Пэ сырье. Способы производства полиэтилена

Сырьем для изготовления полиэтиленовых пленок служат гранулы полиэтилена, получаемые путем полимеризации этилена. Для получения полиэтилена высокого и низкого давления используются две технологии, предполагающие прохождение процесса при разных условиях полимеризации. ПНД и ПВД производят при разных температуре и давлении. В результате материалы приобретают разные физические и химические свойства.

Немного о технологии производства

Гранулы, полученные под высоким давлением (1000-3000 кг/см 2) обладают меньшей собственной плотностью, составляющей 0,925 г/см 3 . Полученная таким образом пленка на ощупь более «маслянистая». Она относительно прозрачна и хорошо растягивается без раздиров. Материал отличается более короткими полимерными цепям. Он менее кристалличен и плавится при температуре более 100 С. Данные характеристики относятся к полиэтилену высокого давления, который довольно часто обозначается как ПВД.

Полиэтилен низкого давления или ПНД полимеризуется при давлении-1-5 кг/см 2 и достигает плотности 0,945 г/см 3 . Такой вид полиэтиленовой пленки более кристалличен, полимерные цепи в нем длиннее, а прозрачность меньше. Для плавления пленки из ПНД требуется более высокая температура — от 120С, поэтому энергетические затраты на ее производство выше. Зато и в процессе эксплуатации такой вид полиэтиленовой пленки может выдерживать более высокие температуры.

Что такое полиэтилен?

Так называется синтетический полимерный материал на основе этилена – органического бесцветного газа со слабо выраженным запахом. Это самый производительный материал в мире. Из него синтезируются такие известные продукты, как этиловый спирт, стирол, этилбензол, уксусная кислота, винилхлорид и многие другие.

Полиэтилен выпускают в виде прозрачных или цветных гранул различной формы. Размер их составляет обычно от трех до пяти миллиметров. Производство гранул полиэтилена заключается в процессе полимеризации газа этилена в условиях высокого, низкого давления, а также с применением дополнительных условий. Основные предприятия, занимающиеся изготовлением полимерных материалов, находятся в России, Узбекистане, Беларуси, Южной Корее.

Благодаря особым свойствам различают следующие марки полиэтилена:

HDPE – высокой плотности;
LDPE – низкой плотности;
LLDPE – линейный;
mLLDPE, MPE – металлоценовый линейный;
MDPE – средней плотности;
HMWPE, VHMWPE – высокомолекулярный;
UHMWPE – сверхвысокомолекулярный;
EPE – вспенивающийся;
PEC – хлорированный.

Известно также немало материалов, относящихся к категории сополимеров. Проанализируем несколько видов, наиболее часто встречающихся в промышленной переработке.

Полиэтилен низкой плотности

Материал имеет пластичную и мягкую структуру. Производство полиэтилена высокого давления (ПЭВД) предполагает полимеризацию этилена в трубчатом реакторе или автоклаве. Процесс протекает при температуре около 750 о С под давлением 1,5–3 кгс/см 2 . В результате получается гранулят низкой плотности. Полученное сырье направляется на производство упаковки из полиэтилена, контактирующего с сухими и сыпучими веществами. Пакеты, изготовленные из такого материала, способны выдерживать до четырех килограммов веса.

Полимер высокой плотности

Производство полиэтилена низкого давления (ПЭНД) заключается в процессе полимеризации с применением катализаторных систем. В итоге получают жесткие гранулы с высоким уровнем плотности – 0,960 г/см 3 . Они пригодны для выпуска пищевой пленки. Товарный гранулят выпускают окрашенным и бесцветным. Иногда готовая продукция имеет вид порошка.

Как выглядит вспенивающийся полиэтилен

Так называют синтетический материал, имеющий закрыто-пористую структуру. Производство вспененного полиэтилена основано на сильном разогреве сырья и последующем взбивании с помощью газа (бутана, фреона и других). На практике пенополиэтилен широко применяется как отличный теплоизолятор универсального назначения.

Что такое сшитый полиэтилен?

Производство особо прочного гранулята основано на применении сверхвысокого давления. В результате процесса происходит прочное сцепление молекул исходного вещества. Модифицированный полимер отличают высокие технические характеристики:

Устойчивость к воздействию высоких температур. Материал размягчается только при температуре свыше 150 о С, плавится при 200 о С, а загорается лишь при достижении 400 о С.
Повышенная степень жесткости и прочности на разрыв.
Сохранение основных признаков при резком изменении окружающих условий, а также при воздействии химических или биологических разрушителей.
Высокие паро- и гидроизолирующие свойства.

Сшитый полиэтилен активно применяется в производстве напорных труб холодного и горячего водоснабжения. Кроме того, его используют в изготовлении элементов отопительных систем и специальных стройматериалов.

С чего начинается устройство бизнеса

Завод по производству полиэтилена может включать в себя несколько технологических линий по выпуску различных изделий: полимерных пленок, пакетов, крышек, тары, труб, бутылочных пробок и многого другого. Не стоит организовывать сразу несколько направлений. Целесообразнее войти в рынок полимеров в качестве производителя полиэтиленовой пленки и пакетов. Наладив стабильную работу, можно постепенно расширять ассортимент выпускаемой продукции.

Практический опыт показывает, что производство полиэтилена в России гарантировано обеспечивает уровень рентабельности не менее 15 %. До запуска предприятия нужно позаботиться об оформлении разрешительных документов. Вам придется посетить городскую администрацию, энергонадзор, санэпидстанцию, пожарную охрану, экологическую службу. Если заняться этими вопросами плотно, то можно вполне уложиться в срок месяц – полтора. Накладные расходы составят всего 15–20 тысяч рублей.

Вопрос переработки остатков

Прежде чем вы начнете организовывать производство изделий из полиэтилена, хорошо продумайте вопрос утилизации отходов. Закапывать в землю или сжигать обрезки пластика нельзя ни в коем случае. Во-первых, это приносит огромный вред окружающей среде. А во-вторых, за подобные действия грозит серьезное наказание.

Проще и дешевле всего сдавать полимерные остатки на предприятие по переработке пластмасс. Но стоит иметь в виду, что такого завода может не оказаться в вашем населенном пункте. Если будет запланировано производство вторичного полиэтилена, то лучше всего наладить выпуск мусорных пакетов. Для этого придется произвести дополнительные расходы на покупку технологической линии. Зато в конечном итоге затраты окупятся быстрой реализацией популярных товаров, пользующихся устойчивым спросом у населения.

Закупка основного оборудования

Выбор производственных линий сегодня достаточно велик. В качестве примера рассмотрим перечень станков и агрегатов, которые потребуются для выпуска пленки с дальнейшим формированием из нее пакетов бытового назначения.

Необходимое оборудование для производства полиэтилена:

Экструдер (экструзионная установка) – машина для преобразования сырьевых гранул в пленку методом раздува снизу вверх. Ширина рукава должна соответствовать размерам выпускаемых пакетов (300–550 мм). В комплект агрегата также входит устройство для фальцевания швов.
Пакетоделательная машина – станок для порезки пленки или рукава на заготовки определенной длины. Устройство также запаивает заготовку с одной стороны, формируя готовое изделие.
Вырубной пресс с комплектом форм для производства пакетов–маек или сумок с прорезной ручкой.
Станок для изготовления пластиковых зажимов для упаковки.
Флексограф – машинка для нанесения печатных изображений на рукав пакета.

Если стартового капитала не очень много, то на первых порах можно вполне обойтись без печатного устройства. Разумнее будет обратиться за услугой по нанесению рисунков в специализированные полиграфические центры.

Для переработки отходов производства нужно будет приобрести специальный аппарат для дробления. Примерная стоимость технологической линии с доставкой и настройкой станков - 1,5–2 миллиона рублей.

Дополнительные элементы оборудования

Производство полиэтилена требует также покупки складского оборудования (стеллажи, столы, стенды, ящики и прочее) для хранения сырья и готовой продукции. Не стоит забывать и об оснащении офисов. Дополнительное оборудование может увеличить общую сумму расходов на 50–60 тысяч рублей.

Производственные цеха нуждаются в обустройстве качественной мощной вентиляционной установки и противопожарной системы. Особые требования предъявляются к складским помещениям: первичное сырье для производства полиэтилена (гранулят) имеет свойство поглощать испарения и газы. Несоблюдение правил хранения сырого материала может привести к ухудшению качества изготавливаемых изделий.

Необходимое сырье

Основной синтетический материал для производства изделий из полиэтилена – полимерные гранулы. Они имеют размеры 3–5 мм и выпускаются в форме шара, куба, цилиндра или мелкой крошки. Второй источник сырья – вторичная переработка отходов или остатков технологического процесса.

Получение пленки

Технология производства полиэтилена включает в себя несколько этапов, которые нужно пройти, чтобы из сырьевого материала получить яркие и удобные пакеты.

Полимерные гранулы загружают в бункерный отсек экструдера. Отсюда они забираются с помощью питающего шнека. В емкости поддерживается постоянная температура в диапазоне от 180 до 240 градусов. В процессе передвижения гранулы, сильно нагреваясь, переплавляются в однородную массу. Получившаяся смесь продавливается через формующее отверстие, в результате получается полиэтиленовая пленка в виде рукава (или трубы). Автоматическая настройка экструдера позволяет выпускать готовое полотно заданной толщины и ширины.
Получившийся рукав постепенно охлаждается и подвергается раскатыванию вальцами.
Автоматический нож разрезает полотно на две полосы одинаковой ширины.
Готовый рукав поступает в намотчик, который скручивает пленку в рулоны. Обрезки упаковываются отдельно, в дальнейшем их пускают на вторичную переработку.

Нанесение рисунка

При необходимости производится печать цветного изображения методом флексографии.

Специальную краску разводят спиртом и постоянно перемешивают. Это необходимо для того, чтобы раствор не утратил нужную вязкость.
Дозатор направляет определенные порции красителя на валики, которые делают на пленке оттиск. После нанесения рисунка полиэтилен вновь сматывается в рулон.

Формирование пакетов

Следующий этап позволяет создавать основу для кулечков.

Рулон с нанесенным изображением помещают в пакетоделательный станок. С помощью специальных приспособлений из пленки вырезается «выкройка» будущей сумки и формируется донная складочка.
Пропуская через клеймовочный пресс полиэтиленовые заготовки, проделывают отверстия для ручек. Гильотина отсекает верхнюю часть пакета для дальнейшего закрепления пластиковых ручек, или вырезает майку.
Сварочный нож соединяет края пакета при температуре 180 градусов, в итоге получается целое изделие.

Финальный процесс – проверка качества швов и креплений застежек.

Заключение

Как мы смогли убедиться, производство полиэтилена – это достаточно сложный химический процесс, который под силу только крупным промышленным предприятиям специализированного направления. А технология переработки готовых гранул представляется довольно простым делом, не требующим углубленных знаний. Начав свое дело с установки какой-либо производственной линии, можно через 2–3 года полностью вернуть затраченные средства.

Производство полимерной пленки сопровождается опасными выбросами в атмосферу и классифицируется как вредное. И при его организации следует учитывать специальные требования.

Основные требования

Предприятие следует располагать в промышленной зоне. Помещение должно отапливаться и иметь принудительную систему вентиляции. Водоснабжение обязательно, его потребление может возрасти при использовании специальных устройств переработки.

Для бесперебойной работы линии понадобится трехфазное электроподключение (380 В) и заземление всех элементов цепи. Обязательно наличие системы пожарной безопасности и плана эвакуации. Расстановка оборудования и организация рабочих мест должны соответствовать нормативам ГОСТ .

Характеристика цеха

Общая площадь цеха должна составлять не менее 300 квадратных метров , а высота потолков – минимум 8 м. Для внутренней отделки необходимо использовать негорючие материалы.

Помещение следует разделить на 3 отсека:

производственный цех;
складские помещения, которые должны быть паро- и гидроизолированы;
выставочный зал.

Оборудование для производства полиэтиленовой пленки

Налаживая полиэтиленовое производство, необходимо приобрести ( указана в долларах):

Экструдер 60000-300000
Флексопечатную машину 30000-50000
Специальный станок для изготовления упаковочных зажимов 20000-40000
Пакетоделательную многофункциональную машину 8000-10000

Как можно сократить расходы

Покупка Б/У линии поможет сэкономить на вложениях до 50%. В таком случае затраты в долларах будут следующими:

Экструдер 6000-8000
Флексопечатная машина 3000-6000
Станок для изготовления пластиковых зажимов для упаковки 10000-20000
Пакетоделательная машина 4000

Какое оборудование выбрать — Б/У или новое

Новое оборудование обладает рядом достоинств:

гарантия производителя;
долговечность;
реализация в будущем.

Но его главный недостаток – высокая цена, которую начинающий бизнесмен не готов заплатить. В таком случае приобретение оборудования Б/У является оптимальным вариантом.

Но выбор такой линии необходимо перепоручить опытному специалисту , чтобы не купить сильно изношенную или некачественную технику.

Сырье для производства полиэтиленовой пленки

Производят из гранул полимера, используя 2 вида полиэтилена с разным давлением:

высоким (ПВД) для фасовки и хранения пищевой продукции;
низким (ПНД) для сыпучих товаров.

Выгоднее всего покупать южнокорейский гранулят , стоимость тонны вещества составляет 340 евро. Но можно использовать и отечественное сырье, его цена колеблется в диапазоне 420-750 дол. Чтобы еще удешевить производство, можно перейти на вторичный гранулят.

Технология производства полиэтиленовой пленки

Полученный пласт охлаждается, раскатывается валиком и с помощью автомата разрезается на равные части.

Нанесение рисунка происходит с помощью валиков, к которым через специальный дозатор подается краска.

Готовое полотно поступает в пакетоделочную машину, где формируется шаблон изделия. Пресс делает отверстия под ручки, а специальный станок запаивает края. Далее происходит расфасовка изделий и контроль качества.

Подбор персонала

Для продуктивной работы достаточно принять в штат 6 человек: директора, бухгалтера, технолога и 3 рабочих.

Технология производства пленки достаточно проста , обслуживать машины несложно. Поэтому изготовление полиэтилена можно поручить и новичкам, предварительно обучив их всему.

Рентабельность предприятия

Начальные вложения составят около 38000 дол. на покупку Б/У оборудования и оформление документов. А ежемесячные расходы в долларах будут следующими:

аренда помещение 600;
отопление, электроэнергия 200;
коммунальные услуги 160;
зарплата сотрудников 2700;
налоги 450.

Общая сумма составит 3810 долларов.

Производственная мощность линии позволяет производить 70 пакетов в 60 секунд. Что при оптовой цене товара в 0,01 дол. позволит получить ежемесячный доход в 6000 дол.

А чистая прибыль составит около 2200 долларов. С учетом первоначальных вложений предприятие должно окупить себя за 1,5 года.

Производство полиэтилена – весьма . Но представленные расчеты основывались на идеальных условиях спроса.

В действительности прибыль будет зависеть от возможностей сбыта и инфляции.

Промышленные трубчатые реакторы-полимеризаторы представляют собой последовательно соединённые теплообменники типа "труба в трубе". Трубки реактора имеют переменный диаметр (50 – 70 мм). Отдельные звенья "трубчатки" соединяют массивными полыми плитами-калачами. Трубы и калачи снабжены рубашками, последовательно соединёнными между собой. В качестве теплоносителя для подогрева этилена и отвода избыточного тепла применяют перегретую воду с температурой 190 – 230 0 С, которая поступает в рубашку трубчатого реактора противотоком к этилену и к потоку реакционной массы. Применение высоких температур необходимо для предотвращения образования плёнки полимера на стенках труб. Для поддержания постоянного температурного режима в реакторе и обеспечения эффективного теплосъёма производится дополнительный ввод этилена и инициатора в различные зоны по длине реактора. Многозонный реактор более производителен, чем однозонный. Однозонный реактор при максимальной температуре реакции (300 0 С) обеспечивае 15 – 17 % превращения этилена за один проход. Двухзонный реактор достигает при этой же температуре 21 – 24 % превращения. В трёхзонном реакторе степень превращения увеличивается до 26 – 30 %. Производительность четырёхзонного аппарата по сравнению с трёхзонным увеличивается незначительно.

Для получения постоянных показателей свойств полиэтилена необходимо поддерживать температуру в реакторе по зонам на одном уровне.

Производительность реактора зависит от его размеров, поэтому в настоящее время применяются с различной длиной труб и диаметром. Для реакторов большой мощности длина труб достигает 1000 м и более.

Технологический процесс производства полиэтилена высокого давления в трубчатом реакторе состоит из следующих стадий:

· смешение свежего этилена с возвратным газом и кислородом,

· двухкаскадное сжатия газа,

· полимеризация этилена в конденсированной фазе (плотность этилена 400 – 500 кг/м 3),

· разделение полиэтилена высокого давления и непрореагировавшего этилена, поступающего в рецикл,

· грануляция полиэтилена.

Для окрашивания, стабилизации и наполнения в полиэтилен высокого давления вводят соответствующие добавки, после чего его расплавляют и гранулируют.

На рис.1. представлена принципиальная схема получения полиэтилена высокого давления в трубчатом реакторе непрерывным способом.

Из цеха газоразделения свежий этилен под давлением 0,8 - 1,1 МПа поступает в коллектор 1 и затем в смеситель 2 , в котором с возвратным этиленом никого давления. Далее в поток вводят кислород и смесь поступает в трёхступенчатый компрессор первого каскада 3 , где сжимается до 25 МПа. После каждой ступени сжатия этилен охлаждается в холодильниках, отделяется от смазки в сепараторах, а затем поступает в смеситель 4 , в котором смешивается с возвратным этиленом высокого давления из отделителя 7 . Затем смесь направляется в двухступенчатый компрессор 5 второго каскада, где сжимается до 245 МПа. После первой ступени сжатия этилен охлаждается в холодильнике, очищается от смазки в сепараторах, а после второй ступени при температуре около 70 0 С без охлаждения по трём вводам поступает в трубчатый реактор 6 на полимеризацию.

Polyethylene

Наша компания предлагает к поставке полиэтилен различных марок. Полиэтилен является мировым лидером среди полимерных материалов. Основными способами переработки полиэтилена являются экструзия, литье под давлением, выдувание, ротационное формование.

Спектр применения полиэтилена достаточно широк. Вы можете ознакомиться с характеристиками и областью применения полиэтилена и подобрать для своего производства необходимую марку:

Внимание новое поступление СВМПЭ и линейного полиэтилена!

Предлагаем к поставке Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) марки Lupolen UHM 5000 со средней молекулярной массой 5 млн. производства LyondellBasell.

Основные характеристики:
Высокая стойкость к истиранию, высокая ударная вязкость, низкий коэффициент трения, хорошая химическая стойкость и сопротивление растрескиванию при напряжении.

Область применения:
Lupolen хм 5000 используется для производства промышленных панелей и профилей. Материал выпускают в виде крупнозернистого натурального порошка.

Спецификация Lupolen UHM 5000 (PDF)

Так же предлагаем к поставке Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) различных марок. Линейный полиэтилен обладает хорошей пластичностью, гибкостью и прочностью. Положительные характеристики данного продукта позволяют использовать его для изготовления различных товаров бытового назначения и в промышленности.

Основные свойства линейного полиэтилена низкой плотности:
- хорошая эластичность материала;
- устойчивость к ударным нагрузкам;
- устойчивость к воздействию УФ;
- хорошая гидро – и пароизоляция;
- устойчивость к воздействию органических растворителей.

Марки полиэтилена и области применения

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

№ п/п	Марка	Производитель	ПТР	Область применения
№ п/п	Марка	Производитель	ПТР	Область применения	HDPE P-Y 342	Шуртанский ГХК (Узбекистан)	0,24-0,36	Для изготовления трубных изделий, листов, фитингов.
HDPE I-1561	Шуртанский ГХК (Узбекистан)	15	Для крупногабаритных изделий,тары,ящиков.
INPIPE 100	Киянлинский завод полимеров (Туркменистан)	0,3	Трубна экструзия, транспортировка воды и газа
Lupolen UHM 5000	LyondellBasell	-	Для производства промышленных панелей и профилей.
LLDPE118NJ	Sabic	1	Для изготовления мешков промышленного назначения, вкладышей,мусорных мешков, сельскохозяйственных пленок,стретч-пленок
LLDPE318BJ	Sabic	2,8	Для изготовления стретч-пленок высокой прочности
LLDPE LL22501AA	Иран	0,95
LLDPE LL0209AA	Иран	0,9	Для изготовления мешков и пленок промышленного и сельскохозяйственного назначения, пищевых пленок, пакетов.
HDPE 3840	Иран	4	Для изделий получаемых методом ротационного формования
ПВД 15313-003	Казаньоргсинтез	0,3
ПВД 15303-003	Томскнефтехим	0,3	Для изготовления мешков,фитингов,пленок, детских игрушек,в т.ч. для изделий фармацептической и пищевой промышленности.
ПВД 15813-020	Казаньоргсинтез	2	Для изготовления мешков,фитингов,пленок, детских игрушек,в т.ч. для изделий фармацептической и пищевой промышленности.
ПВД 15803-020	Уфаоргсинтез/Томскнефтехим/Салават	2	Для изготовления мешков,фитингов,пленок, детских игрушек,в т.ч. для изделий фармацептической и пищевой промышленности.
ПНД 273-83	Казаньоргсинтез, Лукойл	0,4-0,65	Для изделий технического и бытового назначения, изделия контактирующие с пищевыми продуктами, игрушки.
ПНД 293-285(Д)	Казаньоргсинтез	0,4-0,7	Для изготовления пленки, в т.ч. для упаковки холодных пищевых продкутов.
ПЭ2НТ 22-12	Казаньоргсинтез	6,0-9,0	Для изделий бытового и хозяйственного назначения, изготавливаемх методом литьевого формования.
ПЭ2НТ 76-17	Казаньоргсинтез	2,3-3,3	Для изделий технического и бытового назначения, изготвливаемых методом экструзионно-раздувного формования.
ПЭ2НТ 11-9	Казаньоргсинтез	0,1	Для иготовления труб и соединительных деталей, в т.ч. числе напорных труб для питьевого холодного водоснабжения.