MarTECH™ ADL (advanced dual loop) technology 공정 이해

 

PE loop slurry MarTECH기술인 ADL은 Advanced Dual Loop의 약자로, 폴리에틸렌(PE) 생산에 사용되는 고급 기술로서 이 기술은 두 개의 연속적인 루프 챔버를 사용하여 고부가 가치 폴리에틸렌 제품을 생산할 수 있도록 설계되었다.

 

 

저비용, 고효율, 다양한 포트폴리오의 PE 요구사항을 만족할 수 있는 공정은 아래와 같다.

 

conventional type인 SL (Single Loop)에 비해 double loop인 ADL (Advanced Dual Loop or Advanced Double Loop)이 갖는 장점에 대해서 간단히 알아 보고자 한다.

 

 

두 개의 분자량 분포를 갖는 bimodal PE resin 생산을 위한 MarTECH® loop slurry process는 지속적인 개발에 의해 현재는 많은 end user에서 채용하고 있는 기술이 되었다.

Schematic Process Flow Diagram for Chevron Phillips Single Loop Slurry Process https://is.gd/GMDxMv

 

MarTECH® loop slurry process는1961년도에 도입되어 single loop (SL) reactor내에서 unimodal product를 생산하였다. slurry polymerization은 135도 이하의 inert solvent 및 촉매 존재하에서 액상반응이 진행되며 loop reactor내에서 에틸렌과 alpha-olefin이 순환을 하면서 polymer를 생성한다.

 

 

이 과정에서 발열반응이 진행됨에 따른 열을 제거하기 위해 inert solvent가 열을 흡수하며 여기에 추가하여 cooling jacket도 열을 제거한다.

 

 

slurry내 생성된 polymer농도는 25%wt 정도이며 settling leg내에서 polymer는 60wt%로 농축이 되어 연속적으로 제거되며 solvent는 hot flashing에 의해 회수가 된다. 그리고 polymer는 건조 및 pelletized되며 ethylene의 PE로의 전환은 95~98%로서 매우 높다.

Single Loop reactor of the MarTECH® SL process for creating unimodal products

 

 

 

이 기술은 Chevron Phillips Chemical과 Total Petrochemical의 collaboration에 의한 결과로 PE 100 pipe grades, Extreme Resistance to Crack (XRC) initiation pipe grades, bimodal films, enhanced bimodal blow molding resin과 같은 unique bimodal dual loop product를 생산할 수 있다.

 

장점으로는 저비용, 특화된 촉매 그리고 다양한 범위의 제품 생산이 가능하다. 투자비용 측면에서도 다른 경쟁 기술에 비해 공정이 더 간단함에 의해 투자비용 외에 공사기간도 짧고 상대적으로 운전비용도 낮으며 운전의 신뢰도 또한 높다.

 

 

MarTECH® loop slurry process는 효율도 높고 공정이 간단하여 rotating equipment개수가 적어서 투자비 및 운전비를 낮추어 trouble free 운전이 가능하다. on stream factor가 98%이상이며, 반응기 내 온도를 좁은 범위내에서 유지하도록 효율적으로 열을 제거하여 다른 경쟁 공정에서 자주 발생하는 불규칙한 반응기 온도로 인한 chunk등이 생성되지 않는다. 최적의 촉매 및 공정 설계로 인해 resin 제품의 전이가 다른 경쟁 공정에 비해 매우 빠르다.

 

 

또한 MarTECH® loop slurry process에서는 다양한 촉매를 적용하여 넓은 범위의 PE를 생산하며 이 공정을 통해 만들어진 PE resin은 전세계 HDPE의 20%이상을 차지한다. 메탈로젠 촉매를 포함한 다양한 촉매들에 대해 적용이 가능하여 넓은 범위의 resin slate생산이 가능하다.

 

 

MarTECH® ADL slurry process technology 공정은 2종류의 촉매와 2개의 연속적인 loop reactor가 배열되어 다양한 spec의 고부가가치의 제품을 만들며 mPE (Metallocene Polyethylene)와 HDPE를 만들 수 있다. 다른 grade의 제품을 만들기 위해 24시간내에 촉매 교체가 가능하여 grade 전환을 위한 switching이 빠른 시간내에 이루어진다.

 

기존에는 생산하는 제품 종류가 바뀔 때마다 공정을 멈추고 원료를 투입해야 했지만 ADL 공법으로 두 가지 제품을 병행 생산할 수 있다. 다양한 제품을 이른 시일 안에 생산하여 시장의 수요에 탄력적으로 대응할 수 있다. 파이프, 연료탱크 소재 등으로 주로 사용되는 고기능성 mPE 와 고기능 파이프용 HDPE 등 다양한 스펙의 고부가 제품을 생산할 수 있다

 

 

ASL (Advanced Single Loop with a single-loop reactor)을 통해 basic product를 생산하고, ADL (Advanced Dual Loop with a double-loop reactor)을 통해 basic뿐만 아니라 premium product도 생산할 수 있다.

Chevron Phillips Chemical technology and operation

Chevron Phillips Chemical technology and operation

 

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