В ходе поликонденсации кислород молекул формальдегида и водородные атомы бензольного кольца образуют воду.
В действительности в ядре фенола имеются три подвижных атома водорода (в орто-, мета- и лора-положениях по отношению к группе —ОН), а на практике используют неэквимолярное количество фенола и формальдегида. Поэтому в зависимости от условий процесса образуются разнообразные продукты поликонденсации.
10.2. Производство полиэтилена
Полиэтилен (—СН2—СН2—)„ получают в промышленности тремя различными способами.
1. Полимеризацией при весьма высоком давлении (100... 200 МПа) и высокой температуре (180...200"С ) с использованием в качестве инициатора небольших количеств кислорода (0,005...0,05 %).
2. Полимеризацией при давлении 2,5...5 МПа и температуре 110... 140°С в присутствии оксидных катализаторов (Сг203, СгОз и др.).
3. Полимеризацией при атмосферном или небольшом избыточном давлении (0,2...0,5 МПа) и относительно небольшой температуре (60...70 °С) в присутствии комплексных металлоорганичес- ких катализаторов (в частности, комплексов тетрахлорида титана и триэтилалюминия) и углеводородного растворителя при отсутствии влаги и кислорода (способ применяется наиболее широко).
Полиэтилен, получаемый последними двумя способами (полиэтилен низкого давления), имеет строго линейное строение, весьма высокую молекулярную массу (70000 и выше) и несколько более высокую (на 20...30°С) температуру плавления, чем полиэтилен высокого давления. Он более стоек к действию кислот и
органических растворителей, но менее эластичен и труднее перерабатывается.
Полимеризация этилена при высоком давлении имеет в основе цепную реакцию, протекающую по радикальному механизму. Этим и высокой температурой объясняется то, что полиэтилен высокого давления имеет разветвленную (умеренно) структуру.
Все процессы полимеризации сильно экзотермичны (при полимеризации этилена выделяется теплота в количестве около 3600 кДж/кг) и поэтому в технологии необходимы эффективные меры по удалению реакционной теплоты.
Принципиальная схема получения полиэтилена высокого давления показана на рис. 10.1.
Исходный этилен и рециркулируемый поток этилена смешивают с катализатором (инициатором), компримируют в
компрессоре 2 и подают в реактор 1. Обычно используют серию реакторов, снабженных мешалками и охлаждаемыми рубашками, в которые подают воду. На вход в реакционную зону реактора подают часть этилена (которую подогревают), а остальное количество раздельно подают в разные сечения реактора. Это позволяет вследствие введения относительно холодного этилена препятствовать нарастанию температуры в реакционной зоне.
|