Способ регенерации возвратного растворителя процесса получения синтетических каучуков

 

Изобретение относится к производству синтетических каучуков, получаемых растворной полимеризацией, в частности к регенерации возвратного растворителя со стадии выделения каучуков. Задачей данного изобретения является очистка возвратного растворителя в производстве синтетического каучука от микропримесей. Для решения поставленной задачи предлагается способ регенерации возвратного растворителя процесса получения синтетических каучуков, полученного со стадии водной дегазации полимера процесса получения синтетического каучука, включающий отделение от конденсата водного слоя и очистку углеводородного слоя, содержащего возвратный растворитель, путем водно-щелочной отмывки, отгонку от него легколетучих углеводородов, осушку и ректификацию возвратного растворителя для отделения от него тяжелых углеводородов, после чего возвратный растворитель подают на стадию гидроочистки. Возможно гидроочистку проводить на катализаторе гидрирования непредельных углеводородов. Возможно дистиллат ректификации кубового продукта колонны отделения тяжелых углеводородов от возвратного растворителя также подавать на стадию гидроочистки. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к производству синтетических каучуков, получаемых растворной полимеризацией, в частности к регенерации возвратного растворителя со стадии выделения каучуков.

Известен способ регенерации углеводородного растворителя из возвратного растворителя в производстве синтетического каучука (пат. РФ N 2039756, МКИ C 08 C 2/06, опубл. 20.07.95. Бюл. N 20). Способ включает отстой растворителя от взвешенной влаги, азеотропную ректификационную осушку, ректификацию осушенного растворителя от высококипящих компонентов, ректификацию кубовой жидкости по двухколонной схеме. Но предложенная схема не позволяет очистить растворитель до необходимой степени чистоты и примеси непредельных углеводородов, содержащихся в возвратном растворителе, очищенном по этой схеме, мешают стереорегулярной полимеризации.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ регенерации возвратного растворителя в производстве синтетических каучуков, описанный в книге под редакцией П.А.Кирпичникова (Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука /Кирпичников П.А. и др. // Л.: Химия, 1986, с. 161-163.). Способ включает в себя конденсацию паров со стадии дегазации, смешение с 10% раствором щелочи в диафрагменном смесителе в равном объемном соотношении, разделение на два слоя в отстойнике, отмывку углеводородного слоя умягченной водой. Отмытый растворитель поступает на ректификацию для очистки от легколетучих и тяжелых компонентов, а затем на азеотропную осушку и осушку цеолитами, после чего поступает на полимеризацию. Но предложенная схема не позволяет очистить растворитель до необходимой степени чистоты, и примеси непредельных и ароматических углеводородов, содержащиеся в возвратном растворителе, очищенном по этой схеме, мешают стереорегулярной полимеризации.

Задачей данного изобретения является очистка возвратного растворителя в производстве синтетического каучука от микропримесей непредельных и ароматических углеводородов.

Для решения поставленной задачи предлагается способ регенерации возвратного растворителя процесса получения синтетических каучуков, полученного конденсацией паров растворителя со стадии водной дегазации полимера, включающий отделение от конденсата водного слоя и очистку углеводородного слоя, содержащего возвратный растворитель, путем его водно-щелочной отмывки, отгонку от возвратного растворителя легколетучих углеводородов, ректификацию возвратного растворителя от тяжелых углеводородов, осушку, причем осушку осуществляют после отгонки от возвратного растворителя легколетучих углеводородов, после чего осуществляют вышеуказанную ректификацию возвратного растворителя от тяжелых углеводородов, при этом ректификации подвергают кубовую жидкость со стадии осушки, после чего возвратный растворитель подают на стадию гидроочистки. Возможно гидроочистку проводить на катализаторе гидрирования непредельных углеводородов. Возможно дополнительно проводить ректификацию кубового продукта со стадии ректификации кубовой жидкости со стадии осушки для отделения возвратного растворителя от тяжелых углеводородов, дистиллат ректификации вышеуказанного кубового продукта также подают на стадию гидроочистки.

Предложенный способ позволяет очистить возвратный растворитель до необходимой степени чистоты при производстве практически всех видов каучуков, например СКД, СКЭП, СКЭПТ, СКИ и так далее, в том числе и для приготовления каталитического комплекса. Водно-щелочная отмывка проводится обычным способом, например 10% раствором щелочи и затем обессоленной водой. Осушка при необходимости может содержать несколько стадий. Например, отстой от влаги и азеотропную осушку, или отстой от влаги, азеотропную осушку и осушку на цеолитах и так далее. Ректификацию можно проводить в одной или нескольких ректификационных колоннах. В качестве катализаторов гидрирования могут быть использованы "никель на кизельгуре" (ТУ 38101396-89), платиновый катализатор ИП-62 (ТУ 3810170-86) и так далее, возможно проводить гидроочистку в одной или нескольких зонах гидрирования.

Предложенный способ регенерации возвратного растворителя позволяет очистить не только возвратный растворитель от микропримесей до необходимой для полимеризации степени чистоты, но и часть отработанного растворителя, которая шла ранее в отходы. Очистка возвратного растворителя гидрированием в процессе регенерации нами в литературе не найдена, что говорит о соответствии критериям патентоспособности.

Все вышесказанное иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Возвратный углеводородный растворитель I с производства синтетического каучука СКЭПТ с использованием в качестве третьего мономера дициклопентадиена (ДЦПД) и имеющий следующий состав, мас.%: Сумма углеводородов C₅ - 0,43 Изогексан - 51,17 Нормальный гексан - 46,50 Циклогексан - 0,10 Толуол - 0,76 Бензол - 0,20 Циклопентадиен - 0,08 Сумма C₇ и выше - 0,75 Влага - 0,01
Бромное число, г Br/100 мл - 0,035
(содержание непредельных углеводородов)
из отделения дегазации поступает в количестве 20 т/ч на узел отстоя от взвешенной влаги 1, куда поступает также погон IX колонны азеотропной осушки 4. После отстоя возвратный растворитель II поступает на узел водно-щелочной отмывки 2, где очищается смешением с 10% раствором щелочи и отмывается обессоленной водой. Отмытый растворитель IV поступает в ректификационную колонну 3, где происходит отделение легких углеводородов VII. Кубовая жидкость VI колонны 3 подается на азеотропную осушку в колонну 4. Температура верха колонны азеотропной осушки 71-75^oC, температура куба в среднем 82^oC, давление верха 0,5-0,6 МПа, куба 0,7-0,8 МПа. Верхний погон колонны 4, представляющий собой пары азеотропной смеси "растворитель-вода" IX поступает на узел отстоя от взвешенной влаги 1. Кубовая жидкость VIII колонны азеотропной осушки 4 в количестве 20 т/ч подается на колонну ректификации 5 для отделения от тяжелых углеводородов.

После отделения тяжелых углеводородов возвратный растворитель X, имеющий следующий состав, мас.%:
Сумма углеводородов C₅ - 0,51
Изогексан - 50,33
Нормальный гексан - 48,71
Циклогексан - 0,09
∑ C₇₊ - 0,16
Бензол - 0,20
поступает на гидроочистку в реактор 6, заполненный гетерогенным катализатором "никель на кизельгуре". Процесс проводят при температуре 50^oC, давлении 0,34 МПа, расходе сырья 2,8 т/ч, расходе водорода 25 м³/ч. Возвратный растворитель до и после гидроочистки анализировался газохроматографическим методом с использованием хроматографа "Кристалл-2000" на кварцевой капиллярной колонке, набитой сорбентом CE-30; идентификация проводилась по чистым веществам методом колоночной хроматографии. Показатель "бромное число" определялся стандартным бромат-бромитным методом. После гидроочистки содержание микропримесей в регенерированном возвратном растворителе XIV составляет:
Ароматические углеводороды, мас.% - 0,001
Бромное число, г Br/100 мл - 0,0006
ЦПД, мас.% - 0,0025
Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 2.

Опыт проводят в условиях примера 1, но при температуре гидроочистки 120^oC. Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 3.

Опыт проводят в условиях примера 1, но в качестве третьего мономера используют этилиденнорборнен (ЭНБ). Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 4.

Опыт проводят в условиях примера 2, но в качестве третьего мономера используют этилиденнорборнен. Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 5.

Опыт проводят в условиях примера 1, но регенерируют возвратный растворитель с производства полибутадиенового синтетического каучука (СКД-К). Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 6.

Опыт проводят в условиях примера 2, но регенерируют возвратный растворитель с производства полибутадиенового синтетического каучука (СКД-К). Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 7.

Опыт проводят в условиях примера 1, но в качестве катализатора гидроочистки используют платиновый катализатор. Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 8.

Опыт проводят в условиях примера 2, но в качестве катализатора гидроочистки используют платиновый катализатор. Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 9.

Опыт проводят в условиях примера 1, но куб колонны 5 отделения тяжелых углеводородов XI (отработанный растворитель) подают на ректификацию в колонну 5а и дистиллат XII этой колонны затем направляют на гидроочистку. Гидроочистку ведут при 70^oC и давлении 0,34 МПа, при расходе сырья 2,8 т/ч, водорода 30 м³/ч. Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 10.

Опыт проводят в условиях примера 9, но гидроочистку ведут при 140^oC и давлении 0,34 МПа, при расходе сырья 2,8 т/ч, водорода 30 м³/ч. Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 11.

Опыт проводят в условиях примера 9, но в качестве возвратного растворителя используют кубовый продукт колонны отделения тяжелокипящих углеводородов (отработанный растворитель) с производства полибутадиенового синтетического каучука (СКД-К), дистиллат ректификации которого затем направляют на гидроочистку. Гидроочистку ведут при 70^oC и давлении 0,34 МПа, при расходе сырья 2,8 т/ч, водорода 30 м³/ч. Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 12.

Опыт проводят в условиях примера 11, но гидроочистку ведут при 140^oC и давлении 0,34 МПа, при расходе сырья 2,8 т/ч, водорода 30 м³/ч. Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 13.

Опыт проводят в условиях примера 9, но гидроочистку проводят на платиновом катализаторе ИП-62. Результаты опыта представлены в таблице.

Пример 14.

Опыт проводят в условиях примера 10, но гидроочистку проводят на платиновом катализаторе ИП-62. Результаты опыта представлены в таблице.

Как видно из представленных примеров регенерация возвратного растворителя при использовании дополнительной стадии гидроочистки позволяет улучшить очистку растворителя от ароматических и непредельных углеводородов и регенерировать часть отработанного растворителя, направляемого ранее в отходы.

Формула изобретения

1. Способ регенерации возвратного растворителя процесса получения синтетических каучуков, полученного конденсацией паров растворителя со стадии водной дегазации полимера, включающий отделение от конденсата водного слоя и очистку углеводородного слоя, содержащего возвратный растворитель, путем его водно-щелочной отмывки, отгонку от возвратного растворителя легколетучих углеводородов, ректификацию возвратного растворителя от тяжелых углеводородов, осушку, отличающийся тем, что осушку осуществляют после отгонки от возвратного растворителя легколетучих углеводородов, после чего осуществляют вышеуказанную ректификацию возвратного растворителя от тяжелых углеводородов, при этом ректификации подвергают кубовую жидкость со стадии осушки, после чего возвратный растворитель подают на стадию гидроочистки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидроочистку проводят на катализаторе гидрирования непредельных углеводородов.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что дополнительно проводят ректификацию кубового продукта со стадии ректификации кубовой жидкости со стадии осушки для отделения возвратного растворителя от тяжелых углеводородов, дистиллат ректификации вышеуказанного кубового продукта также подают на стадию гидроочистки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2