Polyéthylène - Mise au point de techniques analytiques sur Catalyseurs et Prépolymères au Chrome

Situation du sujet Les sujets de mon stage étaient: - Mise au point d'une méthode de dosage de l'aluminium dans les catalyseurs au chrome - Mise au point d'une technique analytique (FX) sur les prépolymères Parmi les différentes qualités de polyéthylène, notamment celle destinée à l'extrusion-souflage, on peut utiliser un catalyseur à base de chrome. Pour des raisons de cinétique et de sélectivité on modifie ces catalyseurs soit par du titane, soit par de l'aluminium. Or pour éviter tout problème, notamment les points chauds dans le réacteur, et pour obtenir la qualité désirée, il est nécessaire de bien connaître la composition du catalyseur. Le dosage du chrome et du titane ne pose pas de problème, alors que le dosage de l'aluminium fournit des résultats très inférieurs à la réalité. Par ailleurs, dans le procédé phase gaz BP, la prépolymérisation du catalyseur permet un meilleur contrôle de la morphologie, donc de la fiabilité. Lors de polymérisation, on doit connaître exactement la quantité de catalyseur injecté. pour cela, il faut savoir de façon précise le taux d'avancement du prépolymère. Il est donc nécessaire de faire une série d'étalons pour la FX, car la méthode actuelle (taux de cendres qui nécessite 1 heure pour donner le résultat) n'est pas applicable pour le suivi d'un atelier. Les résultats obtenus Analyse de l'aluminium dans les catalyseurs Après avoir comparé les différentes méthodes actuelles, et effectué quelques essais pour déterminer la meilleure méthode, une longue série de points (11 au total) fut réalisée afin d'évaluer la fiabilité d'une nouvelle méthode. Il ressort de cette étude que: - l'ajout d'acide chlorhydrique permet de mieux solubiliser l'aluminium - il n'est pas nécessaire de mettre 20% d'acide fluorhydrique, 10% suffisent pour solubiliser la silice et le chrome - en absorption atomique, il faut bien homogénéiser l'échantillon et avoir des étalons récents. Une fois cette étude terminée et les différentes vérifications effectuées sur des souches catalytiques bien connues, l'étude d'homogénéité de lot a pu commencer. Malgré le faible nombre de points, on remarque que dans un même fût le pourcentage d'aluminium ne varie que de 0.01% Synthèse de prépolymères étalons La synthèse des deux séries d'étalons destinés à la FX a permis de dégager les remarques suivantes: - il faut faire attention à la vanne de fond de réacteur. Celle-ci crée un volume mort dans lequel le catalyseur peut tomber et ne réagit plus - les prépolymères doivent toujours être manipulés et conservés à l'abri de l'air, sinon ils se dégradent et ne peuvent plus servir pour recaler la dérive normale de la FX - il faut bien vérifier l'homogénéité des prépolymères et des pastilles sinon on a des erreurs de l'ordre de 40% sur la mesure