Impianti per la produzione di LDPE

Compressori multistadio per alte e basse pressioni

In forma gassosa, l'etilene fresco viene miscelato con etilene riciclato e il gas viene compresso a 250-300 bar con l'aggiunta di iniziatori. La pressione di processo viene quindi aumentata in più fasi a 1.800 ... 3.200 bar mediante un ipercompressore. La pressione finale richiesta è determinata dal tipo di reattore. Il calore generato durante la compressione viene eliminato in modo sistematico mediante intercooler ad alta pressione.

Per garantire che la polimerizzazione desiderata venga avviata e proceda in modo controllato, la temperatura e la pressione del fluido in ogni fase devono corrispondere esattamente. In particolare, i sensori di temperatura e di pressione a risposta rapida aiutano a monitorare compressori e raffreddatori in modo sicuro ed efficiente. La speciale esecuzione dei sensori consente di resistere a pressioni fino a 6.000 bar.

Sensori di temperatura altamente resistenti alle vibrazioni monitorano la corretta temperatura dei cuscinetti del compressore, che è sottoposto a forti sollecitazioni.

Reattoti di polimerizzazione

Dopo aver impostato con precisione la temperatura desiderata del fluido nel preriscaldatore, la polimerizzazione avviene in più fasi nel reattore tubolare ad alta pressione, che può essere lungo fino a 4.000 metri, a pressioni comprese tra 1.800 ... 3.200 bar e temperature comprese tra 180 ... 320 °C.

Aggiungendo selettivamente diversi catalizzatori (co-monomeri) in varie sezioni tubolari successive a diversi livelli di temperatura, si producono polimeri di polietilene a catena lunga (e allo stesso tempo ampiamente ramificati) da singoli monomeri. La qualità desiderata del prodotto finale può essere regolata in modo specifico dosando con precisione la composizione e la quantità. Il monitoraggio della pressione della pompa di iniezione ad alta pressione, strettamente controllata, svolge un ruolo fondamentale.

Allo stesso modo, la pressione e la temperatura del fluido all'ingresso e all'uscita del reattore tubolare sono monitorate con sensori a risposta particolarmente rapida. Sono disponibili in campi di pressione di 2.500 bar, 4.000 bar, 6.000 bar fino a 15.000 bar.

I processi di produzione e collaudo adattati alle alte pressioni, come la brasatura sotto vuoto, i raggi X e i test ad alta pressione, fanno parte dei processi consolidati di WIKA. Nel reattore in autoclave, invece, i parametri vengono misurati direttamente nel reattore in diversi punti.

Separtori per alte e basse pressioni

Dopo la polimerizzazione, l'LDPE viene decompresso a circa 300 bar e raffreddato. Il separatore ad alta pressione separa quindi la colata di polimero desiderata dai componenti di gas etilene non reagiti. Circa il 60% non viene convertito in un singolo ciclo e viene restituito al compressore come gas di riciclo.

Nel separatore a bassa pressione avviene un'ulteriore separazione dei componenti dell'olio di raffreddamento e della cera. Per monitorare la separazione in modo continuo e corretto e per prevenire eventuali depositi del fluido negli spazi morti, in molti impianti LDPE viene utilizzata un sistema composto da un trasmettitore di processo con membrana affacciata, montato su un separatore a membrana tubolare e da trasmettitori di pressione intelligenti, con pressione nominale fino a 600 bar.

Estrusione ed essiccamento

In un estrusore, il polimero fuso viene trasformato in piccoli pellet solidi e granulari. Durante il processo di estrusione, i restanti componenti del gas etilene vengono separati e vengono aggiunti vari additivi, come coloranti, stabilizzatori UV, additivi antistatici o ignifughi, al fine di adattare in modo ottimale la plastica agli usi successivi.

Per monitorare la temperatura di riscaldamento, vengono utilizzati sensori di temperatura a baionetta, con pressione di contatto costante. Nella fase successiva del processo, l'umidità dei pellet viene ridotta al minimo residuo tramite sistemi di essiccazione ad aria calda o di deumidificazione, a seconda del contenuto di umidità residua desiderato.

Degassificazione e confezionamento

I pellet di LDPE vengono stoccati in alti silos fino a quando non vengono trasportati come materiale sfuso o imbustati nei contenitori desiderati. Per evitare l'accumulo di una possibile miscela di gas esplosiva all'interno, l'azoto viene solitamente iniettato in diversi punti come gas di spurgo per rimuovere i componenti degassanti dei pellet LDPE in modo controllato.

Il flusso di spurgo costante viene monitorato con precisione, utilizzando un meter run o un orifizio calibrato compatto con un trasmettitore di pressione differenziale montato, e contribuisce così alla sicurezza permanente del sistema.

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