RU2155195C1 - Butyl rubber production process - Google Patents

Butyl rubber production process Download PDF

Info

Publication number
RU2155195C1
RU2155195C1 RU99126023A RU99126023A RU2155195C1 RU 2155195 C1 RU2155195 C1 RU 2155195C1 RU 99126023 A RU99126023 A RU 99126023A RU 99126023 A RU99126023 A RU 99126023A RU 2155195 C1 RU2155195 C1 RU 2155195C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
catalyst
rubber
reaction zone
solution
reactor
Prior art date
Application number
RU99126023A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.Т. Щербань
Р.Т. Шияпов
Х.В. Мустафин
В.Г. Шамсутдинов
В.Н. Гавриков
Ю.Н. Якушев
А.М. Яковлев
В.А. Никин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" filed Critical Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим"
Priority to RU99126023A priority Critical patent/RU2155195C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2155195C1 publication Critical patent/RU2155195C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

FIELD: rubber industry. SUBSTANCE: in a butyl rubber production process involving isobutylene-isoprene copolymerization in solution or dispersion in hydrocarbon solvent in presence of Friedel-Crafts catalyst also including preparation and deactivation of catalyst, stabilization of polymer with antioxidant, water degassing of rubber, processing of return products, preparation of charge mixture, and drying of rubber, catalyst solution is introduced into reaction zone by two streams. First stream containing 50- 85% of total catalyst intake is fed into lower part of reaction zone and stabilized at specified level. The second stream, fed into upper part of reaction zone, contains 15 to 50% of the total catalyst intake in dependence on Mooney viscosity of rubber, this stream being directed at angle 30-65 deg to radial cross-section of reactor. Feed rate of cat solution is advantageously maintained between 0.5 and 5.0 m/s. EFFECT: increased reactor run and improved quality of rubber and performance characteristics of rubber production. 2 cl, 1 dwg, 5 tbl, 14 ex

Description

Изобретение относится к области получения синтетических каучуков, в частности бутилкаучука, и может быть использовано в нефтехимической промышленности. The invention relates to the field of synthetic rubbers, in particular butyl rubber, and can be used in the petrochemical industry.

Известен способ получения бутилкаучука низкотемпературной сополимеризацией изобутилена с изопреном в среде углеводородного растворителя или разбавителя в присутствии катализатора Фриделя-Крафтса, например хлорида алюминия, растворенного в метилхлориде с концентрацией около 0,1 мас.% при температуре минус 90oC, подаваемого в нижнюю часть реактора для полимеризации, куда также вводят углеводородную шихту, содержащую 17-20% изобутилена, 0,5-0,7 % изопрена и разбавитель или углеводородный растворитель и перемешиваемую с раствором катализатора осевым насосом. [Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. П.А. Кирпичников, В. В. Берестнев, Л.М. Попова, Л.: Химия, 1986, с. 145-147].A known method of producing butyl rubber by low-temperature copolymerization of isobutylene with isoprene in a hydrocarbon solvent or diluent in the presence of a Friedel-Crafts catalyst, for example aluminum chloride dissolved in methyl chloride with a concentration of about 0.1 wt.% At a temperature of minus 90 o C supplied to the lower part of the reactor for polymerization, which also introduces a hydrocarbon mixture containing 17-20% isobutylene, 0.5-0.7% isoprene and a diluent or hydrocarbon solvent and mixed with a catalyst solution axial pump. [The album of technological schemes of the main industries of the synthetic rubber industry. P.A. Kirpichnikov, V.V. Berestnev, L.M. Popova, L .: Chemistry, 1986, p. 145-147].

Недостатком способа является неоднородное распределение катализатора в реакционном объеме реактора, что способствует налипанию на внутренней поверхности реактора, разбросу пластоэластических свойств каучука, неэффективному использованию катализатора, короткие циклы полимеризации. The disadvantage of this method is the inhomogeneous distribution of the catalyst in the reaction volume of the reactor, which contributes to the sticking on the inner surface of the reactor, the spread of plastoelastic properties of rubber, inefficient use of the catalyst, short polymerization cycles.

Наиболее близким к заявляемому способу получения бутилкаучука является способ, заключающийся в сополимеризации изобутилена с изопреном в растворе или в дисперсии в углеводородном растворителе или разбавителе в присутствии катализатора Фриделя-Крафтса, вводимом в реакционную зону в углеводородном растворителе или разбавителе, включающем также приготовление, дезактивацию катализатора, стабилизацию полимера антиоксидантом, водную дегазацию каучука, переработку возвратных продуктов и приготовление шихты, и сушку каучука, причем катализатор подают в нижнюю часть реактора через три ввода центробежным насосом под давлением 8 ати при температуре минус 95oC с концентрацией 0,05-0,10 мас. %, в нижнюю часть реактора направляют также шихту. [Основы технологии нефтехимического синтеза. Гостоптехиздат. М., 1960, с. 656-659].Closest to the claimed method for producing butyl rubber is a method consisting in copolymerizing isobutylene with isoprene in solution or in a dispersion in a hydrocarbon solvent or diluent in the presence of a Friedel-Crafts catalyst, introduced into the reaction zone in a hydrocarbon solvent or diluent, which also includes preparation, deactivation of the catalyst, stabilization of the polymer with an antioxidant, water degassing of rubber, processing of return products and preparation of the charge, and drying of the rubber, moreover, kata izator fed to the bottom of the reactor through three input centrifugal pump under a pressure of 8 atm at a temperature of minus 95 o C with a concentration of 0.05-0.10 wt. %, the charge is also sent to the lower part of the reactor. [Basics of petrochemical synthesis technology. Gostoptekhizdat. M., 1960, p. 656-659].

Недостатком указанного способа является недостаточная эффективность управления процессом сополимеризации из-за сложности учета запаздывания в системе, наличия высоких концентраций катализатора в различных местах реакционной зоны, вызванных плохим распределением катализатора из-за малых скоростей потоков, большого разброса показателей, определяющих качество каучука. В частности, среднеквадратичное отклонение вязкости каучука по Муни достигает 8,5-10,0 ед., расход катализатора изменяется в пределах 0,1-0,5 кг/т каучука даже при постоянном качестве сырья. The disadvantage of this method is the insufficient efficiency of controlling the copolymerization process due to the complexity of taking into account the delay in the system, the presence of high concentrations of catalyst in various places of the reaction zone, caused by poor distribution of the catalyst due to low flow rates, a large spread of indicators that determine the quality of the rubber. In particular, the standard deviation of the Mooney rubber viscosity reaches 8.5-10.0 units, the catalyst consumption varies between 0.1-0.5 kg / t of rubber even with a constant quality of raw materials.

Неоднородность распределения катализатора в реакционном объеме способствует образованию конгломератов катализатора и каучука, забивкам выводных труб из реактора, что приводит к изменению продолжительности пробега реакторов от 25 до 60 часов при сополимеризации в разбавителе и от 270 до 560 часов при сополимеризации в углеводородном растворителе. The heterogeneity of the distribution of the catalyst in the reaction volume promotes the formation of conglomerates of catalyst and rubber, clogging of the outlet pipes from the reactor, which leads to a change in the run length of the reactors from 25 to 60 hours during copolymerization in a diluent and from 270 to 560 hours during copolymerization in a hydrocarbon solvent.

Задачей заявляемого способа получения бутилкаучука является увеличение пробега реакторов, повышение качества каучука и улучшение технико-экономических показателей производства. The objective of the proposed method for producing butyl rubber is to increase the mileage of reactors, improving the quality of rubber and improving technical and economic indicators of production.

Указанная задача решается тем, что в известном способе получения бутилкаучука сополимеризацией изобутилена с изопреном в растворе или в дисперсии в углеводородном растворителе или разбавителе в присутствии катализатора Фриделя-Крафтса, вводимом в реакционную зону в углеводородном растворителе или разбавителе, включающем также приготовление, дезактивацию катализатора, стабилизацию полимера антиоксидантом, водную дегазацию каучука, переработку возвратных продуктов и приготовление шихты и сушку каучука, вводят раствор катализатора в реакционную зону двумя потоками, по первому - в нижнюю часть реакционной зоны направляют (50-85)% от общего расхода катализатора и стабилизируют его на заданном уровне, по второму - в верхнюю часть реакционной зоны подают (15-50)% от общего расхода катализатора в зависимости от вязкости по Муни каучука, причем раствор катализатора по второму потоку подают под углом 30-65 градусов к радиальному сечению реактора. This problem is solved in that in the known method for producing butyl rubber by copolymerization of isobutylene with isoprene in solution or in a dispersion in a hydrocarbon solvent or diluent in the presence of a Friedel-Crafts catalyst, introduced into the reaction zone in a hydrocarbon solvent or diluent, which also includes preparation, deactivation of the catalyst, stabilization polymer antioxidant, water degassing of rubber, processing of return products and preparation of the mixture and drying of the rubber, a catalyst solution is introduced the reaction zone in two streams, (50-85)% of the total catalyst consumption is directed to the lower part of the reaction zone in the first part and stabilized at a predetermined level, (15-50)% of the total catalyst consumption is fed to the upper part of the reaction zone in the second depending on the Mooney viscosity of the rubber, the catalyst solution being supplied through a second stream at an angle of 30-65 degrees to the radial section of the reactor.

Скорость раствора катализатора, вводимого в реакционную зону, выдерживают, предпочтительно, в пределах 0,5-5,0 м/с. The speed of the catalyst solution introduced into the reaction zone is maintained, preferably, in the range of 0.5-5.0 m / s.

В отличие от известного способа в предлагаемом способе получения бутилкаучука за счет введения раствора катализатора двумя потоками в две зоны достигают уменьшения разброса вязкости по Муни каучука, особенно при подаче катализаторного раствора в верхнюю зону реакции под углом 30-65 градусов к радиальному сечению реактора. Благодаря этому дисперсию величины вязкости по Муни снижают до 3-5 ед., что особенно характерно при использовании высоких скоростей введения катализатора. In contrast to the known method, in the proposed method for producing butyl rubber by introducing the catalyst solution in two streams into two zones, the Mooney viscosity dispersion is reduced in rubber, especially when the catalyst solution is fed into the upper reaction zone at an angle of 30-65 degrees to the radial section of the reactor. Due to this, the dispersion of the Mooney viscosity is reduced to 3-5 units, which is especially characteristic when using high rates of catalyst injection.

Если в действующих производствах скорость подачи раствора катализатора достигает значений 0,035-0,075 м/с, то использование скоростей введения катализатора в пределах 0,5-5,0 м/с не только способствует повышению однородности каучука, но и снижению расходов катализатора, повышению конверсии мономеров и увеличению пробега реакторов. При большой скорости процесса сополимеризации изобутилена с изопреном однородность распределения катализатора в реакционном объеме достигает существенного значения. If in existing plants the feed rate of the catalyst solution reaches 0.035-0.075 m / s, then the use of catalyst injection rates in the range of 0.5-5.0 m / s not only helps to increase the uniformity of rubber, but also reduces the cost of the catalyst and increases the conversion of monomers and increased mileage of reactors. At a high speed of the process of copolymerization of isobutylene with isoprene, the uniformity of the distribution of the catalyst in the reaction volume reaches a significant value.

Введением (50-85)% от общего расхода катализатора в нижнюю реакционную зону достигают при необходимой чистоте сырья практически 65-75%-ной конверсии мономеров. Возмущения со стороны сырья и условий теплоотвода через металлическую стенку к испаряющемуся этилену требуют корректировки на завершающей стадии процесса сополимеризации. Необходимую вязкость по Муни каучука и производительность обеспечивают введением катализатора во вторую - верхнюю зону реакции. Оставшиеся (15-50)% от общего расхода катализатора позволяют получить желаемый результат - достичь не только требуемой величины вязкости по Муни каучука, но и существенно увеличить продолжительность пробега реактора. By introducing (50-85)% of the total catalyst consumption into the lower reaction zone, with the required purity of the feed, almost 65-75% conversion of the monomers is achieved. Perturbations on the part of the feedstock and the conditions of heat removal through the metal wall to evaporating ethylene require adjustment at the final stage of the copolymerization process. The necessary Mooney rubber viscosity and performance are provided by introducing a catalyst into the second to upper reaction zone. The remaining (15-50)% of the total catalyst consumption allows us to obtain the desired result — to achieve not only the required Mooney rubber value, but also significantly increase the reactor run time.

Заявляемый способ получения бутилкаучука осуществляют по схеме, изображенной на чертеже. The inventive method for producing butyl rubber is carried out according to the scheme shown in the drawing.

Схема содержит: линии 1,4,5,6,12,13,14,15,16,22,24,25 и 28 подачи углеводородной шихты, катализатора по первому потоку в нижнюю реакционную зону, катализатора по второму потоку в верхнюю реакционную зону, этилена в испаритель, острого водяного пара на дегазацию каучука, циркуляционной воды, суспензии антиагломератора, водного раствора щелочи, метанола, дисперсии каучука на окончательную дегазацию, суспензии антиоксиданта на всас насоса и в линию циркуляционной воды и острого водяного пара в эжектор соответственно; линии 8,9,17,19,20,22,26,29,30 и 32 - вывода паров этилена на компрессор, дисперсии каучука или раствора на дегазацию, паров дегазации на конденсацию, конденсата на разделение, дисперсии каучука на всас насоса, дисперсии каучука на окончательную дегазацию, паров дегазации на эжектор, паров дегазации на первую стадию дегазации, дисперсии каучука на всас насоса и дисперсии каучука на концентрирование, отжим крошки от воды и сушку крошки каучука; 2 - реактор, 3 - мешалка, 7 - испаритель этилена, 10 - крошкообразователь, 11 - дегазатор, 18 - конденсатор, 21,31 - насосы, 23 - дегазатор вакуумный или под небольшим давлением, 27 - эжектор. The scheme contains: lines 1,4,5,6,12,13,14,15,16,22,24,25 and 28 for supplying a hydrocarbon charge, a catalyst for the first stream into the lower reaction zone, a catalyst for a second stream in the upper reaction zone ethylene to the evaporator, acute water vapor for degassing rubber, circulating water, an anti-agglomerator suspension, an aqueous solution of alkali, methanol, rubber dispersion for final degassing, an antioxidant suspension at the pump inlet and in line with circulating water and acute water vapor to the ejector, respectively; lines 8,9,17,19,20,22,26,29,30 and 32 - output of ethylene vapor to the compressor, dispersion of rubber or solution for degassing, vapor degassing to condensation, condensate to separation, rubber dispersion to the pump inlet, dispersion rubber for final degassing, vapor degassing for the ejector, vapor degassing for the first stage of degassing, dispersion of rubber at the pump inlet and dispersion of rubber for concentration, crushing water from the crumbs and drying the rubber crumbs; 2 - reactor, 3 - stirrer, 7 - ethylene evaporator, 10 - crumb binder, 11 - degasser, 18 - condenser, 21.31 - pumps, 23 - vacuum or low pressure degasser, 27 - ejector.

Способ сополимеризации изобутилена с изопреном осуществляют, например, следующим образом. The method of copolymerization of isobutylene with isoprene is carried out, for example, as follows.

Углеводородную шихту, представляющую собой смесь изобутилена, изопрена и метилхлоридизобутиленовой фракции с содержанием 20-25 мас.% изобутилена и 0,6-0,8 мас. % изопрена или смесь изобутилена, изопрена и изопентанизобутиленовой фракции и метилхлорида, этилхлорида или метиленхлорида с содержанием 45-60 мас. % изобутилена и 1,2-2,5 мас.% изопрена направляют по линии 1 в реактор 2 с мешалкой 3, куда по линиям 4 и 5 вводят раствор катализатора Фриделя-Крафтса, например хлорид алюминия в растворе метилхлорида или этилалюминийсесквихлорид в растворе изопентана. A hydrocarbon charge, which is a mixture of isobutylene, isoprene and methyl chloride isobutylene fraction containing 20-25 wt.% Isobutylene and 0.6-0.8 wt. % isoprene or a mixture of isobutylene, isoprene and isopentanisobutylene fraction and methyl chloride, ethyl chloride or methylene chloride with a content of 45-60 wt. % of isobutylene and 1.2-2.5 wt.% of isoprene are sent via line 1 to reactor 2 with stirrer 3, where Friedel-Crafts catalyst solution, for example, aluminum chloride in a solution of methyl chloride or ethyl aluminum sesquichloride in a solution of isopentane, is introduced through lines 4 and 5.

В нижнюю зону реакции в реактор 2 вводят (50-85)% от общего расхода катализатора по линии 4, в верхнюю зону реакции по линии 5 вводят (15-50)% от общего расхода катализатора с концентрацией катализатора, предпочтительно, 0,08-0,12 мас. %, причем катализаторный раствор в верхнюю реакционную зону подают по линии 5 под углом 30-65 градусов к радиальному сечению реактора. Скорость раствора катализатора, вводимого в реакционного зону, выдерживают, предпочтительно, 0,5-5,0 м/с. (50-85)% of the total catalyst consumption in line 4 is introduced into the lower reaction zone in reactor 2, (15-50)% of the total catalyst consumption with catalyst concentration is introduced into the upper reaction zone in line 5, preferably 0.08- 0.12 wt. %, and the catalyst solution in the upper reaction zone is fed through line 5 at an angle of 30-65 degrees to the radial section of the reactor. The speed of the catalyst solution introduced into the reaction zone is maintained, preferably, 0.5-5.0 m / s.

В отличие от известного способа, когда катализатор вводят только в одну зону, введение катализатора двумя потоками, по первому - в нижнюю часть реакционной зоны, по второму - в верхнюю часть реакционной зоны под углом 30-65 градусов позволяет не только достичь более однородного распределения катализатора, но и снизить затраты катализатора и сырья на производство продукции, а также существенно повысить пробег реакторов до их промывки за счет меньшего налипания частиц полимера и катализатора на поверхности реактора и трубках испарителя этилена и меньшей скорости забивки выводной трубы из реактора. Температуру в реакторе 2 выдерживают за счет испарения этилена, подаваемого по линии 6 в испаритель 7. Пары этилена по линии 8 выводят на компрессор (на схеме не показан), а полученный продукт - бутилкаучук в виде дисперсии или раствора направляют по линии 9 в крошкообразователь 10 дегазатора 11. В крошкообразователь 10 по линии 12 подают острый водяной пар и по линии 13 - циркуляционную воду. По линии 14 направляют суспензию антиагломератора, а по линии 15 - водный раствор щелочи. При проведении сополимеризации мономеров в среде разбавителя - метилхлорида в качестве дезактиватора используют подаваемые по линиям 12 и 13 пар и циркуляционную воду, при проведении сополимеризации мономеров в среде изопентана в качестве дезактиватора применяют, например, метанол, подаваемый по линии 16. In contrast to the known method, when the catalyst is introduced into only one zone, the introduction of the catalyst in two streams, the first to the lower part of the reaction zone, the second to the upper part of the reaction zone at an angle of 30-65 degrees allows not only to achieve a more uniform distribution of the catalyst but also to reduce the costs of the catalyst and raw materials for production, as well as significantly increase the mileage of the reactors before washing them due to less sticking of polymer particles and catalyst on the surface of the reactor and the tubes of the ethylene evaporator at a lower rate of clogging of the outlet pipe from the reactor. The temperature in the reactor 2 is maintained due to the evaporation of ethylene supplied through line 6 to the evaporator 7. Ethylene vapors through line 8 are led to a compressor (not shown in the diagram), and the resulting butyl rubber product in the form of a dispersion or solution is sent through line 9 to the crumb binder 10 degasser 11. In the crumbling agent 10 line 12 serves sharp water vapor and line 13 - circulating water. A suspension of the anti-agglomerator is sent along line 14, and an aqueous alkali solution is sent along line 15. When copolymerization of monomers in a diluent-methyl chloride medium is carried out, steam and circulating water supplied through lines 12 and 13 are used as a deactivator; when copolymerization of monomers in isopentane is used, for example, methanol supplied through line 16.

Отогнанные при дегазации углеводороды с небольшим количеством водяного пара выводят из дегазатора 11 по линии 17 в конденсатор 18 и далее по линии 19 на переработку (на схеме не показано). The hydrocarbons distilled during degassing with a small amount of water vapor are removed from the degasser 11 through line 17 to a condenser 18 and then through line 19 for processing (not shown in the diagram).

Дисперсию каучука в воде из дегазатора 11 выводят по линии 20 насосом 21 и далее по линии 22 в вакуумный дегазатор (или дегазатор под небольшим избыточным давлением) 23. Суспензию антиоксиданта подают по линии 24 на всас насоса 21, а при необходимости и по линии 25 в линию циркуляционной воды 13. Пары из дегазатора 23 направляют по линии 26 в эжектор 27, в который по линии 28 подают рабочий пар, и далее по линии 29 выводят в дегазатор 11. При растворной полимеризации мономеров пары дегазации, выводимые по линии 26, непосредственно направляют на конденсацию (на схеме не показано). Дисперсию каучука в воде, заправленную антиоксидантом, направляют из дегазатора 23 по линии 30 насосом 31 и далее по линии 32 на концентрирование, отжим воды от крошки каучука и его сушку проводят в червячно-отжимных сушильных агрегатах (на схеме не показано). Углеводородные пары дегазации после конденсации, осушки и компримирования в виде конденсата или частично в виде паров подвергают разделению на ректификационных колоннах (на схеме не показано) и выводят в виде чистого углеводородного растворителя или углеводородного разбавителя на приготовление катализатора, либо изобутилена и возвратной изобутиленметилхлоридной фракции или изобутиленизопентановой фракции на приготовление шихты. The dispersion of rubber in water from the degasser 11 is withdrawn through line 20 by pump 21 and then through line 22 to a vacuum degasser (or degasser under slight overpressure) 23. A suspension of the antioxidant is fed through line 24 to the pump inlet 21, and, if necessary, via line 25 to the circulation water line 13. Vapors from the degasser 23 are sent via line 26 to the ejector 27, into which working steam is supplied via line 28, and then, via line 29, they are led to the degasser 11. During solution polymerization of the monomers, the degassing vapors discharged via line 26 are sent on condensation (on with heme not shown). The dispersion of rubber in water, filled with an antioxidant, is sent from the degasser 23 through line 30 to the pump 31 and then along line 32 to concentration, the water is squeezed out of the rubber crumb and dried in worm-squeezed drying units (not shown in the diagram). After condensation, drying and compression in the form of condensate or partially in the form of vapors, hydrocarbon degassing vapors are subjected to separation in distillation columns (not shown in the diagram) and withdrawn in the form of a pure hydrocarbon solvent or hydrocarbon diluent to prepare a catalyst, or isobutylene and return isobutylene methyl chloride fraction or isobutylene isopentane fractions for the preparation of the mixture.

Способ иллюстрируют следующие примеры. The method is illustrated by the following examples.

Пример 1 (контрольный). Example 1 (control).

Бутилкаучук получают по известному способу сополимеризацией изобутилена с изопреном в реакторе объемом 16 м3 с мешалкой лопастного типа. В реактор подают 15 т/ч шихты следующего состава, мас.%: изобутилена 21,5; изопрена 0,6; метилхлорида 77,9. Температура шихты минус 95oC, температура катализаторного раствора минус 90oC. В качестве катализатора используют раствор хлорида алюминия в метилхлориде концентрацией 0,1 мас.%. Катализаторный раствор вводят в нижнюю реакционную зону со скоростью 0,04 м/с, при давлении в линии нагнетания насоса 0,8 МПа. Средняя температура сополимеризации минус 92,0oС. Шихту подают также в нижнюю часть реактора.Butyl rubber is obtained by a known method by copolymerization of isobutylene with isoprene in a reactor with a volume of 16 m 3 with a paddle type mixer. In the reactor serves 15 t / h of the mixture of the following composition, wt.%: Isobutylene 21.5; isoprene 0.6; methyl chloride 77.9. The temperature of the mixture is minus 95 o C, the temperature of the catalyst solution minus 90 o C. As a catalyst use a solution of aluminum chloride in methyl chloride concentration of 0.1 wt.%. The catalyst solution is introduced into the lower reaction zone at a speed of 0.04 m / s, with a pressure in the pump discharge line of 0.8 MPa. The average copolymerization temperature minus 92.0 o C. the charge is also served in the lower part of the reactor.

Основные показатели процесса:
конверсия мономеров, % - 75,2
величина сухого остатка, % - 16,6
расход катализатора, кг/т бутилкаучука - 0,3
пробег реактора, ч - 46,7
выработка каучука за цикл, т - 116,3
вязкость каучука по Муни - 50,9
разброс величины вязкости каучука по Муни - 8,0
непредельность, мол.% - 1,6
Примеры 2-4.
Key process indicators:
monomer conversion,% - 75.2
dry solids,% - 16.6
catalyst consumption, kg / t butyl rubber - 0.3
mileage of the reactor, h - 46.7
rubber production per cycle, t - 116.3
Mooney rubber viscosity - 50.9
the range of the viscosity of the Mooney rubber is 8.0
unsaturation, mol.% - 1,6
Examples 2-4.

Бутилкаучук получают по предлагаемому способу сополимеризацией изобутилена с изопреном в реакторе объемом 16 м3 с мешалкой лопастного типа. В реактор подают 15 т/ч шихты состава, аналогичного приведенному в примере 1. Температура шихты минус 95oC, катализаторного раствора минус 90oC. В качестве катализатора используют хлорид алюминия в метилхлориде концентрацией 0,1 мас. %. Раствор катализатора вводят двумя потоками, первый - в нижнюю зону реакции под нижнюю лопасть мешалки на высоте 1,7 м от днища реактора, второй - в верхнюю зону реакции, выше первого потока на 2,0 м. В нижнюю зону катализаторный раствор вводят в количестве (50-85)% от общего расхода в радиальном сечении, в верхнюю зону реакции вводят (15-50)% от общего расхода катализаторного раствора под углом 45oC к радиальному сечению реактора, причем в нижнюю зону расход катализатора стабилизируют на заданном уровне, в верхнюю зону реакции расход катализатора изменяют в зависимости от вязкости по Муни каучука. Скорость введения раствора катализатора 0,035-0,080 м/с. Давление в линии нагнетания насоса 0,8 МПа. Шихту вводят в нижнюю зону реактора.Butyl rubber is obtained by the proposed method by copolymerization of isobutylene with isoprene in a reactor with a volume of 16 m 3 with a paddle type mixer. 15 t / h of a mixture of a composition similar to that described in Example 1 are fed into the reactor. The temperature of the mixture is minus 95 o C, of the catalyst solution minus 90 o C. Aluminum chloride in methyl chloride with a concentration of 0.1 wt.% Is used as a catalyst. % The catalyst solution is introduced in two streams, the first to the lower reaction zone under the lower stirrer blade at a height of 1.7 m from the bottom of the reactor, the second to the upper reaction zone, 2.0 m above the first stream. The amount of catalyst solution is introduced in the amount (50-85)% of the total flow rate in the radial section, (15-50)% of the total flow rate of the catalyst solution at an angle of 45 o C to the radial section of the reactor is introduced into the upper reaction zone, and the flow rate of the catalyst is stabilized in the lower zone at a predetermined level, in the upper reaction zone, the flow rate of the catalyst changes yayut depending on the Mooney viscosity of the rubber. The rate of introduction of the catalyst solution is 0.035-0.080 m / s. The pressure in the discharge line of the pump is 0.8 MPa. The mixture is introduced into the lower zone of the reactor.

Основные показатели процесса, см. в табл. 1. Key process indicators, see table. 1.

Примеры 5-7
Бутилкаучук получают по предлагаемому способу в среде метилхлорида. Состав шихты, температура шихты и катализаторного раствора те же, что и в примере 1. Концентрация катализаторного раствора хлорида алюминия в метилхлориде 0,1 мас.%. Давление в линии нагнетания насоса на подаче катализатора 2,0 МПа. Катализаторный раствор вводят двумя потоками, в нижнюю зону реакции и в верхнюю зону реакции под различным углом к радиальному сечению. Скорость подачи катализаторного раствора 1,5 м/с. Реактор тот же что и в примере 1. В каждую зону вводят равное количество катализатора.
Examples 5-7
Butyl rubber is prepared according to the proposed method in methyl chloride environment. The composition of the mixture, the temperature of the mixture and the catalyst solution are the same as in example 1. The concentration of the catalyst solution of aluminum chloride in methyl chloride is 0.1 wt.%. The pressure in the discharge line of the pump at a catalyst feed of 2.0 MPa. The catalyst solution is introduced in two streams, in the lower reaction zone and in the upper reaction zone at different angles to the radial section. The feed rate of the catalyst solution is 1.5 m / s. The reactor is the same as in Example 1. An equal amount of catalyst is introduced into each zone.

Основные показатели процесса (см. табл. 2). Key process indicators (see table. 2).

Пример 8-10. Example 8-10

Бутилкаучук получают по предлагаемому способу аналогично условиям, приведенным в примерах 5-7, только изменяют скорость введения катализаторного раствора в обе зоны реакции. Butyl rubber is prepared according to the proposed method in a manner analogous to the conditions given in Examples 5-7, only the rate of introduction of the catalyst solution into both reaction zones is changed.

Основные показатели процесса (см. табл. 3). Key process indicators (see table. 3).

Примеры 11-12. Examples 11-12.

Бутилкаучук получают по известному способу (пример 11) и по предлагаемому способу (пример 12) в растворе изопентана. Butyl rubber is obtained by a known method (example 11) and by the proposed method (example 12) in a solution of isopentane.

В промышленный реактор, снабженный осевым насосом, подают 11 т/ч углеводородной шихты, содержащей 55 мас.% изобутилена; 1,65 мас.% изопрена; 8 мас. % этилхлорида и 35,35 мас.% изопентана. В одном случае в нижнюю зону реактора (пример 11) подают 30 л/ч раствора этилалюминийсесквихлорида в изопентане со степенью протонирования водой 50 %. Концентрация катализатора в растворе изопентана составила 8,3 г/л. В другом случае (пример 12) в нижнюю зону реактора подают 20 л/ч раствора этилалюминийсесквихлорида в изопентане такой же степени протонирования и концентрации, в верхнюю зону реакции вводят 10 л/ч такого же раствора этилалюминийсесквихлорида. In an industrial reactor equipped with an axial pump, 11 t / h of a hydrocarbon charge containing 55 wt.% Isobutylene are fed; 1.65 wt.% Isoprene; 8 wt. % ethyl chloride and 35.35 wt.% isopentane. In one case, 30 l / h of a solution of ethyl aluminum sesquichloride in isopentane with a degree of protonation of 50% with water is fed into the lower zone of the reactor (Example 11). The concentration of the catalyst in the isopentane solution was 8.3 g / L. In another case (Example 12), 20 l / h of a solution of ethyl aluminum sesquichloride in isopentane of the same degree of protonation and concentration are fed into the lower zone of the reactor, and 10 l / h of the same solution of ethyl aluminum sesquichloride are introduced into the upper reaction zone.

Сополимеризацию изобутилена с изопреном в обоих случаях проводят при средней температуре минус 77oC. Реакцию стопперируют метанолом, затем раствор полимера подают на дегазацию и стабилизацию, крошку каучука сушат и направляют на брикетирование и упаковку.The copolymerization of isobutylene with isoprene in both cases is carried out at an average temperature of minus 77 o C. The reaction is stopped with methanol, then the polymer solution is supplied for degassing and stabilization, the rubber crumb is dried and sent for briquetting and packaging.

Основные показатели процесса (см. табл. 4). Key process indicators (see table. 4).

Примеры 13-14. Бутилкаучук получают по известному (пример 13) и предлагаемому способам (пример 14) в среде метилхлорида в реакторе объемом 20 м3 с лопастной мешалкой.Examples 13-14. Butyl rubber is prepared according to the known (example 13) and proposed methods (example 14) in a methyl chloride medium in a reactor with a volume of 20 m 3 with a paddle mixer.

Катализатор - раствор хлорида алюминия в метилхлориде с концентрацией 0,12 мас. %. Состав шихты, мас.%: изобутилена - 22,3; изопрена - 0,6 и метилхлорида - 77,1. Температура шихты минус 95oC, температура раствора катализатора минус 90oC. В примере 13 раствор катализатора вводят в нижнюю зону реакции в зависимости от температуры на выходе продуктов из реактора, в примере 14 раствор катализатора в нижнюю зону реакции стабилизируют на уровне 50% от среднего расхода в реактор, а в верхнюю зону реакции подают оставшееся количество катализатора, которое корректируют в зависимости от вязкости каучука по Муни на выходе из первой ступени дегазации каучука.The catalyst is a solution of aluminum chloride in methyl chloride with a concentration of 0.12 wt. % The composition of the mixture, wt.%: Isobutylene - 22.3; isoprene 0.6 and methyl chloride 77.1. The temperature of the mixture is minus 95 o C, the temperature of the catalyst solution minus 90 o C. In example 13, the catalyst solution is introduced into the lower reaction zone depending on the temperature at the outlet of the products from the reactor, in example 14, the catalyst solution in the lower reaction zone is stabilized at 50% of the average flow rate into the reactor, and the remaining amount of catalyst is fed to the upper reaction zone, which is adjusted depending on the Mooney rubber viscosity at the outlet of the first rubber degassing stage.

Основные показатели процесса (см. табл. 5). Key process indicators (see table. 5).

Как видно из примеров, внедрение предлагаемого способа получения бутилкаучука позволяет повысить технико-экономическую эффективность процесса, уменьшает на 12,5-40,0% расход катализатора, повышает на 3,3-5,9 % конверсию мономеров и увеличивает длительность циклов полимеризации. As can be seen from the examples, the introduction of the proposed method for producing butyl rubber can improve the technical and economic efficiency of the process, reduces catalyst consumption by 12.5-40.0%, increases the conversion of monomers by 3.3-5.9% and increases the duration of the polymerization cycles.

Claims (2)

1. Способ получения бутилкаучука сополимеризацией изобутилена с изопреном в среде углеводородного растворителя или разбавителя метилхлорида в присутствии катализатора Фриделя-Крафтса, вводимого в реакционную зону в углеводородном растворителе или разбавителе, включающем также приготовление катализатора, дезактивацию катализатора, стабилизацию полимера антиоксидантом, водную дегазацию каучука, переработку возвратных продуктов и приготовление шихты и сушку каучука, отличающийся тем, что вводят раствор катализатора в реакционную зону двумя потоками, по первому - в нижнюю часть реакционной зоны направляют 50 - 85% от общего расхода катализатора и стабилизируют его на заданном уровне, по второму - в верхнюю часть реакционной зоны подают 15 - 50% от общего расхода катализатора в зависимости от вязкости по Муни каучука, причем раствор катализатора по второму потоку подают под углом 30 - 65o к радиальному сечению реактора.1. A method of producing butyl rubber by copolymerization of isobutylene with isoprene in a hydrocarbon solvent or methyl chloride diluent in the presence of a Friedel-Crafts catalyst introduced into the reaction zone in a hydrocarbon solvent or diluent, which also includes preparation of the catalyst, catalyst deactivation, polymer stabilization with an antioxidant, rubber rubber degassing, processing return products and the preparation of the mixture and drying of the rubber, characterized in that the catalyst solution is introduced into the reaction zone Well, in two streams, according to the first - 50 - 85% of the total catalyst consumption is directed to the lower part of the reaction zone and stabilized at a predetermined level, and 15 - 50% of the total catalyst consumption is fed to the upper part of the reaction zone, depending on the viscosity Mooney rubber, and the catalyst solution in the second stream serves at an angle of 30 - 65 o to the radial section of the reactor. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость катализатора, вводимого в реакционную зону, выдерживают предпочтительно в пределах 0,5 - 5,0 м/с. 2. The method according to claim 1, characterized in that the speed of the catalyst introduced into the reaction zone is preferably maintained between 0.5 and 5.0 m / s.
RU99126023A 1999-12-08 1999-12-08 Butyl rubber production process RU2155195C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99126023A RU2155195C1 (en) 1999-12-08 1999-12-08 Butyl rubber production process

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99126023A RU2155195C1 (en) 1999-12-08 1999-12-08 Butyl rubber production process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2155195C1 true RU2155195C1 (en) 2000-08-27

Family

ID=20227946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99126023A RU2155195C1 (en) 1999-12-08 1999-12-08 Butyl rubber production process

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2155195C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ТРОСТЯНСКАЯ Е.Б. и др. Основы технологии нефтехимического синтеза. - М.: Гостоптехиздат, 1960, с.656-659. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука /Под ред. П.А. КИРПИЧНИКОВА и др. - Л.: Химия, 1986, с.145-147. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3954722A (en) Manufacture of uniform polymers
EP1515993B1 (en) Method for removing volatile components from polymer compositions
CA1271896A (en) Manufacture of butyl rubber
KR101974337B1 (en) Method for producing high-molecular-weight polyisobutylene
JP2013522434A (en) Method for producing halobutyl rubber free of water and solvent
US7199163B2 (en) Method for removing volatile components from polymer compositions
CN107686536B (en) Industrial production method of trans-1, 4-butadiene-isoprene copolymer rubber and device for implementing method
CN1023808C (en) Preparation method for amorphous poly-x-olefin
RU2155195C1 (en) Butyl rubber production process
EP0319622B1 (en) Method for the polymerization of acrylics
US2988527A (en) Process for modifying an isoolefin polymer
US3565873A (en) Method and apparatus for polymerizing monomeric materials
RU2394844C1 (en) Butyl rubber synthesis method
RU2209213C1 (en) Butyl rubber production process
RU2565759C1 (en) Method of obtaining butylcaoutchouc
KR100854057B1 (en) Method for producing highly reactive polyisobutenes
RU2614457C1 (en) Butyl rubber synthesis method
US3933574A (en) Method of and device for isolation of rubber-like polymers from hydrocarbon solutions
RU2800118C2 (en) Suspension method for producing synthetic ethylene-propylene rubber
RU2659075C1 (en) Butyl rubber synthesis method
RU2200168C2 (en) Butyl rubber manufacture process
RU2101297C1 (en) Method of butylrubber production
RU2295542C1 (en) Method for preparing butyl rubber
RU2071481C1 (en) Process for preparing butyl rubber
RU2270839C1 (en) Butyl rubber production process

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071209