Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука - Кирпичников П.А.
Скачать (прямая ссылка):
Полимеризаторами служат аппараты с мешалками, снабженными лопастями и скребками, обеспечивающими интенсивное равномерное перемешивание во всем объеме полимеризатора и непрерывную очистку поверхности теплообмена, что необходимо для достижения высокого коэффициента теплопередачи. Съем теплоты, выделяющейся при полимеризации изопрена (удельная теплота реакции полимеризации 1050 кДж/кг) осуществляется через рубашку полимеризатора, охлаждаемую рассолом. Температуру полимеризации повышают по ходу процесса с 45 ± 5 °С в полимеризаторе Зх до 55 ± 5 °С в полимеризаторе 32, что обеспечивает конверсию изопрена 85—90% при достаточно низкой вязкости полимеризата. Известен также метод охлаждения реакционной массы за счет частичного испарения растворителя и мономера. Давление в полимеризаторах 1 —1,2 МПа.
Дезактивация каталитического комплекса
Назначение этой технологической стадии заключается в обрыве реакции полимеризации при достижении заданной конверсии и превращение компонентов катализатора в соединения, которые не
Рис. 54. Схема полимеризации, дезактивации, отмывки полимеризата и стабилизации каучука при получении СКИ-3:
К 2 — холодильники; 3 j 3^ ~ полимеризаторы, 4, 7, 10, 13 — интенсивные смесители; 5 — аппарат с мешалкой; 6, 9, 12 — насосы; 8, 11 — отстойники.
/ — изопентан; // — изопрен; /// — каталитический комплекс, IV — пропан; V — рассол; Vl — этилен; VIl — стоппер, VlIl — обессоленная веда, IX — супензия стабилизатора; X — полимеризат на дегазацию, XI — вода на отпарку органических соединений.
вызывают при дальнейшей обработке полимеризата вторичных процессов (деструкции и структурирования), приводящих к снижению качества изопренового каучука. Для дезактивации катализатора применяются соединения, реагирующие с компонентами катализатора с образованием растворимых в воде продуктов, — алифатические спирты, кислоты, амины и др. В промышленности для этой цели чаще всего используют метиловый спирт, который можно регенерировать из отмывной воды, или воду. Смешение полимеризата с дезактиватором (стоппером) осуществляется в интенсивном смесителе 4 (рис. 54). Для обеспечения полной конверсии активных компонентов катализатора стоппер подается в значительном избытке по сравнению со стехиометрическим количеством.
Из интенсивного смесителя 4 полимеризат поступает в аппарат с мешалкой 5, где в течение 15—20 мин завершается процесс дезактивации катализатора. Этот же аппарат одновременно служит емкостью, в которой осуществляется снижение давления в системе. Полимеризат из емкости 5 насосом 6 подается в интенсивный смеситель 7 на смешение с циркуляционной водой, подаваемой из отстойника 8 насосом 9, и расслаивается в отстойнике 8. Частично отмытый от продуктов дезактивации полимеризат направляется в интенсивный смеситель 10, куда подается умягченная вода. Смесь расслаивается в отстойнике 11. Отмытый полимеризат подается в интенсивный смеситель 13 на смешение со стабилизатором, который подается в виде углеводородного раствора или водной суспензии, и направляется на дегазацию. Продукты дезактивации каталитического комплекса выводятся насосами 9 и 12 на химическую очистку.
В качестве стабилизаторов для каучука СКИ-3 используют соединения аминного и фенольного типа: смесь N-фенил-Р-нафтил-амина (нафтам-2) и Г\1,М'-дифенил-га-фенилендиамина (ДФФДА) в соотношении 1 : 1 при дозировке 0,6—0,8% в расчете на каучук; для получения светлых марок каучука 2,6-ди-тре/?г-бутил-4-метил-фенол (ионол).
^ ,777
2-
5- I—>
Рис. 55. Схема дезактивации катализатора и отмывки полимеризата:
1,4,8 — интенсивные смесители; 2 — аппарат с мешалкой; 3. 7, 9, 10 — насосы; 5 — отстойник; 6 — промывная колонна.
/ — полнмернзат; // — растворитель; /// — стоппер; IV — подкисленная вода; V — поли-меризат на дегазацию; VI — вода на отпарку органических соединений; VII — суспензия стабилизатора. » .
В некоторых .производствах СКИ-3 для обеспечения более полной отмывки полимеризата от водорастворимых продуктов используют роторную промывную колонну, имеющую 7 турбинных мешалок на общем валу и 8 отстойных зон. Поэтой схеме полимеризат поступает в интенсивный смеситель 1 (рис. 55) на разрушение каталитического комплекса, куда подается и стоппер, чаще всего метиловый спирт. Из интенсивного смесителя 1 полимеризат переводится в аппарат с мешалкой 2, где смесь полимеризата со стоппером выдерживается 15—20 мин. Этот же аппарат одновременно служит промежуточной емкостью. Полимеризат из емкости 2 насосом 3 подается в интенсивный смеситель 4, куда насосом 7 из куба промывной колонны 6 вводится часть промывной воды. Смесь полимеризата с водой поступает в отстойник 5, где разделяется на два слоя. Нижний водный слой насосом 10 выводится из системы, а верхний слой, представляющий собой частично отмытый полимеризат, поступает в промывную колонну 6, в которой полимеризат окончательно отмывается от продуктов разложения каталитического комплекса. Для промывки применяется смесь возратной воды из системы дегазации и частично умягченной обескислороженной воды, подкисляемой соляной кислотой до рН 3.
