Процесс получения бутадиена двухстадийным дегидрированием

проводится под вакуумом на неподвижном катализаторе с адиабатическим регенеративным циклом.

Суммарная реакция этого процесса выражена уравнением:

При одностадийном процессе в системе бутан - н-бутилены - бутадиен - водород устанавливается определенное равновесие компонентов, зависящее от температуры и давления. Для увеличения выхода бутадиена процесс необходимо проводить при небольшом парциальном давлении реагентов или при разрежении и высоких температурах. Температура процесса, однако, не должна заметно превышать 600°С - температуры разложения бутана и н-бутиленов.

При одностадийном процессе применяются алюмохромовые катализаторы, которые обеспечивают непрерывную работу установки в течение 1-2 лет. При этом применение водяного пара для разбавления бутана исключается, так как водяной пар «отравляет» алюмохромовые катализаторы, а требуемое для хороших выходов небольшое парциальное давление бутана и н-бутиленов достигается за счет дегидрирования в условиях вакуума.

Одностадийное дегидрирование осуществляется по регенеративному принципу: затраты теплоты на реакцию дегидрирования (т.е. на каждый цикл контактирования) практически полностью возмещаются теплотой, выделяющейся на стадии регенерации при сгорании углерода, отложившегося на катализаторе при дегидрировании. Однако при осуществлении этого процесса предпочитают, чтобы количество теплоты, подводимой для эндотермической реакции, несколько превышало количество теплоты, выделяющейся при сгорании углерода в процессе регенерации катализатора. Подвод недостающего количества теплоты и температура процесса регулируются температурой подаваемого сырья, а также температурой и количеством подаваемого на регенерацию воздуха.

4. Отгонка незаполимеризовавшихся мономеров может проводиться несколькими методами:

А) двухступенчатая прямоточная дегазация при разрежении;

Б) предварительное удаление бутадиена в емкостях и дегазация в противоточных вакуумных колоннах;

В) отгонка мономеров из крошки скоагулированного латекса;

Г) предварительная дегазация под давлением, вакуумная дегазация в емкости и окончательная отгонка акрилонитрила в прямоточной колонне при разрежении.

Для уменьшения количества образующегося при дегазации коагулюма процесс желательно вести при возможно более низких температурах (не выше 70^оС). Повышению стабильности латекса способствует разбавление его водой перед подачей на отгонку мономеров.

В принципе процессы коагуляции латексов бутадиен-нитрильных каучуков подчиняются закономерностям быстрой коагуляции в присутствии электролитов, но имеют ряд особенностей, связанных с влиянием остающихся в каучуке соединений на свойства получаемых резин. Если в качестве эмульгаторов использованы мыла канифоли и СЖК, то необходимо применяемый электролит (раствор NaCl) очищать от ионов Ca⁺² и Mg⁺², чтобы предотвратить образование нерастворимых солей. Кроме того, сами карбоновые кислоты нежелательны в бутадиен-нитрильном каучуке, поэтому после коагуляции латекса с добавлением кислоты проводят обработку пульпы щелочью, чтобы вновь омылить карбоновые кислоты и удалить их путем промывки. Процессы коагуляции латексов бутадиен-нитрильных каучуков характеризуются относительно большим расходом NaCl. С увеличением содержания звеньев акрилонитрила в каучуке уменьшается агрегативная устойчивость латексов, и соответственно снижаются расходы хлорида натрия и промывных вод.

Для снижения расхода солей и воды коагуляцию проводят в присутствии специальных добавок. Это могут быть некоторые ПАВ с гидрофобной частью, содержащей нафталиновые, антраценовые и другие подобные структуры; в качестве такой добавки может выступать мыло канифоли (его вводят перед коагуляцией в латекс, не содержащий этого эмульгатора). Хорошие результаты дает применение дополнительных коагулирующих агентов – водорастворимых высокомолекулярных соединений, таких как полимеры и сополимеры акриловой (метакриловой) кислоты (например, АС-54) или малеинового ангидрида (например, БП-40), полиамины, полиэтиленоксид и т.д.

Применение современных методов обезвоживания и сушки каучуков в шнековых аппаратах применительно к бутадиен-нитрильным каучукам осложняется возможностью их структурирования при повышенных температурах, наиболее заметного для каучуков высокотемпературной полимеризации с большим содержанием звеньев акрилонитрила. Для сушки бутадиен-нитрильных каучуков применяют агрегат «Нева-4», включающий два последовательно расположенных экспеллера для механического обезвоживания каучука до содержания воды 9–12%, экспандер, вибросушилку, виброподъемник и брикетировочные прессы. Каучук проходит через экспандер в течение 2–3 мин, а в зоне максимальных температур находится всего несколько секунд, поэтому в значительной мере структурирование развиться не успевает. Каучуки, обезвоженные в шнековом агрегате, содержат намного меньше солей и других водорастворимых примесей, чем каучуки, высушенные в конвейерных воздушных сушилках, а на физико-механические свойства эластомеров способ сушки практически не влияет.

Бутадиен-нитрильные сополимеры целесообразно выделять в виде неслипающейся крошки, и именно на этих типах каучуков в полной мере проявляются достоинства переработки порошкообразных эластомеров.

Дата добавления: 2015-08-17