Способ регулирования процесса полимеризации в производстве полиизопрена

(56)У 283АвВ 530 РЕГУЛИРОВАНИЯ И В ПРОИЗВОДС ем стабилизации имера изменением тора и стабилиэа(54)(57) СПОСОБЦЕССА ПОЛИМЕРИЗАЦИПОЛИИЗОПРЕНА путконцентрацин полрасхода катализ ПРО- ТВЕ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 30.04.86, Бюл.А.В.Зак, Б.А,Пе .СИ.М.Абрамзон, В1хеенкова, П.П. .К.ЛиМ.С.Перфильев ченаИ.Н.Райзберг, В.Классен66012-52 (088. 8)Авторское свидетельство СССР575, кл. С 08 Г 136/04 1968.торское свидетельство СССР034, кл. С 08 Р 136/04, 1974 ции вязкости по Муни полимера изменением расхода водорода в реакционную смесь или температуры ис-ходной реакционной смеси, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюстабилизации пластичности полимера,измеряют в готовом полиизопрене содержание гель-фракции, содержаниелетучих продуктов, пластичность ипри превьппении содержанием гельфракции заданного значения и уменьшении пластичности ниже заданногозначения и уменьшении пластичностиниже заданного увеличивают температуру исходной реакционной смеси,а при увеличении пластичности полимера или увеличении содержания летучих продуктов больше допустимогозначения уменьшают температуру исходной реакционной смеси.45 50 55 Изобретение относится к автоматизации процессов полимериэации иможет быть использовано в производстве синтетическогополиизопрена вхимической и нефтехимической промышлен -ности,Целью изобретения является стабилизация пластичности полимера.Известно что для полиизопрена,не содержащего гель-фракцию, существует тесная корреляция междувязкостью по Куни и пластичностью (коэффициент корреляциисвыше 0,8 при пятидесяти параллельных анализах). Из этого следует, чтоизменение входных параметров, аименно температуры шихты, концентрации водорода, оказывает адекватное воздействие на показатели качества полиизопрена. С увеличениемсодержания гель-фракции корреляционная связь между вязкостью по Мунии пластичностью уменьшается, а присодержании гель-фракции свьппе 10исчезает.Для полиизопрена с высоким содержанием гель-фракции пластичностьзависит от доли. высокомолекулярнойфракции, на которую воздействует изменение температуры полимеризации,в то время как вязкость по Муни зависит от доли низкомолекулярнойфракции, на которую действует дозировка водорода агента переноса цепи,Поэтому согласно изобретению измеряют содержание гель-фракции и припревьппении гель-фракцией заданногозначения, а также при уменьшениипластичности ниже заданного значения увеличивают температуру исходной реакционной смеси, а при увеличении пластичности каучука или приувеличении содержания летучих продуктов больше допустимого значенияуменьшают температуру исходной реак"ционной смеси.На чертеже приведена скема реализации данного способа регулированияпроцесса полимеризации в производстве изопренового каучука.Схема включает реактор 1 с мешалкой, трубопровод 2 подачи исходнойреакционной смеси (шихты), холодильник 3, трубопроводы 4-6 для подачихладагента (жидкого пропана), комплексного катализатора типа ЦиглераНатта и водорода соответственно, трубопровод 9 выхода раствора полимераиэ реактора 1, управляющую вычисли 5 1 О 15 20 25 35 40 тельную машину (УВМ) 8, датчики 9-13 концентрации полимера, вязкости по Муни, полимера, содержания гель- фракции в полимере, пластичности полимера и содержания летучих продуктов в полимере соответственно, регулирующие клапаны,14, 15 и 16 на трубопроводе 5 подачи катализатора, на трубопроводе 6 подачи водорода, на трубопроводе 4 подачи хладагента соответственно,Схема работает следующим образом.В реактор 1 с мешалкой по трубо" проводу 2 подается шихта - раствор иэопрена в изопентане, которая предварительно охлаждается в холодильнике 3 жидким пропаном, подаваемым по трудопроводу 4. По трубопроводу 5 в шихту подается комплексный катализатор Циглера-Натта, по трубопроводу б - водород. Полимер выходит из реактора 1 по трубопроводу 7.Регулирование процесса полимериэации осуществляется при помощи УВМ 8, в которую вводится через датчики 9-13 информация.о концентрации полимера, вязкости по Муни, содержании гель-фракций в полимере, пластичности полимера и содержания летучих продуктов в полимере соответственно.В УВМ 8 рассчитывается требуемое количество катализатора водорода и хладагента на процесс, Стабилизация концентрации полимера осуществляется УВМ 8 изменением расхода катализатора с помощью регулирующего клапана 14, Стабилизация вязкости по Муни полимера осуществляется УВМ 8 изменением расхода водорода с помощью регулирующего клапана 15 или изменением расхода хладагента с помощью регулирующего клапана 16. При превышении содержания гель- фракции в полимере заданного значения при значении пластичности ниже заданного уровня УВМ 8 увеличивает температуру исходной реакционной смеси путем уменьшения расхода хладагента с помощью регулирующего клапана 16. Если же пластичность каучука или содержание летучих продуктов становится больше допустимого значения, УВМ 8 уменьшает температуру исходной реакционной смеси путем увеличения расхода хладагента с помощью регулирующего клапана 16П р и м е р 1. Регулирование процесса полимеризации в производствеполииэопрена по предлагаемому способу.Процесс полимеризации осуществляют в реакторе 1 при 44 С, расходшихты (137-ный раствор изопрена визопентане), поступающей по трубопроводу 2, составляет 30 т/ч при -2 С,расход катализатора, подаваемого потрубопроводу 5, составляет 16 м /ч.На УВМ 8 поступают данные о концентрации полимера, вязкости по Муни,содержание гель-фракции в полимере,пластичности полимера и содержаниилетучих продуктов в полимере от датчиков 9-13 соответственно. УВМ 8 рассчитывает требуемое количество катализатора, водорода и хладагента напроцесс. Концентрацию полимера УВМ 8стабилизируют на значении 11 мас,7изменением расхода катализатора спомощью регулирующего клапана 14.Вязкость по Муни УВМ 8 стабилизирует на значении 73 ед, изменениемрасхода водорода, при увеличениивязкости по Муни увеличивают подачу 25водорода с помощью регулирующегоклапана 15, а при уменьшении вязкости по Муки уменьшают подачу водорода.Измеренное значение гель-фракции10 мас.7., что выше заданного (8 мас.7;30Содержание летучих продуктов в го, товом каучуке 0,4 мас.7. (допустимоезначение не более 0,6 мас.7),Измеряют пластичность полимера(допустимые значения 0,32 - 0,41, заданное значение 0,35). При изменениипластичности в сторону уменьшенияУВМ 8 увеличивает температуру исходной реакционной смеси уменьшениемрасхода хладагента с помощью регу Олирующего клапана 16. При увеличении пластичности свыше 0,41 или содержания летучих продуктов до0,7 мас.7, т.е, больше допустимогозначения, УВМ 8 уменьшает температуру шихты увеличением расхода хладагента с помощью регулирующего клапана 16.При регулировании процесса полимеризации по предлагаемому способув течение 8 ч на действующей промышленной установке получения полиизопрена было сделано 16 анализов. готового полимера на пластичность,при этом общий диапазон измененияэтого показателя качества составил0,36 1 0,03 при среднеквадратическомотклонении 0,02. Данные процесса полимеризациипри регулировании согласно предлагаемому способу представлены в табл.1.П р и м е р 2. (контрольный).Регулирование процесса полимеризации в производстве полииэопрена осуществляют при аналогичных технологическом оформлении и рабочем режиме, концентрацию полимера УВМ 8 стабилизирует также на значении 11 мас,7 изменением расхода каталИзатора с помощью регулирующего клапана 14, Вязкость по Муни УВМ 8 стабилизирует на значении 73 ед. При изменении вязкости по Муни в сторону уменьшения УВМ 8 уменьшает расход водорода с помощью регулирующего клапана 15, а при увеличении вязкости по Мукиувеличивает температуру шихты уменьшением расхода хладагента с помощью регулирующего клапана 16. Расход катализатора при этом поддерживают на достигнутом уровне.Пластичность каучука в данном примере не регулируют. Результаты анализа готового каучука на пластичность (в течение 8 ч 16 анализов) показали, что общий диапазон этого показателя качества составил 0,32 -40,04 при среднеквадратическом отклонении 0,03. Содержание летучих.продуктовв среднем 0,5 мас,7., содержание гель-фракции 14 мас,7.Данные процесса полимеризациипри регулировании по известному способу представлены в табл.2.Из табл.1 видна, что значение пластичности полиизопрена лежит в допустимых пределах (0,32-0,41), тогда как в контрольном примере (табл,2) в некоторых случаях значение пластичности ниже допустимого (0,28-0,31), что приводит к снижению качества полиизопрена и увеличению доли некондиционного продукта. По ГОСТУ пластичность (показатель качества) не должна быть меньше 0,3Низкая пластичность полиизопрена ухудшает условия переработки резиновой смеси на основе полиизопрена.Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает стабилизацию пластичности полимера.-6,5 0,35 Т а блица Темпе Ана" Расход КонцентрацияполимераПластичность рат о,4 10,0,28 72 0,35 1,4 0 -1,5 8 11,2 0,29 16 Составитель В.Шуваловеселовская Техред Н.Бонкало Корректор еда охма дписн Проектная, 4 оиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор. катализатокг/ч якаэ 2261/26 ВНИИПИ Государс по делам иэо 113035, Москва, Ж Конц трац поли Тираж 470венного комитета СССретений и открытий5, Раушская набд.