Způsoby výroby polyetylenu. Polyetylen s vysokou hustotou (HDPE), polyethylen s nízkou hustotou (LDPE), polyethylen se střední hustotou (MDPE), lineární polyethylen s vysokou hustotou (LDPE). Camelot Plast.

Polyetylénové — nejlevnější nepolární syntetický polymer ze třídy polyolefinů, což je pevná bílá látka s šedavým odstínem.

Výrobou polyetylenu se zabývají téměř všechny největší společnosti petrochemického průmyslu. Hlavní surovinou pro něj je etylen. Polyethylen se syntetizuje při nízkých, středních a vysokých tlacích. Polyetylen se vyrábí především v granulích o průměru 2 až 5 mm, mnohem méně často ve formě prášku.

Existují čtyři hlavní způsoby výroby polyethylenu, které se používají k získání:

• vysokohustotní polyetylén (HDPE)
• nízkotlaký polyetylén (HDPE)
• středotlaký polyethylen (MDP)
• lineární polyetylen s vysokou hustotou (LDPE)

Výroba vysokohustotního polyethylenu (HDPE) nebo nízkohustotního polyethylenu (LDPE)

V průmyslu se LDPE vyrábí za vysokého tlaku polymerací ethylenu v autoklávu nebo v trubkovém reaktoru. Proces v reaktoru probíhá radikálním mechanismem pod vlivem kyslíku, organických peroxidů (lauryl, benzoyl) nebo jejich směsí. Smíchaný s iniciátorem, zahřátý na sedm set stupňů a stlačený kompresorem na dvacet pět megapascalů, vstupuje etylen nejprve do první části reaktoru, kde se zahřeje na tisíc osm set stupňů, a poté do druhé – pro polymeraci při teplotě 190 až 300 stupňů a tlaku 130 až 250 megapascalů. V průměru zůstává etylen v reaktoru 70 až 100 sekund. Stupeň konverze je do dvaceti procent, vše závisí na druhu a množství iniciátoru. Z výsledného polyethylenu se odstraní nezreagovaný ethylen, poté se ochladí a granuluje. Granule se suší a balí. Komerční HDPE se vyrábí ve formě nebarvených a lakovaných granulí.

Výroba nízkohustotního polyethylenu (LDPE) nebo vysokohustotního polyethylenu (HDPE)

HDPE se vyrábí průmyslově za použití nízkého tlaku. K tomu slouží tři hlavní technologie:

• polymerace probíhá v suspenzi
• polymerace probíhá v roztoku (hexan)
• polymerace v plynné fázi

Nejběžnější metodou je roztoková polymerace.

Polymerace v roztoku se provádí při teplotě 160 až 2500 stupňů a tlaku 3,4 až 5,3 megapascalů po dobu 10-15 minut; Polyethylen se z roztoku odděluje odstraněním rozpouštědla: nejprve ve výparníku, poté v separátoru a poté ve vakuové komoře granulátoru. Granulovaný polyethylen se napařuje vodní párou (teplota přesahující bod tání polyethylenu). Komerční HDPE se vyrábí ve formě nelakovaných a lakovaných granulí a někdy v prášku.

Výroba polyethylenu střední hustoty (MDPE)

PSD se vyrábí průmyslově při středním tlaku polymerací ethylenu v roztoku. Polyethylen SD je tvořen:

• teplota – 150 stupňů
• tlak až 4 megapascaly
• přítomnost katalyzátoru (Ziegler-Natta)

PSD se z roztoku vysráží ve formě vloček.

Polyethylen získaný tímto způsobem má:

1. průměrná molekulová hmotnost až 400 000
2. stupeň krystalinity až 90 procent

Výroba lineárního polyethylenu s vysokou hustotou (LDPE) nebo polyethylenu s nízkou hustotou (LDPE)

Lineární vysokotlaký polyethylen se získává chemickou úpravou HDPE (při teplotě 150 stupňů a 30-40 atmosfér).

LDL je svou strukturou podobný HDPE, ale má delší a početnější postranní větve. Výroba lineárního polyethylenu probíhá dvěma způsoby:

• polymerace v plynné fázi
• Polymerace v kapalné fázi je nejoblíbenější

Druhý způsob výroby lineárního polyethylenu se provádí v reaktoru s fluidním ložem. Ethylen je přiváděn do základny reaktoru, zatímco polymer je kontinuálně odstraňován, přičemž je po celou dobu udržována hladina zkapalněné vrstvy v reaktoru. Podmínky: teplota kolem sta stupňů, tlak od 689 do 2068 kN/m2. Účinnost způsobu polymerace v kapalné fázi je nižší (dvě procenta konverze na cyklus) než u plynné fáze (až třicet procent konverze na cyklus). Tato metoda má však také své výhody: velikost zařízení je výrazně menší než u zařízení pro polymeraci v plynné fázi a kapitálové investice jsou výrazně nižší. Téměř identická je metoda v reaktoru s míchacím zařízením využívajícím Zieglerovy katalyzátory. Tato sázka poskytuje nejvyšší výnos.

V poslední době se pro výrobu lineárního polyethylenu začíná používat technologie využívající metalocenové katalyzátory. Tato technologie umožňuje získat vyšší molekulovou hmotnost polymeru, což pomáhá zvýšit pevnost produktu.

LDPE, HDPE, PSD a LPVD se navzájem liší svou strukturou a vlastnostmi a používají se k řešení různých problémů.

Spolu s výše uvedenými metodami polymerace ethylenu existují i ​​další, které se však průmyslové distribuce nedočkaly.