در دنياي امروز در حدود 900 ميليون نفر از گرسنگي رنج مي برند و بيش از 2 ميليارد نفر در معرض امراض خطرناك به سبب تغذيه نا مناسب مي باشند. به علت رشد جمعيت در سراسر دنيا پيش بيني مي شود كه در سال 2050 ميزان تقاضا براي غذاي مناسب 70 درصد رشد داشته باشد كه در نتيجه بر اساس اين پيش بيني ها در صورت پيدا نشدن راه كار مناسب، در آينده به هيچ عنوان آب شيرين مناسب براي كشاورزي و تهيه اين ميزان مواد غذايي، در دسترس نخواهد بود. سامانه هاي جديد آبياري تحت فشار به روش باراني (آب پاش هاي نيمه متحرك، متحرك) و همچنين آب رساني موضعي يا قطره اي، به كشاورزان و دولت ها القا نموده كه براي بهبود محصولات، ارتقاي زمين هاي زراعي و همچنين صرفه جويي در مصرف آب از اين روش ها براي آبياري استفاده نمايند. نوارهاي آبياري قطره اي براي انواع كشتهاي متراكم و رديفي نظير سبزيجات، صيفي جات، ذرت، گندم، علوفه، هندوانه، خيار، خربزه، گوجه فرنگي، پياز، سيب زميني، توت فرنگي، آفتابگردان، چغندرقند و پنبه استفاده مي شود. اين روش در گلخانه ها نيز قابل استفاده و داراي محاسن زيادي است. ميزان لوله مورد استفاده در مقوله كشاورزي در ايران (در حال حاضر) سالانه 300 هزار تن مي باشد كه از اين ميزان در حدود 30 هزار تن در سال مربوط به نوار هاي آبياري يك و چند بار مصرف مي باشد كه اولويت انتخاب نيز با نوار هاي يكبار مصرف است. در حال حاضر توليد كنندگان داخلي نوار هاي آبياري قطره اي از مواد اوليه خارجي و همچنين مواد اوليه داخلي استفاده مي كنند. مواد اوليه داخلي مورد استفاده، مناسب توليد نوار هاي آبياري قطره اي نيستند و استفاده از آن ها در مقوله توليد مشكلاتي از جمله خواص نا مناسب محصول، سرعت توليد پايين و افزايش هزينه هاي توليد را در پي دارد. با توجه به مشكلات موجود، شركت پتروشيمي جم بر آن شده است كه مواد اوليه مناسب جهت استفاده در توليد نوار هاي آبياري قطره اي با كيفيت مناسب و منحصر به اين محصولات را توليد نمايد كه در اين راه موفق بوده و مواد اوايه مناسب براي توليد نوار هاي آبياري قطره اي را توليد نموده است. هدف از اين ثبت اختراع معرفي اين مواد اوليه مي باشد. در اين ثبت اختراع به چگونگي سنتز پلي اتيلن با چگالي متوسط و توزيع وزن مولكولي پهن مورد استفاده در توليد نوار ها و لوله هاي آبياري قطره اي پرداخته شده است.

الياف تهيه شده از پلي‌اتيلن گريد الياف تركيبي از خواص نرمي و لطافت، خاصيت ارتجاعي و حفظ ابعاد اوليه و انعطاف‌پذيري را دارد. همچنين اين الياف داراي خواص مكانيكي و استحكام مناسبي بوده و در مقابل مواد شيميايي و عوامل بيولوژيكي داراي مقاومت خوبي هستند. از پلي‌اتيلن سنگين گريدالياف مي‌توان در ساخت انواع نخ‌هاي تك‌رشته‌اي يا چند رشته‌اي، طناب، ريسمان، تورهاي ماهي‌گيري، لباس‌هاي ايمني و ضدگلوله، گوني و… استفاده كرد. با توجه به تكنولوژي و دانش فني توليد پلي‌اتيلن فاز گازي شركت پتروشيمي جم، اين گريد پيش از اين در سبد محصولات اين شركت قرار نداشته است. در فرايند توليد پلي‌اتيلن فاز گازي، مونومر از پايين راكتور پلي‌اتيلن فاز گازي با فشار زيادي توسط كمپرسور مربوطه تزريق مي‌گردد. كاتاليست نيز از قسمت جانبي راكتور پلي‌اتيلن فاز گازي وارد آن مي‌شود. ذرات پليمر تشكيل شده به برج جداكننده گاز منتقل مي‌گردند تا اجزا گازي واكنش كه با محصول پودري خارج شده‌اند دوباره به راكتور پلي‌اتيلن فاز گازي بازگردانده شوند. در سايكلون نيز ذرات پودري بسيار سبك كه به همراه جريان گاز حاوي اجزا واكنش‌دهنده گازي درون راكتور پلي‌اتيلن فاز گازي از قسمت فوقاني آن خارج شده‌اند از گاز جدا مي‌شوند و جريان گاز حاوي اجزا گازي واكنش به راكتور پلي‌اتيلن فاز گازي بازمي‌گردد. در ادامه گازهاي باقي مانده از پودر بطور كامل جدا شده و پودر خشك شده به سمت اكسترودر آميزه‌سازي هدايت مي‌شود و پس از آن گرانول توليد مي‌گردد. پارامترهاي فرايندي و عملياتي به گونه‌اي مهندسي و تنظيم مي‌شوند كه محصول پلي‌اتيلن به دست آمده داراي خواص بهينه مطلوب براي استفاده در توليد طناب باشد. تنظيم شرايط فرايندي و خوراك ورودي به راكتور نكته مهم در توليد اين گريد است. كومونومرهاي مورد مصرف عبارتند از پلي‌پروپيلن يا 1-بوتن كه در مرحله پيش‌پليمريزاسيون استفاده مي‌شود و 1ـ‌بوتن يا 1-هگزن كه در مرحله پليمريزاسيون به راكتور تزريق مي‌گردد. خواص پلي‌اتيلن مورد استفاده بايد به گونه‌اي مهندسي و طراحي شده باشد كه مذاب آن داراي استحكام مذاب بهينه‌اي باشد. بنابر مشاهدات به دست آمده از صنايع پايين‌دست نسبت كششي محصول توليد شده مورد بررسي در اين پژوهش افزايش چشمگيري نسبت به محصولات با كاربرد مشابه ديگر داشته و استحكام الياف و مقاومت پارگي آن بالا است.

روش جايگزيني كاتاليست هاي كروي با توزيع اندازه ذرات متفاوت جهت توليد پلي اتيلن در راكتورهاي پليمريزاسيون بستر سيال صنعتي تركيبي از تغيير در نحوه تزريق كاتاليست ، شيوه پيش تماس ، روش پيش پليمريزاسيون و روش پليمريزاسيون خاص متناسب با متوسط اندازه ذره كاتاليست مي باشد كه با استفاده از راكتورهاي موجود امكان بكارگيري و استفاده از كاتاليست هاي كروي با توزيع اندازه ذرات متفاوت را با هدف تغيير در كاتاليست هاي مصرفي و ايجاد تنوع در گريدهاي توليدي را فراهم مي سازد. اين روش براي هر كاتاليست و متناسب با متوسط اندازه ذرات آن شرايط فرآيندي را به نحوي تغيير ميدهد كه ضمن استفاده از كاتاليست هاي مختلف شانس توليد ذرات ريز را نيز حداقل نموده و امكان توليد كلوخه و گرفتگي در راكتورها را كاهش مي دهد . در واقع با استفاده از اين روش واحدهاي توليد پلي اتيلن به روش بستر سيال فاز گازي مي توانند از كاتاليست هاي زيگلرناتاي كروي مختلف كه داراي متوسط اندازه ذرات متفاوتي مي باشند استفاده نموده و با لحاظ شرايط فرآيندي متناسب با متوسط اندازه ذره كاتاليست در بخش هاي پيش تماس ، پيش پليمريزاسيون و پليمريزاسيون نسبت به توليد گريدهاي پلي اتيلن دلخواه خود اقدام نمايند .

تبديل پودر ريز ضايعاتي راكتور پلي‌اتيلن به گرانول پلي‌اتيلن گريد قالب‌گيري تزريقي زمينه فني اين اختراع مرتبط با پليمرها (شيمي آلي) مي‌باشد. پودر ريز پلي‌اتيلن سنگين، ذرات بسيار كوچكي هستند كه معمولا در راكتورهاي پلي‌اتيلن فاز گازي به همراه ذرات پودر پلي‌اتيلن سنگين، كه محصول اصلي راكتور هستند، توليد مي‌گردند. در مقياس صنعتي پمپ‌هاي مكنده‌اي در مسير انتقال محصول راكتور پلي‌اتيلن فاز گازي كه به صورت ذرات پودر پلي‌اتيلن است قرار مي‌گيرند تا گرد و غبار و پودر ريز پلي‌اتيلن سنگين را پيش از رسيدن به مرحله اكستروژن از محصول راكتور جدا سازند. پس از جداسازي اين پودرهاي ريز در كيسه‌هاي بزرگي با حجم معين جمع‌آوري مي‌گردند. پودر ريز پلي‌اتيلن سنگين با مواد افزودني شيميايي مخلوط شده و به سمت يك اكسترودر دو مارپيچ مخصوص اختلاط هدايت مي‌شود. پس از فرايند اكستروژن محصول خروجي از اكسترودر به شكل گرانول پلي‌اتيلن سنگين گريد قالب‌گيري تزريقي با خواص فيزيكي‌ـ‌مكانيكي بالا ويژه توليد قطعات رنگي خواهد بود. از آنجا كه پودر ريز پلي‌اتيلن باعث آلودگي زيست‌محيطي مي‌گردد و از طرفي فرايند تزريق براي توليد قطعات پلاستيكي با استفاده از آن مشكل مي‌باشد تبديل آن به گرانول پلي‌اتيلن سنگين ضروري به نظر مي‌رسد تا اين معضلات برطرف گردند.

انعقاد الكتريكي يكي از روش هاي موجود براي تصفيه فاضلاب مي باشد. اما تاكنون از اين روش براي تصفيه فاضلاب صنايع پتروشيمي كه با عنوان اسپنت كاستيك شناخته مي شوند استفاده نشده است. استفاده از انعقاد الكتريكي براي تصفيه اين فاضلاب مشكلاتي همچون ايجاد پليمر و ... كه سبب گرفتگي در تجهيزات ميگردد را ندارد. براي جلوگيري از ايجاد پليمر كه در بخش خنثي سازي يكي از مشكلات موجود در صنعت براي تصفيه اين پساب مي باشد ابتدا يك فرايند انعقاد الكتريكي به مدت زمان 10 دقيقه صورت مي گيرد. با انجام اين فرايند يون هاي به وجود امده در سيستم باعث ته نشيني مواد روغني و در نتيجه از تشكيل پليمر جلوگيري به عمل مي آورند. به اين مرحله، مرحله پيش انعقاد مي گوييم. سپس با انجام عمل خنثي سازي به وسيله اضافه كردن اسيد سولفوريك ميزان آلايندگي پساب را تا حدودي كاهش داده و همچنين ميزان قلياييت پساب را جهت بالا بردن راندمان فرايند كاهش مي دهيم. انجام عمل انعقاد الكتريكي به مدت زمان 30 دقيقه باعث كاهش ميزان الايندگي سيستم براي بار اول بعد از خنثي سازي پساب به ميزان بالا مي شود. با قرار دادن محلول در حالت ايستا به مدت زمان 5 دقيقه مي بينيم كه لخته ها شروع به تشكيل و ته نشيني مي كنند. بعد از اين مرحله كه به آن مرحله اول انعقاد الكتريكي مي گوييم، مرحله دوم انعقاد الكتريكي را آغاز مي كنيم، مرحله دوم انعقاد الكتريكي به مدت زمان 20 دقيقه انجام خواهد شد. لازم به ذكر است كه مرحله پيش انعقاد خود باعث كاهش ظرفيت قليايي سيستم شده و ميزان حجم اسيد مصرفي را كاهش مي دهد. بعد از اين دومرحله انعقاد الكتريكي محلول مورد نظر را را به مدت 5 دقيقه در حالت پايدار قرار داده و با ته نشين شدن لخته ها، از قسمت بالاي محلول نمونه برداري كرده و ميزان اكسيژن خواهي آن را اندازه گيري مي كنيم. در اين روش ميزان اكسيژن خواهي سيستم از حدود 40000ميليگرم بر ليتر به 3000 ميلي گرم بر ليتر كاهش داده مي شود.

در كارخانجات توليد پلي اتيلن سنگين در مراحل مختلف ساخت كاتاليست، پساب شستشوي كاتاليست به درام خنثي سازي انتقال داده مي شود. با توجه به وجود مقادير قابل توجه هيدروكسيد تيتانيوم در پساب دكانت كاتاليست كارخانه هاي توليد پلي اتيلن، از طريق فرايند استحصال دي اكسيد تيتانيوم از اين پساب كه شامل مراحل هموژناسيون، خالص سازي، شستشو، فيلتراسيون، خشك كردن و كلسيناسيون مي باشد، ماده ارزشمند دي اكسيد تيتانيوم در فرم آناتاز از پساب صنايع پتروشيمي استحصال مي گردد. با توجه به اختلاف هاي قابل توجه در تجهيزات مورد استفاده در مقياس آزمايشگاهي و توليد صنعتي و همچنين پيچيدگي ها و محدوديت هاي تجهيزات و نيز اپراتوري در فاز صنعتي، نياز است كه پس از موفقيت آميز بودن فرايند در فاز آزمايشگاهي، با رويكرد مناسب از نقطه نظر بهينه سازي مصرف انرژي، به حداقل رساندن فرايندهاي دستي توسط اپراتور و نيز بازدهي و كارايي و نوع تجهيزات مورد استفاده، از طريق طراحي يك فرايند مطلوب، انتقال دانش از فاز آزمايشگاهي به صنعتي را انجام داد. اين اختراع، روش استحصال صنعتي دي اكسيد تيتانيوم، با متوسط اندازه ذرات 100 نانومتر و فرم آناتاز از پساب دكانت كاتاليست كارخانه هاي توليد پلي اتيلن را در بر مي گيرد. بنابراين در اين اختراع، دانش فني استحصال دي اكسيد تيتانيوم، با متوسط اندازه ذرات 100 نانومتر در فرم آناتاز و با خلوص حداقل 93 درصد، در مقياس صنعتي، تدوين شده است كه منجر به بومي سازي فرايند استحصال صنعتي دي اكسيد تيتانيوم در فرم آناتاز از پساب دكانت كاتاليست كارخانه هاي پتروشيمي خواهد شد. منحصر به فرد بودن تكنولوژي صنعتي ارائه شده با در نظر گرفتن پساب دكانت كاتاليست به عنوان مواد اوليه اصلي از نقاط برجسته اين اختراع است. انتخاب مسيرهاي جريان فرايندي مناسب از لحاظ بهينه سازي مصرف انرژي در فرايند و استفاده بهينه و مجدد از انرژي گرمايي جريان هواي داغ خروجي از روتاري كولر و مصرف مجدد در روتاري هيتر و نيز عدم نياز به تجهيزات پيشرفته و قابليت ساخت تمامي تجهيزات در داخل كشور، از اهداف طراحي فرايند در اين اختراع است. علاوه بر اين، عدم استفاده از مواد اوليه و پيش ماده هاي گران قيمت در فرايندهاي معمول توليد اين ماده، به شدت هزينه ها را كاهش خواهد داد.

پلي اتيلن سنگين دو قله اي PE-100، مقاومت خوبي در برابر رشد آهسته ترك دارد، اما در فرايند توليد صنايع پايين دستي پليمر و هنگام اكستروژن لوله هاي با ديواره ضخيم و قطر بالا با مشكل مواجه مي شود. اين مشكل ناشي از عدم يكنواختي در ضخامت لوله به دليل طولاني بودن زمان خنك سازي و در نتيجه پديده شره است. آميزه سازي PE-100 با تركيب درصدهاي اندك از UHMWPE علاوه بر حفظ جريان پذيري PE-100، با افزايش الاستيسيته و ويسكوزيته مذاب پليمر پايه مي تواند بدون تغيير در طراحي اكسترودر و داي مقاومت به شره PE-100 را افزايش دهد

جمعيت جهاني به سبب پيشرفت هاي به وجود آمده در زمينه هاي مختلف در حال رشد و افزايش مي باشد. اين افزايش جمعيت باعث گرديده كه نياز به مواد غذايي نيز روز به روز افزايش يابد و اين در حاليست كه سطح آب شيرين در تمامي نقاط جهان كاهش پيدا كرده و همچنين ميزان آن در بعضي از نقاط به ميزان بحراني رسيده است. در نتيجه يكي از معضلات پيش روي جوامع امروزي تامين آب شيرين براي مقاصد كشاورزي مي باشد. اين مهم جوامع امروزي را بر آن داشته تا در تامين آب جهت كشاورزي و توليد مواد غذايي بيشترين ميزان صرفه جويي را انجام دهند. سامانه هاي جديد آبياري تحت فشار به روش باراني و همچنين آب رساني موضعي يا قطره اي، به كشاورزان و دولت ها القا نموده كه براي بهبود محصولات، ارتقاي زمين هاي زراعي و همچنين صرفه جويي در مصرف آب از اين روش ها براي آبياري استفاده نمايند. نوار آبياري، نوعي از لوله هاي قطره چكان دار مخصوص آبياري قطره ‌اي مي باشند. نوار آبياري از جنس پلي اتيلن بوده و بر خلاف لوله پلي اتيلن سخت، منعطف مي باشد كه هنگام ورود آب به آن پر مي‌شود و پس از پايان آبياري، مجدداً به صورت مسطح در مي ‌آيد. نوارهاي آبياري قطره اي براي انواع كشت هاي متراكم و رديفي نظير سبزيجات، صيفي جات و ... مي توانند مورد استفاده قرار گيرند. اين روش در گلخانه ها نيز قابل استفاده است. صرفه جويي در مصرف آب و افزايش سطح زير كشت، كافي است تا در انتخاب روش آبياري قطره اي با استفاده از نوار آبياري درنگ نشود. در حال حاضر توليد كنندگان داخلي نوار هاي آبياري قطره اي از مواد اوليه خارجي و همچنين مواد اوليه داخلي استفاده مي كنند. مواد اوليه داخلي مورد استفاده، مناسب توليد نوار هاي آبياري قطره اي نيستند و استفاده از آن ها مشكلاتي از جمله خواص نا مناسب محصول، سرعت توليد پايين و افزايش هزينه هاي توليد را در پي دارد. با توجه به مشكلات موجود، شركت پتروشيمي جم بر آن شده است كه مواد اوليه مناسب جهت استفاده در توليد نوار هاي آبياري قطره اي با كيفيت مناسب و منحصر به اين محصولات را توليد نمايد كه در اين راه موفق بوده است. در اين ثبت اختراع به چگونگي سنتز پلي اتيلن سبك خطي با خواص مكانيكي و محيطي ارتقاء يافته به روش پليمريزاسيون فاز گازي مورد استفاده در توليد نوار ها و لوله هاي آبياري قطره اي پرداخته شده است.

گريد تزريقي پلي¬اتيلن سنگين در زندگي روزمره بسيار ديده مي¬شود. اين پليمر در توليد بطري¬ها، درام¬ها، ظرف زباله، ظروف خانگي و آزمايشگاهي، سبدهاي پلاستيكي و اسباب بازي كاربرد دارد. تخريب در مراحل توليد و نگهداري و نيز استفاده از اين محصول در فضاي باز يكي از شايع ترين مشكلات آنها مي باشد و مي¬تواند موجب چندين تغيير اساسي و بازگشت¬ناپذير در ساختار شده و در نهايت منجر به افت خواص فيزيكي، مكانيكي و كاهش طول عمر آن ها شود. تكنولوژي و دانش توليد پلي اتيلن سنگين در فاز گازي در پتروشيمي جم وجود دارد. بر اساس اين اختراع، پارامترهاي فرايندي و عملياتي به گونه‌اي مهندسي و تنظيم مي‌شوند كه پودر اوليه گريد تزريقي در راكتور فاز گازي توليد شود. مرحله اصلي و مهم در توليد گريد تزريقي مقاوم در برابر تابش نور مرئي و فرابنفش در انتخاب پكيج مناسب افزودني هايي است كه در مرحله گرانول سازي همراه با پودر پلي اتيلن توليد شده به اكستروژن تزريق مي شود. در اين اختراع به چگونگي انتخاب نوع و غلظت اين افزودني ها پرداخته شده است به گونه اي كه بتواند مقاومت اين محصول را در برابر تخريب محيطي افزايش دهد و در عين حال بيشترين پايداري در برابر تخريب حرارتي داشته باشد تا در مرحله گرانول سازي دچار افت خواص نشود.

اين اختراع به روش تصفيه فوتوكاتاليستي پساب هاي رنگي آزو با استفاده از دي اكسيد تيتانيوم بازيافتي از پساب كارخانجات توليد پلي اتيلن، اختصاص دارد. وجود مواد رنگزاي آزو در پساب هاي صنعتي از جمله منابع آلودگي محيط زيست بوده و مشكلي زيست محيطي است. بسياري از روش هاي تصفيه نيز به عللي مانند كارايي ضعيف، هزينه بالا، آلودگي ثانويه و فناوري پيچيده با محدوديت هايي مواجه هستند. امروزه استفاده از روش هاي اكسيداسيون پيشرفته در دنيا مورد توجه بوده كه نياز به فوتوكاتاليست هايي مانند نانو دي اكسيد تيتانيوم داشته كه به لحاظ قيمتي، هزينه بالايي داشته اما روشي با كارايي بالا مي باشد. از طرفي در پساب دكانت كاتاليست كارخانه هاي توليد پلي اتيلن سنگين، مقادير قابل توجهي هيدروكسيد تيتانيوم وجود دارد كه دفع زيست محيطي اين پساب نيز، منجر به مشكلات زيست محيطي مي شود. در اين اختراع، با مشخصه يابي دي اكسيد تيتانيوم قابل بازيافت از پساب صنايع پتروشيمي، توانايي فوتوكاتاليستي آن، شناسايي و متناسب با مشخصات ماده بازيافتي، روش استفاده، شرايط بهينه عملياتي جهت بكارگيري در تصفيه فوتوكاتاليستي و نيز مشخصات فرايند و تجهيزات مورد نياز جهت توسعه در مقياس صنعتي نيز ارائه شده است.