human
عضو جدید
فرآيند توليد پلی اتيلن سبک توسط تکنولوژی Clean Tubular Reactor(CTR) شرکت Stamicarbon از کشور هلند انجام می شود. شرايط انجام واکنش در دمای حدود 270 درجه سانتيگراد و فشار حدود 2500 بار در راکتور از نوع لوله ای (Plug) صورت می گيرد. جهت رسيدن به شرايط مناسب دمايي و فشاری مناسب جهت انجام واکنش ( پليمريزاسيون راديکالی در فاز گاز) ابتدا اتيلن ورودی بعنوان خوراک بهمراه عامل انتقال زنجير (پروپان و پروپيلن) يا CTA در دو مرحله توسط کمپرسورهای رفت و برگشتی ابتدا به 250 بار و سپس به 2500 بار فشرده شده و در هر مرحله دما در حدود 40درجه سانتيگراد کنترل می شود. قبل از وارد شدن به راکتور توسط پيش گرمکن تا دمای 165 درجه سانتيگراد گرم شده و با تزريق آغازگر واکنش شروع شده و در طی چهار مرحله و با کنترل دما در حالتی ايمن واکنش کامل می شود. پلی اتيلن به همراه گازهای اتيلن واکنش نداده که حدود 70 درصد گازهای ورودی است پس از خنک شدن در دو مرحله جداسازی پرفشار و کم فشار جدا شده و اتيلن جهت مصرف مجدد به ابتدای فرآيند بازگردانده شده و پليمر توليد شده وارد اکسترودر می شود. در اکسترودر پلی اتيلن با مخلوطی از پلی اتيلن که حاوی مقادير لازم مواد افزودنی (Additive) مواد پايدارکننده و عامل ضدانعقاد است تحت عنوان Master batch مخلوط شده و در انتها دانه های پلی اتيلن توسط قسمت دانه بندی شکل گرفته و جهت خشک کردن و هوادهی به مراحل بعد فرستاده می شود. پس از هوادهی و هموژن سازی در Blender ها دانه های پلی اتيلن به سيلوهای ذخيره فرستاده شده و در موقع لزوم به قسمت بسته بندی فرستاده می شود. در قسمت بسته بندی می توان کيسه های 25 کيلويي با ظرفيت 1600 کيسه در ساعت پر نمود و يا در بسته های يک تنی با ظرفيت 18 کيسه (Big bag) در ساعت پر نمود. کيسه های 25 کيلويي پس از کنترل و طبق چينی با يک ورقه نازک پليمری پوشش داده (Shrink Wrapping) می شوند و در انبار تا زمان ارسال به مشتري ذخيره می شود. اصول فيزيكي و شيميائي واكنش پليمريزاسيون LDPE مقدمه در اين فصل اصولي بحث خواهند شدكه شالوده فرآيندهاي فيزيكي و شيميائي كه در قسمت هاي فرآيند رخ ميدهد مي باشند. اين اطلاعات به فهم دلايل انحراف شرايط فرآيند در محدوده طراحي و راههاي بازيابي شرايط طراحي عملياتي بطور موثر و ايمن كمك مي كند . فقط موضوعاتي كه مخصوص اين طرح هستندمورد بحث قرار مي گيرند و هيچ توجهي به تكنيك هاي معمولي تئوري گذشته،نمي كنيم هم چنين درباره موضوعاتي كه در كتابهاي عمومي، اصولا به آن مي پردازند،بحث نخواهد شد. خواص شيميايي پليمر و پليمريزاسيون موارد زير در اين قسمت مورد بحث قرار مي گيرند : _مرور سينتك هاي واكنش _مرحله آغازين _مرحله انتشار _مرحله نهايي(اتمام) _مرحله انتقال زنجير مرورسينتك واكنش LDPE به روش پليمريزاسيون راديكال آزاد اتيلن ساخته مي شود . پليمريزاسيون راديكال آزاد يك واكنش زنجيري است و يك آغازگر براي شروع واكنش مورد نياز است .آغازگرتحت شرايط فشار و دماي بالا تجزيه شده، بنابراين توليد راديكال هاي آزاد اتيلن مي كند. راديكال هاي آزاد پليمريزاسيون منومر اتيلن را گسترش ميدهند بطريقي كه زنجيرهايي از پليمر با شاخه هاي زنجيري كوتاه و بلند تشكيل مي شود پروپان و پروپيلن براي پايان دادن پليمريزاسيون مي توانند بكار روند بنابراين وزن مولكولي را كنترل مي كنند. واكنش هاي ابتدايي كه در پليمريزاسيون راديكال آزاد اتيلن رخ مي دهد در پاراگراف هاي زير آمده است. مرحله آغازين(Initiation step) شروع پليمريزاسيون راديكال آزاد شامل دو مرحله زير است : - تشكيل راديكال آغازگر با تخريب آغازگر - افزودن راديكال آغازگر به مولكول منومر راديكال آغازگر كه هم چنين راديكال اوليه نيز ناميده مي شود، از تخريب حرارتي آغازگرهاي شيميائي توليد مي شود I R* سپس راديكال هاي ابتدايي واكنش (R*) با اتيلن واكنش مي دهند تا راديكال هاي زنجيري طول واحد تشكيل گردد : R* + CH2 = CH2 R-CH2-CH2* راديكال هاي زنجيري با اضافه شدن پي در پي مولكول هاي اتيلن رشد مي كنند تا مولكول هاي زنجيري بلند پليمر تشكيل شود. فرآيند CTR استامي كربن منحصرا از پراكسيدهاي آلي به عنوان آغازگرهاي پليمريزاسيون استفاده مي كند .دي_ترشيو_بوتيل پراكسيد (به آغازگر A اشاره مي كند). ترشيو_بوتيل_پراكسي بنزوات (به آغازگرC اشاره مي كند). ترشيو_بوتيل_پراكسي 2 اتيل هگزانواتد (به آغازگر Sاشاره مي كند). مرحله انتشار(Propagation step) مرحله شروع انتشار شامل زنجير راديكالي با طول مي شود كه با يك مولكول اتيلن ديگر واكنش داده و يك راديكال جديد تشكيل ميدهد اين راديكال جديد خو ددوباره با يك مولكول اتيلن ديگر واكنش مي دهد و به همين ترتيب .واكنش انتشار بصورت زير توصيف مي شود : R-CH2-CH2* + n CH2 = CH2 R- CH2-( CH2- CH2)n- CH2* مرحله پاياني(Termination step) اتمام دو راديكال ممكن است شامل راديكال هاي اوليه و راديكال هاي زنجيري باشد . هرچندكه غلظت راديكال هاي اوليه خيلي كمتر از غلظت راديكال هاي زنجيري است . از اين جا، فقط دو مولكول نهايي شامل راديكال هاي آزاد زنجيري درنظرگرفته شده است. وقتي واكنش اتمام به دوزنجيرپاياني منجر مي شود مكانيزم نامتناسب ناميده مي شود. اتمام واكنش توسط تركيب منجربه يك زنجير پاياني مي شود . پايان واكنش باتركيب شدن(Termination by combination) مولكول هاي دو پليمر رشديافته، هر دو با يك راديكال درانتهاي قابل رشد، به صورت يك زنجير طولاني تركيب مي شوند. بنابراين واكنش پليمريزاسيون اين دو مولكول متوقف مي شود . R-( CH2)n- CH2* + R-( CH2)m- CH2* R- (CH2-) CH2)m+n- CH2-R پايان واكنش نامتناسب(Termination by disporporation) يكي از دو مولكول پليمري رشد يافته كه هر دو يك پليمر راديكالي قابل رشد هستند، يك راديكال ازمولكول ديگر گرفته و تشكيل يك مولكول پليمر غيراشباع ميدهد .مولكول رشديافته پليمري ديگر، راديكال خود را از دست داده و به شكل پليمري اشباع درآيد CH2- CH2* CH= CH2 + CH2-C8H3