Способ получения цис-1,4-полиизопрена Советский патент 1992 года по МПК C08F136/08 C08F4/64 

Изобретение относится к получению цис-1,4-полиизопрена и может найти применение в промышленности синтетического каучука о

Известен способ получения цис-1,4полиизопрена полимеризацией изопрена врастворе изопентана с подачей раствора изопрена (шихты) одновременно в несколько полимеризационных реакторов в присутствии каталитичес- кого комплекса типа Циглера-Натта, подаваемого в первый реактор, и ведением процесса при заданных температурах.

Из последнего реактора полимеризат подают на дезактивацию катализатора.

после которой в полимер вводят антиоксидант и затем выделяют и сушат. Концентрация каталитического комплеса 1,6 мас.% в расчете на мономер. Конверсия ViaonpeHa в процессе полимеризации составляет 60-70. Содержание гельфракции в синтезированном полимере 16-25.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения цис-1,4-полиизопрена полимеризацией изопрена в растворе изопентана с использованием порционной подачи раствора изопрена в изопентане в присутствии катализатора, представляющего собой продукт взаимодействия четыреххлористого титана и три изобутилалюминияо Перед подачей в полимеризационные реакторы шихту разделяют на два параллельных потока, смешивают каждый из полученных потоков шихты с каталитическим комплексом и подают затем реакционную смесь в батарею из шести последовательно соединенных полимеризационных реакторов (реакционная смесь поступает двумя параллельными потоками в первые два реактора)о По окончании процесса полимеризации проводят дезактивацию катализатора, стабилизацию полимера и дальнейшую его обработку. При этом концентрация каталитического комплекса - 1,5 маСо в расчете на мономер, продолжительность процесса - 26 ч, а конверсия изопрена в последнем реакторе достигает 95 мас.. Содержание гель-фракции в полимере составляет 20-30 о Недостатком известного способа является неравномерное распределение каталитического комплекса в шихте, низкая скорость процесса полимеризации и повышенный расход катализатора. Кроме того, плохое смешение ката литического комплекса с шихтой crfoсобствует образованию гель-фракции в полимере, что в свою очередь ухудшает физико-механические свойства каучука и изделий на его основе. Целью изобретения является повышение физико-механических показателей конечного продукта. 11,ель достигается тем, что в способе получения цис-1 , -полиизопрена полимеризацией изопрена в растворе изопентана с использованием порционной подачи раствора изопрена в изо пентане в присутствии катализатора, представляющего собой продукт Ёзаимо действия четыреххлористого титана и триизобутилалюминия, предваритель но перед подачей в реакционную среду раствор изопрена в изопентане делят на два потока с последующим смешением первого потока с катализатором и введением полученной смеси в условиях интенсивного перемешивания во второй поток, причем процесс осуществляют при равных объемных соотношениях расхода катализатора и первого потока и расхода полученной смеси первого потока с катализатором и второго потока. Для смешения потоков шихты и каталитического комплекса целесообразно применять струйные аппараты, позволяющие резко уменьшить время смешения, а для улучшения распределения каталитического, комплекса в шихте используют ряд последовательно соединенных струйных аппаратов. Концентрация каталитического комплекса составляет 1,2-1,5 мас.% в расчете на мономер о Температура полимеризации ,, Продолжительность процесса полимеризации составляет менее 2 ч По окончании процесса полимеризации катализатор дезактивируют метанолом, полимер стабилизируют смесью антиоксидантов-фенил-6-нафтиламина и диФе нилпарафенилендиамин г 1 масД в расчете на каучук. Лалее полимер выделяют водной дегазацией и сушат. Скорость процесса полимеризации оценивают по конверсии мономера (мас.%)о Полученный каучук характеризуется пластичностью, вязкостью по Куни, а также содержанием гель- и легколетучих фракций. Пример (контрольный). Охлажденную шихту Q ш Q (15 изопрена в изопентане) подают двумя потоками в два смесителя для смешения с каталитическим комплексом-; продуктом взаимодействия четыреххло- ристого титана и триизобутилалюминия. Полимеризацию осуществляют в батарее, состоящей из шести последовательно соединенных полимеризационных реакторов объемом 20 м каждый. Реакционную смесь подают двумя параллельными потоками в первые два по ходу смеси полимеризационные реакторы. В процессе полимеризации в реакторах поддерживают температуру , Объемное соотношение расходов каталитического комплекса и шихты в процессе полимеризации составляет 1: , концентрация каталитического комплекса в расчете на мономер 1,5 мас.%, а содержание титана в каталитическом комплексе составляет . 0,06 мас,%. Продолжительность полимеризации «4 ч.., Полученный полимеризат для дезактивации катализатора обрабатывают метанолом, а полимер стабилизируют смесью антиоксидантов-фенил-й-нафтиламина и дифенилпарафенилендиамина (1 мас„% смеси в расчете на полимер) Затем полимер выделяют водной дегазацией и сушат. Конверсия мономера в процессе полимеризации 95 Параметры процесса получения цис1., А-полиизопрена : объемное соотноше ние расходов каталитического комплек са и шихты, концентрация каталитичес кого комплекса, содержание титана в каталитическом комплексе, конверсия мономера в процессе полимеризации и продолжительность его, а также свойства каучука из этого примера и из всех последующих приведены в таблице, Пример-.. В двух последовательно соединенных струйных аппарата установленных перед первым полимеризационным реактором, шихту (15%-ный раствор изопрена в изопентане). делят на два потока О, и 0,„ В первый струйный аппарат подают весь каталитический комплекс (0|.;) и смешивают его -с первым потоком шихты (Q 1,9 мЗ/ч), при этом объемное соотношение расходов каталитического комплекса и первого потока (Qv;K/Ot) сос тавляет 0,047о Затем полученную в первом струйном аппарате реакционную смесь (Ov;x+ 04) вводят при интенсивном перемешивании во второй поток шихты (во втором струйном аппарате). Объемное соотношение расходов (QKK + Q4) : Qg 0,. Далее реакционную смесь направляют на полимеризацию в первый полимеризационный реактор батареи, состоящей из двух реакторов объемом 1б,6 мЗ каждый. Объемное соотношение расходов каталитического комплекса (продукта взаимодействия . чет.ыреххлористого титана и триизобутилалюминия) в процессе полимеризации составляет , концентрация катализатора в расчете на мономер 1,5 мае.%, а содержание титана в каталитическом комплексе составляет 0,05 масо%о Температура процесса полимеризации 5t5C... Конверсия мономера в процессе полимеризации 95%. Продолжительность полимеризации .1,75 ч. Полученный поликеризат для дезактивации катализатора обрабатывают метанолом, а полимер стабилизируют смесью антиоксидантов-фенил- J3- нафтиламина и дифенилпарафенилендиамина (1 мас. смеси в расчете на полимер). Затем полимер вь1деляют водной дегазацией и сушат, П р и м е р 3 Условия получения цис-1,-полиизопрена те же, что и в примере 2о Разница состоит лишь в том, что объемное соотношение расходов каталитического комплекса и пеового потока шихты (О ( 1,8 ) Qicx/Q также - полученной реакционной смеси и второго потока шихты (QKK + Q)/Qi 0,, Объемное соотношение, расходов каталитического комплекса и шихты в процессе полимеризации составляет 1:500о Концентрация -каталитического комплекса в расчете на мономер..составля.ет 1,3 масо%, при этом содержание титана в каталитическом комплексе 0, Конверсия мономера в про цессе полимеризации составляет , Время проведения процесса составляет 1ч. П р и м е р lo Условия получения цис-1 , -полиизопрена те же, что и в примере 2. Разница состоит лишь в том, что объемное соотношение расходов каталитического комплекса и первого потока шихты (р 1.6 ) QKk./Q4j 3 также полученной реакционной смеси и второго потока шихты (QKK + Qi)/Q составляет 0,. Объемное соотношение расходов каталитического комплекса и шихты в процессе полимеризации составляет 1:600о . Концентрация каталитического комплекса в расчете на мономер 1,2 маСо при этом содержание титана в каталитическом комплексе 0,04 мас.%. Конверсия мономера в процессе полимеризации составляет Ви%, Время проведения процесса составяет 1 Чо Таким образом, предлагаемый спооб получения цис-1 , -полиизопрена озволяет благодаря более равномерноу распределению каталитического компекса в шихте, повысить скорость проесса полимеризации (конверсия остигается за 1 ч, при этом процесс олимеризации осуществляется только двух реакторах), снизить расход аталитического комплекса на 0,2 ,3 маеД в расчете на мономер, а так7.837ПАП«

е синизить содержание гель-фракцииствие этого улучшить физико-неханисинтезированном полимере и вслед-ческие свойства каучука.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИС-1,4- ПОЛИИЗППРННА полимеризацией .изопрена в растворе изопентана с использованием порционной подачи раствора изопрена в изопентане в присутствии катализатора, представляющего собой продукт взаимодействия четь1реххло- ристого титана и триизоЬутилалюминия, отличающийся тем, что, с целью повышения Физико-механических показателей конечного продукта, предварительно перед подачей в реакционную среду раствор изопрена в изопентане делят на два потока с последующим смешением первого потока с катализатором и введением полученной смеси в условиях интенсивного перемешивания во второй поток, причем процесс осуществляют при равных объемных соотношениях расхода катализатора и первого потока и расхода полученной смеси первого потока с катализатором и второго потока»(ЛС