Polyethyleen

De geschiedenis van polyethyleen

In het begin van de jaren vijftig kwam de commerciële doorbraak in de productie van polyethyleen met de ontwikkeling van het Ziegler-Natta-katalysatorproces, dat gebruikmaakt van op titanium gebaseerde katalysatoren om productie bij reactiedruk mogelijk te maken en uiteindelijk de reactietemperatuur te verlagen tot normale druk en kamertemperatuur. Voor deze uitvinding ontvingen Karl Ziegler en Giulio Natta in 1963 de Nobelprijs voor Scheikunde van de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen.
Van 1943 tot 1969 was Ziegler directeur van het Max Planck Instituut voor Kolenonderzoek, opgericht in 1912, in Mülheim an der Ruhr, Duitsland, op ongeveer 5 km afstand van SIEBTECHNIK TEMA GmbH, dat sinds 1922 op deze locatie centrifuges produceert.

De toekomst is duurzaam

Tot nu toe zijn aardgas en ruwe olie de grondstoffen voor bijvoorbeeld polyethyleenderivaten.

Kunststoffen

Al deze toepassingen veroorzaken onder andere koolstofemissies tijdens de productie, het gebruik en/of het einde van de levensduur van deze producten. Daarom moeten koolstofneutrale vervangingsmiddelen voor fossiele brandstoffen worden gebruikt om de algemene doelstelling van netto nul koolstofemissies te bereiken.

In de nabije toekomst zal de industrie overschakelen op duurzame grondstoffen voor de chemische industrie, zoals synthetisch ethyleen. Hier zijn al specifieke power-to-chemicals-processen in gebruik, bijvoorbeeld het omzetten van CO₂ uit biogas en groene waterstof (H₂) in methanol met behulp van hernieuwbare energie. Deze methanol kan katalytisch worden omgezet in synthetisch ethyleen met behulp van het Methanol-To-Olefins (MTO)-proces.

Illustratief synthetisch productieproces

Van ethyleen naar polyethyleen

De katalysatorfamilies op basis van Ziegler- en metallocenkatalysatoren hebben bewezen zeer flexibel te zijn bij de copolymerisatie van ethyleen met andere olefinen en vormen de basis voor het brede scala aan polyethyleenharsen dat tegenwoordig verkrijgbaar is.

Afhankelijk van het proces kunnen verschillende soorten PE met verschillende eigenschappen worden geproduceerd. Ze worden ingedeeld op basis van hun dichtheid, molecuulgewicht en vertakkingsstructuur. Dit leidt tot verschillende soorten polyethyleen, zoals hogedichtheidpolyethyleen (PE-HD of HDPE), lineair lagedichtheidpolyethyleen (PE-LLD of LLDPE) en lagedichtheidpolyethyleen (PE-LD of LDPE).

De industrie introduceerde oplossingsprocessen, gasfase-processen en slurry-processen om de specifieke eigenschappen van HDPE te verbeteren en creëerde een groeiende verscheidenheid aan HDPE.

Waarvoor worden centrifuges gebruikt?

Hogedichtheidpolyethyleen (PE-HD of HDPE)

Direct na de uitvinding van het proces en de eerste toepassing ervan in de industriële productie leverde SIEBTECHNIK TEMA in de jaren zestig de eerste decantercentrifuges voor de vast-vloeistofscheiding van HDPE. De continu werkende decanteercentrifuges van SIEBTECHNIK TEMA worden gebruikt in de slurry-HDPE-processen waarbij vaste HDPE-deeltjes na meerdere reactiestappen worden gescheiden van hexaan of pentaan.

De huidige suspensieprocessen met meerdere reactoren maken de productie van een breed scala aan HDPE-derivaten mogelijk.

HDPE-proces

Wereldwijd worden processen toegepast met een meertrapsreactorcascade met Ziegler-katalysatoren, die de multimodale molecuulgewichtverdeling afstemmen op de vereisten van elke HDPE-kwaliteit.

De grote vraag naar HDPE in de industrie en bij particuliere huishoudens vereist tegenwoordig grote productie-installaties die jaarlijks enkele honderdduizenden tonnen HDPE produceren met decanteertrommels van SIEBTECHNIK TEMA.

De trend gaat duidelijk in de richting van grote decanters, die SIEBTECHNIK TEMA aanzienlijk verder heeft ontwikkeld, zodat ze vele jaren onderhoudsarm en met hoge prestaties kunnen functioneren in het gasdichte proces.
Naast de uitstekende scheidingsresultaten waarderen onze klanten de flexibiliteit van onze decantercentrifuges, zelfs voor moeilijke HDPE-producten met een zeer hoog wasgehalte bij extreem hoge doorvoercapaciteiten van vaste stoffen.
Er bestaan nog tal van andere productieprocessen waarbij slurry wordt gebruikt.

Recycling van HDPE

Nieuwe recyclingprocessen die HDPE scheiden van composietmateriaal en het verwerken tot granulaat met behulp van CONTURBEX filtercentrifuges van SIEBTECHNIK TEMA..