صفحه نخست » فناوری قابل عرضه » طرح های پیشنهادی » فناوری تولید پلی‌اتیلن سنگین

تولید اتیلن در مجتمع­ های مستقر در کشور 7 میلیون و 779 هزار تن در سال می­باشد که پیش­بینی می­شود طی سال­ های آتی به 9 میلیون و 252 هزار تن در سال افزایش پیدا کند. با توجه به عدم توجیه­ پذیری تجارت اتیلن (صادرات)، نیاز است این ماده ارزشمند به محصولات موجود در زنجیره ارزش خود تبدیل شود. 29 درصد از 142 میلیون تن اتیلن تولیدی در دنیا در سال 2015، به پلی­اتیلن سنگین (HDPE) تبدیل می­شود و هر سه گرید پلی ­اتیلن مجموعا 61 درصد از اتیلن تولیدی در دنیا را مصرف می­نمایند.

 

 

 z

شکل 1- نگاهی کلی به زنجیره­ ارزش اتیلن در دنیا

 

 

مشخصات فنی فناوری تولید پلی‌اتیلن سنگین

1- شرح فرآیند

فرآیند توسعه یافته در شرکت پژوهش و فناوری پتروشیمی از نوع فرآیندهای دوغابی و بر پایه کاتالیست­های زیگلر ناتا می­باشد. کاتالیست مورد استفاده سری IRSACو تولید شرکت پژوهش و فناوری بوده به گونه‌ای که در همه آنها ترکیب تری اتیل آلومینیم به عنوان فعال کننده به کار می­رود و قادر است کلیه گریدهای پلی اتیلن سنگین که در بخش مشخصات محصول آمده، را پوشش دهد.فرآیند حاضر شامل 5 قسمت اصلی زیر است:

1-    Polymerization

2-    Powder work-up

3-    Hexane Separation

4-    Tank Farm

5-    Extrusion , Pellet homogenization & Bagging

این فرایند دارای سه راکتور برای پلیمریزاسیون است که بسته به نوع گرید تولیدی، به طور موازی یا سری در سرویس خواهند بود. راکتور سوم در گریدهای چند قله­ای (MM3) جهت پلیمریزاسیون و در گریدهای دو قله­ای (MM2) برای تکمیل واکنش در نظر گرفته شده است.واکنش پلیمریزاسیون در فاز دوغابی و در حضور هگزان به عنوان سیال حامل و محیط تبادل حرارت انجام می شود. محصول بدست آمده پس از جداسازی در دستگاه سانتریفیوژ، به دو فاز پودر و Mother liquor تقسیم می شود.پودر مرطوب در خشک کن خشک شده سپس توسط سیستم انتقال با نیتروژن به سمت اکسترودر روانه می­گردد. در نهایت گرانول­های خروجی از اکسترودر برای عرضه به بازار بسته بندی می­شود.Mother liquor نیز به واحد بازیابی ارسال شده و در دو برج جداسازی هگزان و 1- بوتن جدا می­گردند. هگزان جدا شده از برج­های جذب، عبور داده می­شود تا ترکیبات قطبی و آب از آن جدا گردد. سپس در مخازن ذخیره شده تا در فرآیند مورد استفاده قرار گیرد. از ویژگی­های فرآیند شرکت NPC-RT، استفاده از هالوکربن­ها برای بهبود خواص پلیمر و کاهش مصرف مواد اولیه است. این ماده به عنوان پروموتر کاتالیست در فرآیند ایفای نقش می­نماید.

2- نمودار ساده جریان فرایند

شکل 1 نمودار جریان فرایند تولید پلی اتیلن سنگین را نشان می­دهد. مطابق شکل فرایند در چهار بخش قابل توضیح است. این سه بخش عبارتند از: آماده سازی کاتالیست، پلیمریزاسیون، جداسازی و خالص سازی و واحد اکستروژن.

[if !vml]س

 شکل 1- نمودار ساده جریان فرایندی واحد پلی اتیلن سنگین دو قله­ای

 

3- مشخصات تعدادی از گریدهای تولیدی

 

جدول 1- مشخصات پلی اتیلن سنگین گرید بادی

 

Main Application(s)

Advantages

Process

Density

(gr/cm3)

MFI

(5/190)

Grade

No.

بطری مواد گندزدا تا حجم 2 لیتر و تیوب­ مواد آرایشی

ترکیب عالی بین سفتی و ESCR

MM3

0.952

1.2

NB M521

1

ظروف سبک برای مواد خطرناک در محدوده حجم 2 تا 15 لیتر

وزن مولکولی نسبتا بالا، ترکیب عالی بین سفتی و ESCR، مقاومت ضربه بالا

MM3

0.954

0.43

NB M5404

2

بطری 1 تا 50 لیتر با کاربرد عمومی

وزن مولکولی بالا، مقاومت ضربه عالی و فرایندپذیری خوب

MM3

0.952

0.28

NB M5202

3

ظروف بزرگ مانند بشکه­های L-ring با حجم 220 لیتر

مقاومت ضربه بالا در دما پایین و مستحکام برای چینش روی هم

MM3

0.954

0.5

NB M5405

4

ظروف با حجم از چند سی­سی تا 10 لیتر، مناسب برای تولید ورق­های ترموفورمینگ

سفتی و دانسیته بالا، مقاومت ضربه، ESCR و جریان­پذیری خوب

MM2

0.954

1.2

NB 541

5

بطری با کاربری عمومی از ظرفیت 1 تا 500 لیتر

وزن ملکولی بالا، فرایندپذیری آسان، سفتی و مقاومت ضربه بالا، ESCR خوب، سطح قالبگیری شده بسیار خوب

MM2

0.951

0.35

NB 5103

6

احجام بزرگ بالای 5 لیترمانند تانک سوخت، محصولات نیم ساخته.

وزن مولکولی بالا، مقاومت ضربه خیلی خوب و ESCR بهینه

MM2

0.943

0.2

NB 4302

7

تانک­های ذخیره روغن حرارتی و ظروف بزرگ نگهداری مواد شیمیایی مختلف

ESCR و مقاومت ضربه خوب

MM2

0.944

0.31

NB 4403

8

 

جدول2- مشخصات پلی اتیلن سنگین گرید تزریق

 

Main Application(s)

Process

Density

(gr/cm3)

MFI

(5/190)

Grade

No.

نوار استرچ مصرفی در مونوفیلامنت و مصنوعات بافته

MM2

0.944

1.8

NEF 441

1

 

جدول 3- مشخصات پلی اتیلن سنگین گرید فیلم

 

Main Application(s)

Advantages

Process

Density

(gr/cm3)

MFI

(5/190)

Grade

No.

کیسه­های خرید، کیسه­های مقاوم، لاینر داخل بشکه و سایر انواع بسته­بندی

گرید چند قله­ای با وزن مولکولی بالا، فرایندپذیری عالی، مقاومت ضربه عالی، مقدار کم ژل، سطح یکنواخت

MM3

0.946

0.2

NF M4602

1

لایه­گذاری و فیلم جداشونده، کاغذ مصنوعی، برچسب و کیسه تی شرت، آلیاژسازی

گرید چند قله­ای با وزن مولکولی بالا، سفتی خیلی بالا، ترکیب خوب از سفتی و مقاومت ضربه، فرایندپذیری عالی

MM3

0.957

0.4

NF M5704

2

فیلم­های شبیه کاغذ، کیسه­های خرید، فیلم روکش

وزن مولکولی بالا، سفتی و استحکام بالا

MM2

0.956

0.28

NF 5602

3

 

جدول 4- مشخصات پلی اتیلن سنگین گرید فیلم

 

Main Application(s)

Advantages

Process

Density

(gr/cm3)

MFI

(5/190)

Grade

No.

لوله­های PE80 تحت فشار برای انتقال گاز و آب

گرید PE80، چقرمه و سخت، مشکی

MM3

0.9575

0.43

NEP M5704B

1

لوله­های تحت فشار PE100 برای انتقال گاز و آب تحت فشار بالاتر از PE80 یا ضخامت جداره لوله کمتر از آن

گرید PE100، استحکام بالا، ESCR بالا، رنگ مشکی

MM3

0.959

0.23

NEP M5902B

2

لوله­های تحت فشار مانند آب شرب و گاز، لوله­های تخلیه، لوله­های فاضلاب، قطعات تزریقی و اتصالات، ورق.

گرید PE80، بی­رنگ

MM2

0.945

0.45

NEP 4504

3

لوله­های تحت فشار PE100 برای انتقال گاز و آب در فشار بیشتر از PE80 یا ضخامت جداره لوله کمتر از آن، لزوم افزودن محاقظ UV حین فرایند

گرید PE100، استحکام بالا، ESCR بالا، بی­رنگ

MM2

0.949

0.23

NEP 4902

4

 

جدول 5- مشخصات پلی اتیلن سنگین گرید تزریق

 

Main Application(s)

Advantages

Process

Density

(gr/cm3)

MFI

(5/190)

Grade

No.

جعبه­های حمل و نقل و با قابلیت چینش روی هم، خصوصا انواع جعبه برای بطری، حاوی پایدارکننده UV

تاب برداشتن کم، دانسیته بالا، سفتی و سختی بالا

MM3

0.960

23

NI M6023us

1

ظروف با جداره ضخیم و شدیدا تحت تنش مانند سطل­های زباله و جعبه­های ماهی

استحکام ضربه بالا و تاب برداشتن کم

MM3

0.955

11

NI M5511

2

تولید انبوه و سریع قطعات کوچک و سبک و قطعات بزرگ و پیچیده جایی که مقاومت  ضربه و ESCR بالا مطرح نیست.

جریان­پذیری خیلی خوب، دانستیه بالا، سفتی و سختی بالا، تا حد زیادی بدون تاب برداشتن

M2

0.957

52

NI 5752

3

قطعات مورد مصرف در خانه­داری

جریان­پذیری خوب، تاب برداشتن کم

M2

0.950

28

NI 5028

4

 

4- مصارف یوتیلیتی

یوتیلیتی مورد نیاز  واحد تولیدی پلی اتیلن هزار سنگین به شرح زیر می­باشد.

 

جدول 6- سرویس­های جانبی مصرفی در واحد پلی اتیلن سنگین

 

ثق