فناوری تولید پلیاتیلن سنگینمشخصات فنی 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. 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] 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