Способ промышленного получения транс-бутадиен-изопренового сополимерного каучука и установка для него - RU2705220C1
Код документа: RU2705220C1
Чертежи
Описание
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Данная заявка притязает на приоритет китайской патентной заявки № 201610173038.8, поданной 24 марта 2016 года, и раскрытие изобретения в которой посредством ссылки включается в настоящий документ.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0002] Настоящее раскрытие изобретения относится к области получения транс-1,4-поли(бутадиен-со-изопренового) сополимерного каучука (TBIR) в нефтехимической промышленности, говоря конкретно, к способу промышленного получения полимера TBIR в результате проведения полимеризации в массе, и к аппаратуре для осуществления данного способа.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Транс-1,4-поли(бутадиен-со-изопреновый) сополимерный каучук (TBIR) в качестве каучукового материала нового поколения получают в результате проведения сополимеризации бутадиена и изопрена. В сопоставлении с натуральным каучуком данному материалу свойственны преимущества, подобные превосходному сопротивлению усталости при изгибе, низкому сопротивлению качению, низкому разогреванию при деформировании и хорошему сопротивлению изнашиванию, и он представляет собой хорошего кандидата для энергосберегающей и экологически безопасной и высокотехнологичной покрышки. Превосходные динамические эксплуатационные характеристики, в том числе выдающееся сопротивление усталости и низкое разогревание при деформировании, создают для полимера TBIR блестящее будущее при изготовлении амортизирующего каучукового материала. В патентах (US5100965, WO9723521, US4020115, US5844044 и UK2029426) раскрываются превосходные физические и механические свойства транс-1,4-поли(бутадиен-со-изопренового) сополимерного каучука, характеризующегося высоким уровнем содержания элементарных транс-1,4-звеньев, в особенности превосходные сопротивление усталости и сопротивление распространению трещины, что делает его идеальным каучуковым материалом для высокотехнологичной покрышки.
[0004] В сопоставлении с цис-1,4-полидиеном транс-1,4-полидиен представляет собой кристаллическую пластмассу при комнатной температуре. Для преобразования данного транс-1,4-полимера в эластомерный материал в общем случае используют увеличенное количество серы или увеличенную степень совулканизации с другими каучуками (ZL95110352.0, ZL200610043556.4).
[0005] Каучук TBIR получают главным образом при использовании координационных катализаторов полимеризации, таких как система аллилникелевого катализатора, система катализатора TiCl4/VOCl3/Al(изо-Bu)3, система аллилхром-силикатного катализатора, система катализатора на основе лантаноидного соединения (Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1976; немецкий патент 2331921, 1975; Dokl. Akad. Nauk SSSR, 1973; Promst Sint Kauch, 1982; JPH0260907, 1990; US2005/0222348) и анион-алкиллитиевая система (US4020115, 1997; UK Pat. 2029426, 1980; US5100965, 1992). Однако, всем вышеупомянутым системам свойственны проблемы, подобные низкой каталитической эффективности, низкому уровню содержания транс-1,4-структуры, или другие неупомянутые проблемы. Например, уровень содержания транс-1,4-структуры в патенте США US4020115 составляет менее 80%. Также для проведения растворной полимеризации обычно используют растворители, такие как толуол, что приводит к появлению обременительных и усложненных методик последующей обработки вследствие извлечения и очистки растворителя.
[0006] При использовании системы титанового катализатора, нанесенного на носитель, (JPS6042412, 1985; China Elastomerics, 2002, 2003; Acta Polymerica Sinica, 2002; Synthetic Rubber Industry, 2002, 2011; Rubber Industry, 2010) может быть синтезирован полимер TBIR, характеризующийся более 97%-ным уровнем содержания элементарных транс-1,4-звеньев и подстраиваемым составом мономеров. Данная система характеризуется относительно высокой каталитической эффективностью, достигающей 30000 раз. В патенте на китайское изобретение ZL201210138621.7 раскрывается транс-1,4-поли(бутадиен-со-изопреновый) сополимерный каучук, характеризующийся более 90%-ным уровнем содержания элементарных транс-звеньев, уровнем содержания элементарных бутадиеновых звеньев в диапазоне 0,5-80%, уровнем содержания элементарных изопреновых звеньев в диапазоне 20-99,5% и подстраиваемым составом. В дополнение к этому, распределения последовательностей двух мономеров могут быть подстроены к градиентному распределению или равномерному распределению. Однако, в данном патенте не раскрываются какие-либо способ промышленного получения или производственная установка, и никоим образом не раскрывается руководство по промышленному производству. Также в данном патенте не разрешаются проблемы, подобные последующей обработке полимера, добавкам и экструзионному гранулированию. В общем случае способ коагулирования при последующей обработке в традиционном синтезе каучука приводит к получению большого количества сточных вод и высокому потреблению энергии.
[0007] В целях преодоления и разрешения вышеупомянутых проблем с полимером TBIR, подобных контролируемому регулированию микроструктуры полимера и трудностям со способом полимеризации и переходом к промышленному производству, настоящее изобретение предлагает промышленный способ получения транс-1,4-поли(бутадиен-со-изопренового) сополимерного каучука и установку для осуществления данного способа.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] С учетом вышеизложенного одна из целей настоящего раскрытия изобретения заключается в предложении способа полимеризации в массе для промышленного получения транс-1,4-поли(бутадиен-со-изопренового) сополимерного каучука (TBIR).
[0009] Еще одна цель настоящего раскрытия изобретения заключается в предложении установки для осуществления промышленного получения полимера TBIR при использовании вышеупомянутого способа полимеризации в массе.
[0010] Другая цель настоящего раскрытия изобретения заключается в предложении методики последующей обработки для экструзионных обезгаживания и гранулирования каучука TBIR во избежание появления недостатков, подобных получению большого количества сточных вод и высокому потреблению энергии, которые обычно встречались в ходе традиционной полимеризации в массе при использовании способа коагулирования водяным паром.
[0011] В целях реализации вышеупомянутых целей настоящее раскрытие изобретения предлагает способ полимеризации в массе для промышленного получения транс-1,4-поли(бутадиен-со-изопренового) сополимерного каучука, включающий:
[0012] 1) проведение для полимеризационного реактора вакуумной обработки и достаточного вытеснения атмосферы азотом для удаления воды и кислорода, последовательное добавление в полимеризационный реактор предварительно заданных количеств очищенных мономерного изопрена, мономерного бутадиена, сокатализатора, донора электронов, основного катализатора и водорода посредством распределителя, где молярное соотношение между титаном и/или ванадием в основном катализаторе и мономером находится в диапазоне (от 0,01 до 100) × 10- 5: 1, молярное соотношение между алюминием в сокатализаторе и титаном и/или ванадием в основном катализаторе находится в диапазоне от 1 до 200: 1, молярное соотношение между водородом и титаном и/или ванадием в основном катализаторе находится в диапазоне от 1 до 2000: 1, температура для сополимеризации находится в диапазоне от 20 до 100°С, молярное соотношение при подаче между бутадиеном и изопреном находится в диапазоне от 0,01 до 50: 100, и молярное соотношение между донором электронов и титаном и/или ванадием в основном катализаторе находится в диапазоне от 0 до 10: 1, а продолжительность полимеризации при постоянной температуре находится в диапазоне от 1 до 48 часов;
[0013] 2) доставку полимерной системы в устройство для обрыва цепи через трубопровод по истечении предварительно заданного времени полимеризации и добавление в устройство для обрыва цепи агента обрыва цепи для обрыва цепи полимеризации;
[0014] 3) доставку полимерной системы из устройства для обрыва цепи в устройство для экструзионного обезгаживания и добавление в устройство для экструзионного обезгаживания антиоксиданта и/или добавки к каучуку; удаление из устройства для экструзионного обезгаживания непрореагировавших мономерных бутадиена и изопрена при пониженном давлении, отделение и очистку бутадиена и изопрена посредством устройства для отделения и очистки, а после этого их доставку в полимеризационный реактор или емкость для хранения для использования;
[0015] 4) гранулирования полимера посредством устройства для экструзионного обезгаживания для получения гранулированного транс-1,4-поли(бутадиен-со-изопренового) сополимерного каучука (TBIR), высушивание, отмеривание и упаковывание гранулированных продуктов.
[0016] В соответствии со способом настоящего раскрытия изобретения перед проведением стадии 1) мономерные бутадиен и изопрен подвергают очистке.
[0017] В соответствии со способом настоящего раскрытия изобретения на стадии 3) непрореагировавшие мономеры отправляют на рецикл, а после этого отделяют и очищают посредством устройства для отделения и очистки, а вслед за этим доставляют обратно в полимеризационный реактор для полимеризации при использовании устройства для дозированной подачи или перекачивают в емкость для хранения мономеров.
[0018] Способ промышленного получения транс-1,4-поли(бутадиен-со-изопренового) сополимерного каучука является способом периодической полимеризации или способом непрерывной полимеризации.
[0019] В соответствии со способом, предлагаемым в настоящем раскрытии изобретения, молярное содержание транс-1,4-звена в сополимерном каучуке составляет более 85%, молярное содержание бутадиенового звена в сополимерном каучуке находится в диапазоне от 0,1 до 60%. Вязкость по Муни для сополимерного каучука (100°С, 3+4 минуты) находится в диапазоне от 20 до 120, а температура плавления сополимерного каучука составляет менее 50°С.
[0020] В целях реализации способа изобретения для промышленного получения настоящее раскрытие изобретения предлагает установку для осуществления способа, включающую блок извлечения и очистки, блок полимеризации, блок последующей обработки и блок обслуживания.
[0021] Блок извлечения и очистки, включая емкость для очистки и тому подобное, используют для очистки материала и мономеров и доставки их в блок полимеризации.
[0022] Устройство для извлечения и отделения, включая емкость для очистки, газгольдер, башню для отделения и тому подобное, используют для отделения отправляемых на рецикл мономеров и доставки их в блок полимеризации или емкость для хранения для использования.
[0023] При этом устройство для дозированной подачи включает устройство для отмеривания и перекачивания бутадиена и изопрена, устройство для отмеривания и перекачивания основного катализатора, сокатализатора и донора электронов и устройство для отмеривания газообразного водорода.
[0024] Причем устройство для полимеризации включает один полимеризационный реактор или два и более двух полимеризационных реактора с идентичными или различными моделями. Полимеризационный реактор может быть котловым реактором или башенным реактором или одноосным горизонтальным реактором или двухосным горизонтальным реактором или петлевым реактором или трубчатым реактором или их комбинацией.
[0025] При этом устройство контроля и управления включает прибор непрерывного контроля температуры, прибор непрерывного контроля давления, и детектор материалов, работающий в режиме реального времени, и прибор контроля материалов, работающий в режиме реального времени, где детектор материалов, работающий в режиме реального времени, включает детектор вязкости, работающий в режиме реального времени, и детектор концентрации материала, работающий в режиме реального времени, а прибор контроля материалов, работающий в режиме реального времени, включает соленоидный клапан для материалов и компьютеризированный прибор контроля.
[0026] Причем устройство для обрыва цепи включает двухшнековый экструдер. Устройство для экструзионного обезгаживания, включающее экструдер, гранулирующую машину, сушилку с обдувом и вакуумный насос, используют для удаления непрореагировавших мономеров и смешивания полимера с антиоксидантом и/или добавкой к каучуку, экструдирования, гранулирования и высушивания продукта. Блок последующей обработки также включает устройство для доставки, отмеривания и упаковывания полимера, а также устройство для дозированной подачи, отмеривания и доставки агента обрыва цепи, антиоксиданта и добавки к каучуку.
[0027] Блок обслуживания включает трубопроводное устройство для холодной, горячей воды и/или водяного пара, предназначенное для контролируемого регулирования температуры полимеризационного реактора, и вакуумное устройство с применением высокочистого азота для вытеснения атмосферы из полимеризационного реактора перед проведением полимеризации и во время проведения обслуживания.
[0028] Основной катализатор является титановым и/или ванадиевым катализатором, нанесенным на носитель, где количество титана и/или ванадия находится в диапазоне от 1 до 5% от общей массы основного катализатора, количество внутреннего донора электронов находится в диапазоне от 0 до 20% от общей массы основного катализатора; носитель основного катализатора представляет собой соединение, выбираемое из группы, состоящей из MgCl2, MgBr2, MgI2 и SiO2; титановое соединение является соединением, выбираемым из группы, состоящей из TiCl4, TiBr4 и TiI4; ванадиевое соединение является одним, двумя и более соединениями, выбираемыми из группы, состоящей из VCl3, VBr3, VOCl3, VOBr3, VCl4, VBr4 и V2O5; внутренний донор электронов представляет собой одно, два и более соединений, выбираемых из группы, состоящей из сложного эфира, простого эфира, кетона и ангидрида.
[0029] Сокатализатор представляет собой одно, два и более соединений, выбираемых из группы, состоящей из триэтилалюминия, триизобутилалюминия, диметилалюминийхлорида, метилалюминийдихлорида, диэтилалюминийхлорида, этилалюминийдихлорида, диизобутилалюминийхлорида, изобутилалюминийдихлорида, диэтилалюминийгидрида, этилалюминийгидрида, изобутилалюминийгидрида и диизобутилалюминийгидрида.
[0030] Донор электронов представляет собой одно, два и более соединений, выбираемых из группы, состоящей из соединений сложного эфира фосфорной кислоты, простого эфира, кетона, ангидрида, фенола, амина и силана.
[0031] Для контролируемого регулирования температуры полимеризации используют охлаждающую рубашку полимеризационного реактора, и температура сополимеризации находится в диапазоне от 20 до 100°С.
[0032] Время полимеризации находится в диапазоне от 2 до 48 часов, что может быть подстроено в соответствии со степенью превращения и качеством продукта.
[0033] Устройство для экструзионного обезгаживания является устройством, выбираемым из группы, состоящей из одношнекового экструдера, двухшнекового экструдера с сонаправленным вращением шнеков, двухшнекового экструдера с противонаправленным вращением шнеков и горизонтального высушивающего экструдера.
[0034] Экструдер включает один экструдер, использующийся независимо, или два и более экструдеров, использующихся при последовательном или параллельном соединении, и последовательное соединение уменьшает уровень содержания летучего материала в сополимерном каучуке, в то время как параллельное соединение увеличивает производительность при экструдировании сополимерного каучука.
[0035] В блоке последующей обработки настоящего раскрытия изобретения после проведения полимеризации полимеризационную систему переводят в устройство для обрыва цепи и в устройство для обрыва цепи добавляют агент обрыва цепи, такой как одно, два и более соединений, выбираемых из монооксида углерода, диоксида углерода, азота, воздуха, воды и спирта, кислоты, кетона, амина и фенола, содержащих от 4 до 8 атомов углерода, и молярное соотношение между агентом обрыва цепи и титаном и/или ванадием в основном катализаторе находится в диапазоне от 1 до 200: 1. Агент обрыва цепи используют для обрыва цепи на активном центре полимеризационной системы. Полимеризационную систему, подвергшуюся обрыву цепи, переводят к устройство для экструзионного обезгаживания. В то же самое время из позиции загрузки устройства для экструзионного обезгаживания добавляют антиоксидант, который представляет собой одно, два и более соединений, выбираемых из группы, состоящей из продуктов 4010NA, MB, 2264, 264, MBZ, 800A, 1010A, 1010, 168, DSTP, 626, 4020 и 1076, и массовое соотношение между антиоксидантом и сополимерным каучуком TBIR находится в диапазоне от 0,01 до 1: 100. В устройство для экструзионного обезгаживания также может быть добавлена и добавка к каучуку, которая представляет собой одно, два и более соединений, выбираемых из группы, состоящей из парафина, ароматического масла, нафтенового масла, С5 смолы, стеариновой кислоты, стеарата кальция, стеарата магния, оксида цинка, диоксида кремния, технического углерода и их модифицированных производных, и массовое соотношение между добавкой к каучуку и полимером TBIR находится в диапазоне от 1 до 50:100.
[0036] Непрореагировавшие мономеры извлекают при использовании устройства для экструзионного обезгаживания и очищают при использовании устройства для отделения и очистки, для того чтобы мономеры были бы переведены обратно в полимеризационный реактор или емкость для хранения мономеров для использования. Полимер хорошо смешивают с антиоксидантом и/или добавкой к каучуку при использовании экструдера, а после этого экструдируют, гранулируют, высушивают, отмеривают и упаковывают.
[0037] При использовании вышеупомянутых способов и установки настоящее раскрытие изобретения реализует промышленное получение транс-1,4-поли(бутадиен-со-изопренового) сополимерного каучука в результате применения технологии полимеризации в массе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0038] Фигура 1 представляет собой технологическую схему способа получения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0039] В целях лучшего иллюстрирования способа получения и рабочего способа функционирования производственной установки настоящего изобретения и подробного описания технических средств, характеристик и целей настоящего изобретения настоящее раскрытие изобретения дополнительно иллюстрируется ниже в настоящем документе в связи с конкретными вариантами осуществления.
[0040] Материалы исходного сырья настоящего раскрытия изобретения представляют собой нижеследующее.
[0041] Бутадиен (Qilu Petrochemical, Co. Ltd., полимеризационный сорт, степень чистоты > 99,0%), изопрен (Jinshan Petrochemical, Co. Ltd., полимеризационный сорт, степень чистоты > 99,0%), титановый катализатор, нанесенный на носитель, (собственного изготовления, TiCl4 при его нанесении на носитель MgCl2, уровень содержания титана 3,2% (масс.)), ванадиевый катализатор, нанесенный на носитель, (собственного изготовления, VOCl3 при нанесении его на носитель MgCl2, уровень содержания ванадия 3,5% (масс.)), триизобутилалюминий и триэтилалюминий, степень чистоты 98%; водород (Linzi Additive Factory, степень чистоты 99,99%), антиоксидант 264 и антиоксидант 2264 (промышленный сорт, Shanghai Jiacheng Chemical, Co. Ltd.), этанол и пропанол (промышленный сорт, Laiyang Chemical Works). Все другие материалы, подобные регулятору молекулярной массы, донору электронов, добавке к каучуку и антиоксиданту, представляют собой промышленные товары, доступные на рынке.
Пример 1
[0042] Работающий под высоким давлением котловой реактор с двойными геликоидальными перемешивающими лопастями подвергали вакуумной обработке для удаления воды и кислорода. Отмеряли и последовательно добавляли в реактор при использовании системы дозированной подачи 120 кг мономерного бутадиена (Bd), 2300 кг мономерного изопрена (Ip), 13 кг триизобутилалюминия (Al), 1000 г нанесенного на носитель титанового катализатора (Ti) и газообразный водород, где уровень содержания Ti в титановом катализаторе, нанесенном на носитель, составлял 3,2% (масс.), Al/Ti=100 (молярное соотношение), а количество водорода составляло 180 г. Полимеризацию проводили при 80°С в течение 10 часов. После проведения полимеризации полимерную систему перемещали в двухшнековый экструдер через трубопровод для обрыва цепи реакции. В то же самое время для обрыва цепи реакции в двухшнековый экструдер добавляли 2,8 кг этанола в качестве агента обрыва цепи и проводили однородное перемешивание. Подвергшуюся обрыву цепи полимерную систему переводили в двухшнековый экструдер и из впускного отверстия устройства для экструзионного обезгаживания добавляли 5,00 кг антиоксиданта 264. При использовании устройства для экструзионного обезгаживания удаляли непрореагировавшие мономерные бутадиен и изопрен при пониженном давлении. При использовании устройства для экструзионного обезгаживания продукт экструдировали и гранулировали, высушивали и взвешивали, получая 530 кг продукта для упаковывания. Продукт подвергали испытаниям, и, как это продемонстрировали результаты, молярное содержание бутадиена в полимере TBIR составлял 21%, а молярное содержание транс-1,4-звена в сополимере составлял более 90%, и вязкость по Муни при 100°С (3+4 минуты) составляла 58.
Пример 2
[0043] Работающий под высоким давлением котловой реактор с двойными геликоидальными перемешивающими лопастями подвергали вакуумной обработке для удаления воды и кислорода. Отмеряли и последовательно добавляли в реактор при использовании системы дозированной подачи 220 кг мономерного бутадиена (Bd), 604 кг мономерного изопрена (Ip), 150 г триизобутилалюминия (Al), 200 г нанесенного на носитель титанового катализатора (Ti), простого эфира в качестве донора электронов 0,01 моль и 12 г водорода. Полимеризацию проводили при 30°С в течение 48 часов. После проведения полимеризации полимерную систему переводили в двухшнековый экструдер через трубопровод для обрыва цепи реакции. В то же самое время в двухшнековый экструдер добавляли 60 г этанола в качестве агента обрыва цепи и проводили однородное перемешивание для обрыва цепи реакции. Подвергшуюся обрыву цепи полимерную систему переводили в двухшнековый экструдер и из впускного отверстия устройства для экструзионного обезгаживания добавляли 2,1 кг антиоксиданта 264, 50 кг ароматического масла (добавки к каучуку) и 50 кг диоксида кремния. При использовании устройства для экструзионного обезгаживания полимер полностью смешивали с антиоксидантом и добавкой к каучуку. При использовании устройства для экструзионного обезгаживания удаляли непрореагировавшие мономерные бутадиен и изопрен при пониженном давлении. При использовании устройства для экструзионного обезгаживания продукт экструдировали и гранулировали, высушивали и взвешивали, получая 304 кг продукта для упаковывания. Продукт подвергали испытаниям, и, как это продемонстрировали результаты, молярное содержание бутадиена в полимере TBIR составлял 50%, а молярное содержание транс-1,4-структуры в сополимере составлял более 90%, и вязкость по Муни при 100°С (3+4 минуты) составляла 85.
Пример 3
[0044] Работающий под высоким давлением котловой реактор (реактор № 1) с двойными геликоидальными перемешивающими лопастями и горизонтальный реактор (реактор № 2) соединяли последовательно и подвергали вакуумной обработке для удаления воды и кислорода. Отмеряли и последовательно добавляли в реактор № 1 при использовании системы дозированной подачи 360 кг мономерного бутадиена (Bd), 2300 кг мономерного изопрена (Ip), 10 кг триизобутилалюминия (Al), нанесенный на носитель титановый катализатор (Ti), донор электронов и газообразный водород, где количество титанового катализатора, нанесенного на носитель, составляло 1,5 кг, количество тетрагидрофурана в качестве донора электронов составляло 0,1 моль, а количество газообразного водорода составляло 20 г. Скорость перемешивания полимеризационного котлового реактора (реактора № 1) составляла 80 об./мин, и полимеризацию проводили при 50°С в течение 2 часов. После этого полимерную систему переводили в реактор № 2 через трубопроводную систему и полимеризацию проводили при 60°С в течение 5 часов при скорости перемешивания 50 об./мин. Полимерную систему переводили в двухшнековый экструдер через трубопровод для обрыва цепи реакции. В то же самое время добавляли 450 г этанола в качестве агента обрыва цепи и проводили однородное перемешивание для обрыва цепи реакции. Подвергшуюся обрыву цепи полимерную систему переводили в двухшнековую машину для экструзионного обезгаживания и из впускного отверстия устройства для экструзионного обезгаживания добавляли 2,0 кг антиоксиданта 264. При использовании устройства для экструзионного обезгаживания удаляли непрореагировавшие мономерные бутадиен и изопрен при пониженном давлении. При использовании устройства для экструзионного обезгаживания продукт экструдировали и гранулировали, высушивали и взвешивали, получая 1580 кг продукта для упаковывания. Продукт подвергали испытаниям, и, как это продемонстрировали результаты, молярное содержание бутадиена в полимере TBIR составлял 36%, а молярное содержание транс-1,4-структуры в сополимере составлял 96%, и вязкость по Муни при 100°С (3+4 минуты) составляла 92.
Пример 4
[0045] За исключением добавляемого количества газообразного водорода в 400 г другие операции были теми же самыми, что и в примере 3. В заключение, получали 1440 кг гранулированного полимера TBIR. Продукт подвергали испытаниям, и, как это продемонстрировали результаты, молярное содержание бутадиена в полимере TBIR составлял 35%, а молярное содержание транс-1,4-структуры в сополимере составлял 93%, и вязкость по Муни при 100°С (3+4 минуты) составляла 20.
Пример 5
[0046] За исключением добавления 580 кг нафтенового масла (добавки к каучуку) и 300 кг диоксида кремния другие операции были теми же самыми, что и в примере 3. В заключение, получали 2380 кг гранул полимера TBIR, наполненного нафтеновым маслом. Продукт подвергали испытаниям, и, как это продемонстрировали результаты, молярное содержание бутадиена в полимере TBIR составлял 35%, а молярное содержание транс-1,4-структуры в сополимере составлял 93%, и вязкость по Муни при 100°С (3+4 минуты) составляла 105.
Пример 6
[0047] За исключением добавления 1,02 кг 1,3-диметоксипропана (донора электронов) другие операции были теми же самыми, что и в примере 3. В заключение, получали 1568 кг продукта. Продукт подвергали испытаниям, и, как это продемонстрировали результаты, молярное содержание бутадиена в полимере TBIR составлял 26%, а молярное содержание транс-1,4-структуры в сополимере составлял 96%, и вязкость по Муни при 100°С (3+4 минуты) составляла 95.
Пример 7
[0048] Горизонтальный реактор подвергали вакуумной обработке для удаления воды и кислорода. Отмеряли и последовательно добавляли в реактор при использовании системы дозированной подачи 500 кг мономерного бутадиена (Bd), 2540 кг мономерного изопрена (Ip), триизобутилалюминий (Al), нанесенный на носитель титановый катализатор (Ti), водород и донор электронов, где количество титанового катализатора, нанесенного на носитель, составляло 1,5 кг при содержании 12% (масс.) дибутилфталата в качестве внутреннего донора электронов, Al/Ti=50 (молярное соотношение), количество газообразного водорода составляло 160 г, а количество 2,2-диметоксипропана (донора электронов) составляло 0,1 моль. Полимеризацию проводили при 60°С в течение 8 часов. После проведения полимеризации полимерную систему переводили в двухшнековый экструдер через трубопровод для обрыва цепи реакции. В то же самое время в двухшнековый экструдер добавляли 4,5 кг этанола в качестве агента обрыва цепи и проводили однородное перемешивание. Подвергшуюся обрыву цепи полимерную систему переводили в двухшнековый экструдер и из впускного отверстия устройства для экструзионного обезгаживания добавляли 2,44 кг антиоксиданта 2264 и 25 кг нафтенового масла (добавки к каучуку). При использовании устройства для экструзионного обезгаживания полимер полностью смешивали с антиоксидантом и добавкой к каучуку. При использовании устройства для экструзионного обезгаживания удаляли непрореагировавшие мономерные бутадиен и изопрен при пониженном давлении. Продукт экструдировали, гранулировали, высушивали, взвешивали и упаковывали, получая 1800 кг гранул полимера TBIR, наполненного нафтеновым маслом. Продукт подвергали испытаниям, и, как это продемонстрировали результаты, молярное содержание бутадиена в полимере TBIR составлял 34%, а молярное содержание транс-1,4-структуры в сополимере составлял 93%, и вязкость по Муни при 100°С (3+4 минуты) составляла 62.
Пример 8
[0049] Полимеризационные реакторы являлись двумя соединенными последовательно горизонтальными реакторами с внутренним диаметром в 2 метра и длиной в 6 метров. Внутри реакторов для транспортирования материала и обеспечения теплопередачи, соответственно, устанавливали лопасть пропеллера и рубашечное устройство. Два реактора подвергали вакуумной обработке для удаления воды и кислорода. Отмеряли и последовательно добавляли в первый реактор при использовании системы дозированной подачи 400 кг мономерного бутадиена (Bd), 2600 кг мономерного изопрена (Ip), триизобутилалюминий (Al), 1,25 кг нанесенного на носитель ванадиевого катализатора (V) при содержании 12% (масс.) дибутилфталата в качестве внутреннего донора электронов и газообразный водород, где Al/V=200 (молярное соотношение), количество газообразного водорода составляло 50 г. Полимеризацию проводили при 40°С в течение 4 часов в первом горизонтальном реакторе. После этого полимерную систему переводили во второй горизонтальный реактор и полимеризацию проводили при 60°С в течение 4 часов. Полимерную систему переводили в двухшнековый экструдер через трубопровод для обрыва цепи реакции. В то же самое время в двухшнековый экструдер добавляли 54 г пропанола в качестве агента обрыва цепи для однородного смешивания и обрыва цепи реакции. Подвергшуюся обрыву цепи полимерную систему переводили в двухшнековый экструдер и через впускное отверстие устройства для обезгаживания добавляли 54 г антиоксиданта 2264 и 100 кг технического углерода. При использовании устройства для отправления на рецикл отправляли на рецикл и очищали непрореагировавшие мономерные бутадиен и изопрен. Полимер гранулировали, высушивали, взвешивали, упаковывали и подавали на склад продуктов. В заключение, получали 1900 кг гранулированного транс-1,4-поли(бутадиен-со-изопренового) сополимерного каучука (TBIR), наполненного техническим углеродом. Продукт подвергали испытаниям, и, как это продемонстрировали результаты, молярное содержание бутадиенового звена в полимере TBIR составлял 28%, а молярное содержание транс-1,4-структуры в сополимере составлял 90%, и вязкость по Муни при 100°С (3+4 минуты) составляла 78.
Реферат
Изобретение относится к способу промышленного получения бутадиен-изопренового сополимерного каучука, обладающего транс-1,4-структурой (TBIR), и к установке для осуществления данного способа. Способ получения включает перекачивание предварительно заданного количества бутадиена и изопрена в полимеризационный реактор и проведение полимеризации в массе в присутствии катализатора для получения полимера TBIR, экструдирование, обезгаживание, гранулирование и высушивание каучука TBIR, а после этого упаковывание полученного каучука TBIR. Непрореагировавшие мономеры отделяют посредством устройства для извлечения и отделения последующей раздельной очисткой непрореагировавших мономеров. Затем непрореагировавшие мономеры возвращают в устройство для дозированной подачи или емкость для хранения. Производственная установка включает блок извлечения и очистки, блок полимеризации, блок последующей обработки и блок обслуживания. Производственная установка и способ получения позволяет проводить полимеризацию в массе для промышленного производства каучука TBIR. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил., 8 пр.
