DODGEN выступила на Конференции по олефинам и полиолефинам и представила ключевые технологии интенсификации процессов 

I. Ускоренная дифференциация отрасли полиолефинов и дальнейшее раскрытие потенциала развития продукции высокого класса

Полиолефины являются крупнейшей в мире категорией синтетических материалов: их годовой выпуск превышает 150 млн тонн, что составляет около 40% общего объема производства пластмасс. Вместе с тем внутри этого масштабного сегмента происходит структурная дифференциация:

Как же получают полиолефины высокого класса — POE, COC, mPE, EPOE и другие?

Существует ли технология, способная дополнительно раскрыть прикладные свойства этих материалов?

На сегодняшний день ключевым производственным маршрутом признана полимеризация в растворе, которая уже стала технологической вершиной отрасли. DODGEN сфокусировалась на таких болевых точках, как высокая сложность управления реакцией полимеризации, трудность достижения нормативов по остаточным летучим компонентам после удаления летучих веществ и persistently high energy consumption in solvent recovery. Компания приступила к целевым технологическим разработкам и добилась поэтапных прорывов — от ключевых узлов до интеграции полного процесса.

II. Фокус на интенсификации ключевых процессов и формирование интеграционных возможностей полного технологического процесса

На основе многолетней инженерной практики DODGEN сформировала три ключевые технологии интенсификации процессов для производства полиолефинов высокого класса методом полимеризации в растворе. Они охватывают три ключевые стадии — реакцию полимеризации, удаление летучих компонентов и разделение, а также рекуперацию растворителя — и совместно образуют целостное инженерное решение.

1.Технология полимеризации DSR

Технология основана на многоступенчатом кольцевом реакторе со статическим смешением, в котором теплообменные трубы интегрированы со статическими смесительными элементами; механическое перемешивание не требуется.

Поток материала в трубах имеет характеристики поршневого течения, что обеспечивает высокую равномерность времени пребывания и позволяет избежать обратного смешения и короткого замыкания потока. В процессе можно гибко регулировать температуру, давление и состав подачи на каждой ступени, достигая каскадной оптимизации и управления реакцией.

2.Технология DSXL удаления летучих компонентов методом падающих стренг

В реакционной массе при производстве полиолефинов методом полимеризации в растворе содержание растворителя обычно превышает 60%, тогда как требования к остаточному растворителю в конечном продукте крайне жесткие: для высокомарочных продуктов, таких как металлоценовый полиэтилен, показатель должен контролироваться ниже 500 ppm.

Для решения проблем повышенного содержания остаточного растворителя и риска термической деструкции при высоких температурах применяется модернизированная многоступенчатая схема удаления летучих компонентов: давление снижается поэтапно в сочетании с низкотемпературным флеш-испарением. Специальный теплообменник быстро нагревает материал до критической температуры испарения, после чего распределитель диспергирует расплав в миллиметровые жидкие пленки или тонкие струи, существенно сокращая путь диффузии растворителя. Температура и давление на каждой ступени точно контролируются, что предотвращает перегрев.

a.Прорыв в эффективности удаления растворителя

Многоступенчатая конструкция удаления летучих компонентов; специализированный теплообменник для высоковязких сред быстро нагревает материал до критической температуры испарения.

Распределитель диспергирует расплав в жидкую пленку миллиметрового масштаба, значительно сокращая путь диффузии растворителя.

Содержание остаточного растворителя может быть снижено до уровня ниже 500 ppm, что соответствует требованиям к чистоте металлоценового полиэтилена.

b.Механизм защиты молекулярной массы

Комбинированный процесс градиентного снижения давления и низкотемпературного флеш-испарения обеспечивает точный температурный контроль и предотвращает термическую деструкцию.

Исключается разрушение морфологии полимера вследствие высоких сдвиговых нагрузок.

Снижается риск разрыва молекулярных цепей полиолефинов, вызванного длительным пребыванием при высокой температуре.

c.Выраженное преимущество по затратам

По сравнению с традиционным двухшнековым удалением летучих компонентов капитальные затраты сокращаются примерно на 40%.

Отсутствуют высокоскоростные вращающиеся механические узлы, что значительно снижает затраты на техническое обслуживание.

Эксплуатационные расходы существенно ниже, чем у традиционных процессов, что обеспечивает заметный экономический эффект.

3.Технология рекуперации растворителя

На систему рекуперации растворителя приходится 40–50% энергопотребления всего процесса полимеризации в растворе.

Трехколонная схема DODGEN обеспечивает экономию энергии примерно на 30%.

Переход от одноколонной или простой двухколонной схемы к трехколонной позволяет за счет оптимизированной интеграции трех колонн и теплового сопряжения добиться более эффективного разделения и использования энергии.