Известно, что применение ка­талитической системы повышенной активности само по себе еще не позволяет повысить производительность по - лимеризационного агрегата — она определяется в пер­вую очередь теплосъемом. От активности же катализа­тора зависит расход катализатора. Увеличение произво­дительности полимеризационного агрегата только за счет

Рис. 2.5. Принципиальная технологическая схема производства ПЭНД:

/ — мерник для АОС; 2—мерник для TiCU; 3 —комплексообразователь; 4—реак­тор; 5—скруббер; 6 — каплеотделитель; 7, /0 —теплообменники; 8 — газодувка; 9—приемная емкость; // — центробежный насос; 12 — роторно-пульсационные • аппараты; /3 —сборник для отработанной воды; 14 — емкость для щелочной воды; /5—разделительные колонны; 16— сборник суспензии; /7 —центрифуга отстойная.

повышения объема реакторов (а также интенсификации

теплосъема) не рационально.

Тем не менее, применение катализатора повышенной активности снимает ряд проблем при организации про­изводства полиэтилена высокой плотности. В первую очередь это касается снижения времени контакта ката­лизатора с этиленом, что соответственно позволяет умень­шить объем реактора. Использование катализатора на основе диизобутилалюминийгидрида позволяет увели­чить мощность полимеризационного агрегата в 3—4 раза при увеличении объема реактора только в два раза.

Для обеспечения повышенной единичной мощности технологической линии необходима также непрерывность всех стадий процесса: комплексообразования, полимери­зации, отжима, промывки, сушки и грануляции порошка полиэтилена. В свою очередь это позволяет комплексно автоматизировать всю технологическую линию.

Принципиальная схема такой линии представлена на рис. 2.5. В соответствии с этой схемой растворы компо­нентов каталитической системы в нужном соотношении непрерывно подаются из мерников (/ и 2) в комплексо - образователь (5). Устройство этого аппарата позволяет менять время контакта и температуру реакции. Готовый каталитический комплекс поступает в нижнюю часть по­лимеризатора (4), куда через барботеры подается све­жий и циркулирующий этилен, а при необходимости также водород и сомономер.

Теплота реакции снимается при испарении бензина за счет циркуляции его паров и этилена с помощью газо - дувки (8) через скруббер 5. В скруббере парогазовая смесь охлаждается путем контакта с охлажденным в. теплообменнике 10 бензином, который подается насо­сом 11 на орошение скруббера 5. Теплота сжатия эти­лена газодувкой отводится в теплообменнике 7.

Терморегуляция реакционной среды в полимериза­торе обеспечивается интенсивностью циркуляции паро­газовой смеси, а также количеством подаваемой в теплообменник 10 охлаждающей воды. Дозировка ком­понентов, поддержание уровня в реакторе, а также за­данных значений всех параметров осуществляются автоматически.

Обработка ПЭ включает стадию разложения катали­затора небольшим количеством спирта с последующей

экстракцией загрязненного спирта водой. Интенсифика­ция процесса обработки полимера достигается примене­нием роторно-пульсационных аппаратов 12, пребывание в которых полимера продолжается доли секунды. Вода от бензиновой суспензии ПЭ отделяется в колонных пу­стотелых аппаратах 15. После окончания водной про­мывки бензин отделяется от ПЭ на отстойных центри­фугах. Для нейтрализации хлора в полимере первая водная промывка проводится с добавлением щелочи. Си­стема автоматизации отделения обработки осуществляет контроль и регулирование следующих параметров: тем­пературы, расхода воды и щелочи, необходимых для процесса промывки и получения ПЭ заданного качества, а также уровня в разделительных колоннах.

Отжатый ПЭ транспортируется на сушку, раствори­тель и вода — на регенерацию.

Такая схема отвечает экологическим требованиям: вся используемая в производстве вода зациклована, сточная вода отсутствует. К основным преимуществам этой схемы относятся также: непрерывность всех стадий процесса; интенсификация стадии полимеризации [47]; снижение расходных норм по катализатору и этилену за счет использования каталитической системы повышен­ной активности [17, 79, 80]; интенсифицированный ре­жим водной обработки с применением аппаратов малых габаритов [80]; сокращение числа единиц оборудования и их металлоемкости по сравнению с первыми промыш­ленными производствами.

Усовершенствованную схему производства ПЭНД рекламировала фирма «Синклер Копперс» (США) [90]. В этом процессе теплосъем осуществляется при рез­ком дросселировании давления полимерной суспензии, выгружаемой в приемник. Испарившийся при этом рас­творитель и этилен охлаждаются в обратном холодиль­нике. Часть охлажденной суспензии ПЭ с помощью на­соса возвращается через теплообменник в реактор, часть — выводится на обработку. Промывка ПЭ осу­ществляется спиртом и водой в аппаратах с мешалками. Энергозатраты на теплосъем в этой схеме, число единиц оборудования и металлоемкость выше, чем в описанной выше, при одинаковой единичной мощности технологиче­ской линии.