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Herstellung von Polyethylen

Technische Synthese von HDPE - Lösungsverfahren

Damit das Polymer in Lösung bleibt, erfordert das so genannte Lösungsverfahren eine höhere Temperatur als die beiden anderen Verfahren. Als Lösemittel wird Hexan verwendet. Der Katalysator ist allerdings in den meisten Fällen nicht wirklich gelöst, sondern fein dispergiert. Katalysatoren mit Cyclopentadienyl-Liganden am Titan oder mit Vanadium als Übergangsmetall sind dagegen löslich. Der Katalysator wird aus seinen Komponenten in situ hergestellt. Die Reaktoren sind relativ klein, und die Wärmeabfuhr erfolgt über Tiefkühlung des Zulaufs.

Der Prozess besitzt folgende Vorteile:

Die Molmassenverteilung ist besser kontrollierbar als beim Slurry-Verfahren, ebenso die Prozessvariablen. Diese sind außerdem besser automatisierbar. Es ist eine direkte Viskositätsmessung möglich und daher findet eine direkte Kontrolle der Molmasse statt. Die hohen Temperaturen führen zu hohen Reaktionsgeschwindigkeiten und deshalb zu hoher Katalysatoreffizienz und kürzerer Verweilzeit (T = 140-150 °C). Das Verfahren erfordert hohe Drücke und damit dickere Reaktorwände und somit teurere Reaktoren. Allerdings führen die hohen Reaktionsgeschwindigkeiten zu einer hohen Produktivität pro Reaktorvolumen (Raum-Zeit-Ausbeute = ca. 1,0 kg L-1 h-1 bei 130 °C). Das Verfahren eignet sich gut für Spritzgussgranulate, bei denen niedrige Molmassen und eine schmale Molmassenverteilung erforderlich sind. Für die Extrusion und das Blasen ist es allerdings ungeeignet (hier werden hohe Molmassen benötigt).

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