Практическая работа 4

Тема: Расчет материального баланса производства полиэтилена высокого

           давления.

Цель: Составить и рассчитать материальный баланс производства полиэтилена высокого давления.

Теоретические основы

     Полимеризация этилена при высоком давлении протекает по радикальному механизму. Она проводится в реакторах специальной конструкции при давлении 150-170 МПа и температуре 180-240⁰С. Инициатором полимеризации служит кислород и пероксиды. Реакция сопровождается выделением большого количества тепла.

Технологическая схема получения полиэтилена при высоком давлении

1 – компрессор первого каскада; 2 – компрессор второго каскада; 3- реактор; 4,5,6 – сепараторы; 7 – холодильник; 8 – колонна сухой очистки возвратного этилена

     Этилен, содержащий 0,01% кислорода, компрессором первого каскада 1 сжимается до 32 МПа и компрессором второго каскада 2 компримируется до 150МПа. Затем его подают в реактор 3. Реактор представляет собой теплообменник «труба в трубе», разделенный на три зоны. Этилен поступает в реактор при 35⁰С и в зоне предварительного нагрева нагревается до 150⁰С, затем во второй зоне дополнительно нагревается до 185⁰С и в зоне реакции полимеризуется при 185 – 240⁰С. Тепло реакции снимается горячей водой, имеющей температуру около 200⁰С. Охлаждение холодной водой не применяется, так как на внутренних стенках труб при температуре 175⁰С образуются полимеры, что затрудняет дальнейший отвод тепла.

     Из реактора продукты реакции через дроссельный клапан, в котором давление снижается до 32 МПа, поступает в обогреваемый сепаратор высокого давления 4. Не вступивший в реакцию этилен направляется в циклонные обогреваемые сепараторы 6, в которых отделяется пыль полимера. Обычно устанавливают несколько сепараторов, и при переходе из одного в другой газ проходит через трехступенчатый холодильник 7. Из сепараторов газ проходит колонну сухой очистки 8 (от СО₂ и формальдегида), после чего охлаждается (температура в колонне 50⁰С) и поступает на компрессию. Сжатый до 150 МПа газ возвращается в процесс. Из сепаратора высокого давления 4 полимер подается в сепаратор низкого давления 5 через дроссель, при этом давление уменьшается до 0,1 – 0,6 МПа. При дросселировании температура снижается с 220 до 180-200⁰С. Этилен из сепаратора низкого давления поступает на компримирование и возвращается в процесс.

     Из  сепаратора низкого давления жидкий полиэтилен поступает на грануляцию.

Задание 

Составить и рассчитать материальный баланс производства полиэтилена высокого давления.

Варианты заданий

Порядок выполнения работы

Таблица 4.1 – Материальный баланс производства полиэтилена высокого давления

Вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы:

1. Методы получения полиэтилена.

2. Свойства и применение полиэтилена.

3. Сравнительная характеристика методов получения полиэтилена.

4. Технологическая схема получения полиэтилена при высоком давлении.