Хімізм і механізм реакцій - Математичне моделювання та оптимізація об'єктів хімічної технології

Поліетилен в промисловості виробляють трьома способами: при високому тиску (поліетилен низької щільності), при середньому тиску і при низькому тиску (поліетилен високої щільності). .

Отримання поліетилену при високому тиску. Поліетилен низької щільності (0,92-0,93 г/см3) отримують полімеризацією етилену безперервним методом при 150-250 МПа і 180 - 270 °С. Ініціаторами процесу є кисень і органічні перокоіди (пероксид лауроіла або капрілу, трет-бутілпероксід та ін.)

У загальному вигляді 'полімеризація етилену може бути представлена схемою:

Процес протікає по ланцюговому механізму і складається з трьох основних стадій: утворення вільних радикалів, зростання ланцюга і обриву ланцюга.

Вільні радикали утворюються за рахунок розкладу ініціаторів під дією температури і високого тиску. При використанні кисню він взаємодіє з етиленом і утворює пероксидні сполуки, які розкладаються на вільні радикали:

Концентрація кисню при виробництві поліетилену складає 0,002-0,006 % (об.). При використанні пероксидних ініціаторів вільні радикали утворюються за рахунок розриву слабких пероксидних звгязків О-О. Найбільш частіше в якості ініціатору використовують трет-бутилпероксид, який розкладається на радикали:

Обрив ланцюга йде за рахунок рекомбинації (з'єднання двох радикалів):

Процес при високому тиску має ряд особливостей, що впливають на властивості одержуваного поліетилену. Особливо істотний вплив роблять домішки до етилену. Такі домішки, як ацетиле, бутадієн -1,3, сірководень і діоксид вуглецю, можуть викликати побічні реакції або обрив ланцюга. Тому до чистоти етилену висуваються жорсткі вимоги: етилен повинен мати концентрацію не менше 99,90 - 99,99 %.

Полімеризація етилену протікає з виділенням великої кількості тепла, яке необхідно відводити, бо інакше може статися розкладання етилену і навіть вибух.

Процес проводять в реакторах двох типів: у трубчастих змієвикових апаратах або в автоклавах з мішалками.

Регулювання молекулярної маси полімеру в газофазного процесі здійснюється (як і у випадку полімеризації в розчиннику) зміною мольного відносини ЛОС:ТіС14 і воднем. Більш плавний характер залежності молекулярної маси полімеру від ставлення ЛОС: ТіС14 спостерігається при проведенні полімеризації етилену в газовій фазі на модифікованій системі А1(С2Н5)3-ТіС14.

Підвищення в реакційному обсязі концентрації водню-регулятора молекулярної маси - в газофазному процеса, як і в рідкофазному, супроводжується зниженням швидкості полімеризації і виходу продукту [5].

Похожие статьи




Хімізм і механізм реакцій - Математичне моделювання та оптимізація об'єктів хімічної технології

Предыдущая | Следующая