Полимеризация. Реактор полимеризации

Установка полимеризации представляет собой конструкцию цилиндрической, сферической, конусной или иной формы. Такое устройство предназначено для получения под воздействием давления, высоких температур, физических и химических манипуляций необходимого продукта со сложной внутренней структурой – полимера. Реактор действует непрерывно или имеет определенную цикличность, заданность временных и других параметров.

Среди всех разновидностей принято выделять две группы реакторов:

• устройства смешения,
• устройства вытеснения.

Для агрегатов первого типа характерно наличие перемешивающих механизмов, которые предназначены для работы с вязкой структурой. Недостатком является то, что использование мешалок приводит к загрязнению полимеров, что сказывается на их качестве. Есть также проблема ограниченности пределов уровня вязкости.

Реакторы вытеснения делятся на трубчатый и колонный типы. Трубчатые устройства представлены цилиндрами с прямыми или спиралевидными элементами. Колонный тип полимеризатора кроме цилиндрической может иметь сферическую форму.

Отдельно стоит также выделить петлевой реактор полимеризации. Установка достаточно объемная, состоит из прямых колен и отводов, которые образуют петли.

Классификация реакторов связана также со способами проведения полимеризации. Имеет значение и получаемый продукт, его состояние, качество.

Наиболее распространенными являются методы получения полимеров:

• в массе,
• в растворе,
• в суспензии,
• в эмульсии.

Каждая из технологий имеет особенности своего применения и получаемого полимера.

Популярный сегодня реактор полимеризации пропилена использует кипящий слой, где введенный в виде суспензии катализатор находится в потоке газообразного материала.

В большинстве случаев реактор полимеризации этилена работает под высоким давлением с температурой среды от 100°C и значительно выше. При этом параметры по длине устройства существенно отличаются. Высокий уровень выделения тепла в процессе превращения этилена в полиэтилен требует эффективной системы его отведения. Реакция может производиться в трубчатых либо автоклавных установках.

Трубчатый реактор полимеризации этилена состоит из трех участков:

• подогревателя, где происходит разогрев мономера;
• зоны реакции, предназначенной для непосредственной полимеризации;
• охладителя, обеспечивающего понижение температуры полученной массы до нужного уровня.

Каждый из участков оснащен своим контуром теплоносителя.

Для суспензионной полимеризации олефинов задействуется два или несколько петлевых реакторов. Устройства между собой последовательно соединяются с помощью трубопровода.