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폴리에틸렌(Polyethylene) 산업의 현황과 전망
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폴리에틸렌(Polyethylene) 산업의 현황과 전망
I. HDPE
1. HDPE란
HDPE란 분지가 적고 결정성이 높은 밀도 0.95 이상의 폴리에틸렌. 약어 HDPE. 경도, 기계적 강도, 내열성 등이 우수하나 가공성 등은 약간 열악하다. 공업적 제법에는 알킬알루미늄-할로겐화 티탄을 촉매로 하는 저압법(치글러 법)과 실리카-알루미나-크로미아 촉매에 의한 중압법(필립스 법)이 있다.
2. HDPE 제조공정
고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 제조공정은 다음과 같이 크게 4가지로 구분되며, 국내에서는 Slurry Loop에 의한 방법과 Slurry CSTR에 의한 방법으로 주로 제조하고 있다.
1) Slurry Loop에 의한 HDPE 제조공정(중압법)
중합은 Loop 반응기에서 희석제(Diluent)로 이소부탄을 사용하여 110℃, 4.2MPa에서 이루어진다. 반응기 유출물을 감압시켜 이소부탄과 분리시킨다. 승온된 이소부탄 증기를 반응 유출물과 혼합시킴으로써 필요한 열이 공급된다. 얻은 고분자는 펠렛형으로 만든다.
2) Slurry CSTR에 의한 HDPE 제조공정(저압법)
중합은 반응열 제거를 위해 재킷과 코일이 설치되어있는 대규모 교반 반응기에서 진행된다. 반응기에는 에틸렌과 희석제, 공단량체(Comonomer)로 이용되는 프로필렌, 분자량 조절제(Telomer)로 사용되는 수소, 촉매 등을 주입시키는데 중합은 85~90℃, 0.4~1.2MPa에서 이루어진다. 에틸렌 전환율은 98%이다.
3) Solution CSTR에 의한 HDPE 제조공정
Ziegler 촉매용액은 디부틸마그네슘, 에틸알루미늄, Sesquichloride, 그리고 3염화티타늄 용액과는 별도로 반응기에 주입된다. 에틸렌과 프로필렌 공단량체는 헥산 중 에 흡수된 후 냉각되어(이때 중합열이 흡수된다) 약 150℃, 3.5MPa에서 단열 조업되는 반응기에 도입된다. 고분자 용액은 계속적으로 배출시켜 연속적인 두 플래쉬 단계를 통과시킨다.
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2016.05.13
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