ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Особенности разработки технологических процессов полимеризации олефинов из "Полимеризация на комплексных металлоорганических катализаторах" Благодаря доступности и дешевизне сырья, относительной простоте технологического оформления процессов и удачному сочетанию физико-механических свойств полиолефинов производство их непрерывно расширяется. По темпам прироста полиолефины опередили все известные пластмассы, вышли на первое место, и доля их в общем производстве пластмасс продолжает возрастать (табл. 11.1). [c.359] Увеличивается также производство олефиновых каучуков, олигомеров и некоторых нефтехимических продуктов, получавшихся ранее методами органического синтеза. Нетрудно представить, что роль комплексного катализа в химической и нефтехимической промышленности и в дальнейшем будет возрастать как за счет совершенствования традиционных, так и за счет разработки и внедрения новых процессов. [c.359] Важной особенностью процессов каталитической полимеризации является то, что катализаторы обычно вводят в зону реакции в очень малых концентрациях. В связи с этим при полимеризации на комплексных катализаторах резко повышаются требования к чистоте сырья и компонентов катализатора. Это обусловливает необходимость дорогостоящей очистки мономера и растворителя, выбора специальных материалов для изготовления основного и вспомогательного оборудования, коммуникаций и контрольно-измерительных приборов. Для обеспечения стабильного качества получаемых продуктов возникает необходимость строгого соблюдения дозировки компонентов катализатора, мономеров, модификаторов и четкого контроля за всеми параметрами процесса полимеризации. Во многих случаях это трудно осуществимо, так как полимеризация сопровождается изменением фазового состояния системы,, налипанием (или отложением) полимера на стенках реакционного аппарата -и терморегулирующих устройств, изменением концентрации и теплопроводности пульпы, а нередко и вязкости среды. [c.360] В некоторых случаях полимеризация протекает в неизотермическом режиме и в условиях диффузионного торможения. Такие случаи могут иметь место при полимеризации на гетерогенных катализаторах, когда каждая частица катализатора представляет собой микрореактор. При полимеризации на новых сверхвысокоактивных гетерогенных катализаторах, которые все более широко применяются в процессах промышленного производства полиолефинов, скорость реакции может лимитироваться внутренней диффузией мономера из раствора через полимер к активным центрам на поверхности частицы катализатора. В противоположность этому, в условиях гомофазной полимеризации определяющую роль, особенно при высоких концентрациях полимера, могут играть внешние диффузионные помехи. Фазовое состояние катализатора и полимера определяет его насыпную плотность и предельно допустимую концентрацию пульпы. [c.360] При использовании гомогенных каталитических систем обычно образуется полимер с низкой насыпной плотностью (150—200 г/л). Для увеличения насыпной плотности полимеризацию надо Т1рово-дить в особых условиях или применять модификаторы. На гетерогенных катализаторах образуются полимеры с высокой насыпной плотностью, что позволяет проводить полимеризацию при высокой концентрации пульпы. Это, в свою очередь, способствует повышению производительности реактора и перерабатывающего оборудования. Однако при высоких концентрациях пульпы возникают проблемы транспортирования реакционной массы. [c.360] В ходе лабораторных исследований, которые обычно проводятся в идеализированных условиях (изотермический режим, кинетическая область, отсутствие примесей, низкие глубины превращения и небольшая продолжительность) выясняется механизм элементарных стадий, их последовательность и взаимосвязь и создается кинетическая модель, являющаяся основой математического описания и управления процессом. Этот этап разработки процесса обычно завершается выбором оптимальных условий осуществления процесса и выдачей первичного варианта регламента. [c.361] В ходе исследований на опытной установке определяют воспроизводимость результатов на реальном сырье в условиях первичного масштабного перехода, выясняют устойчивость основных режимов при непрерывном и продолжительном (десятки и сотни часов) осуществлении процесса, уточняют допустимые границы варьирования параметров, проверяют возможность регулирования показателей процесса с помощью модификаторов и регуляторов, испытывают новые узлы и аппараты, подбирают приемлемые для их изготовления материалы, изучают гидродинамику, процессы переноса массы и тепла и разрабатывают оптимальные для конкретного процесса системы массопереноса и теплосъема. [c.362] Эти исследования позволяют также решить такие специфические для полимеризационных процессов вопросы, как устранение налипания полимера на стенках реактора, регулирование насыпной плотности и обеспечение необходимого комплекса физико-ме-ханич еских свойств образующихся продуктов, а также определить состав, свойства и количество побочных продуктов, сточных вод и газовых выбросов, наметить пути их утилизации или уничтожения. [c.362] Одновременно с этим на опытных установках нарабатываются крупные партии продуктов для широких испытаний у потребителей, выясняются сферы и масштабы возможного их потребления и т. д. По результатам этих исследований составляются материальные и тепловые балансы, что позволяет произвести предварительную технико-экономическую оценку процесса. [c.362] При определении технико-экономических показателей и конкурентоспособности процесса учитывают масштабы будущего про изводства, капитальные затраты наличие, себестоимость и расход сырья, полупродуктов, растворителей, катализаторов расход энергии и воды наличие отходов, сточных вод и бросовых газов, возможность и стоимость их утилизации или очистки общее техническое совершенство процесса, его компактность и возможность укомплектования существующим типовым оборудованием и приборами степень патентной защиты процесса, а также другие факторы. [c.362] Сравнение полученных показателей с показателями для конкурирующих процессов, изучение рынков и прогнозирование потребления позволяют сделать окончательный вывод о целесообразности создания процесса и мощности промышленных агрегатов. Расчеты и опыт показывают, что повышение мощностей единичных агрегатов резко улучшает показатели процесса. Это стимулирует концентрацию производства. [c.363] В рамках книги такой направленности и ограниченного объема не представляется возможным детально рассмотреть все затронутые и многие неупоминавшиеся вопросы разработки технологических процессов. Однако даже приведенное выше схематичное рассмотрение свидетельствует о многогранности и сложности этой проблемы. [c.363] Вернуться к основной статье