Polietylen można podzielić na metodę wysokociśnieniową, metodę średniociśnieniową i metodę niskociśnieniową zgodnie z ciśnieniem polimeryzacji.
Metoda wysokociśnieniowa jest stosowana do produkcji polietylenu o małej gęstości, metoda ta została opracowana wcześnie, a polietylen wytwarzany tą metodą stanowił około 2/3 całkowitej produkcji polietylenu, ale wraz z rozwojem technologii produkcji i katalizatorów, jego tempo wzrostu pozostaje daleko w tyle za metodą niskociśnieniową. Pod względem metod realizacji metoda niskociśnieniowa obejmuje metodę zawiesinową, metodę roztworową oraz metodę w fazie gazowej. Metoda zawiesiny jest stosowana głównie do produkcji polietylenu o dużej gęstości, podczas gdy metoda roztworu i metoda fazy gazowej mogą nie tylko wytwarzać polietylen o dużej gęstości, ale także wytwarzać polietylen o średniej i niskiej gęstości, znany również jako liniowy polietylen o małej gęstości, poprzez dodanie komonomerów. Szybko rozwijają się różne procesy niskociśnieniowe.
Metoda wysokiego ciśnienia
Sposób polimeryzacji etylenu do polietylenu o małej gęstości z tlenem lub nadtlenkiem jako inicjatorem. Etylen wchodzi do reaktora po wtórnej kompresji, polimeryzuje do polietylenu pod ciśnieniem 100 ~ 300 MPa, w temperaturze 200 ~ 300 stopni i inicjatorem, a reagenty są oddzielane pod zmniejszonym ciśnieniem, tak że nieprzereagowany etylen jest zawracany i zawracany, a stopiony polietylen jest ekstrudowany i granulowany po dodaniu dodatków plastycznych.
Stosowane są dwa rodzaje reaktorów do polimeryzacji: reaktory rurowe (długość rur do 2000 m) i reaktory kotłowe. Jednokierunkowy współczynnik konwersji procesu rurowego wynosi 20% ~ 34%, a roczna zdolność produkcyjna pojedynczej linii wynosi 100 kt. Jednokierunkowy współczynnik konwersji procesu kotłowego wynosi 20% ~ 25%, a roczna zdolność produkcyjna pojedynczej linii wynosi 180 kt.
Metoda niskiego ciśnienia
Istnieją trzy rodzaje metody zawiesinowej, metoda roztworu i metoda fazy gazowej, z wyjątkiem metody roztworu, ciśnienie polimeryzacji wynosi poniżej 2 MPa. Ogólne etapy obejmują przygotowanie katalizatora, polimeryzację etylenu, separację polimeru i granulację.
(1) Metoda zawiesinowa: otrzymany polietylen jest nierozpuszczalny w rozpuszczalnikach i jest zawiesiną. Warunki polimeryzacji w metodzie zawiesinowej są łagodne i łatwe w obsłudze, a glin alkilowy jest powszechnie stosowany jako aktywator, wodór jest stosowany jako regulator masy cząsteczkowej, a reaktor kotłowy jest najczęściej używany. Zawiesina polimeru z kotła polimeryzacyjnego jest transportowana do suszarki proszkowej przez kocioł rzutowy i separator gaz-ciecz, a następnie do granulacji. Proces produkcyjny obejmuje również odzyskiwanie rozpuszczalnika, rafinację rozpuszczalnikową i inne etapy. Stosując różne kombinacje kotłów polimeryzacyjnych ustawionych szeregowo lub równolegle, można otrzymać produkty o różnym rozkładzie ciężaru cząsteczkowego.
(2) Metoda w roztworze: polimeryzację prowadzi się w rozpuszczalniku, ale etylen i polietylen rozpuszczają się w rozpuszczalniku, a układ reakcyjny jest jednorodnym roztworem. Temperatura reakcji (większa lub równa 140 stopni) i ciśnienie (4 ~ 5 MPa) są wysokie. Charakteryzuje się krótkim czasem polimeryzacji, dużą intensywnością produkcji i może wytwarzać polietylen o wysokiej, średniej i niskiej gęstości, który może lepiej kontrolować właściwości produktu; Jednak polimer otrzymany metodą roztworową charakteryzuje się niską masą cząsteczkową, wąskim rozkładem mas cząsteczkowych i niską zawartością części stałych.
(3) Metoda w fazie gazowej: etylen jest polimeryzowany w stanie gazowym i ogólnie stosuje się reaktor ze złożem fluidalnym. Istnieją dwa rodzaje katalizatorów, chrom i tytan, które są dodawane do złoża przez zbiornik magazynowy, a szybki cykl etylenu służy do utrzymania fluidyzacji złoża i wykluczenia ciepła polimeryzacji. Otrzymany polietylen jest odprowadzany z dna reaktora. Ciśnienie w reaktorze wynosi około 2 MPa, a temperatura wynosi 85 ~ 100 stopni. Metoda fazy gazowej jest najważniejszą metodą linii produkcyjnej polietylenu o niskiej gęstości, a metoda fazy gazowej eliminuje procesy odzyskiwania rozpuszczalnika i suszenia polimeru oraz oszczędza 15 procent inwestycji i 10 procent kosztów operacyjnych niż metoda roztworu. To 30 procent inwestycji w tradycyjną metodę wysokociśnieniową i 1/6 kosztów eksploatacji. W rezultacie szybko się rozwinął. Jednak metoda fazy gazowej wymaga dalszego udoskonalania pod względem jakości i różnorodności produktów.
Metoda średniego ciśnienia
Katalizator na bazie chromu załadowany na żel krzemionkowy jest używany w reaktorze pierścieniowym do polimeryzacji etylenu pod średnim ciśnieniem w celu wytworzenia polietylenu o dużej gęstości.
Przetwarzanie i zastosowanie: może być przetwarzane przez rozdmuchiwanie, wytłaczanie, formowanie wtryskowe i inne metody i jest szeroko stosowane w produkcji folii, wyrobów pustych, włókien i różnych produktów codziennego użytku. W rzeczywistej produkcji, aby poprawić stabilność polietylenu na promienie ultrafioletowe i utlenianie oraz poprawić wydajność przetwarzania i użytkowania, należy dodać niewielką ilość dodatków do tworzyw sztucznych. Powszechnie stosowanymi absorberami promieniowania ultrafioletowego są o-hydroksybenzofenon lub jego pochodne alkoksy itp., sadza jest doskonałą osłoną przed promieniowaniem ultrafioletowym. Ponadto dodaje się przeciwutleniacze, smary, barwniki itp., aby rozszerzyć zakres zastosowań polietylenu.
