Plantas LDPE

Compresores multietapa de baja y alta presión

En forma gaseosa, el etileno fresco se mezcla con etileno reciclado y el gas se comprime a 250 - 300 bares mientras se añaden los iniciadores. A continuación, la presión del proceso se aumenta en varios pasos hasta 1.800 ... 3.200 bar mediante un hipercompresor. La presión final necesaria viene determinada por el tipo de reactor. El calor generado durante la compresión se elimina de forma sistemática mediante intercoolers de alta presión.

Para garantizar que la polimerización deseada se inicia y prosigue de forma controlada, la temperatura y la presión del medio en cada etapa deben ajustarse con precisión. En particular, los sensores de temperatura y los sensores de presión de respuesta rápida ayudan a los usuarios a supervisar los compresores y refrigeradores de forma segura y eficaz. El diseño especial de los sensores les permite soportar presiones de hasta 6.000 bares.

Los sensores de temperatura, muy resistentes a las vibraciones, controlan la temperatura correcta de los cojinetes del compresor, que está sometido a grandes esfuerzos en todo momento.

Reactores de polimerización

Una vez ajustada con precisión la temperatura deseada del medio en el precalentador, la polimerización tiene lugar en varias etapas en el reactor tubular de alta presión, que puede tener hasta 4.000 metros de longitud, a presiones de entre 1.800 ... 3.200 bares y temperaturas entre 180 ... 320 °C.

Mediante la adición selectiva de varios catalizadores (comonómeros) en varias secciones tubulares sucesivas a diferentes niveles de temperatura, se producen polímeros de polietileno de cadena larga (y al mismo tiempo ampliamente ramificados) a partir de monómeros individuales. La calidad deseada del producto final puede ajustarse específicamente dosificando con precisión la composición y la cantidad. La supervisión de la presión de la bomba de inyección de alta presión, estrechamente controlada, desempeña un papel fundamental.

Del mismo modo, la presión y la temperatura del medio a la entrada y a la salida del reactor tubular se controlan con sensores de respuesta especialmente rápida. Están disponibles en rangos de presión de 2.500 bar, 4.000 bar, 6.000 bar hasta 15.000 bar.

Los procesos de fabricación y ensayo adaptados a las altas presiones, como la soldadura al vacío, la radiografía y los ensayos de alta presión, forman parte de los procesos establecidos en WIKA. En cambio, en el reactor autoclave, los parámetros se miden directamente en el reactor en varios puntos.

Separadores de alta y baja presión

Tras la polimerización, el LDPE se descomprime a unos 300 bares y se enfría. A continuación, el separador de alta presión separa la masa fundida de polímero deseada de los componentes gaseosos de etileno que no han reaccionado. Aproximadamente el 60 % no se convierte en un solo ciclo y se devuelve al compresor como gas de reciclaje.

En el separador de baja presión tiene lugar una nueva separación del aceite refrigerante y los componentes de cera. Para controlar la separación de forma continua y correcta, y para evitar la acumulación de fluido en espacios muertos, en muchas plantas de LDPE se utiliza un sistema compuesto por un transmisor de proceso con una membrana enrasada, montada sobre un separador de membrana tubular, y transmisores de presión inteligentes con presiones nominales de hasta 600 bar.

Extrusión y secado

En una extrusora, el polímero fundido se transforma en pequeños gránulos sólidos. Durante el proceso de extrusión, se separan los componentes restantes del gas etileno y se añaden diversos aditivos, como colorantes, estabilizadores UV, aditivos antiestáticos o ignífugos, con el fin de adaptar óptimamente el plástico a sus usos posteriores.

Para controlar la temperatura de calentamiento se utilizan sensores de temperatura con resorte de bayoneta y presión de contacto constante. En la siguiente fase del proceso, la humedad de los pellets se reduce a una humedad residual mínima mediante sistemas de secado por aire caliente o sistemas de deshumidificación, en función del contenido de humedad residual deseado.

Desgasificación y almacenamiento

Los gránulos de LDPE se almacenan en silos altos hasta que se transportan como material a granel o se embolsan en los contenedores deseados. Para evitar la acumulación de una posible mezcla explosiva de gases en el interior, se suele inyectar nitrógeno en varios puntos como gas de purga para eliminar de forma controlada los componentes desgasificantes de los gránulos de LDPE.

El caudal de purga constante se controla con precisión, ya sea mediante un medidor de recorrido o un orificio de medición compacto con un transmisor de presión diferencial montado, y contribuye así a la seguridad permanente del sistema.

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