Способ получения этилен-пропиленового каучука Советский патент 1982 года по МПК C08F210/16 C08F6/24 

Изобретение относится к промышленности синтетического каучука, а именно к способу получения этиленпропиленовых каучуков. Известен способ получения этиленпропиленового каучука сополи| ризацией мономеров в реакторе в присутствии растворимых катализаторов при температуре в реакторе 60 С и давлении 80 кгс/см. Выходящую из реактора сус пензию полимера подают в пленочный . сепаратор,давление в котором 150 кгс/см В результате резкого сброса давления происходит испарение остатков этилена и части пропилена, что способствует прекращению реакции полимеризации f 1 J. Недостатком этого способа является отсутствие промывки отводимой из реак тора суспензии от остатков катализатора. При этом остатки катализатора, обладающие высокой реакционной способностью, вызывают интенсивную коррозию трубопроводов и сопутствующего оборудования. Испарение пропилена приводит к дополнительным энергозатратам, связанным с его конденсацией и компрессией. Известен также способ получения этилен-пропиленового каучука в среде жидкого пропилена. Сополимеризацию проводят при (-20)-(+20)° С и давлении , определяемом концентрацией мономеров в зоне реакции и температурой. Основное тепло реакции отводится за счет испарения части реакционной массы. Суспензию каучука в пропилене непрерывно выводят на дальнейшие стадии переработки, а именно отмывку водой и дегазацию 2. Недостатком этого способа является высокая энергоемкость стадии дегазации и разделения воды и пропилена. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения этилен-пропиленового каучука суспензионной сополимеризацией этилена и пропилена или этилена, пропилена и несопряженного диска в присут ствии катализатора типа Циглера-Натта, состоящего из углеводородрастворимого соединения переходного металла и алюминийорганического соединения , с последующей отмывкой суспензии каучука высококипящим мономером з . Недостатком этого способа является возможность остаточной полимериза ции при промывке и отсутствие четкой взаимосвязи между технологическими параметрами (давлением и температурой) при полимеризации и промывке, что не позволяет вести процесс в оптимальном режиме с наименьшими энергозатратами. Давление при промывке на 1-2 кгс/см ниже давления полимеризации. Давление полимеризации поддерживается в зависимости от температуры и концентрации исходных веществ и не является определяющим. Цель изобретения - упрощение технологии и снижение энергоемкох:ти про цесса. Цель достигается тем, что согласно способу получения этилен-пропиленового каучука суспензионной сополинеризацией этилена и пропилена или этилена, пропилена и несопряженного диена в присутствии катализатора типа Циглера-Натта, состоящего из yi- леводс одрастворимого соединения переходного металла и алюминийорганического соединения, с последующей отмывкой суспензии каучука высококипящим мономером, отмывку суспензии о катализатора осуществляют при температуре, равной температуре сополимеризации, и давлении, равном давлению насыщенных паров высококипящего мономера. Проведение промывки при температуре сополимеризации позволяет те|эмостатировать основные энергетические процессы и максимально уменьшить энергопотери. Снижение давлений при промывке до давления насыщенных паров высококипящего мономера приводит к полной отгонке остатков низкокипящего мономера за счет его испарения, что прекращает остаточную полимеризацию. При испарении низкокипящего мономера понижается температура суспензии, поэтому высококипящий мономер вводят на промывку с температурой, превы 11Г Ю1цей температуру полимеризаций, чтобы компенсировать отвод тепла. Превышение температуры подаваемого высококипящего мономера над температурой полимеризации легко определяется из теплового баланса. Однако, так как остаточное содержание низкокипящего мономера в суспензии практически не превышает 5 мас., то с учетом отношения скрытой теплоты парообразования низкокипящего мономера к теплоемкости высококипящего мономера и их расходов, температура свежего высококипящего мономера не превышает температуру полимеризации более чем на . Пример 1. Исходные мономеры - этилен - низкокипящий мономер (НКМ) и пропилен - высококипящий мономер (ВКМ), растворимый катализатор, водород непрерывно подают в полимеризатор. Давление в реакторе 10 кгс/м , температура . В результате полимеризации получают суспензию с содержанием твердой фазы до25 мас.%. Получаемая суспензия отводится в концентратор на промывку и сгущение. Свежий пропилеи (ВКМ) подают в концентратор противотоком, отмывая твердую фазу от остатков катализатора. Температуру суспензии в концентраторе поддерживают такой же, как и в полимеризаторе. Давление при промывке равно давлению насыщенных паров пропилена при ,т.е. 6 кгс/см . Остаточное содержание этилена в суспензии, отводимой из реактора, не превышает 5 мас.. Давление насыщенных паров этилена при около 0 кгс/смЧ поэтому этилен переходит в паровую фазу. При испарении этилена поглощается часть тепла суспензии, поэтому ВКМ подают на промывку с температурой . Практически процессы полимеризации и промывки термо-статированы. Одновременно в -концентраторе происходит сгущение твердой фазы за счет разности плотностей по-i, лимера и пропилена. Пример 2. Исходные мономеры - этилен, пропилен, дициклопентадиен, растворимый катализатор, водород, непрерывно подают в полимеризатор. Температура в реакторе . При содержании водорода 2,0 об. давление 21,3 кгс/см, при содержании водорода 1& об.% давление 27,7 кгс/см. В результате полимеризации получают

суспензию с содержанием твердой фазы до 25 мае Д. Получаемую суспензию отводят в концентратор на промывку и сгущение. Температура при промывке . Давление при промывке равно давлению насыщенных паров пропилена при , а именно 16 кгс/см . Давление этилена при превышает 200 кгс/см , поэтому этилен полностью переходит в паровую фазу. Свежий пропилен подают на промывку .

Приведенные примеры показывают, что указанные пределы режимов.являются оптимальными. При превышении температуры в реакторе выше давление в аппарате требует изготовления корпуса такой толщины, что Qo массе металла и условиям изготовления реактора он становится нерентабельным.

Снижение температуры в реакторе приводит к возрастанию эксплуатационных расходов, связанных с охлаждением теплоносителя.

Предлагаемый способ позволяет избежать остаточной полимеризации в трубопроводах и сопутствующем оборубовании и резко сократить энергопотери при испарении низкокипящих мономеров и их последующей компрессии .

Формула изобретения

Способ получения этилен-пропиленового каучука суспензионной сополимеризацией этилена и пропилена или этилена, пропилена и несопряженного диена в присутствии катализатора типа Циглера-Натта, состоящего из углеводородрастворимого соединения переходного металла и алюминййорганического соединения, с последующей отмывкой ; суспензии каучука высококипящим мономером, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии и снижения энергоемкости процесса, отмывку суспензии от катализатора осуществляют при температуре, равной температуре сополимеризации, и давлении, равном давлению насыщенных паров высококипящего мономера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США tf 3879361, кл. 260-80.78, опублик.1975.

2.Гармонов И.В.Синтетический каучук. Л., Химия, 1976, с.308.

3.Патент Японии № 52-5956, кл. С 08 F 6/08, опублик. 1977 (прототип).