Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука - Кирпичников П.А.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 52. Схема осушки растворителя и регенерации алюмогеля:
/, 5, 11 — насосы; 2, 12 — холодильники; 3j—3g — осушители; 4, 10 — емкости; 6 — сепаратор; 7,8 — конденсаторы; 9 — отстойник; 13 — газодувка; 14 — трубчатая печь. / — растворитель со склада; // — жидкий пропан; /// — пар; IV — вода; V — вода на отпарку органических соединений; VI — растворитель на склад; VII — азот; VIII — растворитель на щелочную отмывку; IX — растворитель на полимеризацию; X — охлажденная вода.
ский слой самотеком поступает в емкость 10, а из нее насосом // подается на склад. Нижний слой из отстойника 9 направляется на отпарку углеводородов.
После пропарки осушителя перегретым паром проводится регенерация алюмогеля горячим азотом. Сжатый азот под давлением около 0,25 МПа подается на подпитку в систему циркуляции азота в линию всасывания газодувки 13, оттуда в печь 14, где подогревается до 400 °С, и затем в осушители. Азот нагревается в печи 14 за счет теплоты, выделяющейся при сгорании топливного газа, который подается из сети. Горячий азот из осушителей 3 проходит сепаратор 6, охлаждается в конденсаторах 7 и 8 и холодильнике 12, подается в линию всасывания газодувки 13, подпитывается свежим азотом и подогревается в печи 14. Циркуляция азота газодувкой 13 через печь 14 и осушители 3 производится в течение 6—7 ч, после чего осушители 3 охлаждаются до 10 °С циркулирующим холодным азотом. По окончании охлаждения осушители 3 включают на прием изопентан-изопреновой фракции.
Приготовление каталитического комплекса
Приготовление каталитического комплекса (рис. 53) осуществляется в атмосфере азота, очищенного от примесей кислорода и воды. Тетрахлорид титана поступает со склада в мерник 1. При наличии примесей тетрахлорид титана переиспаряется в колонне 2, заполненной насадкой из медной стружки. Очищенный продукт кон-
денсируется в водяном конденсаторе 3, охлаждается в рассольном холодильнике 4 и поступает в мерник 5.
Каталитический комплекс готовится в реакторе 9, снабженном мешалкой и рубашкой, в которую подается хладоагент. Реактор 9 продувается азотом, после чего в него загружаются необходимые количества толуола из мерника 7 и триизобутилалюминия из мерника 6, включается мешалка и вводится необходимое количество тетрахлорида титана из мерника 5 и модификатора из мерника 8. Порядок загрузки компонентов каталитического комплекса можно варьировать. Чтобы образующийся при смешении нерастворимый в толуоле каталитический комплекс не оседал, осуществляется его циркуляция насосом 10. Теплота, выделяющаяся при взаимодействии компонентов, отводится хладоагентом, подаваемым в рубашку реактора 9. Готовый каталитический комплекс насосом 10 перекачивается в мерник 11, где хранится при охлаждении и дозируется на полимеризацию.
Температура приготовления и соотношение компонентов в модифицированных катализаторах Циглера—Натта оказывает существенное влияние на их активность: комплексы, приготовленные при низких температурах (до —70 °С), являются более активными по сравнению с приготовленными при высоких температурах. Скорость полимеризации изопрена на модифицированном катализаторе выше, чем на двухкомпонентном, что позволяет снизить дозировку катализатора и повысить стабильность полиизопрена за счет уменьшения содержания в нем металлов переменной валентности. В качестве модификаторов используют анизол, й-хлоранил, дифенилоксид. Чтобы гетерогенный катализатор имел стабильную активность и не происходило бы агломерации его частиц (только при этом достигается
її
1-
X
V
ш>-
Xc
IV
VlK-
J
Н>
VII
VIII
Рис. 53. Схема получения каталитического комплекса при получении СКИ-3;
1, 5, 6, 7, 8, 11 — мерники; 2 — отгонная колонна; 3 — конденсатор; 4 — холодильник; 9 — реактор; 10 — насос.
/ — азот; // — тетрахлорид ти гана; /// — пар; IV — триизобутилалюминий; V — толуол; VI — модифицирующий агент; VIl — жидкий пропан; VIII — каталитический комплекс на полимеризацию; IX — рассол; X — шлам.
воспроизводимость процесса полимеризации), следует поддерживать условия, обеспечивающие необходимый тепло- и массообмен, исключающие протекание вторичных реакций с образованием продуктов, которые снижают активность и стереоспецифичность каталитического комплекса и ухудшают свойства полимера.
Контроль приготовления модифицированного каталитического комплекса осуществляется по составу его гетерогенной или растворимой части, по электрохимическим или магнитным параметрам. В настоящее время разработаны автоматические методы контроля и соответствующая аппаратура, обеспечивающие получение каталитического комплекса с высокой активностью, однородного по составу и с заданным соотношением компонентов.
Полимеризация изопрена
Полимеризация изопрена с титановыми катализаторами проводится в изопентане, вязкость растворов полимера в котором минимальна. Осушенная изопентан-изопреновая фракция подпитывается изопреном до его содержания 12—15% и подается в холодильник / (рис. 54), охлаждаемый испаряющимся при температуре —20 °С пропаном. Модифицированный каталитический комплекс (до 1 % в расчете на изопрен) подается на полимеризацию с помощью специального дозирующего устройства, регулирующего автоматически подачу катализатора в зависимости от вязкости полимеризата, через холодильник 2. Полимеризация изопрена осуществляется в батарее, состоящей из двух последовательно соединенных полимеризаторов Зу и 32 объемом 20 м8. При использовании двухкомпонентного каталитического комплекса полимеризация осуществляется в батарее из 4—6 аналогичных аппаратов.
