Полиэтилен өндіру
І. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3
ІІ. Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1. Төмен және жоғары қысымда полиэтилен өндіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1.1. Жоғары қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
2.1.2. Төмен қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
2.1.3. Орташа қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
2.1.4. Полиэтиленнің қасиеттері, қолдануы және сополимерлері ... ... ... ... ... ..7
2.2.Полистирол өндірісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
2.2.1. Блок әдісімен полистирол өңдірісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
2.2.2. Полистирол өңдірісінің суспензиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
2.2.3. Полистирол өңдірісінің блок.суспензиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ...12
2.2.4. Эмульсиялық әдіспен ПС өңдіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...13
2.2.5. ПС қасиеттері мен қолдануы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .14
ІІІ. Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
ІV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
ІІ. Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1. Төмен және жоғары қысымда полиэтилен өндіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1.1. Жоғары қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
2.1.2. Төмен қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5
2.1.3. Орташа қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
2.1.4. Полиэтиленнің қасиеттері, қолдануы және сополимерлері ... ... ... ... ... ..7
2.2.Полистирол өндірісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
2.2.1. Блок әдісімен полистирол өңдірісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
2.2.2. Полистирол өңдірісінің суспензиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
2.2.3. Полистирол өңдірісінің блок.суспензиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ...12
2.2.4. Эмульсиялық әдіспен ПС өңдіру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...13
2.2.5. ПС қасиеттері мен қолдануы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .14
ІІІ. Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
ІV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
Өндірісте полиэтиленді келесі жолдармен алады: а) этиленнің жоғары қысымда полимерленуі (төмен тығыздықты полиэтилен), б) этиленнің төмен қысымда полимерленуі (жоғары тығыздықты полиэтилен), в) этиленнің орташа полимерленуі (жоғары тығыздықты полиэтилен).
Полиэтилен — қалын қабатта ақ түсті, ал жұқа қабатта түссіз және мөлдір қатты материал. Аморфты фазаның шыналану температурасы төмен болғандықтан (80 °С жуық) полимердің аязға тұрақтылығын жоғарлатады.
Қасиеттері:
1. Жоғары диэлектрлік қасиеттері, сондықтан жоғарыжиілікті диэлектрик ретінде қолданады.
2. Полиэтилен суға және су буына тұрақты. Қалыпты температурада минералды қышқылдар (тұз, күкірт және фторсутек), сілтілер, көптеген ерітікіштер әсеріне тұрақты. Ароматты және хлорланған көмірсутектерде 70—80 °С температурада ериді.
Полиэтилен — қалын қабатта ақ түсті, ал жұқа қабатта түссіз және мөлдір қатты материал. Аморфты фазаның шыналану температурасы төмен болғандықтан (80 °С жуық) полимердің аязға тұрақтылығын жоғарлатады.
Қасиеттері:
1. Жоғары диэлектрлік қасиеттері, сондықтан жоғарыжиілікті диэлектрик ретінде қолданады.
2. Полиэтилен суға және су буына тұрақты. Қалыпты температурада минералды қышқылдар (тұз, күкірт және фторсутек), сілтілер, көптеген ерітікіштер әсеріне тұрақты. Ароматты және хлорланған көмірсутектерде 70—80 °С температурада ериді.
. Николаев А.Ф., Крыжановский В.К., Бурлов В.В. и др. Технология полимерных материалов. Учебное пособие. – Киев.: Профессия, 2008. -544с.
2. Галыгин В.Е. Технология переработки полимерных материалов.:Лабораторный практикум – М.: Химия, 2001. -132с.
3. Заикин А.Е. Практикум по технологии переработки и испытаниям полимеров и композиционных материалов. Колос, 2011.-191с.
2. Галыгин В.Е. Технология переработки полимерных материалов.:Лабораторный практикум – М.: Химия, 2001. -132с.
3. Заикин А.Е. Практикум по технологии переработки и испытаниям полимеров и композиционных материалов. Колос, 2011.-191с.
МАЗМҰНЫ:
І. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
ІІ. Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1. Төмен және жоғары қысымда полиэтилен өндіру ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ...4
2.1.1. Жоғары қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4
2.1.2. Төмен қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2.1.3. Орташа қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..6
2.1.4. Полиэтиленнің қасиеттері, қолдануы және сополимерлері ... ... ... ... ... .. 7
2.2.Полистирол өндірісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..10
2.2.1. Блок әдісімен полистирол өңдірісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .10
2.2.2. Полистирол өңдірісінің суспензиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...11
2.2.3. Полистирол өңдірісінің блок-суспензиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... .12
2.2.4. Эмульсиялық әдіспен ПС өңдіру ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 3
2.2.5. ПС қасиеттері мен қолдануы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
ІІІ. Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
ІV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
Кіріспе
Өндірісте полиэтиленді келесі жолдармен алады: а) этиленнің жоғары қысымда полимерленуі (төмен тығыздықты полиэтилен), б) этиленнің төмен қысымда полимерленуі (жоғары тығыздықты полиэтилен), в) этиленнің орташа полимерленуі (жоғары тығыздықты полиэтилен).
Полиэтилен -- қалын қабатта ақ түсті, ал жұқа қабатта түссіз және мөлдір қатты материал. Аморфты фазаның шыналану температурасы төмен болғандықтан (80 °С жуық) полимердің аязға тұрақтылығын жоғарлатады.
Қасиеттері:
1. Жоғары диэлектрлік қасиеттері, сондықтан жоғарыжиілікті диэлектрик ретінде қолданады.
2. Полиэтилен суға және су буына тұрақты. Қалыпты температурада минералды қышқылдар (тұз, күкірт және фторсутек), сілтілер, көптеген ерітікіштер әсеріне тұрақты. Ароматты және хлорланған көмірсутектерде 70 -- 80 °С температурада ериді.
3. Ауада ұзақ уақыт қыздырғанда полиэтилен баяу тотығады. Мұнда оның жартылай деструкциясы және жартылай тігілуі жүреді, бұл балқыманың тұтқырлығын жоғарлатады және полимерді бұйымдарға өндеу процестерін қиындатады. Тотығуды алдын ала алу үшін полиэтиленге стабилизаторларды, мысалы ароматты аминдерді (0,1%) енгізеді. Полимердің техникалық қасиеттері өзгермейді. Ескіруді техникалық көміртектің 2 -- 3% енгізуі де төмендетеді.
Өндірісте стиролдың полимерленуінің келесі әдістері тараған: толық конверсиялы блок (массада) әдісі, жарым-жартылай конверсиялы блок (массада) әдісі, суспензиялық, блок-суспензиялық, эмульсиялық әдістер.
2.1. Төмен және жоғары қысымда полиэтилен өндіру
Өндірісте полиэтиленді келесі жолдармен алады: а) этиленнің жоғары қысымда полимерленуі (төмен тығыздықты полиэтилен), б) этиленнің төмен қысымда полимерленуі (жоғары тығыздықты полиэтилен), в) этиленнің орташа полимерленуі (жоғары тығыздықты полиэтилен).
2.1.1. Жоғары қысымда этиленнің полимерленуі
Полиэтиленді 100 -- 350 МПа қысым 190 - 300 °С оттегі немесе тотықтар қатысында этиленің полимерленуімен алады. Этилен полимерленуі радикалды механизм бойынша жүреді.
Иницирлеу. Этилен оттекпен әрекеттескенде этилен молекулаларымен әрекеттесетін бос радикалдар R* түзіледі:
Тізбектің өсуі түзілген радикалға этилен молекулаларының қосылуы арқылы жүреді:
Тізбектің үзілуі макрорадикалдар рекомбинациясы арқылы жүреді
Немесе диспропорционирлену:
Бұл реакция нәтижесінде полиэтилен соңдарында метил немес қанықпаған топтар пайда болады.
Полимерлену барысында біріншілік немесе макрорадикалдардан полимер макромолекулаларына кинетикалық тізбектің берілуі мүмкін:
Полимер макромолекулаларынан түзілген радикалдар өзіне мономер молекулаларын қосу мүмкін:
Жоғары қысымды полиэтилен алу әдістерінде екікаскадты сығу әдісі кең таралған (1 сурет).
1-сурет. Жоғары қысымда этилен полимерленуінің сызбанұсқасы: 1 - этилен қоймасы, 2,4 - араластырғыш, 3- бірінші каскад компрессоры, 5 - екінші каскад компрессоры, 6 - түтікше реактор, 7 - жоғары қысымды бөлгіш, 8 - төмен қысымды бөлгіш, 9 - экструдер-гранулятор, 10 - циклон, 11 - бункер, 12 - дозатор, 13 - таразы, 14 - қап тігетін машина
Полиэтиленды тұрақтандыру мен бояу арнайы бөлімде жүреді, оған полиэтилен түйіршіктері пневмотранспорт арқылы жеткізіледі.
Түтікше реакторында этилен конверсиясы 6 -- 20% құрайды; (жиі 8 -- 10%).
Жоғары қысымда этиленнің полимерленуі араластырғышпен жабдықталған автоклавта жүргуі де мүмкін. Технологиялық схемасы жоғарыда қарастырылған өндіріске сәйкес, бірақ реакто - рдың құрылысы өзгеше. Реактор - винтті араластырғышпен және суытқыш қоршамамен жабдықталған вертикалді автоклав. Полимерленуді иницирлеу үшін 0,2 -- 0,5% (об.) мөлшерінде тотықтар қолданылады. Этилен реакторға 35 -- 40 °С енгізіледі, реакция температурасы 180 -- 280°С, қысым 100 -- 300 МПа. Этилен конверсиясы 14 -- 16%.
Түтікше реактордың артықшылығы: 1. Реактордын қызмет көрсетуі қарапайым, 2. Полимер ластануының азаюы, 3. Бұл әдіспен этиленнің винилацетатпен және басқа мономерлермен сополимерлерін алу мүмкіндігі. Автоклав процесі аппаратураның аз мөлшерімен және алынған полимердің төмен полидисперстілігімен ерекшеленеді.
2.1.2. Төмен қысымда этиленнің полимерленуі
Циглер -- Натта қатысында жүреді. Бұл катализаторлар алюминийалкилдер немесе алюминийалкилгалогенидтердің (үшэтилалюминий немесе диэтилалюминийхлориді) үш- немесе төртхлорлы титанмен әрекеттесу өнімдері болып табылады. Практикада жиірек төртхлорлы титан -- диэтилалюминийхлориді жүйесін қолданады.
Төмен қысымда этиленнің полимерленуі анионно-координациялық механизм бойынша жүреді. Төртхлорлы және диэтилалюминийхлоридінің қатынасы 1:1 ден до 2:1 дейін өзгереді. Төртхлорлы титанның мөлшері жоғарлаған сайын полимерлену жылдамдығы өседі, полимер шығымы жоғарлайды, бірақ оның молекулалық массасы төмендейді.
Төмен қысымда этиленнің үздіксіз полимерлену процессін схема бойынша (2 сурет) жүргізеді.
2 сурет. Төмен қысымда этилен полимерленуінің технологиялық схемасы:
1 - араластырғыш, 2-сұйылту аппараты, 3-аралық сыйымдылық (емкость), 4-полимеризатор, 5-скруббер, 6,8,10 - центрифугалар, 7-ыдырату аппараты, 9-шаю аппараты, 11-кептіргіш, 12-экструдер-гранулятор
Төмен қысымда полиэтилен өндіру процесі азот атмосферасында жүреді, себебі катализаторлық комплекс ылғал немесе ауа оттегі қатысында жеңіл ыдырайды. Негізгі аппарат -- полимеризатор. Ол көлемі 40 м3 қышқылға тұрақты болаттан жасалған вертикальды цилиндр болып табылады. Төменгі жағында барботер орналасқан. Аппарат өнімділігі 55 -- 60 кг(м3-ч).
2.1.3. Орташа қысымда этиленнің полимерленуі
Орташа қысымда этиленнің полимерленуі ерітіндіде (бензин, циклогексан, ксилол және т.б.) катализатор қатысында жүреді. Катализатор ретінде алюмосиликатка енгізілген ауыспалы валентті металдар (хром, ванадий, молибден) қолданады. Кең тараған хромтотықты катализаторлар.
Орташа қысымда жүретін технологиялық процесс келесі негізгі операциялардан тұрады: 1. Шикізатты және катализаторды дайындау, 2. Этилен полимерленуі, 3. Катализаторды бөлу және оны регенерациялау, 4. Полиэтилен ерітіндісін концентрлеу, 5. Полиэтиленді ерітіндіден бөлу және оны түйіршіктеу, 6. Еріткіш регенерациясы.
Этилен таза болу керек, себебі сутек, оттегі, көміртек оксидтері сияқты қоспалар каталитикалық у болып табылады.
Катализаторды дайындау - алюмосиликатқа хром агидридінің сулы ерітіндісін енгізу, оны кептіру және құрғақ ауа қатысында 500 -- 550°С қыздыру.
3 сурет. Орташа қысымда этилен полимерленуінің технологиялық схемасы:
1,2 - этиленді тазарту колонналары, 3-араластырғыш, 4,5,6 - полимеризаторлар, 7-тоңазытқыш, 8,12-сепараторлар, 9-центрифуга, 10-фильтр, 11-концентратор, 13-экструдер-гранулятор
Орташа қысымда полимерленудің негізгі артықшылары: 1. Оксихром катализаторының аздаған зияндылығы және қауыпсіздігі, 2. Катализаторды регенерациядан соң көп ретті пайдалану мүмкіндігі. Кемшілігі: полимерді катализатор қалдықтарынан толық тазарту мүмкінсіздігі, сонымен қатар еріткіштің көп мөлшерде қолдануы.
2.1.4. Полиэтиленнің қасиеттері, қолдануы және сополимерлері
Жоғары қысымды полиэтилен - бұл молекулалық массасы 30 000 полимер. Кристалдану дәрежесі жоғары - 60% жуық. Температура жоғарлаған сайын кристалдану дәрежесі төмендеп, 115°С полиэти - лен аморфты полимерге айналады.
Полиэтилен макромолекулалары -- СН2 -- СН2 -- буындарынан тұратын тізбектер. Тізбектердің соңында біраз -- СН3 топтары және бұйір тармақтары (этил, пропил, бутил және т.б.) болуы мүмкін. 1000 көміртек атомдарына 20 -- 30 СН3-топ келуі мүмкін. Ұзын тармақтар негізгі тізбекке паралель орналасқан және полимердің кристалдануына бөгет болмайды, ал қысқа тармақтар кристалдану дәрежесін төмендетеді.
Төмен және орташа қысымды полиэтиленнің құрылымы төмен тармақталуымен ерекшеленеді, сондықтан олардың кристалдану дәрежелері жоғары (75 -- 90%). Сондықтан төмен және орташа қысымды полиэтиленнің тығыздығы, тұрақтылығы, жылуға төзімділігі жоғары. Олардың молекулалық массалары да жоғары -- 80000 -- 500 000 болады. Сонымен қатар орташа және төмен қысымды полиэтилендер органикалық еріткіштер мен қышқылдар әсеріне тұрақты және олардың газ өтімділігі төмен. Кемшіліктері: 1. Бұйымдарға өндеу қиынға түседі, 2. Эластиктігі төмен. Олардың өндеу температуралары 30 °С жоғары. Диэлектрлік қасиеттерінің айырмашылығы төмен.
Полиэтилен -- қалын қабатта ақ түсті, ал жұқа қабатта түссіз және мөлдір қатты материал. Аморфты фазаның шыналану температурасы төмен болғандықтан (80 °С жуық) полимердің аязға тұрақтылығын жоғарлатады.
Қасиеттері:
1. Жоғары диэлектрлік қасиеттері, сондықтан жоғарыжиілікті диэлектрик ретінде қолданады.
2. Полиэтилен суға және су буына тұрақты. Қалыпты температурада минералды қышқылдар (тұз, күкірт және фторсутек), сілтілер, көптеген ерітікіштер әсеріне тұрақты. Ароматты және хлорланған көмірсутектерде 70 -- 80 °С температурада ериді.
3. Ауада ұзақ уақыт қыздырғанда полиэтилен баяу тотығады. Мұнда оның жартылай деструкциясы және жартылай тігілуі жүреді, бұл балқыманың тұтқырлығын жоғарлатады және полимерді бұйымдарға өндеу процестерін қиындатады. Тотығуды алдын ала алу үшін полиэтиленге стабилизаторларды, мысалы ароматты аминдерді (0,1%) енгізеді. Полимердің техникалық қасиеттері өзгермейді. Ескіруді техникалық көміртектің 2 -- 3% енгізуі де төмендетеді.
Полиэтилен қолдануы.
1. жоғарыжиілік кабельдік изоляцияны дайындау үшін: радио, теледидар, телеграф және телефон бұйымдарды изоляциялау.
2. Суға тұрақты және қауыпсіз қабықшаларды дайындау.
3. Полиэтилен қабықшасына полиизобутил желімін енгізгенде жабысқан полиэтилен ленталары пайда болады. Оларды электроизоляция ретінде және құбырларды коррозиядан сақтандыру үшін қолданады.
4. Суық және 50 °С дейін қыздырылған суға арналған құбырлар дайындау үшін. Құбырлар ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
І. Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
ІІ. Негізгі бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
2.1. Төмен және жоғары қысымда полиэтилен өндіру ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ...4
2.1.1. Жоғары қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..4
2.1.2. Төмен қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
2.1.3. Орташа қысымда этиленнің полимерленуі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..6
2.1.4. Полиэтиленнің қасиеттері, қолдануы және сополимерлері ... ... ... ... ... .. 7
2.2.Полистирол өндірісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..10
2.2.1. Блок әдісімен полистирол өңдірісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .10
2.2.2. Полистирол өңдірісінің суспензиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...11
2.2.3. Полистирол өңдірісінің блок-суспензиялық әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... .12
2.2.4. Эмульсиялық әдіспен ПС өңдіру ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 3
2.2.5. ПС қасиеттері мен қолдануы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...14
ІІІ. Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
ІV. Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
Кіріспе
Өндірісте полиэтиленді келесі жолдармен алады: а) этиленнің жоғары қысымда полимерленуі (төмен тығыздықты полиэтилен), б) этиленнің төмен қысымда полимерленуі (жоғары тығыздықты полиэтилен), в) этиленнің орташа полимерленуі (жоғары тығыздықты полиэтилен).
Полиэтилен -- қалын қабатта ақ түсті, ал жұқа қабатта түссіз және мөлдір қатты материал. Аморфты фазаның шыналану температурасы төмен болғандықтан (80 °С жуық) полимердің аязға тұрақтылығын жоғарлатады.
Қасиеттері:
1. Жоғары диэлектрлік қасиеттері, сондықтан жоғарыжиілікті диэлектрик ретінде қолданады.
2. Полиэтилен суға және су буына тұрақты. Қалыпты температурада минералды қышқылдар (тұз, күкірт және фторсутек), сілтілер, көптеген ерітікіштер әсеріне тұрақты. Ароматты және хлорланған көмірсутектерде 70 -- 80 °С температурада ериді.
3. Ауада ұзақ уақыт қыздырғанда полиэтилен баяу тотығады. Мұнда оның жартылай деструкциясы және жартылай тігілуі жүреді, бұл балқыманың тұтқырлығын жоғарлатады және полимерді бұйымдарға өндеу процестерін қиындатады. Тотығуды алдын ала алу үшін полиэтиленге стабилизаторларды, мысалы ароматты аминдерді (0,1%) енгізеді. Полимердің техникалық қасиеттері өзгермейді. Ескіруді техникалық көміртектің 2 -- 3% енгізуі де төмендетеді.
Өндірісте стиролдың полимерленуінің келесі әдістері тараған: толық конверсиялы блок (массада) әдісі, жарым-жартылай конверсиялы блок (массада) әдісі, суспензиялық, блок-суспензиялық, эмульсиялық әдістер.
2.1. Төмен және жоғары қысымда полиэтилен өндіру
Өндірісте полиэтиленді келесі жолдармен алады: а) этиленнің жоғары қысымда полимерленуі (төмен тығыздықты полиэтилен), б) этиленнің төмен қысымда полимерленуі (жоғары тығыздықты полиэтилен), в) этиленнің орташа полимерленуі (жоғары тығыздықты полиэтилен).
2.1.1. Жоғары қысымда этиленнің полимерленуі
Полиэтиленді 100 -- 350 МПа қысым 190 - 300 °С оттегі немесе тотықтар қатысында этиленің полимерленуімен алады. Этилен полимерленуі радикалды механизм бойынша жүреді.
Иницирлеу. Этилен оттекпен әрекеттескенде этилен молекулаларымен әрекеттесетін бос радикалдар R* түзіледі:
Тізбектің өсуі түзілген радикалға этилен молекулаларының қосылуы арқылы жүреді:
Тізбектің үзілуі макрорадикалдар рекомбинациясы арқылы жүреді
Немесе диспропорционирлену:
Бұл реакция нәтижесінде полиэтилен соңдарында метил немес қанықпаған топтар пайда болады.
Полимерлену барысында біріншілік немесе макрорадикалдардан полимер макромолекулаларына кинетикалық тізбектің берілуі мүмкін:
Полимер макромолекулаларынан түзілген радикалдар өзіне мономер молекулаларын қосу мүмкін:
Жоғары қысымды полиэтилен алу әдістерінде екікаскадты сығу әдісі кең таралған (1 сурет).
1-сурет. Жоғары қысымда этилен полимерленуінің сызбанұсқасы: 1 - этилен қоймасы, 2,4 - араластырғыш, 3- бірінші каскад компрессоры, 5 - екінші каскад компрессоры, 6 - түтікше реактор, 7 - жоғары қысымды бөлгіш, 8 - төмен қысымды бөлгіш, 9 - экструдер-гранулятор, 10 - циклон, 11 - бункер, 12 - дозатор, 13 - таразы, 14 - қап тігетін машина
Полиэтиленды тұрақтандыру мен бояу арнайы бөлімде жүреді, оған полиэтилен түйіршіктері пневмотранспорт арқылы жеткізіледі.
Түтікше реакторында этилен конверсиясы 6 -- 20% құрайды; (жиі 8 -- 10%).
Жоғары қысымда этиленнің полимерленуі араластырғышпен жабдықталған автоклавта жүргуі де мүмкін. Технологиялық схемасы жоғарыда қарастырылған өндіріске сәйкес, бірақ реакто - рдың құрылысы өзгеше. Реактор - винтті араластырғышпен және суытқыш қоршамамен жабдықталған вертикалді автоклав. Полимерленуді иницирлеу үшін 0,2 -- 0,5% (об.) мөлшерінде тотықтар қолданылады. Этилен реакторға 35 -- 40 °С енгізіледі, реакция температурасы 180 -- 280°С, қысым 100 -- 300 МПа. Этилен конверсиясы 14 -- 16%.
Түтікше реактордың артықшылығы: 1. Реактордын қызмет көрсетуі қарапайым, 2. Полимер ластануының азаюы, 3. Бұл әдіспен этиленнің винилацетатпен және басқа мономерлермен сополимерлерін алу мүмкіндігі. Автоклав процесі аппаратураның аз мөлшерімен және алынған полимердің төмен полидисперстілігімен ерекшеленеді.
2.1.2. Төмен қысымда этиленнің полимерленуі
Циглер -- Натта қатысында жүреді. Бұл катализаторлар алюминийалкилдер немесе алюминийалкилгалогенидтердің (үшэтилалюминий немесе диэтилалюминийхлориді) үш- немесе төртхлорлы титанмен әрекеттесу өнімдері болып табылады. Практикада жиірек төртхлорлы титан -- диэтилалюминийхлориді жүйесін қолданады.
Төмен қысымда этиленнің полимерленуі анионно-координациялық механизм бойынша жүреді. Төртхлорлы және диэтилалюминийхлоридінің қатынасы 1:1 ден до 2:1 дейін өзгереді. Төртхлорлы титанның мөлшері жоғарлаған сайын полимерлену жылдамдығы өседі, полимер шығымы жоғарлайды, бірақ оның молекулалық массасы төмендейді.
Төмен қысымда этиленнің үздіксіз полимерлену процессін схема бойынша (2 сурет) жүргізеді.
2 сурет. Төмен қысымда этилен полимерленуінің технологиялық схемасы:
1 - араластырғыш, 2-сұйылту аппараты, 3-аралық сыйымдылық (емкость), 4-полимеризатор, 5-скруббер, 6,8,10 - центрифугалар, 7-ыдырату аппараты, 9-шаю аппараты, 11-кептіргіш, 12-экструдер-гранулятор
Төмен қысымда полиэтилен өндіру процесі азот атмосферасында жүреді, себебі катализаторлық комплекс ылғал немесе ауа оттегі қатысында жеңіл ыдырайды. Негізгі аппарат -- полимеризатор. Ол көлемі 40 м3 қышқылға тұрақты болаттан жасалған вертикальды цилиндр болып табылады. Төменгі жағында барботер орналасқан. Аппарат өнімділігі 55 -- 60 кг(м3-ч).
2.1.3. Орташа қысымда этиленнің полимерленуі
Орташа қысымда этиленнің полимерленуі ерітіндіде (бензин, циклогексан, ксилол және т.б.) катализатор қатысында жүреді. Катализатор ретінде алюмосиликатка енгізілген ауыспалы валентті металдар (хром, ванадий, молибден) қолданады. Кең тараған хромтотықты катализаторлар.
Орташа қысымда жүретін технологиялық процесс келесі негізгі операциялардан тұрады: 1. Шикізатты және катализаторды дайындау, 2. Этилен полимерленуі, 3. Катализаторды бөлу және оны регенерациялау, 4. Полиэтилен ерітіндісін концентрлеу, 5. Полиэтиленді ерітіндіден бөлу және оны түйіршіктеу, 6. Еріткіш регенерациясы.
Этилен таза болу керек, себебі сутек, оттегі, көміртек оксидтері сияқты қоспалар каталитикалық у болып табылады.
Катализаторды дайындау - алюмосиликатқа хром агидридінің сулы ерітіндісін енгізу, оны кептіру және құрғақ ауа қатысында 500 -- 550°С қыздыру.
3 сурет. Орташа қысымда этилен полимерленуінің технологиялық схемасы:
1,2 - этиленді тазарту колонналары, 3-араластырғыш, 4,5,6 - полимеризаторлар, 7-тоңазытқыш, 8,12-сепараторлар, 9-центрифуга, 10-фильтр, 11-концентратор, 13-экструдер-гранулятор
Орташа қысымда полимерленудің негізгі артықшылары: 1. Оксихром катализаторының аздаған зияндылығы және қауыпсіздігі, 2. Катализаторды регенерациядан соң көп ретті пайдалану мүмкіндігі. Кемшілігі: полимерді катализатор қалдықтарынан толық тазарту мүмкінсіздігі, сонымен қатар еріткіштің көп мөлшерде қолдануы.
2.1.4. Полиэтиленнің қасиеттері, қолдануы және сополимерлері
Жоғары қысымды полиэтилен - бұл молекулалық массасы 30 000 полимер. Кристалдану дәрежесі жоғары - 60% жуық. Температура жоғарлаған сайын кристалдану дәрежесі төмендеп, 115°С полиэти - лен аморфты полимерге айналады.
Полиэтилен макромолекулалары -- СН2 -- СН2 -- буындарынан тұратын тізбектер. Тізбектердің соңында біраз -- СН3 топтары және бұйір тармақтары (этил, пропил, бутил және т.б.) болуы мүмкін. 1000 көміртек атомдарына 20 -- 30 СН3-топ келуі мүмкін. Ұзын тармақтар негізгі тізбекке паралель орналасқан және полимердің кристалдануына бөгет болмайды, ал қысқа тармақтар кристалдану дәрежесін төмендетеді.
Төмен және орташа қысымды полиэтиленнің құрылымы төмен тармақталуымен ерекшеленеді, сондықтан олардың кристалдану дәрежелері жоғары (75 -- 90%). Сондықтан төмен және орташа қысымды полиэтиленнің тығыздығы, тұрақтылығы, жылуға төзімділігі жоғары. Олардың молекулалық массалары да жоғары -- 80000 -- 500 000 болады. Сонымен қатар орташа және төмен қысымды полиэтилендер органикалық еріткіштер мен қышқылдар әсеріне тұрақты және олардың газ өтімділігі төмен. Кемшіліктері: 1. Бұйымдарға өндеу қиынға түседі, 2. Эластиктігі төмен. Олардың өндеу температуралары 30 °С жоғары. Диэлектрлік қасиеттерінің айырмашылығы төмен.
Полиэтилен -- қалын қабатта ақ түсті, ал жұқа қабатта түссіз және мөлдір қатты материал. Аморфты фазаның шыналану температурасы төмен болғандықтан (80 °С жуық) полимердің аязға тұрақтылығын жоғарлатады.
Қасиеттері:
1. Жоғары диэлектрлік қасиеттері, сондықтан жоғарыжиілікті диэлектрик ретінде қолданады.
2. Полиэтилен суға және су буына тұрақты. Қалыпты температурада минералды қышқылдар (тұз, күкірт және фторсутек), сілтілер, көптеген ерітікіштер әсеріне тұрақты. Ароматты және хлорланған көмірсутектерде 70 -- 80 °С температурада ериді.
3. Ауада ұзақ уақыт қыздырғанда полиэтилен баяу тотығады. Мұнда оның жартылай деструкциясы және жартылай тігілуі жүреді, бұл балқыманың тұтқырлығын жоғарлатады және полимерді бұйымдарға өндеу процестерін қиындатады. Тотығуды алдын ала алу үшін полиэтиленге стабилизаторларды, мысалы ароматты аминдерді (0,1%) енгізеді. Полимердің техникалық қасиеттері өзгермейді. Ескіруді техникалық көміртектің 2 -- 3% енгізуі де төмендетеді.
Полиэтилен қолдануы.
1. жоғарыжиілік кабельдік изоляцияны дайындау үшін: радио, теледидар, телеграф және телефон бұйымдарды изоляциялау.
2. Суға тұрақты және қауыпсіз қабықшаларды дайындау.
3. Полиэтилен қабықшасына полиизобутил желімін енгізгенде жабысқан полиэтилен ленталары пайда болады. Оларды электроизоляция ретінде және құбырларды коррозиядан сақтандыру үшін қолданады.
4. Суық және 50 °С дейін қыздырылған суға арналған құбырлар дайындау үшін. Құбырлар ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz