SU1065428A1 - Способ получени галоидированного бутилкаучука - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЛОИДИРОВАННОГО БУТИЛКАУЧУКА путем гетерофазного галоидировани  бутилкаучука газообразными галогенами в инертном по отношению к ним растворителе с последующей нейтрализацией реакционной смеси водным растворами гидроокисей или карбонатов щелочных металлов , отмывкой раствора галоидарованного бутилкаучука водой, вьщелением его из раствора и сушкой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества галридированного бутилкаучука за счет уменьшени  падени  его молекул рной массы в процессе получени , реакционную смесь раздел ют на газовый и жидкостной потоки непосредственно после окончани  процесса галоидировани  и затем провод т раздельнзоо нейтрализацию потоков.

Description

а ел

4

00 Изобретение относитс  к производству гало идированных бутилкаучуков и может быть использовано в нефтехимической промышленноста . Известен способ получени  и нейтрализации галоидированного бутилкаучука путем гетерофазного галоидировани  бутилкаучука в растворе инертных по отношению к галогену углеводородов . Реакцио шую смесь, выход щую из реактора галоидировани , направл ют в аппарат нейтрализации дл  св зывани  выдел ющегос  в процессе синтеза галоидводорода и непрореагировавшего галогена. Далее провод т отмывку галоидированного бутилка5Д1ука от солей, образующихс  в нейтрализаторе 11. Недостатком этого способа  вл етс  то, что реакш1онную смесь, вьгход щую из реактора галогенировани  и содержащую галогенированный бутилкаучук, галоидводород, непрореагировавишй галоген, инертный газ (как правило, азот), направл ют на нейтрализацию одним общим потоком. В слуше получени , например, хлорбутилкау чука, весь непрореагировавший хлор, содержащийс  как в жидкой, так и в газовой фазе, взаимодейству  с водным раствором нейтрализующего агента (как правило, гидроксида натри ), способен образовывать гипохлориты металлов (например, NaOCl),  вл ющиес  сильны ми окислител ми, способными вызывать деструкцию полимера Наиболее близким к изобретению по техшьл ческой с тцности  вл етс  способ получени  галоидированного бутилкаучука путем гетерофазного Галоидировани  бутилкаучука газообразными галогенами в инертном.по отношению к ним растворителе с последующей нейтрализацией реакционной смеси водными растворами гидроокисей или карбо:1 том щелочных металлов , отмывкой раствора галоидированного бути каучука водой, выделени.ем его из раствора и сушкой 2. По этому способу дл  получени , например хлорбутилкаучука, 1-30%-иът раствор бушлкаучука в гексане направл ют на смешение с газообразным хлором в аппарат с интенсивным перемешиванием. Причем хлор, как правило, разбавл ют инертным газом (азот, углекислый газ и др.)- После достижени  необходимого времени контакта в зоне хлорировани  ( 5 с - 25 мин) газожидкостную реакционную смесь непрерывно направл ют на стадию нейтр лизащш, которую провод т водным раствором гидроксида натри  в аппарате с лопастной меща;н ой, вращающейс  со скоростью 470 об/мин при времени пребывани  образующейс  в аппарате смеси около 7 мин. При этом хлор при взаимодействии со щелочью способен образовывать хитюхлориты, отрицательно вли ющие на качество хлорбутилкаучука. Конверси  хлора- при его взаимодействии с бутилкаучуком составл ет 64%, что соответствует расчетному содержанию образующегос  в результате реакции с натриевой щелочью гипохлорита натри  в количестве 1,35 мас,% на каучук. Падение в зкости по Муни полимера в процессе синтеза находитс  в пределах 11 -22 . ед. , что соответствует снижению молекул рной массы полимера на 8000 - 12000 по Штауддагеру. Образование гипохлорита  вл етс  одной из основных причин наблюдаемой деструкщш каучу1са, что  вл етс  недостатком этого способа. Целью изобретени   вл етс  повышеште качество галоидированного бутилка чука за счет уменьшени  падени  его молекул рной массы в процессе получени . Эта цель достигаетс  тем, что согласно снособу получени  галоидированного бутилкаучука путем гетерофазного галоидировани  бутилкау1ука газообразпыми галогенами в инертном по отношению к ним растворителе с последующей нейтрализацией реакщюпной смеси водными растворами гидроокисей из карбонатов щелочных металлов, отмывкой раствора i галовдированного бутилкау11ука водой, выделением его из раствора и сушкой, реакционную смесь раздел ют на газовьп и Ж11дкостной потоки непосредственно после окончани  процесса галоидировани  и затем провод т раздельную нейтрализащ1ю потоков. В качестве галоидирующего агента используют хлор, бром или смесь хлора и брома с получением хлорбутилка чука, бромбутилкаучука или хлорбутилкаучука. Разделение реакционной массы провод т при времени пребывани  реакционной массы в разделительной зоне не менее 10 с и линейной скорости газа в разделительной зоне не более 0,01 м/с. Уметшение времени пребывани  реакционной массы и увеличение линейной скорости газа в разделительной зоне приводит к неполному удалению газа из  шдкой фазы и уносу  шдкости с газовой фазой. Пример 1. В реактор галоидиройан1Ю объемом .3 л, сиабжеиньн пропеллерной мешалкой , вращающейс  со скоростью 300 об/мин, непрерьшно подают со скоростью 50 л/ч 13%-Hbiii раствор бутилкаучука в смеси парафиновых углеводородов состава, мас.%: н- Гексан50 2-Метилпентан + 2,3 диметилбутан18 3-Метилпентан17 2,4-.Циметилпентан15 Бутилкаучук имеет непредельность 1,8 мол,% и молекул рную массу по Штаудингеру 56000. Газообразный хлор и азот непрерывно подаютс в реактор со скоростью 38 и 230 л/ч соответственно . Газожидкостную смесь, содержащую хлорбутилкаучук , смесь парафиновых углеводородов, хлористый водород, непрореатировавший хлор и азот, непрерывно вывод т в полный цилиндрический аппарат,сепаратор диаметром 100 мм и объемом 1 л, где происходит разделение на газовый и жидкостный потоки; Врем  пребывани  газожидкостной смеси в разделительной зоне 11 с; линейна  скорость газа в зоне разделени  0,0095 м/с, Из нижней части аппарата отбирают жидкост ной поток, содержащий хлорбутилкаучук, растворитель и остаточные газы, и подают его на нейтрализацию 3%-нъш раствором гадроокиси натри  в аппарате объемом Зле пропеллерной мешалкой, вращающейс  со скоростью 300 об/мин. Скоростъ подачи гидроокиси натри  25 п/ч. Далее полученную смесь направл ют на отмьтку водой (скорость подачи воды 50 л/ч) хлорбутилкаучука от солей, образованных при нейтрализации гидроокисью натри , изатем на расслаивание на водный и углеводороднъш слои. Расслаивание провод т в отстойнике объемом 150 л. В этом же аппарате происходит стравливание захваченного азота. Углеводородный слой, представл ющий собой нейтрализованнглй и отмытый раствор хлорбутилка чука, подают в водный дегазатор дл  выделени  полимера и отгонки растворител . Из верхней части сепаратора отбирают газовый поток, содержащий азот, хлористый водород , непрореагировавпшй хлор и пары растворител , и направл ют его в отстойник дл  предотвращени  возмонагого уноса полимера с газом. Затем газовый поток направл ют в . нейтрализатор, где его обрабатывают раствором гидроокиси натри . Из нейтрализатора отбирают азот и направл ют его на очистку и повторное использовшще в процессе. Отработашгый раствор гидроокиси натри  после очистки также можно повторно использовать в процессе . Соотношение объемов стравливаемогоиз отстойника газа и раствора хлорбутилка гука, подаваемого на нейтрализацию, равно. 0,08:1. Проба хлорбутилкаучука, отобранна  из водного дегазатора и высущенпа  под вакзумом (10 Г1а) при 50 °С до посто нной массы, имеет молекул рную массу 53000. Пример 2. Хлорирование бутилкаучука провод т в услови х, указагатых в примере 1 но газожидкостную смесь, содержащчто хлорбутилка чук , смесь парафшювых углеводородов, хлористый водород, непрореагировавший хлор, азот, непрерывно вывод т в полый цилиндрический сепаратор диаметром 130мм и объемом 2,5 л. Врем  пребывани  газожидкостной смеси в зоне разделени  27,5 с; линейна  скорость газа в зоне разделени  0,006 м/с. Далее провод т все те же операции, как в примере 1. Соотношение объемов стравливаемого из . отстойника газа и раствор хлорбутилкаучука, подаваемого на нейтрализацию, равно 0,07:1. Проба хлорбутилкаучука, отобранна  из водного дегазатора и высушенна  под вакуумом (10 Па) при 50 С до посто нной массы, имеет молекул рную массу 53000. П р и м е р 3 (известный). В реактор галоидировани  объемом 3 л, снабженный пропеллерной мешалкой, вращающейс  со скоростью 300 об/мин, непрерьгено подают 50 л/ч 137о-ного раствора бутилкаучука, имеющего непредельность 1,8 мол.% и молекул рную массу 56000, в смеси , парафиновых углеводородов состава, мас.%; н-Гексаньи 2 -Метилпентан + 2,3-диметилбуган18 3-Метилпентан.17 2,4-Диметилпентан15 Газообразный йром и азот непрерывно пода. ют в реактор со скоростью 38,0 л/ч и 230 л/ч соответстве1шо. Газожидкосшую смесь, содержащую бромбутилкаучук, смесь парафиновых } }тлеводородов, бромистый водород, непрореагировавший бром, азот, непрерывно подают на нейтрализацию, отмывку и выделение, проводимые по примеру 1. Соотношение объемов стравливаемого из отстойника газа и раствора бромбутилкаучука, подаваемого на нейтрализащ1ю, равно 4,6:1. . Проба бромбутилкаучука, отобранна  из вод .ного дегазатора и высушенна  под вакуумом (10 Па) при 50 С до посто нной массы, имеет молекул рную массу 47000. Пример 4. Бромирование бутилкаучука провод т в услови х, указанных в примере 3, но газожидкостную смесь, содержащую бромбупшкаучзк , смесь парафиновых углеводородов, бромистый водород, непрореагировавший бром, азот непрерывно вывод т в полый цилиндрический сепаратор диаметром 100 мм и объемом 1 л дл  разделени  на газовьпЧ и жидкостной потоки. Врем  пребывани  газожидкостной в разделительной зоне 11 с, линейна  скорость газа 0,0095 м/с. Далее провод т все те же операции, как и в примере 1. Соотношение объемов стравливаемого из отстойника газа и раствора бромбутилкаучука, подаваемого на нейтрализацию, равно 0,08:1. Проба бромбутилкаучука, ото ранна  из водного дегазатора и высупгенна  под вакуумом (1СгПа) при 50 С до посто нной массы,.имеет молекул рную массу 50000. Пример 5. Бромирование бутилкаучука проводит в услови х, указанных в примере 3,

но газожидкостную смесь, содержащую бромбутилкаучук , смесь парафиновых углеводородов, бромистый водород, непрореагировавший бром, азот, вывод т в полый цилиндрический аппарат диаметром 130 мм и объемом 2,5 л. Врем  пребывани  газожидкостной смеси в разделительной зоне 27,5 с; линейна  скорость газа 0,006 м/с.

Далее цровод т операции по примеру 1. Соотношение объемов стравливаемого из отстойиика газа и раствора бромбутилкаучука, подаваемого на нейтрализацию, равно 0,08:1.

Проба бромбутилкаучука, отобранна  из водного дегазатора и высушенна  под вакуумом () при 50 С до посто нной массы, имеет молекул рную массу 50000.

Примере. В реактор объемом 3 л, , снабженный пропеллерной мешалкой, вращающейс  со скоростью 300 об/мин, непрерывно подают 50 л/ч 13%-ного раствора бутилкаучука, имеющего непредельность 1,8 мол.% и молекул рную массу 56000, в смеси парафиновых углеводородов состава, мас.%:

н-Гексан50

2-Метиппентан + 2,3диметилбутан18

3-Метилпентан17

2,4-Диметилпентан15

Газообразные хлор, бром и азот непрерывно подают в реактор со скоростью 15,24 и 230 л/ч соответственно. Газожидкостную смесь, содержащую хлорбромбутилкаучук, смесь парафиновых углеводородов, хлористый водород, бромистый водород, непрореагировавишй хлор и бром.

азот, непрерывно вывод т в полый цилиндрический аппарат диаметром 100 мм и объемом 1 л. Врем  пребывани  газожидкостиой смеси в зоне разделени  11 с;- линейна  скорость газа 0, м/с. Далее провод т все операции по примеру 1.

Соотношение объема стравливаемого из отстойника газа и раствора хлорбромбутилкаучука , подаваемого на нейтрализацию, равно 0,08:1.

Проба хлорбромбутилкаучука, отобранна  из водного дегазатора и высушенна  под вакуумом (10 Па) при 50 до посто нной молеку л рной массы, имеет молекул рную массу 50000

Пример 7, (известный). Хлорбромирование бутилкаучука провод т в услови х, указанных в примере 6, но газожидкостную смесь содержащую хлорбромбутилкаучук, смесь парафиновых углеводородов, хлористый водород , бромистый водород, непрореагировавшие хлор и бром, азот непрерывно подают на нейтрализацию , отмывку и выделение,проводимые по Примеру 1. Соотношение объемов стравливаемого из отстойника газа и раствора хлорбромбутилкаучука , подаваемого на нейтрализацию, равно 45:1.

Проба хлорбромбутилкаучука, отобранна  из -ВОДНОГО дегазатора и высушенна  под вакуумом () при 50°С до посто нной массы , имеет молекул рную массу 47000.

Из представленных примеров видно, что предложенный способ позвол ет уменьшить падение молекул рной массы полимера, что повышает качество галоидированного. бутилкаучука .

Claims (1)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЛОИДИРОВАННОГО БУТИЛКАУЧУКА путем гетерофазного галоидирования бутилкаучука газообразны ми галогенами в инертном по отношению к ним растворителе с последующей нейтрализацией реакционной смеси водными растворами гидроокисей или карбонатов щелочных металлов, отмывкой раствора галоидированного бутилкаучука водой, ^выделением его из раствора и сушкой, о тличающийся тем, что, с целью повышения качества галоидированного бутилкаучука за счет уменьшения падения его молекулярной массы в процессе получения, реакционную смесь разделяют на газовый и жидкостной потоки непосредственно после окончания процесса галоидирования и затем проводят раздельную нейтрализацию потоков.

   сл

   Ю

   Q0

   1 1065428 2