مقدمة عن أهم تقنيات إنتاج البولي إيثيلين في العالم

(1) يمكن لخط إنتاج تقنية Spherilene التابعة لشركة بازل أن ينتج البولي إيثيلين خطيًا، بدءًا من البولي إيثيلين ذو الكثافة المنخفضة جدًا (ULDPE) وصولًا إلى LLDPE، كما يمكنه أيضًا إنتاج HDPE وغيره. يتم استخدام محفزات التيتانيوم من نوع زيجلر-ناتا، بالإضافة إلى تقنية Spherilene في المرحلة الغازية. في وجود الهيدروكربونات الخاملة الخفيفة، يتم أولاً تحضير المحفز والمواد الخام عبر البوليمرة الداخلية، ثم تحدث عملية البوليمرة الداخلية في ظروف معتدلة. يدخل السائل إلى أول مفاعل تفاعل غازي، حيث يتم تبريده باستخدام مبرد دورة الغاز، ثم ينتقل إلى المفاعلين التفاعليين الغازيين الآخرين. تتراوح كثافة المنتجات المنتجة من ULDPE (أقل من 900 كجم/م³) إلى HDPE (أكثر من 960 كجم/م³)، بينما تتراوح سرعة تدفق السائل المنصهر (MFR) من 0.01 إلى 100. نظرًا لاستخدام مفاعلين للتفاعل في الحالة الغازية، يمكن إنتاج بوليمرات ذات قمتين وبوليمرات خاصة. منذ طرح عملية سبيريلين في السوق عام 1992، أصبحت الآن تمتلك قدرة إنتاجية تبلغ 1.8 مليون طن/سنويًا. تم تشغيل ست وحدات إنتاجية (وحدة واحدة في الولايات المتحدة، ووحدتان في كوريا الجنوبية، ووحدتان في البرازيل، ووحدة واحدة في الهند)، وهناك وحدتان أخريان قيد الإنشاء (واحدة في الهند والأخرى في إيران). وتتراوح القدرة الإنتاجية لكل خط من 100 ألف طن سنويًا إلى 300 ألف طن سنويًا. حالياً، لا توجد في الصين منشآت لإنتاج هذه التقنية.

(2) عملية باستار التابعة لشركة باينورد كيميكالز: يمكن لعملية باستار لإنتاج البولي إيثيلين أن تنتج نوعي LLDPE وMDPE (البولي إيثيلين ذو الكثافة المتوسطة) وHDPE، سواء كانت هذه النوعيات ذات قمم مزدوجة أو قمة واحدة. يتم استخدام دوائر متسلسلة، ومفاعل بطريقة الضغط المنخفض في الطور الغازي. كثافة الـ PE تتراوح بين 918-970 كجم/م³، ومؤشر الذوبان يتراوح بين 0.1-100. يتم استخدام محفز Z-N أو محفز SSC (مركز نشاط واحد). يتم خلط المحفز مع مادة التخفيف البروبانية وإدخالهما إلى مفاعل البوليمرة المسبقة المدمج، في نفس الوقت يتم إدخال المحفزات المشتركة والإيثيلين وأحاديات البوليمرة والهيدروجين. يُدخل المعجون المتبلمر مسبقًا إلى مفاعل الحلقة الثاني الأكبر، حيث يعمل تحت ظروف فوق الحرجة (75-100 درجة مئوية، 5.5-6.5 ميجا باسكال). يمكن إنتاج منتجات ذات قمتين. يتم إرسال البوليمر بعد عملية التبخير إلى مفاعل التفاعل الغازي ذو السرير المتدفق، ولا حاجة لإضافة محفزات جديدة، وبذلك يمكن الحصول على بوليمر متجانس. أما ظروف التفاعل في الحالة الغازية فهي: 75–100 درجة مئوية، وضغط 2.0 ميجا باسكال. تم تشغيل أول وحدة صناعية في عام 1995 في فنلندا، بينما تم تشغيل خطي الإنتاج اللذين بُنيا في أبوظبي (بطاقة إنتاجية 450 ألف طن/سنة من المنتجات ذات الوزن الجزيئي المزدوج) في النصف الثاني من عام 2001. تم أيضًا بناء المجموعة الخامسة التي تبلغ طاقتها 250 ألف طن سنويًا (المجموعة الثانية من نوع دوبل بيك) في شركة شانغهاي للبتروكيماويات في الصين، وأصبحت أكبر محطة لإنتاج البولي إيثيلين في الصين. ويمكن أن تصل الطاقة الإنتاجية القصوى لهذه المحطة إلى 300 ألف طن سنويًا.

(3) يمكن لعملية إنوفين بالطور الغازي من شركة BP أن تنتج منتجات الـ LLDPE والـ HDPE، باستخدام محفزات قائمة على التيتانيوم أو الكروم أو الميتالوسين من نوع Z-N. يمكن للمحفزات الكرومية إنتاج منتجات ذات توزيع وزني واسع، بينما تنتج محفزات زيغلر-ناتا منتجات ذات توزيع وزني ضيق. ظروف تشغيل مفاعل الطبقة السريرية معتدلة، وهي 75-100 درجة مئوية و2.0 ميجا باسكال. يمكن استخدام البيوتين أو الإيثين كوحدات تشارك في عملية التكثيف. هناك 30 خط إنتاج قيد التشغيل، أو قيد التصميم، أو قيد الإنشاء. يتراوح الحد الأقصى للطاقة الإنتاجية بين 50 ألف و350 ألف طن في السنة. تعمل شركة تيكنيب بالتعاون مع شركة BP على تطبيق تقنية Innovene الخاصة بشركة BP في إنتاج البولي إيثيلين، وذلك في أوروبا والاتحاد السوفيتي السابق وأمريكا الجنوبية والصين وماليزيا. تجاوزت قدرة شركة BP في إنتاج PE من خلال مشروع InnovenePE 8 ملايين طن سنويًا، ويشمل ذلك مصانع إنتاج PE في بندر عباس في إيران، وجرانجرموس في اسكتلندا، وميلاك في إندونيسيا، وكيلتيخ في ماليزيا. كما تم استخدام تقنية Innovene في التوسعة الثانية لمنشأة إنتاج LLDPE/HDPE التابعة لشركة دوشانزي للبتروكيماويات في الصين، حيث ارتفعت الطاقة الإنتاجية من 120 ألف طن سنويًا إلى 200 ألف طن سنويًا. سيتم استخدام هذه التقنية في إنتاج 600 ألف طن من البولي إيثيلين الذي ستنشئه شركة سايكو.

(4) تستخدم عملية التفاعل الأنبوبي والحوضي لشركة إكسون موبيل عملية الجذور الحرة عالية الضغط لإنتاج البوليمر الأحادي للبوليإيثيلين منخفض الكثافة ومركب الإيثيلين-أسيتات الفينيل (EVA). يتم استخدام مفاعلات أنبوبية ضخمة (بسعة تتراوح بين 130 ألف و350 ألف طن في السنة)، بالإضافة إلى مفاعلات خزانية مع تحريك المحتويات داخلها (بسعة حوالي 100 ألف طن في السنة). يصل ضغط التشغيل في المفاعلات الأنبوبية إلى 300 ميجا باسكال، بينما يكون أقل من 200 ميجا باسكال في المفاعلات الخزانية. ميزة العملية ذات الضغط العالي هي تقليل وقت البقاء، حيث يمكن لنفس المفاعل التحول من إنتاج البوليمرات المنفردة إلى إنتاج البوليمرات المشتركة. يتراوح كثافة البوليمر المتجانس بين 912 و935 كجم/م³، أما مؤشر الذوبان فيتراوح بين 0.2 و150. يمكن أن تصل نسبة حمض الفينيل أسيتات إلى 30%. معدل استهلاك المواد والطاقة لإنتاج كل طن من البوليمر هو: 1.008 طن من الإيثيلين، و800 كيلوواط/ساعة من الطاقة الكهربائية، و0.35 طن من البخار، و5 متر مكعب من النيتروجين. تم تشغيل 23 مفاعلًا من نوع الضغط العالي، بسعة إنتاجية تبلغ 1.7 مليون طن سنويًا. إنتاج البوليمرات المونومرية وأنواع مختلفة من البوليمرات المشتركة. يستخدم مصنع LDPE الجديد في جبل يانشان، الذي تبلغ طاقته الإنتاجية 200 ألف طن سنويًا، تقنية الأنابيب التي تمتلكها هذه الشركة.

(5) يمكن لعملية CX بطريقة الرواسب تحت الضغط المنخفض التي تستخدمها شركة ميتسوي للكيماويات أن تنتج الـ HDPE والـ MDPE. يمكنه إنتاج منتجات ذات توزيع وزن جزيئي ثنائي القمة. يدخل الإيثيلين والهيدروجين والمونومرات المشتركة والمحفزات ذات النشاط الفائق إلى المفاعل، حيث تحدث عملية التكثيف في حالة سائلة. يمكن لنظام التحكم الآلي في خصائص البوليمر أن يتحكم بفعالية في جودة المنتج، كما أنه لا حاجة إلى إزالة المحفزات ذات النشاط الفائق من المنتج. يمكن إعادة 90% من المذيبات التي يتم فصلها من السائل إلى المفاعل مباشرة، دون الحاجة إلى أي معالجة. يمكن إنتاج منتجات ذات توزيع ضيق أو واسع للوزن الجزيئي، بكثافة تتراوح بين 930-970 كجم/م³ ومؤشر انصهار يتراوح بين 0.01-50. معدل استهلاك المواد والطاقة لإنتاج كل طن من المنتج هو كالتالي: إيثيلين والمونومرات المشتركة 1010 كجم، الطاقة الكهربائية 305 كيلوواط/ساعة، البخار 340 كجم، ماء التبريد 190 طنًا، النيتروجين 30 مترًا مكعبًا. تم تشغيل 35 خط إنتاج أو يجري بناؤها، بإجمالي قدرة تبلغ 3.6 مليون طن سنويًا. في الوقت الحالي، توجد في البلاد مصانع تستخدم هذه التقنية، وأهمها مصنع داتشينغ الذي يبلغ إنتاجه 220 ألف طن، ومصانع يانغزي ويانشان التي يبلغ إنتاج كل منهما 140 ألف طن، بالإضافة إلى مصنع لانتشو الذي يبلغ إنتاجه 70 ألف طن.

(6) عملية المفاعل ذو الدائرتين LPE لشركة شيفرون-فيليبس، حيث يتم إنتاج البولي إيثيلين الخطي (LPE) باستخدام خط إنتاج عملية LPE التابع لشركة فيليبس للبترول. يتم البلمرة باستخدام محفزات ذات نشاط عالٍ جداً في مفاعل الدورة وفي محلول الإيزوبيوتان. يمكن التحكم في مؤشر الذوبان للمنتج وتوزيع الوزن الجزيئي من خلال المحفزات وظروف التشغيل والهيدروجين. يمكن استخدام الوحدات المشتركة مثل البيوتين-1، والهكسين-1، والأوكتين-1 وغيرها. يؤدي العامل الحفاز عالي النشاط إلى عدم الحاجة إلى إزالته، ولا يتكون أي بارافين أو منتجات ثانوية أخرى أثناء التبلمر، **مما يقلل من التلوث البيئي الناتج عن الانبعاثات.** يدخل الإيثيلين والإيزوبيوتان والمونومرات المشتركة والمحفزات بشكل مستمر إلى المفاعل، حيث تحدث التفاعلات عند درجة حرارة أقل من 100 درجة مئوية وضغط يبلغ حوالي 4.0 ميجا باسكال، ويستغرق وقت البقاء في المفاعل حوالي ساعة واحدة. تزيد نسبة تحويل الإيثيلين في الاتجاه الواحد عن 97%. معدل استهلاك المواد والطاقة لإنتاج كل طن من المنتجات هو كالتالي: 1.007 طن من الإيثيلين، ومبلغ يتراوح بين 2 إلى 10 دولارات للمحفزات والمواد الكيميائية (حسب نوع المنتج)، بالإضافة إلى 350 كيلوواط/ساعة من الطاقة الكهربائية، و0.25 طن من البخار، و185 طنًا من الماء المستخدم في التبريد، و30 مترًا مكعبًا من النيتروجين. تم تشغيل وبناء 82 خط إنتاج، وهو ما يمثل 34% من القدرة العالمية في مجال الـPE. يستخدم مصنع شركة شانغهاي جينفي البالغ طاقته 135 ألف طن هذه التقنية. قد تستخدم المنشأة الجديدة في ماومينغ، التي تبلغ طاقتها الإنتاجية 350 ألف طن سنويًا، هذه التقنية أيضًا.

7) عملية يونيبول بالطور الغازي عند ضغط منخفض من شركة يونيفيشن تكنولوجيز: تُستخدم لإنتاج الـ LLDPE والـ HDPE باستخدام عملية يونيبول للبوليإيثيلين عند ضغط منخفض. يتم استخدام محفزات على شكل معجون، بالإضافة إلى مفاعلات في الطور الغازي ومفاعلات ذات سرير متدفق. يمكن استخدام محفزات الميتالوسين التقليدية دون الحاجة إلى خطوة إزالة المحفز. تكاليف الاستثمار والتشغيل منخفضة، كما أنها تسبب تلوثًا بيئيًا أقل. يدخل الإيثيلين والمونومرات المشتركة والعامل المحفز إلى مفاعل الفراش المتحرك، وتكون ظروف التشغيل حوالي 100 درجة مئوية و2.5 ميجا باسكال. كثافة المنتج تتراوح بين 915 و970 كجم/م³، أما مؤشر الذوبان فيتراوح بين 0.1 و200. يمكن ضبط توزيع الوزن الجزيئي الضيق أو الواسع حسب نوع المحفز. تم تشغيل أو بناء 89 خط إنتاج. يمكن أن تصل القدرة لخط واحد إلى 40 ألفًا إلى 450 ألف طن في السنة. في الوقت الحالي، هناك العديد من الأجهزة التي تستخدم هذه التقنية في البلاد، ومن أبرزها تلك الموجودة في ماومينغ، وجيهوا، ويانغزي، وتيانجين، وتشونغيوان، وقوانغتشو، وداتشينغ، وتشيلو.

(8) عملية COMPACT لشركة Stamicarbon: تستخدم هذه العملية محفزات من نوع Z-N متقدمة، بالإضافة إلى تقنية COMPACT Solution، لإنتاج البولي إيثيلين بكثافة تتراوح بين 900 و970 كجم/م³. يتم استخدام مفاعل من نوع الخلاط، ودرجة حرارة التكثيف هي 200 درجة مئوية. يُستخدم الهيدروجين للتحكم في وزن جزيئات البوليمر. لا حاجة لخطوة إزالة المحفز. معدل استهلاك المواد والطاقة لإنتاج كل طن من المنتج هو كالتالي: إيثيلين والمونومرات المشتركة 1.016 طن، الطاقة الكهربائية 500 كيلوواط/ساعة، البخار 400 كجم، ماء التبريد 230 مترًا مكعبًا، بخار منخفض الضغط (الناتج) 330 كجم. هناك 5 وحدات قيد العمل، بإجمالي طاقة إنتاجية تبلغ 650 ألف طن سنويًا.

(9) عملية هوستالين في شركة بازل للبوليأوليفينات: تنتج عملية هوستالين التي تستخدم مفاعلات التقليب البوليإيثيلين عالي الكثافة. يتم إجراء تجميع العجينة باستخدام مفاعلين متوازيين أو متسلسلين. معدل استهلاك المواد والطاقة لإنتاج كل طن من المنتج هو كالتالي: إيثيلين والمونومرات المشتركة 1.015 طن، بخار 400 كجم، كهرباء 350 كيلوواط/ساعة، مياه تبريد 165 مترًا مكعبًا. هناك 31 خط إنتاج قيد التشغيل أو في مرحلة التصميم، بقدرة إنتاجية تقارب 3.4 مليون طن سنويًا. حاليًا، الجهة الوحيدة في البلاد التي تستخدم هذه التقنية هي شركة لياوهوا، وقدرتها الإنتاجية 40 ألف طن فقط. يمكن لهذه التقنية حاليًا تحقيق أقصى قدرة إنتاجية لخط واحد تبلغ 350 ألف طن سنويًا، ويمكنها إنتاج جميع المنتجات تقريبًا بما في ذلك المنتجات ذات القمتين.

لا توجد محفزات من نوع اللولب، بل فقط محفزات من نوع الكروم. بالإضافة إلى طريقة الفاز، وطريقة هوستالين، فإن بازل تستخدم أيضًا طرقًا لإنتاج البولي إيثيلين عالي الضغط باستخدام أنابيب أو خزانات، وهذه الطرق أكثر شهرة من طريقة الفاز. عملية LPE للمفاعل ذو الدائرتين في شركة شيفرون-فيليبس. . شركة شيفرون فيليبس تستخدم في الواقع مادة HDPE، وليس LPE. يمكن استخدام مونومرات مشتركة مثل البيوتين-1 والهكسين-1 والأوكتين-1، لكن المونومر الوحيد المستخدم هو الهكسين-1. بالإضافة إلى ذلك، فإن مصانع ماومينغ قد بدأت العمل منذ 10 سنوات، لذا فإن البيانات التي لديك قديمة جدًا، كما أن نطاق درجات الحرارة المستخدمة في العملية قديم أيضًا. :يتم إنتاج HDPE باستخدام تقنية Hostalen في خلاطات الخلط. يتم إجراء تجميع العجينة باستخدام مفاعلين متوازيين أو متسلسلين. كيف يمكن توصيل ثلاثة مفاعلات ببعضها البعض؟ وفي الداخل، لا يوجد فقط مصنع لياوهوا الذي ينتج 40 ألف طن سنويًا، بل هناك أيضًا مصنع جيهوا ومصنع بينغتشو للبتروكيماويات. لا يمكن اعتبار عملية COMPACT التابعة لشركة Stamicarbon عملية رئيسية على الإطلاق، فهي غير شائعة إلى حد كبير… بل إنها أقل جودة من منتجات شركة Ineos. في الواقع، هذا الشرح مربك للغاية. يمكن تقسيم العمليات إلى فئتين رئيسيتين: بولي إيثيلين عالي الضغط/إيفا: أنواعها أنابيب وخزانات؛ بولي إيثيلين منخفض الضغط: أنواعه سرير تدفق، أنابيب دائرية، خزانات، أو يمكن تقسيمه أيضًا إلى بولي إيثيلين خطي وبولي إيثيلين عالي الكثافة