Способ управления процессом (со)-полимеризации стирола

 

Изобретение относится к непрерывному процессу сополимеризации в массе стирола. Изобретение позволяет упростить технологию - исключить стадию очистки конденсата перед возвратом в реакторы каскада. Упрощение технологии обеспечивается за счет сополимеризации стирола в массе в присутствии 2,6-дитрет-бутил-4-метилфенола со съемом тепла испарением стирола и этилбензола, конденсацией паров и возвратом конденсата в процесс, причем в возвращающем конденсате увеличивают содержание 2,6-дитрет-бутил-4-метилфенола на величину, равную произведению исходной концентрации 2,6-дитрет-бутил-4-метилфенола на относительное изменение содержания тяжелых примесей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕИТ СССР) ОЙИСАНИК ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4053626/05 (22) 1004.86 (46) 15.1193 Бюл. Na 41-42 (72) Рупыаев ВГ„Таркова ЕМ„Синькевич ВА; Калмыков ОМ„новоселов 8.E. Усов Е.Н„Егорова ЕИ„

Гинзбург П.И, (84) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ (СО)-ПОЛИМЕРИЗАЦИИ СТИРОЛЯ (67). Изобретение относится к непрерывному процессу сополимеризации в массе стирола Изобретение позволяет упростить технологию — исключить стадию очистки конденсата перед возрастом s pe{в) 5Ц (11) 1455649 А1 (51) 5 СОЗР12 08 СОЗР279 02 акторы каскада Упрощение технологии обеспечивается за счет сополимеризации стиропа в массе в присутствии 2,6-дитрет-бутип-4-метил-фенола со съемом тепла испарением стирола и этилбензопа. конденсацией паров и возвратом конденсата в процесс причем в возвращающем конденсате увеличивают содержание 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола на величину, равную произведению исходной концентрации 26-дитрет-бутил-4-метилфенопа на относительное изменение содержания тяжелых примесей.

4Г

Изобретение относится к производству пластмасс, в частности к управлению неп рерывной полимеризацией стирола в массе R каскаде реакторов, Оно может быть использовано в процессах получения полистирола как общего назначения, так и ударопрочного.

В непрерывном процессе полимеризации стирала в массе со сьемом тепла полимеризации испарением низкокипящих составляющих реакционной массы (стирола, растворителя} испарившиеся вещества конденсируют и возвращаются в цикл полимеризации. Также поступают с непрореагировавшим стиролом и растворителем, удаляемым в вакуум-камере, В процессе полимеризации образуются тяжель.е примеси — олигомеры стирола (димеры, тримеры, тетрамеры и т,д.), Эти вещества летучи при температуре и давлении отгонки низкокипящих компонентов и таким образом попадают вконденсат,,возвращаемый в процесс. Накопление тяжелых примесей в реакционной массе приводит к снижению скорости полимеризации, что вызывает уменьшение производительности установки и ухудшение качества продукта. Для предотвращения накопления ",ëæåëüè примесей в реакционной массе конденсат г:еред возвратом в цикл очищают различными способами.

Целью изобретения является улучшение технологии за счет почти полного исключения очистки конденсата пере,л возвратом его в реакторы каскада

Пример 1 (контрольный по прототипу).

Полимеризацию проводят в каскаде из двух реакторов объемом 40 мз, работающим непрерывно. В первый реактор каскада подается 3800 кг/ч 8-9%-ного раствора каучука

СКД-ЛПР в стироле, содержащего 0,06 мас,%, 2,6-ди-трет-бут ил 4-метиг фенола, 3380 xr/÷ конденсата-рецикга, содержащего 57 мас.% стирола и 43 мас,% этилбензола, 0,1 мас,% тяжелых г.римесей и 0,24 мас.% 2,6-дитрет-бутил-4-метилйенола.

Уровень заполнения аппаратов 25 и . Б псря вом аппарате поддерживается температура

128 — 129 С (сьем избыточного тепла реа сции осуществляется испарением) и конверсия мономера 35 мас. /-., Во втором аппарате каскада поддерживается температура 135 — 150 С и конверсия маномерэ до

85%

Удаление остаточных мономера и pacTsap xenn происходит в вакуум-камере.

При полимеризации стирола и рециркуляции конденсата мономера и p3cTíop!4òr ëé происходит накnnлcние тяжелых примесей в аппаратах каскада и конденсата-рецикла, При дас гижении их концентрации более 0,4 мас. в реакционной массе и конденсатерецикле происходит снижение скорости пог имеризации, дестабилизация непрерывной работы каскада и ухудшение свойств готового продукта, что нежелательно.

Динамика накопления тяжелых примесей в конденсате-рецикле и первом аппарате каскада дана в табл. 1, Начиная с 4 сут, когда концентрация тяжелых примесей достигает 0,385-0,400%, конденсат начинает выводить из технологического процесса на очистку или сжигание со скоростью 48 — 67 кг/ч, а в систему подают зто же количество свежей смеси стирола и этилбензола указанного состава. Когда концентрация тяжелых примесей достигает

О, 0--0,08 мас.%, обмен конденcàòà прекрао! ается.

Свойства готового продукта приведены в табл, 2.

Пример 2, Полимеризацию проводят как в примере 1, но при достижении концентрации тяжелых примесей в каскаде Х1 - 0,3 мас,", в систему через рецикл-конденсат дополнительно начинают вводить 0,2 мас.% или 6,76 кг 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола и поддерживают суммарную концентрацию ионола в системе 0,5 мас,%. Количество дополнительно вводимого ионола рассчитываю г ло Формуле

Хл = 0,1 мас,% Со = 0.3 мас.

X) =- 0,3 мас.%, 0,2 тогда Со =Ь=-0,2% или 6,76 кг

0,3 и, следовательно. C> — - О 5 мас.%, После указанной операции каскад реакторов работает в течение 6 мес. без изменения концентрации тяжелых, после чего их содержание вновь начинает возрастать.

При концентрации тяжелых примесей Xz=-0,35 мас,% проводят повторное регулирование процесса путем корректировки содеожания 2.6-ди-трет-бутил-4-метилфенола в системе, рассчитанное следующим абра30M .

Х2 = 0,35 мас

Х" и 35 мас.%

C> =- 0.5 мас.%

0,05

0,35

Сс = — — -„ - "- 0.07, Сумма р -.ую концентра цию 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола поддерживают постоянной Cp =- 0,57 мас,%, После указанной операции каскад реакторов работает в устойчивом режиме в течение 4 мес., далев концентрация тяжелых примесей вновь начинает возрастать. При достижении концентрации тяжелых примесей Хз = 0.38 мас,%

1455649

Сщ = 0,3 0,1 ивс., 0,3 — 0,1

Со - 0,3 мас.%

Хо - 0,1 мас.%

ЛХ (0.3-0,1) мас. или 6,76 кг 2,6-дитрет-бутил-4-метил фенола.

50 вновь проводят регулирование процесса путем дополнительного введения в систему через рецикл-конденсат Соз - 0,045 мас.% или 1,52 кг 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола (расчет аналогичен), Операцию регулирования процесса полимеризации путем корректировки содержзния 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола можно проводить до тех пор, пока концентрация тяжелых примесей в системе не достигнет Х4 - 0,4 мас.% При этом конденсат-рецикл следует выводить на очистку или сжигание, как указано s примере 1.

Свойства готового продукта приведены в табл, 3.

Пример 3 (контрольный по прототипу). Полимеризацию проводят в каскаде из двух реакторов объемом 40 мз, работающих непрерывно. 8 первый реактор подается

3800 кг/ч стирола. содержащего 0.06 мас.%

2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола и 1,9 мас.% минерального масла, и 3380 кг/ч конденсата. содержащего 57 мас.% стирола и

43 мзс. зтилбензола, и 0.24 мас.%2,,6-дитрет-бутил-4-метилфенола. Уровень заполнения аппарата около 25 м, в реакторе поддерживзется температура в пределах

110-120 С, конверсия мономера при этом

29-35 . Теплосьем осуществляется путем испарения мономера и растворителя. Во втором аппарате каскада поддерживается температура в пределах 130-150 С, конверсия мономера до 85%. Удаление нвзаполимеризовавшегося стирала и растворителя проводится в вакуумной камере.

Следовательно, суммарную конденсацию 2,6-ди-трет-бутил-метилфенола повышают до C> - 0,3 — 0,2 мас.%, вводят в конденсат-рецикл 6,76 кг этого вещества.

В уСтановившемся состоянии кзскад реакторов работает без увеличения содержания тяжелых в течение 6 мес. после чего их содержание начинает возрастать. При достижении концентрации тяжелых Х2 0,35 мас.% проводят повторное регулирование путем корректировки содержания 2,6-дитрет-бутил-4-метилфенола. Количество дополнительно вводимого в рецикл

2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола равно

С О5 035-03 008м„% или 2,68 кг.

В процессе полимеризации происходит образование и накопление в реакционной массе и возвратном рецикле-конденсате более 0,4 мзс. происходит снижение скорости процесса и нарушается стабильность технологических параметров процесса, приводящие к ухудшению физико-химических свойств готового полимера.

Для обеспечения сохранения нормативной производительности технологической линии и свойств полистирола, удовлетворяющих требования нормативно-технической документации, снижают содержание тяжелых примесей за счет вывода на очистку или сжигание части (или всего) возвратного рецикла и подачи равного количества свежей смеси стирала и зтилбензола указанного состава. При достижении содержания тяжелых примесей около 0,1 — 0,8 мас.% обмен рецикла прекращают.

Свойства полимера, полученного в этих условиях, приведены в табл. 3.

Динамика накопления тяжелых примесей в конденсате-рецикле и первом аппарате каскада, дана в табл. 2, Пример 4. Процесс проводят аналогично примеру 3, но при достижении в каскаде содержания тяжелых примесей в реакционной массе и конденсате-рецикле

X> = 0,3 мас. изменяют содержание 2,6дитрет-бутил-4-метилфенола, рзссчитывая дополнительное количество следующим образом:

Суммарное содержание 2,6-дитрет-бутил-4-метилфенола в рецикле поддерживают постоянным и равным Cz = 0,58 мас.%.

8 новом установившемся состоянии каскад работает в устойчивом режиме в течение 4 мес.

Операции регулирования процессом со(полимеризации) путем корректировки содержания 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола проводят до тех пор, пока концентрация тяжелых в системе не достигнет максимально допустимого значения 0,4 мас., При этом часть,",онденсата обменивается на свежий и можно осуществлять новые корректировки.

Свойства полимера приведены в табл, 3

1455649

Таблица 1 ржание тяжелых е ате-ре-цикле, мас. Я, 0,100

0,280

0,385

Таблица 2

Таблица 3

П р им в чаи ив. Своттства Тдароилрчного полистирола, лолтченного нолимернзачней в массе ffПM). сот асио Ту 6-09-187т-79 Е .

2

Своаства лолистиролл обгнего нвзнвченил. лолтченного лолимериаацнеа в иассе (ПалС). согласно TY б-О5-3677-79 Е (56) Патент США М 418 1788, кл. 526-68, опублик. 1980.

Патент США M 3886049, кл. 203-9, опублик. 1975.

1455649

Формула изобретения

Составитель В.Полякова

Редактор Т.Пилипенко Техред М.Моргентал Корректор p p T

Заказ 3245

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ (СО -ПОЛИМЕРИЗАЦИИ СТИРОЛА в массе в каскаде реакторов в присутствии 2 6ди-трет-бутил-4-метил-фенола с конденсацией испарившихся низкокипящих составляющих реакционной массы и возвратом конденсата в реакторы каскада, включающий определение концентрации

Х> тяжелых примесей в реакционной массе и поддержание содержания тяжелых примесей в реакционной массе ниже значения, вызывающего падение скорости полимеризации, отличающийся тем, что. с целью упрощения технологии, регулярно определяют отклонение Л Х; концентрации тяжелых примесей от первоначальной Хл и увеличивают в конденсате, возвращающем в реакторы, содержание 2,6-ди-трет-бутил4-метилфенола на величину, равную произведению исходной концентрации

2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола в системе на относительное изменение AXI / XI содержания тяжелых примесей.