Способ получения полимеров изобутилена

Способ получения полимеров изобутилена

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ- ПОЛУЧЕНИЯ.ПОЛИМЕРОВ ИЗОБУТИЛЕНА полимеризацией содержащего его углеводородного сырья С в реакторах трубчатого типа под деиствием хлорсодержащих катализаторов при турбулентном характере движения реакционной массы, от.личающ и -и с я тем, что, с целью повышения производительности реактора и сужения молекулярно-массового распределения полимеров, углеводородную фракцию С4. вводят в реактор при температуре от -20 до и процесс ведут щ),7-4,6 атм и линейной скорости движения сырья в реакторе 30 300 см/с. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) 01) (SD 4 С 08 Р 110/10 2/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОВСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2913983/23-05 (22) 22. 04. 80 (46) 15.08.87. Бюл. У 30 (71) Башкирский государственный университет имени 40-летия Октября, Институт химии Башкирского филиала

АН СССР и Куйбышевский филиал всесоюзного научно-исследовательского института нефтепереработки (72) К.С. Минскер, Ю.А. Сангалов, А.А. Берлин, А.Г. Свинухов, А.П.Ки- риллов, В.Г. Ошмян, К.В. Прокофьев, Ю.А. Прочухан и Д.N. Байрамгулов (53) 678.742.4,02(088.8) (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ. ПОЛИМЕРОВ

ИЗОБУТИЛЕНА полимеризацией содержащего его углеводородного сырья С в реакторах трубчатого типа под дейст вием хлорсодержащих катализаторов при турбулентном "характере движения реакционной массы, о т .л и ч а ю— щ и -й с я тем, что, с целью повышения производительности реактора и сужения молекулярно-массового распределения полимеров, углеводородную фракцию С вводят в реактор при температуре от -20 до 0 С и процесс ведут при 2,7-4,6 атм и линейной скорости движения сырья в реакторе "30300 см/с.

946211

Изобретение относится к технологии получения полимеров изобутилена и может быть использовано в нефтехи- мической промышленности, а полимерыв качестве присадок к маслам, компонентов масел и т.д.

Известен способ получения полимеров изобутилена полимериэацией изобутилена под действием электрофильных катализаторов.

Этот способ характеризуется невоз-. можностью достижения изотермического режима протекания процесса, связанно. го с исключительно высокой экзотермичностью реакции полимеризации и возникающими в связи с этим труднос-! тями отвода тепла, что,в свою оче-, редь, не может не сказаться на качестве полимерного продукта (уширение молекулярно-массового распределения продукта, появление низкомолекулярной фракции).

Наиболее близким к изобретению по. технической сущности является способ получения полимеров изобутилена полимеризацией содержащего его углеводородного сырья С в реакторах трубчатого типа под действием хлорсодержащих катализаторов при турбулентном характере движения реакционной массы.

Согласно этому способу полимеризацию углеводородной фракции С проводят при линейной скорости 35-70 см/с, и турбулентном характере движения реакционной массы, что достигается о. проведением процесса в реакторе трубчатого типа, снабженном патрубком ввода катализатора с системой специально расположенных отверстий для обеспечения эффективного смешения катализатора с сырьем. Достигается вы..сокая производительность (1500 кг полимера /ч) при 903 конверсии мономера. Получаемый полимер удовлетво " ряет требованиям технических условий.

Процесс осуществляют в условиях относительно невысоких колебаний температур (1-5 С)., Несмотря на очевидное преимущество этого способа, ему присущ недостаток - производительность. находится на уровне производительности существую-. щих промышленных аппаратов при относительно широком молекулярно-массовом распределении (MMP) полимера.

Попытки увеличения производительности реактора за счет увеличения

ЗБ

его реакторе была близка к упругости ,пара, соответствующей кипению фракции. Близость температур кипения компонент фракции С облегчает эту задачу. Величина давления устанавлива» ется из табличных данных по известскорости подачи сырья или содержания изобутилена в сырье приводят к нарушению стационарного характера процес са и, как следствие,к ухудшению качества полимерного продукта, Имеет место в этом случае и снижение конверсии мономера.

Целью изобретения является повышение производительности реактора и сужение молекулярно-массового распределения полимеров.

Цель достигается тем, что в известном способе получения полимеров изобутилена полимеризацией содержащего его углеводородного сырья С4 в реакторах трубчатого типа под действием хлорсодержащих катализаторов при турбулентном характере движения реакционной массы, углеводородную фракцию С вводят в реактор при темпе4 . о ратуре от — 20 до 0 С и процесс ве.— дут при 2,7 — 4,6 атм и линейной скорости движения сырья в реакторе 30—

300 см/с.

Полимеризацию проводят при исходной температуре сырья и давлении реакционной массы в реакторе,обеспечивающих в совокупности строгое постоянство температурного режима процесса за счет частичного кипения фракции.

В качестве углеводородного сырья

С4 применяют фракции и/или смеси углеводороДов С4, содержащих 40—

80 мас.Ж изобутилена.

Эффект термостатирования согласно изобретению является суммарным и складывается нз изотермического характера процесса в отдельных реакционных зонах, образующихся вследствие распределения катализатора по реакционному объему.

Чем интенсивнее протекает процесс, т.е. чем ниже температура сырья, тем значительнее падение давления. Образующийся вследствие этого свободный локальный объем способствует испарению части фракции и обуславливает эффект постоянства температуры. Роль давления в реакторе сводится к тому, чтобы в зависимости от температуры исходного сырья, упругость пара в.946211 ным зависимостям: температура кипения — давление .

Использование эффекта строгого баланса выделения и затрат тепла позволяет свести автотермический процесс к изотермическому, что,в свою очередь, обеспечивает получение полимерного продукта высокого качества (индекс полидисперсности 2-4) и существенно увеличивает производительность реактора. Последнее достигается за счет возможности увеличения концентрации изобутилена в сырье и увеличения по сравнению с прототипом скорости движения реакционной массы. В усI ловиях автотермического характера . процесса это сделать невозможно изза возрастающих с увеличением концентрации изобутилена трудностей поддержания температуры в заданном режиме.

Помимо указанных преимуществ способа, связанных с интенсификацией .процесса, использование реакторов трубчатого типа с изотермическим режимом работы позволяет полностью отказаться от внешнего термостатирования (охлаждения) реактора. Таким образом, использование трубчатых реакторов, работающйх в режиме, обеспечивающем строгий баланс выделения и затрат тепла в реакторе,способствует стабилизации температурного режима процесса и протеканию его в изотермических условиях без дополнительного охлаждения реактора.

Как следствие изотермичности процесса существенно улучшается качество полимера (сужается МИР продукта)

Полимеризацию промышленной фракции углеводородов С и/или смесей углеводородов Сд, содержащих изобутилен, проводят на действующей по непрерывной схеме установке синтеза полимеров изобутилена, в которой в качестве реактора-полимеризатора используют реактор-трубу диаметром

52 мм и длиной 2000 мм. В реактор рмонтирован патрубок ввода катализатора длиной 500 мм и диаметром 25 мм с отверстиями диаметром 1 мм расположенными по винтовой линии с шагом

300 мм, )

Применяется сырье: сумгаитская фракция. углеводородов С+ состава, мас.Х: С На 1-2; С. Н60,6-1,2; изо1,0; изо-С На 40-55; цис -С<На 0,2-, 1,2; транс-С, Н6 0,2.-0,3 и смеси состава, мас.Х: изо-C Н, 20-40; изо-С„Н

60-80, которые вводят в реактор под давлением до 3 атм. Раствор катализами тора (А1С1 в хлорэтиле, А1С1 в

10 хлорэтиле с добавкой 0,1Х стеарата натрия, С Н .-А1С1 и С Н -А1С1 Н О) подают через патрубок под давлением бухарского газа.

Контроль за процессом:осуществляют по температуре сырья и реакционной массы, а также хроматографически (конверсия). Подбирают оптимальные в случае каждой каталитической системы соотношения. скоростей подачи сырья и катализатора для заданных температур сырья и давления в реакторе.

Реакционную массу по выходе из реактора дезактивируют и подвергают дегазации с целью удаления непрореа25 гировавших компонентов сырья.

Качество продукта оценивают по трем *араметрам: ненасьпценность (иодное число), молекулярная масса (MM) (ИТЗК; криоскопия) и молекулярномассовое распределение.

Полученные результаты приведены в таблице.

Каждый опыт является результатом длительной, устойчивой работы реакто

35 ра-и имери за ор

Как видно из данных, приведенных в таблице, несмотря на высокие линейные скорости реакционной массы (малое

40 время пребывания сырья в зоне реак-ции) постоянно достигается высокая

-конверсия мономера (91X и вьппе) при неизменно высоких качественных показателях полимерного продукта (индекс полидисперсности в пределах 2-4).

В контрольных опытах индекс изменяется в пределах 6-13.

Как следствие изотермического ре50 жима .процесса производительность реактора увеличивается до 2100 кг полимера/ч, а для фракций r.,содержани ем изобутилена 80X — до 3000 кг/ч.

Во всех случаях обеспечивается высокое качество полимерного продукта

ЙЧМР в пределах 2-4).

946211

1 3 (42 сы/с) t0 ЗО 3,5 93 97 30 32 1100к100 3>7(6>2) 15Х-ный раствор ..36

С Н«А1С3 В бея2,70Х-ный рве вор

А1С11 в С«НВС1 50 . 13

31 Э,б 92 96 30-35 100Щ100 3,1(7,1) 2 5 3(75 си/с) 3 Э,У (75 w/e) 2>5Х 3ùé раствор

Аlсl ВС Н С1+

+ BaSt 0>б -6, 40 4,6 90-.95 34 38 900250 3>5(9>4) 4 6,4 ° (90 сы/с) 8Х-яый раствор

С«Н А101« ° На0 в беявияе 56

12004100 2,8(7,2) 28, 3,3 94-96 29 31

-20

Ф

5 6,4 (90 сы/с) SX-ный раствор

С Н А1С1 ° НО в бензине 62

-20

36 4,1 91 93 32-35 950»50 3>0(10>71

6 7(100 си/с) 29 3,4 96-98 30-33 1000»100 2>0(9,2) 7 7 (t00 см/с) 32 3,7 95-99 30-32 1100с100 2,3(12,6) -8

2,7Х-иый раствор

А1С1» в С»Н Cl 24

26 3,1 98-99 36 38 800+50 3,6(13 ° 1) 3,5Х-иый раствор

А1С1 в С Н Сl

+02 >X BaSt 84

24 2,9 97-99 29-31 12002100 2,4(8,7) -1О

4,7Х-иый раствор

А1С1> в С»Н»С1

+0 2X HaSt 104

6 21(300 си(с) -17

21 2,7 96-98 29-32 12002.150 3,1(12,4) « в качестве сырья исполввовалвсь фракция, обогащенная ивобутиленом до 60-80Х.

«» - s скобках указан индекс полидисперсности полимера> полученного в тел ке условнях, но без установления дввлеяия, обеспечиввкщего кипение фракции.

Прыыечаниег продолвителъность кввдого опыта 24 ч.

Составитель Л.. Шарапова

Техред Л.Сердюкова

Корректор С. Шекмар

Редактор П. Горькова

Заказ- 3613/2

Тираж 437

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-,35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,ул. Проектная, 4

8 2 ° 15(30 си/с)

9 14(200 см/с) 2 ° 5I-ный раствор

А1С1« в С Н С!

+0 1X HaSt 60

2, 5Х-ны>1 раствор

А1С1« в С«Н Cl

+0 1X HaSt 69