ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Получение бутадиеновых каучуков из "Основы технологии синтеза каучуков Изд3" В промышленности СК в СССР полимеризация бутадиена металлическим натрием и другими щелочными металлами была осуществлена по двум способам в массе мономера (в жидкой фазе) и в газовой фазе. [c.250] Скорость полимеризации и свойства получаемых каучуков в обоих способах зависят от температуры, распределения катализатора в реакционной среде, чистоты бутадиена, давления и конструкции полимеризационного аппарата. [c.250] Температура оказывает большое влияние на свойства получаемых полимеров. Так, при более низких температурах полимеризации образуются жесткие (низкопластичные) полимеры с высоким молекулярным весом более высокие температуры полимеризации приводят к получению мягких (высокопластичных) полимеров с меньшим молекулярным весом. [c.250] Чистота бутадиена оказывает большое влияние как на течение полимеризации, так и на свойства образуемых полимеров. [c.250] Наиболее простым способом получения необходимой поверхности натрия при малом его расходе является нанесение слоя натрия на поверхность тонких стальных стержней. Это и было использовано в наиболее раннем процессе так называемой стержневой полимеризации. Однако кроме размера поверхности также очень важно, чтобы натрий был равномерно распределен по всему объему полимеризатора, так как полимеризация бутадиена происходит только в тех местах, где полимеризуемые углеводороды соприкасаются с натрием. Чем равномернее распределен натрий, тем больше при прочих равных условиях средний молекулярный вес получаемых полимеров. При полимеризации в присутствии щелочных металлов поверхность катализатора покрывается слоем полимера, что приводит к замедлению реакции. Это один из важнейших принципиальных недостатков процесса полимеризации в массе, являющийся причиной получения неоднородных полимеров. [c.251] Полимеризация с применением в качестве катализаторов щелочных металлов приводит к образованию полимеров с высоким молекулярным весом. Вследствие невозможности обеспечить тщательное и равномерное распределение катализатора, а также строгое выдерживание заданной температуры по всему реакционному объему имеют место местные перегревы, что приводит к снижению однородности получаемого каучука, а в некоторых случаях к образованию хрящей — твердых трехмерных образований, резко ухудшающих качество каучука. С целью предотвращения этого нежелательного явления в процессе полимеризации используют регуляторы молекулярного веса. При производстве каучука СКБ в качестве регулятора применяют обычно гексилен-гексадиеновую фракцию, являющуюся побочным продуктом процесса получения бутадиена из этилового спирта. [c.251] Процесс полимеризации бутадиена в массе мономера (в жидкой фазе) является периодическим. Он включает следующие операции 1) испытание и заливку полимеризатора 2) начальный подогрев 3) реакцию 4) спуск давления (стравливание) и отсос 5) выгрузку блока полимера. [c.251] В процессе жидкофазной полимеризации в качестве катализатора используется металлический натрий в виде тонких лент, закрепленных в специальных металлических зажимах, предназначаемых для равномерного распределения катализатора в реакционном объеме полимеризатора. Для предотвращения окисления поверхность натрия покрывают тонким слоем парафина. [c.252] Полимеризатор представляет собой вертикальный цилиндрический полый аппарат (автоклав) емкостью 2,7 м , изготовленный из обычной углеродистой стали и рассчитанный на рабочее давление до 10 ат. Диаметр полимеризатора не должен превышать 1,5 м, а высота должна быть не более 1,5—3 м, так как при больших габаритах аппарата трудно поддерживать необходимый температурный режим процесса. В целях облегчения разгрузки аппарата в полимеризатор вставляют тонкостенный стальной стакан, в который заливают жидкий бутадиен. Внутреннюю поверхность стакана покрывают слоем специальной смазки. В стакан помешают ленты металлического натрия. Количество загружаемой в стакан реакционной смеси не должно превышать 80% реакционного объема. Продолжительность одного цикла (общее время процесса) 40 ч. Производительность полимеризатора около 800 кг каучука за одну операцию. [c.252] По окончании процесса спускают давление в полимеризаторе, присоединяют аппарат к вакуумной линии и производят дегазацию полимера —отсос с целью полного удаления из полимера незаполимеризовавшихся продуктов путем их испарения. Дегазация полимера осуществляется подачей в рубашку полимеризатора горячей воды. Отгоняемые газообразные продукты направляются в систему конденсации. Затем полимеризатор продувают азотом, вскрывают и из него с помошью пневмоподъемника извлекают стакан с блоком полимера массой в несколько сот килограммов (вместе со стаканом). Далее стакан с полимером поступает в отделение переработки (разделки) блоков, где из массы полимера вынимают металлические приспособления (зажимы), извлекают блокполимер из стакана и режут полимер на небольшие куски, пригодные для загрузки в вакуум-смеситель. [c.252] В вакуум-смесителе при обработке полимера при остаточном давлении не более 140 мм рт. ст. из массы каучука окончательно удаляются газообразные примеси (бутадиен и другие летучие продукты) и происходит его гомогенизация. [c.252] Каучук, выгруженный из вакуум-смесителя, на тележках или при помощи транспортера направляют на рафинирование на рафинировочные вальцы. [c.252] Каучук снимают с вальцов в виде прямоугольных пластин, внутри которых заключено большое количество воздуха, попадающего при намотке ленты рафинированного каучука на барабан. Для удаления воздуха из каучука его подвергают листованию в течение 3—5 мин на обычных гладких (смесительных) вальцах. Масса одной загрузки (так называемого бэтча) составляет 30— 40 кг. Готовый каучук поступает на взвешивание и упаковку. [c.253] При применении лития в качестве катализатора значительно снижается содержание 1,2-звеньев в полибутадиене получаемый каучук СКБМ имеет лучшие морозостойкость и эластичность. [c.253] Принципиальная схема агрегата газофазной полимеризации бутадиена показана на рис. X. 1. [c.253] Процесс газофазной полимеризации осуществляется периодически в горизонтальных цилиндрических аппаратах со съемной боковой крышкой. В полимеризатор по рельсам вкатывают шесть тележек — этажерок 5 со съемными полками, на которых предварительно раскладывают тонким слоем пастообразный катализатор (толщина пасты 0,3—0,4 мм). Общая поверхность полок всех тележек 162 м . [c.253] По окончании полимеризации тележки с каучуком выкатываются из полимеризатора с помощью электролебедки, полимер снимают с полок и он поступает на дальнейшую переработку. Для удаления незаполимеризовавшегося бутадиена каучук дегазируется в вакуум-смесителях, одновременно в полимер вводится противостаритель (обычно неозон Д) и мягчители — полидиены в количестве до 10% от массы каучука. Полидиены — жидкие каучуки — представляют собой густую вязкую жидкость от желтого до коричневого цвета. Их получают на заводах синтетического каучука в результате полимеризации диеновых углеводородов пиперилена, гексадиенов и октадиенов — выделенных из кубовых остатков ректификации бутадиена. Полимеризация указанных диенов проводится в присутствии катализатора при повышенной температуре. [c.254] Продолжительность одного цикла составляет 20—22 ч. Производительность полимеризатора зависит от требуемой пластичности каучука и составляет в среднем 3600—4000 кг полимера за одну операцию. [c.254] Вернуться к основной статье