ТРУБЧАТЫЕ РЕАКТОРНЫЕ ПРОЦЕССЫ ДЛЯ UHMWPE
Аннулярные трубчатые реакторы (также называемые кольцевыми реакторами) широко применяются в производстве полиэтилена в суспензионной фазе, включая ультра-высокомолекулярный полиэтилен (UHMWPE). Основные промышленные процессы:
1.Phillips Single-Loop Process
Разработчик: Phillips Petroleum (ныне Chevron Phillips Chemical)
Тип реактора: одинарный кольцевой реактор с высокой скоростью циркуляции
Ключевые особенности:
• Использует катализаторы на основе оксида хрома (CrOx) или каталитические системы Зиглера-Натты
• Рабочее давление: низкое (20–40 бар), температура — умеренная (85–110°C)
• Отсутствие механического перемешивания — полимеризация происходит в непрерывно циркулирующей петле
• В качестве разбавителя (среды суспензии) используются изобутан или гексан
• Высокая эффективность отвода тепла благодаря турбулентному потоку
• Получает мономодальный UHMWPE с очень высокой молекулярной массой (MW > 5 млн г/моль)
2.Ineos Innovene S (Double-Loop Process)
Разработчик: Ineos (ранее BP Innovene)
Тип реактора: две соединённые последовательно кольцевые реакторы
Ключевые особенности:
• Использует катализаторы Зиглера-Натты (аналогично процессу Hostalen)
• В первом реакторе образуется полиэтилен с низкой молекулярной массой, во втором — цепи UHMWPE
• Лучший контроль распределения молекулярной массы (MWD) по сравнению с однопетлевыми системами
• Возможность получения бимодального UHMWPE (сочетание высокомолекулярных и низкомолекулярных фракций)
• Более высокая производственная мощность, чем у однопетлевых установок
МЕТОД ПРОЦЕССА
Процессы Hostalen и Mitsui CX — две известные суспензионные технологии полимеризации, применяемые для производства ультра-высокомолекулярного полиэтилена (UHMWPE).
Hostalen Process
Разработчик: Hoechst AG (ныне часть Basell), изначально для производства ПВД (HDPE), позже адаптирован для UHMWPE.
Тип реактора: два реактора с механическим перемешиванием (последовательно или параллельно).
Ключевые особенности:
Работает при низкой температуре и давлении, обеспечивает высокую гибкость производства.
Использует катализаторы Зиглера-Натты (Z-N), устойчивые к примесям в этиленовом сырье.
Позволяет получать мономодальный или бимодальный UHMWPE в зависимости от конфигурации реакторов.
Требует стадии сушки после полимеризации для удаления остаточного растворителя.
Доминирует в мировом производстве UHMWPE, занимая более двух третей всей мощности.
Mitsui CX Process
Разработчик: Mitsui Chemicals (Япония).
Тип реактора: один реактор с механическим перемешиванием и уникальным способом отвода тепла.
Ключевые особенности:
Отвод тепла осуществляется за счёт испарения растворителя (гексана), на что приходится более 50% охлаждения.
Использует катализаторы Зиглера-Натты, аналогично Hostalen, но с другими соотношениями ко-катализаторов.
Меньшая производственная мощность по сравнению с Hostalen из-за ограничений теплоотвода.
Внешнее охлаждение не требуется — тепло удаляется за счёт испарения гексана.
СТАНДАРТНЫЙ ПРОЦЕСС
Аммиак обычно используется в качестве химического реагента для снижения выбросов оксидов азота (NOx). Безводный аммиак — это высокотоксичное вещество, которое обычно хранится в резервуарах под давлением в виде сжиженного газа. Транспортировка, разгрузка и хранение аммиака в больших объемах связаны с серьезными рисками и ответственностью. Реше нием этой проблемы является преобразование безопасной и нетоксичной мочевины в аммиачный газ по мере необходимости для обеспечения потребностей производства — это безопасная альтернатива опасной транспортировке и хранению безводного и водного аммиака.
СХЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА UHMWPE
.png)
ОСОБЕННОСТИ
Ultra-High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) — это разновидность полиэтилена с чрезвычайно длинными цепями полимера, что обеспечивает выдающиеся механические свойства. Основные характеристики:
1.Исключительная прочность и ударная вязкость
Высокая прочность на разрыв (до 5,5 ГПа при обработке в виде волокон, например Dyneema® или Spectra®).
Отличная ударная вязкость даже при низких температурах (от –200°C до +80°C).
2.Лёгкий и в то же время прочный материал
Плотность: 0,93–0,94 г/см³ (легче воды).
Прочнее стали по соотношению веса к прочности.
3.Износостойкость и сопротивление абразивному износу
Отличная износостойкость, в 10 раз лучше, чем у углеродистой стали в условиях скольжения.
Низкий коэффициент трения (самосмазывающиеся свойства).
4.Химическая стойкость
Устойчив к большинству кислот, щелочей и растворителей (кроме окислительных кислот, таких как азотная).
Высокая устойчивость к УФ-излучению (при стабилизации).
