TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT POLYETHYLENE(PE)

CÔNG NGHỆ HÓA DẦU TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
POLYETHYLENE(PE)

GVHD: TH.S NGUYỄN THỊ LINH.
NHÓM THỰC HIỆN: NHÓM I.


TỔNG QUAN

CÁC KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI, ỨNG DỤNG.
LÝ THUYẾT CƠ SỞ.
CÔNG NGHỆ TẠI ÁP SUẤT THẤP.
CÔNG NGHỆ TẠI ÁP SUẤT CAO.
NHỮNG KẾT LUẬN VÀ SO SÁNH.


CÁC KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI, ỨNG
DỤNG


Các khái niệm

•

Polyetylene(PE) : một sản phẩm của quá trình trùng hợp.


Các khái niệm
Trong một vài điều kiện khác nhau, cấu trúc của PE sẽ phức tạp.

Phân loại
Loại PE

Tỷ trọng.

PE tỷ trọng rất thấp (VLDPE).

0,880 - 0,915 g/cm³

PE khối lượng phân tử thấp (LDPE).

0,910 - 0,925 g/cm³

PE mạch thẳng, khối lượng phân tử thấp (LLDPE).

0,915 - 0,925 g/cm³

PE khối lượng phân tử trung bình (MDPE).

0,926 - 0,940 g/cm³

PE tỷ trọng cao (HDPE).

0.941 - 0,965 g/cm³

PE khối lượng phân tử siêu cao (UHMWPE).

0,935 - 0,930 g/cm³

PEX hay XLPE(thêm các peoxít hữu cơ vào PE trong quá trình gia công)

…………………


Các ứng dụng của PE

•

UHMWPE được ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực do có cơ tính rất tốt.


Các ứng dụng của PE
•

HDPE: độ phân nhánh thấp, độ kết tinh cao và độ bền kéo cao,ứng dụng nhiều trong lĩnh vực
đóng gói.


Các ứng dụng của PE
•

PEX chứa các liên kết ngang trong cấu trúc, có thể chuyển từ dạng nhiệt dẻo sang dạng
elastomer(đàn hồi).

•

MDPE có độ bền nứt cao hơn HDPE


Các ứng dụng của PE

•
•

LLDPE: bền kéo, tính va đập, kháng đâm xuyên, ứng suất nứt cao hơn LDPE.
LDPE: bền kéo thấp, độ bền va đập cao, tổng hợp bằng phương pháp khơi mào gốc tự do.


LÝ THUYẾT CƠ SỞ


Nguyên liệu trùng hợp
•

Tính chất của C2H4:

+ to nc = -169oC
+ to s = -103,8oC
+ Khối lượng riêng ở to sôi: d(ts) = 0,57 g/cm3
Etylen dùng để sản xuất yêu cầu :
C2H4 ≥ 98%

•

C2H6 ≤ 1 ÷2%
N2 ≤ 0,5 ÷ 1%
C2H2 ≤ 0,1 ÷ 0,3%


Trùng hợp gốc

•

Khơi mào: I R•+ R•

•

Phát triển mạch: R• + CH2=CH2 R-CH2-CH2•

R-CH2-CH2• + nCH2=CH2 R-(CH2-CH2-)CH2-CH2•

•R-(CH

2-CH2-)m•CH-CH2-CH2-CH3 + nCH2=CH2
R-(CH2-CH2-)mCH-CH2 -CH2-CH3

│
(CH2-CH2)n-1-CH2-CH2 •


Trùng hợp gốc

nCH2=CH2 + CH2=CH2 + mCH2=CH2
=> -(CH2-CH2-)nCH-(CH2 -CH2-)m
•
│
CH3

• tắt mạch: R•+ R•R

R•+ R-CH2-CH2•R-CH2-CH2-R

Trùng hợp ion


Môi trường áp suất cao
•
•

o
P=1500 ÷ 2500 atm; nhiệt độ cao (180 ÷ 200 C)
Yếu tố ảnh hưởng: lượng O2 ; nhiệt độ, áp suất


Môi trường áp suất cao


Áp suất trung bình


Áp suất trung bình


Áp suất thấp

•

o
Áp suất phản ứng: 3-4 atm; nhiệt độ phản ứng 75-80 C.

•

Dung môi sử dụng có thể hoà tan hoặc không hoà tan polymer: metylic, xiclohecxan, n-hecxan, nheptan, benzen,

•

Xúc tác được sử dụng rộng rãi để trùng hợp etylen là Xigle-Naptha (TiCl4+Al(C2H5)3)

•

hiệu suất ≥ 92 ÷ 95%


CÁC CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT


Các công nghệ trên thế giới.

High Pressure
(áp suất cao)
Autoclave( nồi hấp)
Tubular( thiết bị dạng ống)

Low Pressure
(áp suất thấp)
Slurry phase( pha bùn)
Gas phase( pha khí)
Solution phase( pha lỏng)

Công nghệ cao áp
SƠ LƯỢC CÔNG NGHỆ:

sản phẩm chủ yếu là LDPE, có sử dụng các gốc tụ do để khơi mào.
2 dạng bình phản ứng: dạng ống công suất 130-350 nghìn tấn/năm và dạng nồi hấp có khuấy, công
suất khoảng 100 nghìn tấn/năm.

 polyme có tỷ trọng 0,912-0,935


Công nghệ cao áp
 sơ đồ khối của quá trình


Giống nhau

Khác nhau

Dạng autoclave

Đều qua các quy trình sản xuất giống nhau: các máy
nén sơ cấp, thứ cấp, dùng peoxit khơi mào, thiết bị
tách cao áp, thấp áp…






Dạng nồi chưng

Công suất nhỏ hơn
Áp suất làm việc dưới 2000bar

Dạng ống






Việc đưa Peoxit vào dễ hơn

Thời gian lưu ngắn hơn.

Công suất lớn hơn
Áp suất khoảng 3000bar
Dạng ống nằm ngang nên
đưa peoxit vào khó hơn




Bình p.ư rất nhiều ống

Thời gian lưu dài hơn.