Modeling and mode of operation for The Production of High Density Polyethylene Using Aspen-Plus

Abstract

Abstract The continuous increase in poly ethylene high density demand necessities the study of the best method of production . ASPEN Plus software is utilized for a better understanding of models, procedures associated with producing polymer . And also conducted by varying operating parameters to find out how they affect Ziegler –Natta throughout the process. We present the development of steady-state and modes of operation for a HDPE solution process in addition an investigation on the effect of n-hexane and hydrogen flow rate and ZN ratios of the feed . In batch production the target low molecular weight polymer time was set below 12 hr. also observe that the MWN has reached high values, while the time increased. Change of the ratios n-hexane to (0.9 ) ,TEA (0.05) and ZN (0.05) , in FEED2 and change to n-hexane to (0.59 ) and TEA to (0.1) and ZN (0.1) and change of n-hexane to (0.4 ) and TEA to(0.15)and ZN (0.15),the ratio of ZN increased ,the molecular weight of HDPE decreased . Increase in Hydrogen has resulted in a decrease in MWN and MWW of HDPE while an increase of n-hexane has resulted in an increased MWW and MWN of HDPE, The MWN and MWW has reached low values, while the hydrogen flow rate increased . Temperature influence the MWN, MWW into 200 CO over these temperature the change is constant. a drastic decrease in MWN of the polymer with temperature over wide rang till 200 Co. However ,a slight decrease in MWN of the polymer is also recorded with temperutre . And no influence of pressure on the molecular weight of polymer over wide range of pressure (0 - 300 bar) . A drastic decrease in the MWW and MWN with pressure is observed above 300 bar. Continuous process is better to produced high molecular weight yield and Batch process is more appropriate process if we want to produce low molecular weight, continuous process can be produced both low or high molecular weight .

المستخلص مع الزيادة المستمرة في الطلب على بولي ايثلين عالي الكثافة ((HDPE فقد أصبح من الضروري دراسة أفضل طريقة للإنتاج. فإن استخدام برمجيات ( (ASPEN Plusيفيد في فهم أفضل النماذج، والإجراءات المرتبطة بإنتاج البوليمر. كما تم الإجراء عن طريق متغيرات التشغيل المختلفة لمعرفة ما مدى تاثير زيجلر –ناتا العمليه. فقد قدمنا تطوير الحالة المستقرة وانماط التشغيل لعملية محلول البولي اثيلين عالي الكثافة (HDPE) بالإضافة إلى التحقق علي تأثير معدل تدفق الهيدروجين والهكسان العادي والتغير في نسبه زيجلر ناتا Ziegler –Natta ) ( فى التغذية علي صفات البوليمر . في الانتاج الدفعي يتطلب ضبط الزمن المستهدف للوزن الجزيئي ما دون 12 ساعة, كما يلاحظ أن متوسط عدد الوزن الجزيئي للبوليمر يصل إلى قيم مرتفعة كلما زاد الوقت.

يؤدي تغيير نسب الهيكسان العادي إلى (0.9) ، ( و الايثلين ( (0.05) (Ziegler –Natta) 0.05)) ، في التغذية 2 وتغيير الهيكسان العادي (0.59) و الايثلين (0.1) و( Ziegler –Natta) (0.1) وتغيير الهكسان العادي الى (0.4) وتغير( (Ziegler –Natta (0.15) كل ما زادت نسبة Ziegler –Natta يقل الوزن الجزيئي للبولي إيثلين عالي الكثافة. تؤدي الزيادة في معدل تدفق الهيدروجين إلى انخفاض في عدد الوزن الجزيئي و معدل الوزن اللجزيئي للبولي ايثلين عالي الكثافة ، بينما تؤدي الزيادة في معدل تدفق الهكسان إلى زيادة في المعدل العددى والوزني للوزن للجزيئي للبولي ايثلين عالي الكثافة وقد يصل إلى قيم منخفضة كل ما زداد معدل تدفق الهيدروجين. تؤثر درجة الحرارة على المعدل العددى و الوزنى للوزن الجزيئي للبولي ايثلين عالي الكثافة إلى 200 درجة مئوية ، فإذا زادت عن ذلك ، سيكون التغيير ثابت. بالإضافة إلى ذلك فإن إنخفاض طفيف في معدل عدد الوزن الجزيئي للبوليمر قد سجلت مع درجة الحرارة.

لا تأثير للضغط على الوزن الجزيئي للبوليمر على نطاق واسع من الضغط ما بين (0 - 300 بار). وقد لوحظ إنخفاض حاد في المعدل العددى للوزن للجزيئي للبولى ايثلين عالي الكثافة فوق 300 بار. تعتبر العملية المستمرة هي الأفضل لإنتاج وزن جزيئي عالي وتعتبر العمليه الدفعيه أكثر ملاءمة، إذا أردنا إنتاج وزن جزيئي منخفض. يمكن للعملية المستمرة أن تنتج كلا من الوزن الجزيئي العالي والمنخفض.