Способ получения полимеров изобутилена и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) 0 94 С 08 10/10: 2/О БРЕТЕНИ ТВ ени унии л лин, К. А.Г.С Ошмян(53) 678.7 и4. ОЛИМЕРОВ ИЗОЛЯ ЕГО ОСУимеров содержафракержащих еакторах тном хамассы,ния поацией,дородныххлорсодоров в рурбуленционнойя тем что льнои п звопоолуче молекуля ем, реакц реакции р ны с регулпроцесс онн здеруемымедут СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Башкирский государственнверситет имени 40-летия ОктябИнститут химии Башкирского фиАН СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУТИЛЕНА И УСТРОЙСТВ ЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ получ изобутилена полимери щит.изобутилен углев ций С под действием алюминиевых катализа трубчатого типа при рактере движения реа о т л и ч а ю щ и й с целью повышения уд дительности реактора лимеров с более узки массовым распределен зону автотермической ляют на отдельные зо температурным полем и при линеинои скорости движ я реакционной массы 75-100 см/с.2. Устройство для осуществления способа по п. 1, выполненное в виде трубы с патрубком для ввода сырья, расположенным на входе трубы под уг" лом 90 к ее оси, и патрубком для ввода катализатора, расположенным на входе трубы по ее оси и внутри ее с отверстиями, направленными,под угломо90 к оси патрубка, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше ния удельной производительности реактора и получения полимеров с более узким молекулярно-массовым распределением, труба снабжена насадком, установленным на патрубке для ввода катализатора и состоящим из радиально расположенных под углом друг к другу металлических пластин, жестко соединенных между собой вдоль своей длины по оси трубы и образующих отдельные реакционные эоны с внутренней поверхностью трубы.3. Устройство по п, 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что количество пластин выбрано таким образом, что каждой отдельной реакционной зоне соответствует по крайней мере одно отверстие на поверхности патрубка для ввода катализатора.15 Изобретение относится к технологии получения полимеров на основеизобутилена и к устройству для,егоосуществления и может быть использовано в нефтехимической промьппленности, а полимеры - в качестве присадок.к маслам, основы клеящих составов,компонентов масел и т.д.Применяемые в промышленности 10процессы получения полимеров изобутилена, в том числе олигоиэобутиленов, характеризуются трудностямиотвода тепла, поддержания иэотермического характера процесса, и какследствие, трудностями в полученииоднородного по молекулярным массам(ММ) продукта. Поэтому регулированиепроцессов полимеризации иэобутиленанаправлено на поиск технических приемов, позволяющих поддерживать, повозможности, постоянный температурныйрежим или, по меньшей мере, сглаживать температурные поля в реакционномобъеме по координатам реактора, 25Наиболее часто применяемые приемы:термостатировавие процесса эа счеткипения или испарения части мономера(растворителя), уменьшение тепловыделения в единичном аппарате за счет З 0использования каскада реакторов илиувеличение эффективности теплосъемас помощью комбинированной системырубашек, теплообменников и охлаждающих поверхностей различных конфигураций - недостаточно эффективны и ктому же отличаются сложностью и громоздкостью аппаратурного оформления.Известен способ получения полимеров изобутилена, в котором совершенствование введения катализатора вреактор, заключающееся в его улучшенном распределении в реакционной массе, позволяет решать задачи повышенияпроизводительности аппарата и улучшения качества продукта за счет сглаживания температурного поля реакции.Наиболее близким к описываемомуизобретению по технической сущностиявляется способ получения полимеровиэобутилена полимеризацией содержащихизобутилен углеводородных фракций С,под действием хлорсодержащих алюминиевых катализаторов в реакторах трубчатого типа при турбулентном характере движения реакционной массы,Согласно этому способу процессосуществляют в устройстве, выполненном в виде трубы с патрубком для ввода сырья, расположенным на входе трубы под углом 90 к ее оси, и патрубком для ввода катализатора, расположенным на входе трубы по ее оси и внутри ее с отверстиями, направленоными под углом 90 к оси патрубка. По этому способу достигнута высокая производительность (1500 кг полимера в час) при конверсии мономера в среднем 90 и стабильном качестве продукта (ММ и другие свойства .соответствуют товарным маркам олигоизобутиленов). Процесс протекает в условиях относительно невысоких колебаний температур (от 1 до 5 ).Несмотря на очевидные,преимущества этого способа получения полимеров изобутилена ему присущи недостатки - производительность трубчатого реакто-, ра не превышает максимальную ( 1500 кг полимера в час), производительность промьппленного аппарата и качественная характеристика полимерного продукта (индекс полидисперсности Рщ/Р = 6-13) относительно низкая.Целью изобретения является повышение удельной производительности реактора и получение полимеров с более узким молекулярным массовым распределением.Эта цель достигается тем, что при способе получения полимеров изобутилена полимеризацией, содержащих иэобутилен углеводородных фракций С под действием хлорсодержащих алюмини" евых катализаторов в реакторах трубчатого типа при турбулентном характере движения реакционной массы, реакционную зону автотермической реакции разделяют на отдельные эоны с регулируемым температурным полем и процесс ведут при линейной скорости движения реакционной массы 75-100 см/с,Эта цель достигается также тем, что в известном устройстве для осуществления способа получения полимеров изобутилена, выполненном в виде трубы с патрубком для ввода сырья, расположенным на входе трубы под углом 90 к ее оси, и патрубком для ввода. катализатора, расположенным на входе трубы по ее оси и внутри ее с отверстиями, направленными под угломо90 к оси петрубка, труба снабжена . насадком, установленным на патрубке для ввода катализатора и состоящим из радиально расположенных под углом друг к другу металлических пластин,жестко соединенных между собой вдольсвоей длины по оси трубы и образующих.отдельные реакционные зоны с внутренней поверхностью трубы.Количество пластин насадка выбранотаким образом, что каждой образованной реакционной зоне соответствуетпо крайней мере одно отверстие наповерхности патрубка для ввода катализатора. Пластины насадка расположены под углом В друг к другу определяемым соотношением 9 = 360 /2 п,где и - число пластин,На фиг. 1 показана схема устрой ства для осуществления способа; нафиг. 2 ". разрез А-А на фиг, 1.Устройство состоит из трубы 1,патрубка 2 для ввода сырья, патрубка3 для ввода катализатора и насадка 4.П р и м е р. Полимеризацию промышленной фракции углеводородов С проводят на действующей по непрерывнойсхеме установке синтеза полимеровизобутилена завода СК и К Салаватского НХК, в которой в качестве реактора-полимера используют реактор-трубудиаметром 52 мм и длиной 2000 мм. Реактор снабжен вмонтированным патрубком ввода катализатора длиной 500 мм ЗОс диаметром 25 мм, на котором по винтовой линии с шагом 300 мм расположены отверстия диаметром 1 мм. На патрубке установлен металлический насадок в виде восьми радиально расположенных пластин длиной 1900 мм, Применяется сырье - сумгаитская фракцияуглеводородов С 4 следующего состава,мас.7: Сзнь 1-2; Сзнб 0,6-1,29эо С 4 Нд 47 54 ф Н СрН 1 3 3; 40М -С 4 Нз О, 4-1; изо-С 4 На 40-55; Р -Ср Нз0,2-1,2; С 4 Н 0,2-0,3. Перед полимеризацией сырье подвергают ректификации и сушке.Раствор катализатора (А 1 С 1 вхлорэтиле, А 1 С 1 в хлорэтиле с добавкой О, 1 Естеарата натрияС Н А 1 С 1и его аквакомплекс - С Н-А 1 С 1 Н 0)подают через патрубок.под давлениембухарского газа,50Контроль за процессом осуществляют по температуре в реакционной зоне и х 1 оматографически по величине .конверсии мономера. Подбирают оптимальные в случае каждой каталитическойсистемы соотношения скоростей подачисырья и катализатора, обеспечивающиевысокие конверсии мономера и получение продукта с молекулярной массой,соответствующей товарным продуктам,Реакционную массу - олигомеризатпосле окончания реакции дегазируют,в результате чего полимерные продукты отделяют от непрореагировавшихкомпонентов сырья.,Качество получаемых продуктов оценивают по степени иенасыщенности(иодное число), значениям молекулярных масс (криоскопически или методомИТЭК),и молекулярно-массовых распределений (метод гель-хроматографии,прибор 6-200 "Уаегэ АзосхаСеа";стирогель,.растворитель - тетрагидрофуран, скорость подачи 1 мл/мин,температура 30 С).Результаты опытов по полимериэации фракции С вместе с технологическими параметрами процесса приведены в таблице.Каждый опыт является результатомустойчивого режима работы реакторатрубы в течение указанного в таблицевремени,Как видно иэ таблицы, несмотряна очень высокие скорости движенияреакционной массы в трубе (75100 см/с) и очень малое время пребывания сырья в зоне реакции, достигаются высокие превращения мономера вполимер (в среднем 903 и выше. Приэтом даже при скорости подачи сырья100 см/с не наблюдается падения конверсии, производительность при этомпочти в 1,5 раза выше, чем в прототипе (2100 кг полимера/ч против1500 кг полимера/ч в прототипе) .Следует отметить, что получаемыеолигомерные октолы с ММ в пределах600-1000 характеризуются узкиМ ММР(высоким качеством), что являетсяследствием обеспечения температурного режима, близкого к изотермическому.(б Жаб ея гХ+ е Х о хе днн Н Сц аа аоб аде х н х д о,о 1 лф г-( л ОО л 4 сч б +8 б 0470 ОщойиЗ отор Шек ехред Л.Сердюкова Редактор П. Горько Корректор Подписное каз 3613/2 ж 4 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 роектняя роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,