作业帮乙烯高压聚合需要加入自由基引发剂,为什么
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/01 01:48:41
乙烯高压聚合需要加入自由基引发剂,为什么
乙烯高压聚合需要加入自由基引发剂,为什么
乙烯高压聚合需要加入自由基引发剂,为什么
低密度聚乙烯是1933年由英国帝国化学工业（ICI）公司,在200MPa和170℃条件下进行乙烯聚合反应时,反应器壁出现了少量白色蜡状的聚乙烯而发现的.1939年英国ICI公司建成了世界第一座年产百吨的低密度聚乙烯工业装置,从而开发了该产品的生产工艺,高压聚乙烯是目前世界上产量大、价格较低、用途广泛的通用塑料之一.
1 反应原理
乙烯高压法中的聚合反应属于自由基型聚合反应,反应过程包括链引发、链增长、链终止和链转移.低密度聚乙烯的工业生产通常采用高压气相本体聚合法,该法是生产低密度聚乙烯最重要的方法,因此低密度聚乙烯在历史上又称作高压聚乙烯.它以纯度达99.95％的乙烯为原料,以微量氧、偶氮化合物、有机或无机过氧化物作引发剂,在气相高压下进行自由基加聚反应.聚合时压力为100～350MPa,聚合温度150～30℃.因其反应温度较高,易发生链转移,故产物为支链较多的曲线型大分子.聚合度主要由反应压力、反应温度、引发剂用量、分子量调节剂等因素影响.
2 反应条件
1）温度.乙烯在高压下的聚合温度随引发剂的不同而改变.用氧引发时应高于230℃,若用有机过氧化物引发,聚合温度可降至150℃左右.链转移速率加快会造成聚乙烯大分子的短支链和长支链增多,使产品的结晶度下降、密度减小.故聚合反应温度一般控制在130～280℃范围.2）反应压力.增加压力有利于链增长反应,而对链终止反应影响不大.因为在高压条件下乙烯被压缩为气密相状态.故一般聚合反应压力在100～350MPa范围.3）引发剂.乙烯高压聚合需加入自由基引发剂,工业上常称为催化剂.所用的引发剂主要是氧和过氧化物.早期工业生产主要用氧作为引发剂,目前除管式反应器还可以用氧作引发剂以外,釜式反应器已全部改为过氧化物引发剂.
3 工艺过程
乙烯高压聚合生产流程既可用于釜式聚合反应器,也适用于管式聚合反应器.来自乙烯精制车间的3.0～3.3MPa新鲜原料乙烯,与来自低压分离器的循环乙烯经一次压缩至25MPa左右,然后与来自高压分离器的循环乙烯混合进入二次压缩机.二次压缩机的最高压力因聚合设备的要求而不同.管式反应器要求最高压力达300MPa或更高些,釜式反应器要求最高压力为250MPa.经二次压缩达到反应压力的乙烯冷却后进人聚合反应器.
工业上有两种不同形式的聚合反应器；釜式反应器和管式反应器.引发剂则用高压泵送入乙烯进料口,或直接注入聚合设备.反应物料经适当冷却后进人高压分离器,减压至25MPa.未反应的乙烯与聚乙烯分离并经冷却脱去蜡状低聚物以后,回到二次压缩机吸入口,经加压后循环使用.聚乙烯则进入低压分离器,减压到0.1MPa以下,使残存的乙烯进一步分离.乙烯循环使用.聚乙烯树脂在低压分离器中与抗氧化剂等添加剂混合后经挤出切粒,得到柱状聚乙烯,被水流送往脱水振动器,大部分水分离后,进入离心干燥器,以脱除表面附着的水分,然后经振动筛分去不合格的粒料后成品用气流输送至计量设备计量,混合后为一次成品,然后再次进行挤出、切粒、离心干燥,得到二次成品.二次成品经包装出厂为商品聚乙烯