기 때문에 반응기 벽을 통한 열 전달이 관형 반응기보다 더 제한적이므로 반응은 기본적으로 단열 공정이며 반응기에서 뚜렷한 열이 제거되지 않습니다.반응 온도는 주로 반응열의 균형을 맞추기 위해 차가운 ​​에틸렌 공급물을 다점 주입하여 제어됩니다.반응기에는 모터 구동 교반기가 장착되어 반응기 내 혼합물을 균일하게 만들고 국소적인 핫스팟을 방지합니다.개시제는 유기 과산화물이며, 이는 반응기의 축 방향을 따라 서로 다른 위치에 주입되어 서로 다른 작동 온도를 갖는 다중 반응 섹션을 형성할 수 있습니다.반응 섹션 간 역혼합이 없으며, 유연한 작동 및 광범위한 제품 범위를 통해 최대 40% 비닐 아세테이트 함량의 공중합 EVA를 생산할 수 있습니다.

루포텍 A 공정

Lupotech A 공정은 A 교반 탱크 반응기를 사용하며 반응기 부피는 1.2m3이고 원료와 개시제는 여러 지점에서 반응기에 주입되며 반응 압력은 210~246MPa, 최고 반응 온도는 285℃, 조절기는 프로필렌 또는 2차 압축기 입구에서 프로판을 첨가하면 다양한 LDPE/EVA 제품을 생산할 수 있습니다. 제품 밀도는 0.912~0.951g/cm3, 용융 지수는 0.2~800g/(10min), 비닐 아세테이트 함량은 UP입니다. 40%까지 반응기의 단방향 전환율은 10%~21%이며 최대 단일 라인 설계 규모는 12.5×104t/a에 도달할 수 있습니다.

LupotechA 공정은 더 많은 분지형 사슬과 더 나은 충격을 갖는 압출 코팅 수지를 생산할 수 있을 뿐만 아니라 넓은 분자량 분포를 가진 박막 제품도 생산할 수 있습니다.LDPE/EVA 제품의 용융지수 및 밀도는 APC 제어 시스템에 의해 잘 제어되며, 균일한 제품을 얻을 수 있습니다.이 공정의 국내 도입 주요 업체로는 Sirbon 석유화학, Yangzi 석유화학, Shanghai 석유화학 등이 있으며 장치 용량은 10× 104T/a입니다.

엑슨모빌 케틀 공정

Exxon Mobil 탱크 공정은 자체 설계한 1.5m3 다중 구역 탱크 반응기를 채택합니다.반응기는 더 큰 종횡비, 더 긴 체류 시간, 더 높은 개시제 효율 및 더 좁은 제품 분자량 분포를 가지므로 튜브 공정과 유사한 품질의 박막 제품 생산에 도움이 됩니다.

레귤레이터는 Exxon Mobil 튜브 방식과 다릅니다.이소부텐이나 노르말부탄을 사용하는데, 이는 고압 다이어프램 펌프를 통해 25~30MPa로 승압된 후 압축기 입구에서 2회 주입되어 에틸렌과 함께 반응기로 유입됩니다.

반응기 압력 범위가 넓고 최대 반응 압력이 200MPa로 용융 지수가 낮은 LDPE 단독 중합체와 초산 비닐 함량이 높은 EVA 공중 합체를 생산할 수 있습니다.

엑슨모빌 탱크공정은 용융지수 0.2~150g/(10min), 밀도 0.910~0.935g/cm3의 LDPE 호모폴리머 제품을 생산할 수 있다.용융 지수 0.2~450g/(10분) 비닐 아세테이트 함량 최대 35% 에틸렌 – 비닐 아세테이트 공중합체(EVA) 제품.이 공정의 국내 주요 도입은 Lianhong Group (구 Shandong Hauda)이며 장치 용량은 10× 104T /a, TRINA, 장치 용량은 12× 104T /a 등입니다.