Непрерывный способ получения простых полиэфиров Советский патент 1982 года по МПК C08G65/04 

Описание патента на изобретение SU807616A1

(54) НЕПРЕРЫВНЫЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОСТЫХ ПОЛИЭФИРОВ

Похожие патенты SU807616A1

название год авторы номер документа
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИОКСИАЛКИЛЕНПОЛИЭФИРПОЛИОЛОВ НИЗКОЙ СТЕПЕНИ НЕНАСЫЩЕННОСТИ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ ДОБАВЛЕНИИ СТАРТЕРА 1997
  • Пазос Хосе
  • Ши Т. Томас
RU2272048C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОСТЫХ ПОЛИЭФИРОПОЛИОЛОВ 2013
  • Лебедев Владимир Степанович
  • Короткова Наталья Петровна
RU2532429C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОКСИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОЛИЭФИРОВ 1993
  • Гэлен Дж.Саппс[Us]
  • Ганс Р.Фредли[Us]
RU2089564C1
Способ получения блочных гидроксилсодержащих простых полиэфиров 1980
  • Ханс Беккер
  • Гюнтер Вагнер
  • Бернд Гюттес
  • Клаус Вагнер
  • Хелмут Романовски
  • Клаус Хенниг
  • Петер Бишхофф
  • Ренате Марквард
  • Ханс-Юрген Гросманн
  • Клаус Кунтце
  • Вольф-Дитер Хабихер
  • Шимпфле Ханс-Улрих
SU1062217A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСЕЙ ПОЛИОЛОВ 2002
  • Реезе Джек Р.
  • Хейгер Стэнли Л.
RU2312112C2
СПОСОБ ПОНИЖЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА ПРОПЕНИЛОВЫХ ПОЛИЭФИРОВ В ПОЛИЭФИРАХ С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ГИДРОКСИЛЬНЫМИ ГРУППАМИ 1991
  • Чейвез Джонни
  • Макклюр Крейг А.[Us]
  • Плепис Рэймонд А.[Us]
  • Кент Ван А.[Us]
  • Герстл Ричард Н.[Us]
RU2088601C1
Способ получения полиэтилена высокой плотности 1974
  • Далин Марк Александрович
  • Плаксунов Тимур Касимович
  • Трущелев Георгий Иванович
  • Буният-Заде Айдын Али Оглы
  • Ульман Филипп Семенович
  • Осипов Ешия Агаронович
  • Азимова Аида Бабир Кызы
SU507589A1
ОДНОСТАДИЙНЫЙ НЕПРЕРЫВНЫЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭТОКСИЛАТОВ И МНОГОСТАДИЙНЫЙ НЕПРЕРЫВНЫЙ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ЭТОКСИЛАТОВ (ЕГО ВАРИАНТЫ) 2007
  • Макдэниэл Кеннет Дж.
  • Риз Джэк Р.
RU2478662C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВ 1971
SU321009A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ БУТАДИЕНА И СОПОЛИМЕРОВ ЕГО СО СТИРОЛОМ 1995
  • Моисеев В.В.
  • Ковтуненко Л.В.
  • Глуховской В.С.
  • Филь В.Г.
  • Кудрявцев Л.Д.
  • Молодыка А.В.
  • Привалов В.А.
  • Шедогубова Н.К.
  • Полуэктов И.Т.
  • Маркова З.Н.
  • Гуляева Н.А.
RU2074197C1

Иллюстрации к изобретению SU 807 616 A1

Реферат патента 1982 года Непрерывный способ получения простых полиэфиров

Формула изобретения SU 807 616 A1

Изобретение относится к области получения простых полиэфиров (ПЭ), использующихся в качестве компонентов тормозных жидкостей, различных поверхностно-активных реществ деэмульгаторов, смазок и, в особенност в качестве основного источника сырья при получений различных полиуретановых (ПУ) материалов. Многие из указанных применений нуждаются в высококачественных ПЭ, наиболее высокие требования к качест ву ПЭ Выдвигает современная полиуретановая технология, где ПЭ выступают в качестве реакционноспособных гидрок сил со держащих олигомеров. В специальной химической технологии существует квалификация исходного сырь характеризующая его высокое качестпродукт ПУ-назначения. Сред прочих показателей качества ПЭ два основополагающих критерия являются наиболее важными: молекулярновесово распределение (МВР) и распределение типам функциональности (РТФ). Для переработки в ПУ - материалы где должен быть сбалансирован сложны комплекс химических реакций и обеспечены определенные свойства изделия, пригодны только ,тё гидроксилсрдержащие олигомеры, которые обладают однородным химическим и функциональным составом. Таким образом, олигомерный полиол должен обладать определенным и по возможности узким МВР, т.е.основная часть молекул олигомера должна иметь не слишком различающуюся степень полиприсоединения на каждую гидроксильную группу (растущий центр), определенным спектром распределения по типам функциональности, при котором преобладающая доля молекул олигомера должна иметь концевую гидроксильную функциональность (FOH), близкую к средней ) и. определяемую стартовым веществом исходным низкомолекулярным соединением, содержащим подвижные атомы водорода (обычно ОН-группы), на которые происходит присоединение окиси алкилёна. Из большого разнообразия типов ПЭ с различной средней функциональностью главенствующее положение (более 60%) занимают относительно высокомолекулярные олигомерные триолы, главным образом использующиеся в производстве пенополиуретанов (ППУ), в особенности эластичных. Типичная схема получения таких продуктов включает в себя ряд послед вательных реакций присоединения окисей алкиленов, преимущественно окиg-CH-CHj- HO--R-OCHj- CEQ-K (Z где R(OH)j - низкомолекулярный трехатом ый спирт, нэ прймер глицерин, HO- -OCHj-CHQ-K +3п СНгСН,СН, но- ёнг о- сн- с%1д о Таким образом, реакция (3) приводит к образованию целевого продукта олигомерного триола. Однако в коммерческих олигомерных триолах всегда., содержится какая-то доля молекул с иной функциональностью, меньшей трех; моноолы и диолы. Первые образуются за счет побочной реакции, всег да сопутствующей анионной полимеризации ОП, - реакции передачи цепи на мономер с образованием аллильного алкоксида, изомерного ОПг ЙО-В- СНг-СН- iH Ч

но -и - он+сы сн-сн о (1)

он олигомерный триол Аллильный алкоксид (1) дает начало роста новой цепи, один конец которой содержит двойную связь, а другой гидроксил. Диольные компоненты практически тоже всегда образуются за счет влаги, вносимой с реагентами или выделяющейся в процессе, подобно тому, как показано для реакции (1). Вода (или КОН что по сути одно и то же в рассматrHO-E-oi-J-HjO

(1) OS

СИ I OH

(6)

но CHj- СН-0- CHf CTL-OH

сн сн. си пропилена (ОП) , к стартовому веществу - обычно низкомолекулярному трехатомному спирту, катализируемых щелочными агентами, чаще всего гидроокисями щелочных металлов, из котоipux наиболее широко употребим КОН (реже NaOH): триметилолпропан, гексантриол и т.п. НзСНз (сн2-сно )- к CHj-CHO)jq-СН -СНгОИ СНз СН, .(3) иваемом случае) участвует в следуюих реакциях инициирования; 1%о+снг-сн-«(wu КОН) о э - -но-снг-С1т-он (WflW HO-CHj-CH-OK) СЕч HO-CHf CttOH4-CH - СИ и далее происходит рост цепи по схеме реакции (3). Таким образом в коммерческом олигомерном триоле наряду с распределением продуктов реакции по молекулярному весу практически всегда существует и распределение по типам функх юнальности. Кроме того, все функциональные составляющие олигомера будут различаться определенным распределением по молекулярному весу, как, впрочем, и уровнем среднего молекулярного веса (М п). Понятно, что оба эти показателя, т.е. и МБР и РТФ/ определяются прежде всего способом получения олигомера и поэтому обычно не фигурируют в технических характеристиках продукта. Строгое соблюдение и воспроизводимость их гарантируются принятым способом производства. В частности, наиболее узкое МБР может быть достигнуто для ПЭ, получаемых при разовой загрузке в реактор всей порции реагирующих веществ. Однако из-за высокой опасности такой процесс-обычно не реализуется на практике. Несколько более широкое МБР может ожидаться при постепенном дозировании окиси алкилена в зону реакции, куда помещена вся порция стартового вещества, содержащего катализатор, - ситуации,соответствующей общепринятому периодическому процессу Ъ проточном реакторе непрерывного дей ствия при одновременном дозировании мономера,стартового вещества(полиатом ного спирта)и катализатора МБР проду та будет всегда шире,чем в реакторе хериодического действия, благодаря о ределенному спектру времени пребывания молекул растущего олигомера в зоне реакции. Ниже проиллюстрировано, что аппаратурно-технологическое оформление процесса, принятый способполиомери зации оказывают существенное влияние также и на распределение ПЭ по типам функциональности. Здесь важно подчеркнуть что пери одический процесс имеет меньшее коли чество факторов, способных блиять на качество синтезированного полиола, и вышеупомянутые высокие требования к качеству ПЭ легче всего удовлетворить при периодическом способе их производства . Именно поэтому все известные промьшшенные процессы получения ПЭ пост роены как периодические, и основное условие разработки любого непрерывного процесса включает в себя требование гарантированного обеспечения таких показателей ПЭ по МВР и РТФ, которые достигаются сегодня в реакторах периодического дей гтвия. Из патентной литературы известны изобретения, которые относился к.непрер1ьшному способу получения относительно высокомолекулярных простых по лиэфиров ПУ-назначения. Известен непрерывный способ получения ПЭ из окисей алкиленов, отлича ющийся тем, что процесс полимеризации осуществляется в противоточном аппарате колонного типа при контакте паров окиси алкилена, подаваемых в донную -часть реактора, с раствором щелочного катализатора,, непрерывно рошающего сверху колонны движущися навстречу пары окиси 1). Б экспериментально опробованном ваианте колонны с насадкой, описанном изобретении, узкий спектр времени ребывания, а следовательно, и требуемое МБР ПЭ может быть обеспечено ри условии поршневого потока жидкой фазы, т.е. при отсутствии продольного перемешивания в аппарате, что является трудно выполнимой задачей ри реализации промышленных процессов. Необходимость равномерного прогрева и термостатирования реакционной массы требует достаточно интенсивного перемешивания жидкости парами окиси, что нарушает поршневой режим течения жидкой фазы, и таким бразом, будет приводить к расширеHHip МБР в целевом продукте. Кроме ТОГО, за счет разницы в плотностях более тяжёлый катализатор и низкомолекулярные продукты { еакции будут иметь тенденцию к проскоку дисперности по размеру молекул и сужению МБР до уровня периодических пррцессов, поэтому потребовалась бы последовательность на 10-15 реакторов (с соответствующим набором дозирующих устройств). Кроме того, в продукте находится значительная доля диолов, образующихся по реакциям 1,5 и 6 благодаря использованию твердого КОН в качестве катализатора. Накапливаемый при этом полиоксипропиленгликоль будет иметь очень широкое МБР, смещенное в сторону низких молекулярHtjx весов, поскольку вносимый в каждый из реакторов катализатор будет всякий раз обрабатывать новые реакционные цепи с уменьшающимся временем пребывания при переходе от реактора; к реактору. Периодичность внесения катгшизатора и колебания его концентрации в реакционной смеси неизбежно отражаются на основных кинетических закономерностях процесса, и в свою очередь, влияют как на МВР, так и на РТФ получаемого ПЭ. Необходимость предварительного заполнения реакторов перед началом процесса полирлами соответствующего среднего молекулярного веса, специально получаемыми в аппаратах периодического действия, также усложняют процесс. .Таким образом, известный способ, в силу присущих ему недостатков, не может обеспечить выдвигаемое современными полиуретановыми применениями высокое качество ПЭ, особенно полиэфиртриолов, ни по молекулярновесовому распределению, ни по распределению по типсил функциональности. Как уже отмечалось, конкурентноспособные ПЭ полиуретанового назначения, получаемые в непрерывном процессе, .не должны существенно отличаться по таким основополагающим характеристи кам, как МБР и РТФ, от соответствен ных полиолов, производимых в реакторах периодического действия - гла венствующем ныне промьпиленном способе производства ПЭ. Известен непрерывный способ полу чения ПЭ, который реализуется в кас каде из 3-6 барботажных реакторов, каждый из которых представляет собо полую колонну, работающую в режиме интенсивного смешения. Используется три потока реагентов: -мономер (ОП) подается в донную часть колонны; -стартовое вещество (полиатомный спирт) - в донную часть первой колонны, а в последующие колонны поступает продукт полимеризации, полученный в предыдущем реакторе; -катализатор (КОН) вводится пе. риодически в твердом виде в каждую из колонн на решетку, расположенную в верхней части колонны ниже уровня вывода из колонны жидких продуктов реакции. Перед началом процесса кажда1й из реакторой должен быть заполнен ПЭ соответствующего среднего молекулярного веса. Пары ОП, взятой в. 25-150% избытке, осуществляют интенсивное пе ремешивание как по диаметру, так и по высоте колонны. Катализатор из-за ограниченной растворимости в реакционной смеси расходуется постепенно, при этом концентрация его во всех частях колонны и в каскаде в целом поддерживается приблизительно на оди наковом уровне 2 . Недостаток способа заключается в том, что получаемый продукт неоднороден по функциональности и молекуля ной массе. Цель изобретения - получение однородного по функциональности и моле кулярной массе полиэфира. Эта цель достигается тем, что в качестве щелочногс) катализатора : ис.пользуют раствор алкоголята щелочного металла в полиатомном спирте со щелочностью 1-20% в пересчете на КОН, содержащем от 0,05 до 0,5 вес.% воды, подачу этого раствора и мономеров осуществляют в донную часть многосекционного реактора и полимери зацию проводят в первой секции реактора до степени превращения окиси алкилена 1-5 моль на 1 моль полиатом ного спирта с дальнейшей полимеризацией продукта в остальных секциях ап парата и с последующей термообработкой -полученного продукта в проточном аппарате при 90-130 С до получения полимеризатора с содержанием окиси алкилена в количестве 0,05-0,1 вес.% ,а также для получения широкого ассор тимента простьох полиэфиров используют многосекционный реактор в виде 2-3 последовательно соединенных аппаратов с общим количеством секций не менее 10. Настоящий процесс может быть осуществлен как в одном реакторе; так и 2-3-х последовательно соединенных многосекционных реакторах, в целом содержащих по крайней мере 10 секций, что расширяют возможности такого процесса, как с точки зрения увеличения ассортимента производимых продуктов, так и с точки зрения более гибкого и простого управления им. Например, здесь появляется возможность одновременного получения наряду с полиолом относительно высокого молекулярного веса, также олигомера промежуточного молекулярного веса, часть которого может быть использован а далее в самостоятельных целях (как другая марка ПЭ). Кроме того, в одном из таких реакторов может быть получен олигомер на осно-ве другой окиси алкилена (например окиси этилена) или смеси окисей, что существенно расширяет возможности процесса применительно к выпуску различных статистических и блокосополимеров, т.е. к выпуску более разностороннего и гибкого ассортимен та ПЭ. В каждом из реакторов легко осу- . ществлять наиболее целесообразные ре:жймы (сочетание температуры, давления, времени пребывания,) что делает процесс более гибким также и в . отношении управления. Таким образом, вся совокупность перечисленных выше -условий взаимосвязи и служит достижению поставленной цели - разработке высокоэффективного непрерывного способа получения ПЭ, обеспечивающего в целом продукте однородное распределение по молекулярному весу и типам функциональности. Возможности способа и его сущность поясняются принципиальными технологическими схемами действующих установок непрерывной полимеризации окисей алкиленов с использованием одного или несколько реакторов-полимеризаторов, показанных соответственно на фиг. 1 и 2. Схемы содержат реактор-полимеризатор 1, дозировочный насос 2, емкость 3 для раствора алкоголята щелочного металла; сборник 4 окиси алкилена; дозировочный насос 5; теплообменники-испарители 6,7;, конденсатор 8, проточный реактор 9} сборник 10 форполимера} дозировочный насос 11; реактор-полимеризатор 12; дозировочный насос 13; сборник 14. окиси алкилена; теплообменник 15. Схема, представленная на фиг. 1, иллюстрирует вариант процесса, осуществляемого по способу, при котором полимеризация окиси алкилена протекает в одном реакторе непрерывного действия. Реактор - полимеризатор 1 представляет собой многосекционный барботажный аппарат колонного типа. Секции реактора разделены друг от друга перфорированными перегородками (например ситчатыми тарелкси«ш) / выделяющими определенный объем аппарата, заполненный реакционной массой сквозь который проходит избыток паlioB окиси алкилена, осуществляющий режим смешения близкий к идеальному, поэтому реакционная масса во всем объеме секции имеет одинаковые и постоянные в стационарных условиях концентрации реагентов и средний молекулярный вес образующегося олигомера. Эти параметры скачкообразно изменяются при переходе реакционной массы в следующую секцию. Исходя из общих гидродинамических соображений, для обеспечения в каждой секции режима смешения близкого к идеальному, высота секции не должна превышать 2,5-3 диаметров. При выбранных параметрах процесса, описываемых ниже, (И при использовании, по крайней мере, 10 секций (предпочтительно 12-i1& секций), такой полимеризационный агрегат работает в целом в режиме, прилижающемся к идеальному вытеснению. Секции снабжены устройствами для оборева и :Отвода экзометрического тепла реакции полимеризации. Реактор 1 состоит из 16 секций, причем первые 6 секций имеют диаметр в 2,5 раза меньший, чем последующие lo секций.

В донную часть реактора 1 непрерывно дозировочным насосом 2 подают из обогреваемой емкости 3 предварительно нагретый до 50-120°С 1-20%, преимущественно 9-12%(в пересчете на КОН), раствор алкоголята щелочного металла в соответствующем полиатомном спирте, содержащем не более 0,5% (по К. Фишеру) воды. В качестве алкоголята щелочного металла используют преимущественно алкоголяты калия, а в качестве полиатомных спиртов могут быть использованы любые жидкие при температуре 20-7О с полигидроксильные соединения, содержащие, по крайней мере две или более гидроксильные группы на молекулу, например, различного рода гликоля, гексантриол, глицерин, растворы полиспиртов с FOH от 3 до 8 в гликолях и . глицерине и т.п. Поскольку основная доля полиолов, в особенности для эластичных пенополиуретанов, должна иметь функциональность близкую к трем, а также из удобства обращения наиболее предпочтительным является использование глицерина.

Окись алкилена, преимущественн9 окись пропилена, охлажденная до температуры от -10 до , из сборника 4 дозировочными насосами 5 подается соответственно в первую и седьмую секции реактора 1 через теплообменники-испарители 6 и 7, где окись алкилена испаряется и нагревается до 80-120°С. Пары окиси алкилена, подаваемой в 25-75%-ном избытке от стехиометрического количества, необходимого для образования олигомера соответствующего молекулярного веса, осуществляют интенсивное пе0ремешивание реагентов, а непрореаги- , рованную часть паров окиси направляют в конденсатор В и оттуда в исходный сборник 4.

Рабочие параметры процесса зави5;сят от типа получаемого одигомера и конкретного аппаратурного оформления и подробно описаны в нижеследующих примерах. Однако при полимеризации ОП температура не должна превышать 120°С из-за протекания при более

0 высоких температурах нежелательных побочных реакций. С точки зрения простоты управления, надежности и безопасности наиболее целесообразно проведение процесса при давлении на

5 выходе из реактора-полимеризатора, близком к атмосферному. Однако возможно прев едение процесса полимеризации и под давлением (2-3 ати на выходе из реактора).

0

Реакция присоединения окиси ал- . килена к соответствующему полиатомному спирту начинается в первой секции реактора-полимеризатора., и накапливаемый продукт реакции пос5тепенно заполняет все последующие секции реактора с постепенным нарастанием молекулярного веса по мере прохождения продукта из секции в секцию .

0

Щелочной полимеризат, выходящий из реактора 1, насыщен окисью алкилена и поступает на термообработку при 90-130 С в проточный реактор 9, где за время пребывания завершается

5 исчерпывающая полимеризация окиси дс остаточного содержания 0,05-0,1 вес.%

На фиг, 2 представлена принципиальная технологическая схема непрерьшнодействующей установки, иллюстOрирующая проведение процесса по данному способу в двух последовательно соединенных многосекционных барботажных реакторах, устройство которых и принцип рабо: ы аналогичен опи5санному выше.

в этом случае раствор алкоголята щелочного металла подгиот из емкости 3 дозировочным насосом 2 в донную часть .первого реактора 1,состоящего

0 из шести секций одинакового дигилетра. Туда же из сборника 4 дозировочным насосом 5 через теплообменникиспаритель 6 непрерывно подают окись алкилена, избыток паров которой конденсируют в теплообменнике и

5

возвращают в сборник 4. Полученный в реакторе 1 щелочной форполимер промежуточного молекулярного веса через сборник 10 дозировочным насосом 11 подают в донную часть второго реактора 12. Диаметр этого реактора в 2,1 раза больше диаметра реактора 1, а количество секций равно десяти. В донную часть реактора 12 дозировочным насосом 13 из сборника 14 непрерывно подают через теплообменник-испаритель 7 окись .алкилена Избыток паров окиси, выходящий из реактора 12, конденсируют в теплообменнике 15 и возвращают в сборник 14 Щелочной полимеризат, выходящий из

реактора 12 и содержащий растворенную окись алкилена, направляют на термообработку в проточный реактор 9

Все прочие параметры процесса аналогичны тем, которые даны при описании схемы на фиг. 1.

Пример. Синтез проводят на установке, изображенной на фиг. 1. Раствор глицерата калия в глицерине со щелочностью 11,6% (в пересчёте на КОН) и содержащий 0,5% влаги по Фишеру, подают из емкости 3 при 5090 С насосом 2 в донную часть колонны со скоростью 0,85-0;95 кг/ч.Окись пропилена из сборника 4 насосом 5 через испаритель 7 подают со скоро|С.тью 12,5 кг/ч при температуре ее паров, равной 100-120°С, также в нижнюю часть колонны. Температуру в 1-6 секциях реакторов 1 поддерживают на уровле , а 7-16 секциях 118±2С, давление в реакторе

регулируют таким образом, чтобы на первой секции реактора сохранить постоянное давление 1-1,1 ати, а на выходе реактора давление будет па- дать по мере заполнения колонны, составляя 0-0,1 ати npi заполнении всей колонны в установившемся режиме В этих условиях через 2-4 ч после начала подачи реагентов наблюдают начало экзотермической реакции, что соответствует средней степени присоединения 1-5 моль окиси пропилена

на 1 моль глицерина в первой секции реактора. По мере продолжения реакции реакционная масса заполняет следующие секции реактора. После появления реакционной массы на 6-ой секции начинают д ополяительную подачу ОП на 7 секцию со скоростью 41,5 кг/ч насосом 5 через испаритель 6. Примерно через 18 ч реакционная масса заполняет всю колонну, щелочной полимеризат, содержаищй примерно 3-4% растворенной ОП, подают в реактор 9, где температуру поддерживают на уровне 110+2 С, время заполнения реактора порядка 6 ч. В установившемся режиме продукт на из реактора 9 имеет щелочность 0,32-0,34%, содержание остаточной ОП менее 0,1%. Производительность установки 31-35 кг/ч; избыток ОП, составляющий 52%, проходит через конденсатор8 и поступает в сборник 4, После соответствующей нейтрализации щелочного полиме5 ризата полиэфир имеет следующие показатели:

Содержание ОН-групп 1,5% Молекулярный вес в пересчете на триол 10 (мон)3400

Йодное число 1,1 г иода/100 г Содержание моноолов3-4 вес.%

15 Содержание диолов 6-7 вес.% . Коэффициент полидисперсности Мда/Мп 1,03 где Мп . - среднечисленный молекулярный вес;

20 М - средне-весовой молекулярный вес;

MOH - молекулярный вес, рассчйтайный из содержания гидроксилов в пересчете на 25 триол.

.Остальные показатели - на уровне обычных требований для полиолов, предназначенных для переработки в эластичные пенополиуретаны (ППУ). ,Q Распределение по типам функциональности определяется методом адсорбционной хроматографии на окиси алюминия, МБР - методом-гель-проникающей хроматографии. Полиол,получена- яый из сырья того же качества на ус- тановке периодического действия при MOH 3200 имеет содержание монослов ,3-5%, диолов 5-7% и коэффициент полидисперсности МУО/МП 1,02. Условия переработки и свойства эластичных 0 блочных ППУ, полученных на основе полиолов с периодической и непрерывной установок, практически идентичны.

Пример2. В условиях примера 1 щелочной полимеризат передается в реактор 9 не с 16, а с 9-ой секции. В этом случае молекулярный вес по гидроксилам MQHравен 190, а коэффициент полидисперсности 1г44, лполиол,полученный с 13-ой секции имеет Мои 2700 и Mw/Mn 1,09.

ПримерЗ.(контрольный). В условиях примера 1 используют раствор - КОН В глицерине с концентрацией 11,0%, содержащий 5,4% влаги по Фишеру, который дозируют со скоростью 0,85 кг/ч. При этом на выходе из реактора 9 достигнута та же щелочность/ что и в примере 1(0,33% в

пересчете на КОН), производительность установки снижается до 28 кг/ч. После ней-тргшизации полиол имеет следующие показатели:

Содержание ОН групп 1,74% 5 Мои2930 Содержание моноолов 3% Содержание диолов 17-20% II р и м е р 4 (контрольный) . В условиях примера 1 температура в реакторе 9 снижается до 80°С. При этом на выходе из реактора концентрация остаточной окиси пропилена н уровне О,6-1,2%. Такой продукт нель зя подвергать нейтрализации без пре варительной отдувки мономера или до полнительного термостатирования, например, при в течение 2ч. В этом же случае при повышении температуры в реакторе 9 до 140°С свободная ОП на выходе из реактора пра тически отсутствует, но продукт име ет темную окраску. После нейтрализа ции катионитом полиол имеет кислотное число 0,21 кг КОН/Г вместо 0,05 мг КОН/Г, как в примере 1. При. мер5. Синтез проводят н установке, изображенной на фиг; 2. В первую секцию реактора 1 из сбор,ника подают насосом 2 раствор глицерата калия в глицерине со щелочностью 11,7% (в пересчете на КОН) и содержанием влаги по Фишеру 0,39%. со скоростью 0,78 кг/ч. Туда -же из сборника 4 непрерывно дозируют насосом 5 окись этилена (ОЭ) через ис паритель 6 при температуре ее паров 80-90°С со скоростью 5,9 кг/ч. Температуру во всех секциях реактора поддерживают на уровне 85+5 С, давление на выходе из реактора составляет 0,03 ати. Средняя степень присоединения на первой секции реактора составляет 3 моль ОЭ на 1 моль глицерина в установившемся режиме. По. мере увеличения объема реакцией: ной смеси происходит заполнение последовательно всех шести секций реактора и на выходе из реактора получен щелочной полимеризат со щелочностью 2,2% (в пересчете на КОД) и молекулярньлм весом MQ 5000. Избыток паров ОЭ поступает в конденсатор 8 и затем в исходный сборник 4. Щелочной форполимер через накопительную емкость - сборник 10 непрерывно дозируют насосом 11 на первую секцию реактора 12. Туда же из сборника 14 насосом 13 подают окись пропилена через испаритель 7 со скоростью 9,0 кг/ч при. температуре паров ОП 100-12о С. Темпера-т туру в реакторе 12 поддерживают по всём секциям на уровне 120+2°С, а давление в установившемся режиме на выходе из этого реактора 0,03 ах На выходе из реактора 12 получают щелочной полимеризат в количестве 5,4 кг/ч со щелочностью 0,33% (в пересчете на КОН) и содержанием растворенной ОП 3%, После прохождения реактора 9,где поддерживают температуру 120+3 С и среднее время пребывания 3 ч, содержание остаточной ОП снижается до 0,05-0,1%. Пары СП, выходящие из реактора 12 конденсируют,в теплообменнике 15 и направляют в сборник 14. После нейтрализации щелочного полимериэата получен полиэфир со следующими характеристиками: Содержание ОП групп 1,64% 1,3 г иоЙодное число да/100 г ПЭ Показатели, характеризующие степень полидисперсности полиэфира по молекулярному весу и распределению по типам функциональности, на уровне величин, приведенных в примере 1. Полиэфир переработан в стандартный эластичный Ш1У методом горячего формования. Разработанный непрерывный способ получения простыв полиэфиров для IV имеет ряд существенных преимуществ: он обеспечивает получение простых полиэфиров с однородным распределением по молекулярному весу и типам функциональности, практически не отличающимся по соответственным характеристикам от полиолов, получаемых в периодическом процессе. Например для полиэфир-триолов с MOH 3000-3500 в данном процессе достигается коэффициент полидисперсности Mv((/Mn не более 1,1, а средняя функциональность F не менее 2,8, он обеспечивает практически полное потребление мономера и существенно сокращает количество газовых выбросов , содержащих окиси алкиленов данный способ не требует прдварительного заполнения реактора специально получаемым полиолом и синтез организуется непосредственно из исходных веществ ; данный способ легко управляем обладает необходимой гибкостью как в отношении ассортимента выпускаешлх ПЭ, так и в отношении регулирования и управления. Он легко поддается комплексной автоматизации, отличается высокой устойчивостью регулируемых параметров. Поскольку Непрерывные процессы получения ПЭ для IV пока не реализованы в промыЕОпенном масштабе, технико-экономическое сравнение данного способа может быть осуществлено только с периодическим процессом. В таблице проводятся некоторые тех-: нико-экономические показатели непрерывного процессаf базирующегося на данном способе,в сравнении с техникоэкономическими показателями производства простых полиэфиров соответственной мощности по периодическому способу. Как видно, непрерывный способ обеспечивает более высокую произво15807616

ди гельность труда и меньшее потребление энергетики. На его базе могут быть разработаны и организованы проСравнение

Мощность технологической линиИ тыс.т/год Число основных рабочих

Выработка на 1 основного рабочего (производительность т/год труда)

Норма расхода окиси алкилена на 1т. полиэфират/т

Доля стоимости сырья в общей себестоимости 1 т продукта % Указанный диапазон зависит от выпуска

формула изобретения

1. Непрерывный способ получения простых,полиэфиров путем взаимодействия окиси алкилена с полиатомным спиртом в присутствии щелочного катализатора, споследующей очисткой и сушкой продукта, отличающийся тем, что, с целью получени однородного по функциональности и. молекулярной массе продукта, в качестве щелочного катализатора исползуют раствор алкоголята щелочного металла в полиатомном спирте со щелочностью 1-20% в пересчете на КОН, содержащем от 0,05 до 0,5 вес.% воды, подачу этого раствора и мономеров осуществляют в донную часть многосекционного реактора и полимеризацию проводят в первой секции ре,актора до степени превращения окиси алкилена 1-5 моль на 1 моль полимьшшенные процессы с высокой единичной мощностью полимеризационного агрегата.

14-17 22

640-770

1,05

60-70.

атомного спирта с дальнейшей полимеризацией продукта в остальных секциях аппарата и с последующей термообработкой полученного продукта в проточном аппарате при 90-130°С до получения полимеризата с с одержанием окиси алкилена в количестве 0,050,1 вес.%.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения широкого ассортимента простых полиэфиров, используют многосекционный реактор в виде 2-3 последова тельно соединенных аппаратов с (эбщим количеством секций не менее 10.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе i. Авторское свидетельство СССР , № 244612, кл. С 08 G 65/04, 1963.

2. Патент США № 3117998,кл.260-2, опублик. 1964 (прототип). технико-экономических показателей производства простых полиэфиров по непрерывному и периодическому способу конкретной марки ПЭ.

ЯН

:

SU 807 616 A1

Авторы

Штых В.С.

Евстратов А.А.

Лебедев В.С.

Гладковский Г.А.

Вольф Габихер

Копенин В.С.

Чернышева Л.П.

Кия-Оглу Н.В.

Пригожин М.И.

Шариков Ю.В.

Петров Ю.Ф.

Даты

1982-10-30Публикация

1976-07-16Подача