Способ непрерывной каталитической сополимеризации
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
2764l2
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Кл. 39с, 25/01
Заявлено 14.lX.1967 (№ 1185711/23-5) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 14.V11.1970. Бюллетень № 23
Дата опубликования описания 1б.Х.1970
МПК С 08f 1,/08
Комитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 678.742-136,2 (088.8) Авторы изобретения
К. В. Кисин, И. А. Лившиц, H. Г. Павлов, Н. С. Эль
В. И. Степанова и В. M. Шабаров
Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетическог им. акад. С, В. Лебедева
Заявитель
СПОСОБ НЕПРЕРЬ!ВНОЙ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ
СО ПОЛ ИМЕР ИЗАЦИ И
Изобретение относится к области технологии получения каучукоподобных сополимеров этилена с а-олефинами, а также этилена с сс-олефинами и диеновыми углеводородами непрерывным способом. Предлагаемый способ может найти применение при сополимеризяции газообразных мономеров. Обычно при получении эластомеров на основе этилена с а-олефинами, например пропиленом, тепло, выделяющееся в процессе реакции сополимеризации (700 — 800 ккал/кг), снимается за счет теплоотдачи через рубашки аппаратов. При этом в промышленных аппаратах через стенки оказывается возможным отвести приблизительно половину выделяющегося тепла.
Известен способ полимеризации этилена и сополимеризации его с сс-олефинами, в которомм для интенсификации теплосъема осуществляется непрерывная циркуляция мономеров и паров растворителя через выносные охлаждающие устройства. Однако это приводит к большим затратам энергии на циркуляцию (учитывая, особенно низкий коэффициент теплоотдачи от газов к стенкам теплообменников), значительному увеличению рабочих площадей и капиталовложений, что связано с установкой систем циркуляции и охлаждения.
Выпадение полимера из раствора и отложение его на стенках аппаратов, неравномерное перемешивание реакционной массы, приводящее к образованию сополимеров различного состава, малая скорость массопередачп» низкая скорость r=».чопередяч» нс позволяют при использовании известных способов получить растворы полимеров с конпентрацпей выше
5 — 7 вес. ф в зависимости оТ применяемого растворителя и иметь удельную производительность реакторов выше 10 — 15 кг/лз час.
Цель настоя.пего изобретения заключается в усовершенствовании способа непрерывной сополпмеризацпи этилена с. а-олефинами, я также и с дне»ам» зя счет увеличения скорости теплообме»я » массообмепа и создания условий, ограничиваю»них образование осадков.
Сущность предлагаемого непрерывного с»особа заключается в том, что полимеризацию проводят в среде углеводород»ого растворителя, который распределяется в реакторе в вп20 де кольцевого цилиндра неравномерной толщины, реакционная жидкость во всем объеме кольцевого цилиндра турбул»зуется и внутренняя»оверхность кольцевого цил»пдра непрерывно и интенсивно обновляется: сополп25 меризуемые газообразные моиомеры подаются в свободную полость, образующуюся внутpII кольцевого цилиндра, а компоненты каталитического комплекса, каждый по отдельности. — непосредственно в турбулизова»ный
30 слой: при этом процесс полпмерпзации раз2764!2
Предмет изобретения
СостilBIIT«лв В. Филимонов
Редактор Л. Новожилова
1(орректор H. Л. Бронская
Заказ 2875Д> Т51ра>к 480 Подписное
IIIIIIIIIIII Ко>иггсia о делам изог>ротс!III!i II открытий ири Совете Министров ССС!а . >Ь>скво>,>5(-35, 1 Hi ilici(
Тииографи>1, ир. Сапунова, 2 бивастся ня несколько последовательных ступеней, подача ком!юпспгов каталитического
К 0 М ИЛ Е К С и П Я К Я Ж Д Ы и П 3 K O T G P bl i ф i I I K ll I I опялыlо сВязеlпа с 1 Îilцсптрaписй piicTI30pa полимера иа данной ступени.
Образование искаженного кольцевого цилиндра может быть обеспечено> например, прп перемешивяпии рсякциош ой массы лопастной мешалкой с широкими 7опастями вдоль всей образующей цилиндра с окружной скоростью
6 — 10 !L/сск (13 зе!Висl мости 0Т «1>!со l ы цплппд рического сосуда) з 1 счет взапмодейст13ия
IIeI3TPOOe)K>II>tK СПЛ П СПЛ ТЯЖЕСТИ.
В отличие от аппаратов с вращакицимся корпусом, где за счет цеитрифугальиого э1рфекТЯ Вп > TpeIIIISI51 tfotiep:(IIOCTt> Жид1:.ОСТИ Ilpe." ставляет собой параболоид ьрящсипя, в предлагаемом аппарате этот параболоид искажен.; форма зависит от числа оборотов «ала, числа лопастей II;101!HcThlo и сте11—
КОЙ.
Пример. Сополимсризацшо этилена, t!po-!
III.te! Ia i1;r11er1oncTo > глсвод01)ОДЯ !1РО!30ДЯт Б реакторе диаметром 132 1ь11 и высотой 250,нль
Д тЯ OTIIOPH теп;! и Pea Ktlrtl! H! It H P aт et la(iiKeil охлаждающей рубашкой и дл I создания виу",— ри реактора цилиндрического турбулизовашюI 0 c/I051 !3еа!(Циоппой iKI!3,KocTH — iileIIIH ЯкОй. скорость вращения которой досп!гает 8 IL/ce>:.
В реактор пепрерыв11о подают смесь этилена с прош1лепом в соотпошешш 2: 3 со скоростью 3 — 5 л/гиан,;iacrr3op диеиового углеводорода со скоростью 0>1 — 0>05 л/час, раствор компонентов каталитического комплекса < о скоростью 0,1 — -0,05 л/час и растворитель со скоростью 2 — 4 л/час. Давление в аппарате
1 QTiL, температуру поддержива!от «пределах !
8 — 22 С. Раствор полимера непрерывно выводят из аппарата со скоростью, равной скорости подачи сгежсго растворителя. Время непрерывной работы реактора составляет
20 час. Концентрация полимера в растворе за время опыта измеряется от 6 до 1 — 12 вес. о/о.
Средний съем полимера с едпи1щы объема аппарата составляет ооасе 30 кг/.И3 час. Р;!сход катализатора — 0,0025 кг/кг полимера.
Предлагаемый способ позьоляет повысить эффективный коэффициент теплопередачи до
200 — 500 ккал/л1- час, град. (в загисимости от вязкости реакционной жидкости) ио сравнени1о со 100 ккал/; - час. град, пмсющимп место при существуюи„пх способах; >В ел и >1 и т ь 0 хл я н(д я е м у lo и 0 в е р и О ст ь, 1! р иходящуюся иа единицу объема жидкости, зя счет использования для охлаждения раствора ю ii»»cpя всей поверх!!ости аппаратуры; увеличить поверхность KOHTHKTH между жидкой и газовой фазами и обеспечить постоянное обновление этой поверхности, благодаря чему значительно улучшаются условия массоl i e 1) е д е! ч и; создать интенсивное достаточно равномерное псремсшивание во всем объеме жидкости, обеспечива!ощее равномерное распределение компонентов катализатора и поддержание постоянного соотношения мен(ду сомономерами во всем объеме жидкой фазы; иск/почить контакт поверхности аппаратуры с границей раздела газ-жидкость и снизип> тем самым отло;кение полимера на поверхПОС I ЯХ Hi! !iaPBTi Pbl; повысить концентрацию раствора полимеры, сохранив при повышенной вязкости достаточ20 ио хоропше условия теплопередачи и массоперсдачи; увеличить производительность оборудования за счет оптимизации распределения подачи компонентов катализатора в зависимости от
25 условий теплопередачи; увеличить съем полимера с кубометра полимеризатора по меньшей мере до 30 кг/л1зчас.
С цел!но обеспечения максимально возможной при данных условиях производительности
80 и сокращения расхода катализатора процесс сополпмсризации может быть разбит на несколько последовательных ступеней, причем ко.шчество катализатора, подаваемое íà KaiKдой ступени, функционально связано с вяз35 еос Гl 10 !реакционной жидкости данной степени.
Способ иеирерывной каталитической сополпмеризации OL-îлефиновых и диеновых углегодородов в аппаратах с газовой и жидкой фазой при подаче компонентов катализатора
45 в реакциош!ую жидкость, отлича/ощийся тем, !To, с целью улучшен!!я условий массо- и теt:a0ïcðåäH÷è, предотвращения налипания сополимера на стенки реактора и улучшения его качества, сополимеризацпю проводят в тонком
50 кольцевом цилиндрическом слое реакционной жидкости, трубулизованном во всем объеме, и газообразные мономеры подаюг во внутреншою полость, образуемую реакционной жидкостью.
