HDPE吹膜機(jī)組廠家淺談高密度聚乙烯的回收利用

    HDPE是塑膠原料庫回收市場增長快的一部分。這主要因?yàn)槠湟自偌庸?，有小限度的降解特性和其在包裝用途的大量應(yīng)用。主要的回收利用是將 25%的回收材料，例如后消費(fèi)回收物（PCR），與純HDPE經(jīng)再加工后用于制造不與食物接觸的瓶子。

工藝流程為：將聚合乙烯（乙烯99.9%，乙烷0.1%）送入干燥器后與由正己烷組成的循環(huán)稀釋劑一起再進(jìn)入釜式反應(yīng)器，催化劑采用載體上含有鈦和錳、三乙基鋁為助催化劑的牌號(hào)。加入少量的氫控制分子量，聚合反應(yīng)形成的是聚乙烯顆粒，反應(yīng)溫度為90℃，壓力為1.8MPa，反應(yīng)可分兩步在兩個(gè)聚合釜中進(jìn)行，生產(chǎn)的濃度為34%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的淤漿固體，單體轉(zhuǎn)化率可達(dá)97%。聚合物從第二反應(yīng)器流出閃蒸至壓力0.14MPa，閃蒸出來的未反應(yīng)的乙烯、排出物中的乙烷及2%的環(huán)己烷稀釋劑經(jīng)兩次壓縮冷卻到2.5MPa，去氣提塔將乙烷回收去再循環(huán)中。閃蒸后留下來的淤漿經(jīng)離心分離回收大部分稀釋劑，固體濾餅送至干燥器中將揮發(fā)組分含量降至5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）左右。該干燥器是以氮?dú)獗Ｗo(hù)做閉合循環(huán)進(jìn)行操作的。干燥出來的聚合物粉末送至流化床干燥將所有烴稀釋劑除去、干燥后聚合物顆粒送到混煉工段加入各種添加劑，然后造粒。

氣相聚合法 氣相聚合法（氣相流化床法）工藝典型代表為DOW化學(xué)公司的univation技術(shù)和INNOS公司的Innovene技術(shù)univation技術(shù)工藝采用低壓氣相流化床反應(yīng)器，采用z/n催化劑及鉻系催化劑，凈化的原料注入反應(yīng)器，在催化劑貯作用下產(chǎn)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)在85～110?！?．壓力為2．41 MPa下進(jìn)行，乙烯單程轉(zhuǎn)化率約為1% ～2% ，反應(yīng)熱的撤除主要通過循環(huán)物流的冷卻，生產(chǎn)產(chǎn)品MI范圍為0．01～150，密度范圍為0．915～0．970 g/cm3。氣相流化床聚合反應(yīng)工藝的特點(diǎn)是：操作壓力低，溫度低；可生產(chǎn)全密度聚乙烯；催化劑體系包括鈦系、鉻系；茂金屬催化劑；對(duì)原料純度要求高，所有原料均要精制；不需用溶劑，能耗低，維修和運(yùn)行費(fèi)用低。生產(chǎn)工藝是：干燥的單體與氫氣一道加到反應(yīng)器系統(tǒng)中，原料加進(jìn)一個(gè)大循環(huán)蒸汽流回路，并通過氣體分配由進(jìn)入大型流化床反應(yīng)器的底部，根據(jù)設(shè)計(jì)反應(yīng)器原料有69.57%乙烯（乙烯含量為99.9%，0.1%為乙烷）、10.43%氫、7.56%乙烷和12.44%氮。催化劑以固態(tài)形式同氮?dú)庖坏缽牟煌捶磻?yīng)器部位進(jìn)入器內(nèi)。操作溫度為105℃，具體溫度根據(jù)產(chǎn)品牌號(hào)定。反應(yīng)器操作壓力為2.0MPa，反應(yīng)氣體從反應(yīng)的頂部出來經(jīng)旋風(fēng)分離器講含有固體物末的催化劑分離出來送回反應(yīng)器去。然后從旋風(fēng)分離器出來的氣體經(jīng)壓縮和循環(huán)冷卻器后循環(huán)至反應(yīng)器底部。反應(yīng)器排料通過一氣閘系統(tǒng)間歇地將產(chǎn)品顆粒送到料罐。進(jìn)入出料罐的部分氣體經(jīng)上部的緩沖罐、過濾器、氣體冷卻器、分離罐進(jìn)入壓縮機(jī)循環(huán)系統(tǒng)。聚合物從出料罐下部出來進(jìn)入吹洗罐及后處理系統(tǒng)中去。后處理系統(tǒng)包括向聚合物加入各種添加劑、熔融、造粒及包裝  。

　　該工藝中，聚合反應(yīng)溶劑為正已烷，催化劑為高活性z—N催化劑，乙烯和氫氣混合后進(jìn)入第一反應(yīng)器，與催化劑混合發(fā)生聚合反應(yīng)，反應(yīng)器內(nèi)聚合物以淤漿形式懸浮在己烷中，聚合溫度約為80℃ ，聚合壓力小于10 bar，此工藝可以生產(chǎn)產(chǎn)品密度范圍為0．942～0．965 g/cm3，熔融指數(shù)范圍為0．2～80，共聚單體為丙稀和丁烯一1，生產(chǎn)傳統(tǒng)HDPE和雙峰HDPE，高密度管材性能優(yōu)異，適合制作受壓管材，達(dá)到PE100+。工藝操作彈性高，產(chǎn)品牌號(hào)轉(zhuǎn)換快，對(duì)原料純度要求不高；共聚單體采用丙烯，1一丁烯；采用已烷作溶劑，回收單元簡單。該工藝的特點(diǎn)是聚合在惰性烴稀釋劑中進(jìn)行的。 

其工藝流程為：新鮮的聚合級(jí)乙烯在干燥后將配制分子量調(diào)節(jié)劑氫，防凍劑和循環(huán)稀釋劑異丁烷混合后送入多環(huán)管連續(xù)流程反應(yīng)器中，并將催化劑補(bǔ)充異丁烷充入反應(yīng)器內(nèi)。反應(yīng)溫度為106.7攝氏度，壓力為3.9MPa。聚合物和稀釋劑余漿借助軸流泵在6m/s的速度下通過環(huán)管反應(yīng)器。反應(yīng)器夾套中的水冷卻控制反應(yīng)溫度，聚合物固體由環(huán)管反應(yīng)器中豎式沉降口排出。從而使淤漿濃度可達(dá)到55%，轉(zhuǎn)化率為98%—99%。聚合物排出后去閃蒸將異丁烷及殘余單體排出到稀釋劑回收裝置中。其他固體聚合物與添加劑混合并造粒。

環(huán)管反應(yīng)器工藝 環(huán)管反應(yīng)器工藝的典型代表是Phillips公司的Phillips工藝和INEOS公司的Innovene S工藝。Phillips工藝以異丁烷為稀釋劑，采用鉻系催化劑，催化劑在使用前要進(jìn)行活化，活化后的催化劑粉末在氮?dú)獗Ｗo(hù)下與高純度的異丁烷形成催化劑淤漿，然后進(jìn)入環(huán)管反應(yīng)器，原料乙烯單體經(jīng)過精制后，與氫氣、共聚單體己烯一1進(jìn)行預(yù)混合然后注入環(huán)管反應(yīng)器，乙烯在催化劑的作用下生成聚乙烯。軸流泵保持反應(yīng)器內(nèi)物料的高速流動(dòng)和非常均勻地混合，反應(yīng)熱由夾套冷卻水均勻地撤出。本工藝生產(chǎn)MI范圍為0．1 5—1 00，密度0．936—0．972 g/cm3。環(huán)管反應(yīng)器工藝的特點(diǎn)是：設(shè)備較少，流程短，投資成本低； 

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