Способ получения полимеров изобутилена

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК О 9) 8 10/10 2/06 4 СО ГО АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР АМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОВСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Башкирский государственный университет имени 40-летия Октября, Институт химии Башкирского филиалаАН СССР и Куйбышевский филиал всесоюзного научно-исследовательскогоинститута нефтепереработки(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ. ПОЛИМЕРОВИЗОБУТИЛЕНА полимеризацией содержащего его углеводородного сырья С вреакторах трубчатого типа под действием хлорсодержащих катализаторовпри турбулентном характере движенияреакционной массы, о т .л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности реактора и су.жения молекулярно-массового распределения полимеров, углеводородную фракцию С вводят в реактор при температуре от -20 до 0 С и процесс ведутпри 2,7-4,6 атм и линейной скоростидвижения сырья в реакторе "30300 см/с.Изобретение относится к технологии получения полимеров изобутиленаи 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 электрофильныхкатализаторов.Этот способ характеризуется невоз-.можностью достижения изотермическогорежима протекания процесса, связанного с исключительно высокой экзотермичностью реакции полимеризации ивозникающими в связи с этим трудностями отвода тепла, что,в свою оче-,редь, не может не сказаться на качестве полимерного продукта (уширениемолекулярно-массового распределенияпродукта, появление низкомолекулярной фракции),Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является способполучения полимеров изобутилена полимеризацией содержащего его углеводородного сырья С в реакторах трубчатого типа под действием хлорсодержащих катализаторов при турбулентномхарактере движения реакционной массыСогласно этому способу полимеризацню углеводородной фракции С проводят при линейной скорости 35-70 см/с,и турбулентном характере движенияреакционной массы, что достигаетсяфпроведением процесса в реакторе трубчатого типа, снабженном патрубкомввода катализатора с системой специально расположенных отверстий дляобеспечения эффективного смешения катализатора с сырьем. Достигается высокая производительность (1500 кгполимера /ч) при903 конверсии мономера, Получаемый полимер удовлетво"ряет требованиям технических условий.Процесс осуществляют в условияхотносительно невысоких колебаний температур (1-5 С)., Несмотря на очевидное преимуществоэтого способа, ему присущ недостаток - производительность. находится науровне производительности существую-.щих промышленных аппаратов при относительно широком молекулярно-массовом распределении (ИМР) полимера.Попытки увеличения производитель.ности реактора за счет увеличения5 10 15 20ЗО35 40 4550 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 поаимеризацией содержащего его углеводородного сырья С 4 в реакторах трубчатого типа под действием хлорсодержащих катализаторов при турбулентном характере движения реакционной массы, углеводородную фракцию С вводят в реактор при темпе 4 оратуре от - 20 до 0 С и процесс ведут 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 фрак ции.В качестве углеводородного сырья Сд применяют Фракции и/или смеси уг. леводородов С 4, содержащих 40 - 80 мас.Е изобутилена.Эффект термостатирования согласно изобретению является суммарным и складывается из 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 свободныйлокальный объем способствует испарению части фракции и обуславливает эффект постоянства температуры. Рольдавления в реакторе сводится к тому,чтобы в зависимости от температурыисходного сырья, упругость пара вным зависимостям: температура кипения - давление.Использование эффекта строгого баланса выделения и затрат тепла позво.ляет свести автотермический процесск изотермическому, что,в свою очередь, обеспечивает получение полимер.ного продукта высокого качества (индекс полидисперсности 2-4) и существенно увеличивает производительностьреактора. Последнее достигается засчет возможности увеличения концентрации изобутилена в сырье и увеличения по сравнению с прототипом скорости движения реакционной массы. В ус 1ловиях автотермического характерапроцесса это сделать невозможно изза возрастающих с увеличением концентрации изобутилена трудностейподдержания температуры в заданномрежиме.Помимо указанных преимуществ способа, связанных с интенсификацией.процесса, использование реакторовтрубчатого типа с изотермическимрежимом работы позволяет полностьюотказаться от внешнего термостатирования (охлаждения) реактора. Такимобразом, использование трубчатых реакторов, работающйх в режиме, обеспечивающем строгий баланс выделенияи затрат тепла в реакторе,способствует стабилизации температурногорежима процесса и протеканию его визотермических условиях без дополнительного охлаждения реактора.Как следствие изотермичности процесса существенно улучшается качество полимера (сужается МИР продукта)Полимеризацию промышленной фракции углеводородов С и/или смесейуглеводородов С 4, содержащих изобутилен, проводят на действующей понепрерывной схеме установке синтезаполимеров изобутилена, в которой вкачестве реактора-полимеризатора ис.пользуют реактор-трубу диаметром52 мм и длиной 2000 мм. В реакторрмонтирован патрубок ввода катализатора длиной 500 мм и диаметром 25 ммс отверстиями диаметром 1 мм расположенными по винтовой линии с шагом300 мм,)Применяется сырье: сумгаитскаяфракция. углеводородов С состава,мас.7.: СНа 1-2; С. Н 60,6-1,2; изо 1,0; изо-СНа 40-55; цис -СНа 0,21,2; транс-С, Н 6 0,2-0,3 и смеси сос-тава, мас.Х: изо-СН, 20-40; изо-СН60-80, которые вводят в реактор поддавлением до 3 атм. Раствор катализамитора (А 1 С 1 в хлорэтиле, А 1 С 1 . в 10 хлорэтиле с добавкой 0,1 Х стеаратанатрия, С Н,.-А 1 С 1 и С,Н -А 1 С 1 НО)подают через патрубок под давлениембухарского газа.Контроль за процессом:осуществляют 15 по температуре сырья и реакционноймассы, а также хроматографически(конверсия). Подбирают оптимальныев случае каждой каталитической системы соотношения. скоростей подачи сы рья и катализатора для заданных температур сырья и давления в реакторе,Реакционную массу по выходе изреактора дезактивируют и подвергаютдегазации с целью удаления непрореа гировавших компонентов сырья.Качество продукта оценивают потрем араметрам: ненасьпценность (иод"ное число), молекулярная масса (ИИ)(ИТЗК; криоскопия) и молекулярноЗ 0 массовое распределение.Полученные результаты приведеныв таблице.Каждый опыт является результатомдлительной, устойчивой работы реактоРа-полимеризатора.Как видно из данных, приведенныхв таблице, несмотря на высокие линейные скорости реакционной массы (малое 40 вРемя пребывания сырья в зоне Реак ции) постоянно достигается высокая .конверсия мономера (913 и вьппе) при неизменно высоких качественных показателях полимерного продукта (индекс полидисперсности в пределах 2-4).В контрольных опытахиндекс изменяется в пределах 6-13.Как следствие изотермического режима .процесса производительность реактора увеличивается до 2100 кг полимера/ч, а для фракций с содержани ем изобутилена 803 - до 3000 кг/ч.Во всех случаях обеспечивается высокое качество полимерного продукта ЙЧИР в пределах 2-4).- в качестве сырья исполвовалвсь фракция, обогащенная ивобутиленом до 60-802.ее - в скобках указан индекс полиднсперсностн полимера полученного в тел ке условнях,но без установления дввлеяия, обеспечивавлего кипение фракция.Прыыечвняег продолвителъноств незлого опыта 24 ч. Составитель Л.,ШараповаТехред Л.Серд 0 кова 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