В зависимости от порядка раскрытия двойных связей при полимеризации изопрена возможно образование четырех типов звеньев:
В мировой практике производится два типа синтетических 1,4-цис-полиизопренов:
получаемые на катализаторах Циглера—Натга (включающих тет- рахлорид титана и алюминийалкилы, например триизобутилалюминий); в этих каучуках содержание 1,4-^-звеньев достигает 98 %; получаемые на литийалкильных катализаторах, например с использованием бутиллития; в этом случае содержание 1,4-звень- ев в каучуке достигает 93 %.
В промышленности преобладают процессы, использующие катализаторы Циглера —Натга или их модификации. Модификаторами служат электронодонорные соединения (амины, эфиры, тио- эфиры, спирты, фенолы).
В качестве растворителя в процессе полимеризации обычно используют изопентан.
Производство изопренового каучука включает в себя следующие стадии:
осушка растворителя или его смеси с изопреном; приготовление раствора каталитического комплекса в толуоле; полимеризация изопрена;
дезактивация катализатора (стопперирование) обычно путем введения воды, алифатических спиртов, кислот, аминов и т.п., причем чаще всего используют метанол или воду;
отмывка и стабилизация полимеризата;
выделение каучука из растворителя;
сушка и упаковка каучука.
Перед осушкой исходный очищенный изопрен смешивают с изопентаном, смесь охлаждают до температуры около 10 "С (испаряющимся пропаном) и подвергают контактированию в осушителях с алюмогелем.
Осушители работают в периодическом режиме. Минимум один из них находится в работе (осушает углеводородную смесь), а в другом осуществляется регенерация. Регенерация включает в себя обработку перегретым водяным паром температурой 400...450 °С, продувку горячим азотом и затем охлаждение до температуры 10 "С циркулирующим холодным азотом.
Приготовление каталитического комплекса ведется в реакторе, снабженном мешалкой и рубашкой, в которую подают хладагент. В реакторе поддерживают температуру около -70 "С. Работа ведется в атмосфере азота, очищенного от кислорода и воды.
В реактор вводят необходимое количество толуола и триизобу- тилалюминия, включают мешалку и вводят необходимое количество тетрахлорида титана. Раствор рециркулируют насосом.
Полимеризацию изопрена проводят в охлаждаемых аппаратах с рубашками и мешалками, снабженными лопастями и скребками. Они обеспечивают равномерное перемешивание во всем объеме полимеризатора и непрерывную очистку поверхности теплообмена. Удаление теплоты полимеризации (1050 кДж/кг) осуществляют через рубашку, охлаждаемую рассолом. По ходу процесса температуру в полимеризаторе постепенно повышают с 45 до 55 ...60 °С.
|