Способ получения бутилкаучука

 

Способ получения бутилкаучука осуществляют сополимеризацией изобутилена с изопреном, включающей получение изобутилена гидратацией изобутилена, содержащегося в исходных изобутиленсодержащих фракциях, полученных пиролизом углеводородного сырья, каталитическим крекингом, дегидрированием изобутана, изомеризацией нормальных бутенов в триметилкарбинол и дегидратацией триметилкарбинола в изобутилен с последующим его выделением из продуктов дегидратации триметилкарбинола компримированием и ректификацией, направлением на приготовление шихты из изобутилена, изопрена и метилхлорилизобутиленовой фракции на сополимеризацию изобутилена с изопреном в присутствии катализатора, дезактивацию катализатора, дегазацию каучука, переработку незаполимеризовавшихся мономеров и разбавителя - метилхлорида - конденсацией, компримированием, осушкой и ректификацией, выделение и сушку каучука. Задачей является реализация способа, позволяющего снизить содержание микропримесей в мономерах, стабилизация процесса, повышение однородности бутилкаучука. Способ отличается тем, что кубовый остаток ректификации изобутилена, выделенный из продуктов дегидратации триметилкарбинола, подвергают ректификации совместно с исходными изобутиленсодержащими фракциями, отогнанную изобутиленсодержащую фракцию подают на отмывку от азотсодержащих соединений и гидратацию изобутилена, а кубовый остаток, содержащий бутены, триметилкарбинол, побочные продукты гидратации изобутилена и дегидратации триметилкарбинола, карбонильные соединения, направляют вместе с отработанной углеводородной фракцией С₄, выведенной из процесса гидратации изобутилена, на ректификацию, отгоняют непредельные углеводороды С₄, затем оставшийся продукт подают на дальнейшую переработку ректификацией, при этом выделенный погон подвергают ректификации совместно с исходными изобутиленсодержащими фракциями, а кубовые остатки - димеры изобутилена, триметилкарбинол, эфиры - подают на приготовление моторных топлив или используют по известному назначению. 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения синтетических каучуков, в частности бутилкаучука, применяемого для производства автомобильных камер, резино-технических изделий, галобутилкаучука, и может быть применено в нефтехимической промышленности.

Известен способ получения бутилкаучука сополимеризацией изобутилена с изопреном в среде углеводородного разбавителя - метилхлорида в присутствии катализатора с последующей отгонкой разбавителя и незаполимеризовавшихся мономеров водной дегазацией, их компримированием, конденсацией, осушкой и ректификацией, включающий также приготовление шихты для сополимеризации из изобутилена, изопрена и метилхлоридизобутиленовой фракции, усреднение дисперсии бутилкаучука, концентрирование крошки каучука и его сушку в червячно-отжимных сушильных агрегатах [Синтетический каучук. /Под ред. Гармонова И.В. - Л.: Химия, 1983, с. 293-300].

Одним из основных недостатков этого способа является то, что изобутилен-ректификат, хотя и получают с высоким содержанием изобутилена, но с характерным для процесса периодическим выбросом эфиров, вторичного бутанола, триметилкарбинола и карбонильных соединений, которые ингибируют процесс сополимеризации изобутилена с изопреном, увеличивают разброс пластоэластических свойств бутилкаучука.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому способу является способ получения бутилкаучука, заключающийся в сополимеризации изобутилена с изопреном при температуре около минус 100^oС в среде метилхлорида в присутствии катализатора алюминийхлорида, в последующем выводе реакционной массы, содержащей полимер, незаполимеризовавшиеся мономеры и метилхлорид на водную дегазацию при температуре 70^oС и переработке возвратных продуктов - углеводородного конденсата паров дегазации - ректификацией и направлением их на приготовление шихты для сополимеризации в виде возвратной метилхлоридизобутиленовой фракции, выводом изобутилена и изопрена, отгоняемого при ректификации углеводородного конденсата на регенерацию, выделение бутилкаучука из дисперсии в воде и его сушку, предусматривающий также выделение изобутилена из изобутиленсодержащих фракций, полученных при дегидрировании изобутана, пиролизе, крекинге углеводородного сырья, изомеризации нормальных бутиленов, методом гидратации в триметилкарбинол и его дегидратации в изобутилен с последующей отмывкой изобутилена от триметилкарбинола, эфиров, карбонильных соединений водой, компримированием отмытого изобутилена, его конденсацией и ректификацией от оставшихся триметилкарбинола, эфиров, вторичного бутанола, димеров и тримеров изобутилена и углеводородов C₅ с возвращением этих углеводородов - кубового продукта на отмывку газообразного изобутилена водой и направлением верхнего продукта изобутилена на азеотропную осушку и далее на приготовление шихты для сополимеризации [П.А.Кирпичников, В.В. Береснев, Л.М.Попова. Альбом технологических схем основных производств промышленности синтетического каучука. - Л.: Химия, 1976, с. 43-44, 70-74].

Недостатком указанного способа является отсутствие схемы более глубокой очистки изобутилена-ректификата как от растворимых, так и от практически нерастворимых в воде примесей, тормозящих процесс сополимеризации изобутилена с изопреном. Для него также характерно накопление в контуре "отмывная колонна - колонна ректификации изобутилена" нерастворимых в воде примесей, в частности эфиров, карбонильных соединений, димеров и тримеров изобутилена, приводящее к периодическим выбросам этих углеводородов с изобутиленом-ректификатом на приготовление шихты для сополимеризации изобутилена с изопреном. Кроме того, возврат кубового продукта колонны ректификации изобутилена на отмывку газообразного изобутилена водой приводит к перегрузке колонны ректификации и необходимости увеличения флегмового числа на колонне для исключения проскока указанных примесей, а следовательно, повышает энергозатраты, снижает конверсию мономеров при сополимеризации и однородность бутилкаучука.

Задачей изобретения является снижение содержания микропримесей в изобутилене-ректификате, стабилизация процесса сополимеризации, повышение однородности бутилкаучука и уменьшение энергетических затрат.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе получения бутилкаучука сополимеризацией изобутилена с изопреном, включающем получение изобутилена гидратацией изобутилена, содержащегося в изобутиленсодержащих фракциях, в триметилкарбинол и дегидратацией триметилкарбинола в изобутилен с последующим его выделением из продуктов дегидратации компримированием и ректификацией, направлением на приготовление шихты из изобутилена, изопрена и метилхлоридизобутиленовой фракции, на сополимеризацию изобутилена с изопреном в присутствии катализатора, дезактивацию катализатора, дегазацию каучука, переработку незаполимеризовашихся мономеров и разбавителя - метилхлорида конденсацией, компримированием, осушкой и ректификацией, выделение и сушку каучука, кубовый остаток ректификации изобутилена, выделенного из продуктов дегидратации триметилкарбинола, подвергают ректификации совместно с изобутиленсодержащими фракциями при отделении от тяжелокипящих углеводородов, отогнанную изобутиленсодержащую фракцию подвергают отмывке водой и подают на гидратацию изобутилена, а кубовый остаток, содержащий также карбонильные соединения, триметилкарбинол и побочные продукты гидратации изобутилена и дегидратации триметилкарбинола, - димеры и тримеры изобутилена, эфиры, вторичный бутанол, - направляют после отгонки углеводородов ₄ на дальнейшую переработку.

В отличие от известного способа указанные технические приемы, в частности, совместная переработка кубовых остатков колонны ректификации изобутилена с изобутиленсодержащими фракциями в процессе их отделения от тяжелокипящих углеводородов ректификацией и водная отмывка отогнанной при этой ректификации изобутиленсодержащей фракции паровым конденсатом или частично обессоленной водой от азотсодержащих и карбонильных соединений позволят вывести из системы накопившиеся примеси, являющиеся ингибиторами сополимеризации. Более мягкая ректификация при выделении изобутилена-ректификата перед его азеотропной осушкой как за счет уменьшения температуры куба, так и за счет увеличенного вывода кубового остатка на совместную переработку с изобутиленсодержащими фракциями обеспечит высокое качество осушенного изобутилена-ректификата по содержанию микропримесей и экономию энергоресурсов, позволит исключить периодические выбросы микропримесей и посадки процесса сополимеризации каждые 5-7 суток, стабилизирует выработку каучука и его однородность. Кроме того, исключением рецикла кубового остатка колонны ректификации изобутилена достигают возможности увеличения производительности узлов гидратации и дегидратации по изобутилену, так как достигнутая выработка изобутилена-ректификата сдерживается обычно производительностью этой колонны.

Предлагаемый способ осуществляют по схеме, приведенной на чертеже, следующим образом.

Изобутиленсодержащие фракции, полученные пиролизом углеводородного сырья, дегидрированием изобутана, каталитическим крекингом, изомеризацией нормальных бутенов после смешения направляют по линии 1, куда также вводят по линии 2 кубовый остаток колонны ректификации изобутилена, на совместную ректификацию от тяжелокипящих углеводородов в колонну 3. При необходимости кубовые остатки колонны ректификации изобутилена вводят непосредственно в кубовую часть колонны 3 по линии 4. В колонне 3 изобутиленсодержащую фракцию отгоняют при флегмовом числе 1,5-2,0 при температуре куба колонны 50-52^oС и температуре верха 42,0-42,5^oС при абсолютном давлении 0,55 МПа (избыточное давление 4,5 ати). Очищенную от тяжелокипящих углеводородов, углеводородов C₅, эфиров, карбонильных соединений, спиртов изобутиленсодержащую фракцию по линии 5 направляют в конденсатор 6, откуда по линии 7 выводят в емкость 8. Из емкости 8 изобутиленсодержащую фракцию по линии 9 насосом 10 подают в виде флегмы по линии 11 в колонну 3, а дистиллят по линии 12 направляют в отмывную колонну 13, орошаемую паровым конденсатом или частично обессоленной водой, подаваемой по линии 14 в количестве 0,15-0,25 м³/м³, а также циркуляционной водой, вводимой по линии 15 в объемном отношении 0,5-0,7 м³/м³. Вывод избыточной воды из контура осуществляют по линии 16. Отмытую от азотсодержащих и растворимых карбонильных соединений изобутиленсодержащую фракцию выводят по линии 17 в отделение 18 гидратации изобутилена в триметилкарбинол. Отработанную фракцию, представляющую собой смесь бутиленов, бутана, изобутана и непрореагировавшего изобутилена, подают по линии 19 на переработку, а триметилкарбинол по линии 20 направляют в отделение 21 для дегидратации триметилкарбинола в изобутилен. В качестве катализатора процесса гидратации изобутилена и дегидратации триметилкарбинола используют сульфокатионит. Полученный изобутилен по линии 22 подают в отмывную колонну 23 для отмывки от спиртов и растворимых карбонильных соединений водой, направляемой по линии 24 в количестве 0,5-1,5 м³/м³ изобутилена•ч. Очищенный изобутилен по линии 25 подают в компрессор 26, а загрязненную воду по линии 27 выводят из отмывной колонны 23 на переработку. Скомпримированный изобутилен по линии 28 направляют в конденсатор 29 и далее по линии 30 в емкость 31. Отстоявшуюся воду по линии 32 подают на переработку известными методами, а жидкий изобутилен-сырец направляют по линии 33 на всас насоса 34 и далее по линии 35 вводят в колонну 36 для отделения изобутилена от спиртов, эфиров, углеводородов С₅, димеров и тримеров изобутилена, нерастворимых карбонильных и ацетиленовых соединений и тяжелого остатка, выводимых по линии 37 на всас насоса 38. Изобутилен-ректификат отводят из колонны 36 по линии 39 в конденсатор 40, откуда по линии 41 направляют жидкий изобутилен-ректификат в емкость 42. Из емкости 42 изобутилен-ректификат по линии 43 насосом 44 и далее по линии 45 подают в колонну 36 в виде флегмы, а избыток по линии 46 направляют в колонну 47 для азеотропной осушки. В колонне 36 отгонку изобутилена осуществляют при температуре в кубовой части 48-50^oС, абсолютном давлении 0,6 МПа (5 ати) и флегмовом числе 4,0-4,5. Температуру в верхней части колонны 36 выдерживают равной 42,0-42,5^oС. Азеотропную осушку изобутилена-ректификата в колонне 47 осуществляют при температуре в верхней части 44-45^oС и абсолютном давлении 0,52-0,55 МПа (4,2-4,5 ати). Отогнанные пары воды и изобутилена выводят по линии 48 в конденсатор 49, откуда жидкий изобутилен (после отделения от воды, на схеме не показано) возвращают по линии 50 в колонну 47 в виде флегмы, а осушенный изобутилен-ректификат по линии 51 подают в отделение 52 полимеризации изобутилена с диеновым углеводородом в присутствии катализатора. В отделение 52 диеновый углеводород вводят по линии 53, по линии 54 подают метилхлоридизобутиленовую фракцию и по линии 55 - возвратный изобутилен. Полученную шихту направляют на сополимеризацию, дезактивацию, дегазацию и водную дисперсию бутилкаучука концентрируют и сушат в червячно-отжимных сушильных агрегатах. Готовый каучук выводят по линии 56 на прессование и упаковку.

Кубовые остатки колонны 36 для выделения изобутилена-ректификата насосом 38 направляют по линии 2 и/или 4 в колонну 3 для отделения изобутиленсодержащих фракций от тяжелокипящих углеводородов (углеводородов C₅, триметилкарбинола, вторбутанола, димеров и тримеров изобутилена, эфиров, в частности, метилтретичнобутилового эфира, карбонильных и ацетиленовых соединений, тяжелого остатка).

В отличие от известного способа совместная переработка кубовых остатков колонны ректификации изобутилена с изобутиленсодержащими фракциями в процессе отделения последних от тяжелокипящих углеводородов с последующей водной отмывкой изобутиленсодержащей фракции, отогнанной в процессе этой переработки, паровым конденсатом или частично обессоленной водой позволяют вывести из системы примеси, в частности, карбонильные соединения, ацетиленовые соединения, димеры и тримеры изобутилена еще до осуществления процесса гидратации изобутилена в триметилкарбинол. В результате этого существенно улучшают условия работы гидрататора, повышают активность сульфокатионита, снижают потери изобутилена с отработанной фракцией за счет увеличения конверсии. В целом все это позволяет повысить производительность отделений гидратации и дегидратации, а также качество изобутилена-ректификата. Существенным уменьшением микропримесей в изобутилене-ректификате значительно повышают однородность бутилкаучука, улучшают технико-экономические показатели.

Кубовый остаток из колонны 3 по линии 57 при помощи насоса 58 направляют по линии 59 в колонну 60 для отделения бутиленов от спиртов, эфиров, димеров и тримеров изобутилена, карбонильных и ацетиленовых соединений, где его перерабатывают совместно с отработанной фракцией, выводимой по линии 19 из отделения гидратации изобутилена.

Тяжелокипящие углеводороды выводят из колонны 60 по линии 61 на дополнительную отгонку изобутилена в отдельной колонне, погон возвращают в кубовую часть колонны 3, а кубовые остатки направляют, например, на приготовление моторных топлив (на схеме не показано). Отогнанные бутилены по линии 62 подают в конденсатор 63, откуда по линии 64 через емкость 65 направляют по линии 66 на всас насоса 67. Насосом 67 жидкие бутилены подают в виде флегмы по линии 68 в колонну, а избыток по линии 69 подают на разделение и дальнейшее использование при получении бутадиена (на схеме не показано) или изобутилен-изобутановой фракции.

В отличие от известного способа это позволяет осуществить более мягкую ректификацию в колонне 3 и обеспечивают возврат изобутилена в исходное сырье, благодаря чему снижают удельный расход изобутилена на производство изобутилена-ректификата.

Способ иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1 (контрольный) Бутилкаучук получают по известному способу. Изобутиленсодержащую фракцию после отделения от тяжелокипящих углеводородов и отмывки от азотсодержащих соединений водой подают на гидратацию изобутилена в триметилкарбинол на сульфокатионите. Триметилкарбинол подвергают дегидратации в изобутилен. Газообразный изобутилен смешивают с кубовыми остатками ректификации изобутилена-сырца на стадии отмывки от карбонильных растворимых соединений и триметилкарбинола в отмывной колонне. Отмытые пары изобутилена компримируют, конденсируют и подают в виде изобутилена-сырца на ректификационную колонну.

Состав исходного сырья изобутиленсодержащей фракции, подаваемой на отделение от тяжелокипящих углеводородов, мас. углеводороды С₂, С₃ - 0,5 изобутан - 1,5 н.бутан - 13,5 бутен-1 - 25,7 бутен-2 - 16,8 бутадиен - 0,1065 изобутилен - 41,89 карбонильные соединения - 0,0035
тяжелый остаток - следы
Режим работы колонны для отделения изобутиленсодержащих фракций от тяжелокипящих углеводородов:
флегмовое число - 1,9
температура куба, ^oС - 58,0
температура верха, ^oС - 42,5
давление верха абсолютное, МПа - 0,55
отбор кубовой жидкости, в % от питания - 2,1
Состав дистиллята колонны, мас.% углеводороды С₂, С₃ - 0,15
изобутан - 1,55
н.бутан - 13,5
бутен-1 - 26,6
бутен-2 - 14,6
бутадиен - 0,0979
изобутилен - 43,5
карбонильные соединения - 0,0021
тяжелый остаток - отсутствие
Состав кубовой жидкости колонны, мас.%:
углеводороды С₂, С₃ - отсутствие
изобутан - 0,13
н.бутан - 18,1
бутен-1 - 3,95
бутен-2 - 72,9
изобутилен - 4,628
бутадиен - 0,1
углеводороды C₅ - отсутствие
тяжелый остаток - 0,123
карбонильные соединения - 0,069
Режим работы колонны выделения изобутилена-ректификата:
расход питания, т/ч - 10,5
флегмовое число - 4,9
температура куба, ^oС - 49
температура верха, ^oС - 43,5
давление верха, МПа (абсолютное) - 0,58
отбор кубовой жидкости, т/ч - 0,45
отбор дистиллята, т/ч - 10,05
Состав кубовой жидкости, мас.% углеводороды С₄ - 69,5
сумма эфиров - 23,2
триметилкарбинол - 1,75
димеры изобутилена - 4,2
вторбутанол - 0,1
тримеры изобутилена - 0,1
углеводороды С₅ - 0,08
карбонильные соединения - 0,035
кислородсодержащие соединения - 0,06
неизученные соединения - 0,265
тяжелый остаток - отсутствие
Состав дистиллята (изобутилена-ректификата), мас.% изобутилен - 99,99
карбонильные соединения - 0,0007
бутен-1 - 0,0003
влага - 0,0030
бутен-2 - 0,00045
димеры изобутилена - 0,0026
кислородсодержащие соединения - 0,0020
спирты - 0,00005
эфиры - 0,00007
углеводороды С₄ - 0,0008
ацетиленовые соединения - 0,00003
Режим работы колонны азеотропной осушки изобутилена-ректификата:
расход питания, т/ч - 10,0
степень отгона изобутилена, в % от суммарного питания - 48
температура куба колонны, ^oС - 51,5
температура верха колонны, ^oС - 50,5
Состав кубовой жидкости (осушенного изобутилена-ректификата), мас.%:
изобутилен - 99,9917
бутен-1 - 0,00030
бутен-2 - 0,00047
влага - 0,00124
димеры изобутилена - 0,0026
спирты - 0,00005
эфиры - 0,00007
кислородсодержащие соединения - 0,0020
карбонильные соединения - 0,0007
углеводороды С₄ - 0,0008
ацетиленовые соединения - 0,00003
Через 5-7 суток работы карбонильные соединения достигают содержания 0,0012-0,0013 мас.%.

Режим работы сополимеризации изобутилена с изопреном:
Состав шихты, мас.%:
изобутилена - - 22,5
изопрена - - 0,7
метилхлорида - - 76,8
Температура шихты минус 90^oС, температура катализаторного раствора минус 90^oС. Катализатор хлорид алюминия с концентрацией 0,12 мас. % в метилхлориде. Температура верха реактора (средняя за цикл) минус 91,0^oС. Длительность цикла сополимеризации 52 ч. Дозировка катализатора 0,035% от массы мономеров. Конверсия мономеров 75%. Выработка бутилкаучука одним реактором 2,784 т/ч.

Расход водяного пара на получение 1 т изобутилена 4,1 Гкал, расход водяного пара на выделение каучука и переработку возвратных продуктов 4,24 Гкал/т бутилкаучука. Общий расход пара 8,38 Гкал/т бутилкаучука.

Качество продукта: вязкость по Муни (МБ1+8,125^oС) - 48,5±3,5; непредельность 1,60±0,2 мол. %.

Удельный расход изобутилена на 1 т бутилкаучука 1010 кг, метилхлорида - 16 кг.

Пример 2
Бутилкаучук получают по предлагаемому способу. Изобутиленсодержащую фракцию подают на отделение от тяжелокипящих углеводородов в ректификационную колонну, где подвергают разделению совместно с кубовым остатком ректификации изобутилена, выделенного из продуктов дегидратации триметилкарбинола и отогнанную изобутиленсодержащую фракцию подвергают отмывке водой от азотсодержащих и растворимых карбонильных соединений, затем направляют на гидратацию изобутилена в триметилкарбинол на сульфокатионите. Полученный триметилкарбинол подают на дегидратацию в изобутилен, который компримируют и после конденсации в виде изобутилена-сырца направляют на ректификацию и азеотропную осушку.

Осушенный изобутилен подают на шихтование, где смешивают с метилхлоридизобутиленовой фракцией, изопреном и возвратным изобутиленом, затем на сополимеризацию в присутствии алюминийхлорида.

Тяжелокипящие углеводороды, отогнанные при выделении изобутиленсодержащей фракции, вывод которых увеличивают по сравнению с известным способом, подают на отгонку бутиленовой фракции, направляемой на разделение и получение бутадиена из бутиленов и бутилен-бутановой фракции дегидрированием бутана, а полученный кубовый остаток разделяют ректификацией, погон - изобутелен возвращают в первую колонну для получения очищенной изобутиленсодержащей фракции, а тяжелокипящие углеводороды, не содержащие ненасыщенных углеводородов С₄, С₅, подают на получение моторного топлива.

Основные показатели процесса (см. таблицу).

Расход кубового остатка по линии 2 составляет 4,2% от питания, расход погона, отогнанного из потока 61-0,4% от питания на колонну 3.

Режим работы колонны 3 для отделения изобутиленсодержащих фракций от тяжелокипящих углеводородов:
флегмовое число - 1,7
температура куба, ^oC - 53
температура верха, ^oC - 42,2
давление верха абсолютное, МПа - 0,54
отбор кубовой жидкости, в % от питания - 6,3
Состав дистиллята колонны 3, мас.%
углеводороды С₂, C₃ - 0,492
изобутан - 1,5
н.бутан - 13,0
бутен -1 - 25,3
бутен - 2 - 14,9
бутадиен - 0,106
изобутилен - 44,68
карбонильные соединения - 0,0013
тяжелый остаток - отсутствие
эфиры - 0,012
спирты - 0,0057
диамеры изобутилена - 0,003
Состав кубовой жидкости колонны 3, мас.%
углеводороды C₂, C₃ - отсутствие
изобутан - 0,126
н. бутан - 10,6
бутен -1 - 3,83
бутен -2 - 57,3
эфиры - 16,1
изобутилен - 9,3
бутадиен - отсутствие
углеводороды C₅ - 0,127
тяжелый остаток - отсутствие
карбонильные соединения - 0,097
неизученные соединения - 0,167
кислородсодержащие соединения - 0,083
димеры и тримеры изобутилена - 2,27
Отбор кубовой жидкости из колонны 3 составил 3,4% от питания колонны.

Отогнанную в колонне 3 изобутиленсодержащую фракцию отмывают паровым конденсатом, подаваемым в количестве 0,25 ³/м³ жидких углеводородов, при температуре 28^oС.

При этом содержание карбонильных соединений составило, мас.
до отмывки - 0,0013
после отмывки - 0,0007
Режим работы колонны выделения изобутилена-ректификата:
расход питания, т/ч - 11,1
флегмовое число - 4,3
температура куба, ^oС - 48,0
температура верха, ^oС - 42,0
давление верха абсолютное, МПа - 0,55
отбор кубовой жидкости, т/ч - 0,80
отбор дистиллята, т/ч - 10,3
Состав кубовой жидкости, мас.%
углеводороды С₄ - 83,152
сумма эфиров - 13,7
триметилкарбинол - 0,91
димеры изобутилена - 1,81
вторбутанол - 0,057
тримеры изобутилена - 0,05
углеводороды C₅ - 0,09
карбонильные соединения - 0,021
кислородсодержащие соединения - 0,07
неизученные соединения - 0,14
тяжелый остаток - отсутствие
Состав дистиллята изобутилена-ректификата, мас.%:
Изобутилен - 99,993
карбонильные соединения - 0,0003
бутен-1 - 0,0001
бутен-2 - 0,0003
влага - 0,0027
димеры изобутилена - 0,0020
кислородсодержащие соединения - 0,0011
спирты - 0,00003
эфиры - 0,00004
углеводороды С₄ - 0,0004
ацетиленовые соединения - 0,00002
Режим работы колонны азеотропной осушки изобутилена-ректификата:
расход питания, т/ч - 10,3
степень отгона изобутилена, в % от суммарного питания - 50
температура куба колонны, ^oС - 52,0
температура верха колонны, ^oС - 51,0
Состав кубовой жидкости (осушенного изобутилена ректификата), мас.%:
изобутилен - 99,9933
бутен-1 - 0,00023
бутен-2 - 0,00035
влага - 0,0008
димеры изобутилена - 0,0024
спирты - 0,00004
эфиры - 0,00005
кислородсодержащие соединения - 0,0019
карбонильные соединения - 0,0003
углеводороды С_{4 -} 0,0006
ацетиленовые соединения - 0,00003
Через 5-7 суток работы содержание карбонильных соединений достигает 0,0005-0,0006 мас.%.

Режим работы сополимеризации изобутилена с изопреном: состав шихты, мас. %:
изобутилена - 22,5
изопрена - 0,7
метилхлорида - 76,8
Температура шихты минус 90^oС, температура катализаторного раствора минус 90^oС. Катализатор хлорид алюминия с концентрацией 0,12 мас. % в метилхлориде. Температура верха реактора (средняя за цикл) минус 91^oС. Длительность цикла сополимеризации 58 часов. Дозировка катализатора 0,028% от массы мономеров. Конверсия мономеров 80,5%. Выработка бутилкаучука одним реактором 2,988 т/ч. Расход водяного пара на получение 1 т изобутилена 4,0 Гкал, расход водяного пара на выделение каучука и переработку возвратных продуктов 4,20 Гкал/т бутилкаучука. Общий расход пара 8,23 Гкал/т бутилкаучука.

Качество продукта: вязкость по Муни (МБ1+8,125^oС) 50,0±2,0. Непредельность 1,6±0,13 мол. %. Удельный расход изобутилена на 1 т бутилкаучука 1008 кг, метилхлорида 11,0 кг.

Как видно из примеров, использование предлагаемого способа получения бутилкаучука позволит за счет уменьшения микропримесей в изобутилене почти в 2 раза повысить однородность каучука, увеличить на 3% производительность по изобутилену, на 7% повысить выработку каучука, снизить на 0,15 Гкал/т каучука расход водяного пара, уменьшить удельный расход изобутилена на 1 2 кг/т каучука и снизить потери метилхлорида на 5 кг/т каучука.

Формула изобретения

Способ получения бутилкаучука сополимеризацией изобутилена с изопреном, включающий получение изобутилена гидратацией изобутилена, содержащегося в исходных изобутиленсодержащих фракциях, полученных пиролизом углеводородного сырья, каталитическим крекингом, дегидрированием изобутана, изомеризацией нормальных бутенов, в триметилкарбинол и дегидратацией триметилкарбинола в изобутилен с последующим его выделением из продуктов дегидратации триметилкарбинола компримированием и ректификацией, направлением на приготовление шихты из изобутилена, изопрена и метилхлоридизобутиленовой фракции, на сополимеризацию изобутилена с изопреном в присутствии катализатора, дезактивацию катализатора, дегазацию каучука, переработку незаполимеризовавшихся мономеров и разбавителя-метилхлорида-конденсацией, компримированием, осушкой и ректификацией, выделение и сушку каучука, отличающийся тем, что кубовый остаток ректификации изобутилена, выделенного из продуктов дегидратации триметилкарбинола, подвергают ректификации совместно с исходными изобутиленсодержащими фракциями, отогнанную изобутиленсодержащую фракцию подают на отмывку от азотсодержащих соединений и гидратацию изобутилена, а кубовый остаток, содержащий бутены, триметилкарбинол, побочные продукты гидратации изобутилена и дегидратации триметилкарбинола, карбонильные соединения, направляют вместе с отработанной углеводородной фракцией С₄, выведенной из процесса гидратации изобутилена, на ректификацию, отгоняют непредельные углеводороды С₄, затем оставшийся продукт подают на дальнейшую переработку ректификацией, при этом выделенный погон подвергают ректификации совместно с исходными изобутиленсодержащими фракциями, а кубовые остатки - димеры изобутилена, триметилкарбинол, эфиры - подают на приготовление моторных топлив или используют по известному назначению.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2