Способ получения концентрата полиизобутилена
tnr 979373
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сеюэ Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 030781 (21) 3311500/23-05 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—
Опубликовано 0712Я2. Бюллетень М 45
Дата опубликования описания 07.12.82
Р М Кп з
С 08 F 110/00
С 08 F 6/10
Государственный комитет
СССР ио делам нэобретеннй и открытий (%3)УДК 678.742. . 4. 02 (088. 8 ) итель 54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА ПОЛИИЗОБУТИЛЕНА
Изобретение относится к технологии получения концентрата полииэобутилена и может быть использовано в нефтехимической промааленности, а концентрат — в качестве основного загущающего компонента смазочных масел.
Известен способ получения полиизобутилена полимериэацией содержащих изобутилен бутан-бутиленовых фракций в присутствии катализатора на основе хлористого алюминия (1 3.
Однако получаеьияй полимер с молекулярной массой 8000-12000 обладает очень высокой вязкостью и липкостью, в связи с чем он может применяться в качестве загустителя только в виде смеси (концентрата ) с минеральным смазочным маслом.
Наиболее близким к изобретению является способ получения концентрата полиизобутилена, заключающийся в полимеризации углеводородного сырья, содержащего изобутилен, в присутствии хлористого алюминия в качестве катализатора с последующим выщелачиванием полученного полимеризата, отстоем его от катализатора, смешением с минеральным маслом-разбавителем и отгоном из него непрореагировавшей части сырья (2).
Сущность этого способа состоит в том, что углеводородное сырье (бу- тан-бутиленовую. фракцию ) направляют в реактор,где в присутствии гомогенного катализатора иэобутилен полимеризуется в полиизобутнлен. Последний в смеси с непрореагировавшей частью бутан-бутиленовой фракции нейтрализуют и очищают от остатков катализатора, отстаивают и смешивают с маслом-разбавителем для того, чтобы после удаления непрореагировавшей части бутан-бутиленовой фракции концентрат полиизобутилена с маслом был транспортабелен ° Количество масла-разбавителя в потоке составляет
40-50 мас.Ъ.
После смешения с маслом-разбавителем общую смесь нагревают и направляют на отгон непрореагировавшей бутан-бутиленовой фракции до полного отсутствия последней в готовом концентрате полииэобутилена, что контролируется температурой его вспышки (не ниже 165ОC ).
Недостатком этого способа является то, что в процессе отгона с парами непрореагировавшей бутан-бутиленовой фракции уносятся частички концентрата полииэобутилена, в реэультате чего создаются потери последнего и загрязняется отгоняемая бутан-бутиленовая фракция и аппаратура для ее конденсации и транспорта.
Загрязнение же бутан-бутиленовой фрав, ции делает ее непригодной в дальнейшем, например в качестве компонента сырья алкилирования изобутана.
Целью изобретения является предотвращение потерь полиизобутилена, повышение чистоты отгоняемой непрореагировавшей части сырья и увеличе .:ние межремонтного пробега полимериэационной установки.
Эта цель достигается тем, что согласно способу получения концентра- . та полииэобутилена, заключающемуся в полимериэации углеводородного сырья, содержацего изобутилен, в присутствии хлористого алюминия в качестве катализатора с последующим выцелачинанием полученного полимериэата, от- 20
25 полиизобутилена абсорбируются маслом30
На чертеже показана схема реализа60 и катализатор 2 подают в реактор полимериэации 3. Смесь продуктов реакции и непрореагировавшей части сырья (бутан-бутиленовой фракции }, так на- Б5 стоем его от катализатора, смешением с минеральным маслом-разбанителем и отгоном иэ него непрореагировавшей части сырья, 90-100% масла-разбавителя перед стадией смешения приводят в контакт с парами непрореагировавшей части сырья со стадии отгона.
Благодаря этому уносимые частицы разбавителем и возвращаются и процесс. цни предлагаемого способа.
На схеме обозначены исходное углеводородное сырье 1 полимеризации, катализатор 2, реактор полимеризации 3, полимеризат (смесь продуктов реакции с непрореагировавшей частью сырья 4, раствор щелочи 5, отстойник 6, остатки щелочи и катализатора 7, полимеризат после выщелачивания и отстоя 8, емкость смешения 9, емкость .масла-разбавителя 10, поток масла-раэбавителя на смешение
11, смесь полимеризата с маслом-разбавителем 12, нагреватель 13, отгонная колонка 14, готовый концентрат полиизобутилена в масле-разбавителе 15, поток отгоняемой непрореагировавшей части исходного углеводородного сырья 16, например, бутанбутиленовой фракции, загрязненной уносимыми частичками концентрата полиизобутилена, контактное устройство 17, поток масла-раэбавителя на абсорцию 18, очищенный поток бутанбутиленовой фракции 19, насыщенный после абсорбции поток масла-разбавителя 20.
Способ осуцествляется следующим образом.
Исходное углеводородное сырье 1
55 эываемый полимеризат 4, состоящий из образовавшегося в результате реакции полиизобутилена в среде непрореагировавшей бутан-бутиленовой фракции, направляют на стадию выщелачивания и отстоя для нейтрализации . продуктов реакции .и удаления из них катализатора. Для этого к ним сначала добавляют целочь 5, а затем отстаивают н емкости 6 от остатков щелочи и катализатора 7. После этого палимериэат 8 направляют на стадию смешения
9, куда из емкости 10 подают часть масла-раэбавителя 11 в количестве
1-10% от его общего объема. Это количество определяется абсорбирующей способностью масла-разбанителя относительно бутан-бутиленовой фракции и подбирается опытным путем.
ОбразовавшуюСя смесь 12 нагренают до 85-90ОС н нагревателе 13 и подают н отгонную колонку 14, где из смеси 12 полнсстью отделяют непрореагировавшую бутан-бутиленовую фракцию и снизу выводят готовый продукт
15 — концентрат полиизобутилена в масле-разбавителе.
Паровой поток отгоняемой бутан-бутиленовой фракции 16, содержащий частицы уносимого с ним концентрата полиизобутилена в масле, пропускают через контактное устройство 17 с развитой поверхностью контакта, на которое н качестве абсорбента подают из емкости 10 оставшуюся часть (90
100 мас.%,) масла-раэбавителя 18. В результате контакта масло абсорбирует тяжелые частицы концентрата полиизобутилена и очищенный от них-поток бутан-бутиленовой фракции направляют на дальнейшее использование, например как компонент сырья алкилирования иэобутана олефинами.
Насыщенный частицами концентрата полиизобутилена поток масла 20 направляют в исходный поток смеси 12, где после этого концентрация масла, раэбавителя достигает требуемой величины.
Количество масла в потоке 12 составляет 0-10%, а оставшееся основное количество масла 18 циркулирует через абсорбционное устройство
17 и, возвращаясь в поток 12, доводит содержание в нем масла цо тех же 40-50%, как и по известному способу.
Предлагаемый способ прошел проверку на промышленной установке получения концентрата полиизобутилеча и показал высокую эффектинность очистки отгоняемой бутан-бутиленовой фракции, потери полииэобутилена сокра, тились íà 80-90%, межремонтный пробег» установки увеличился до 1 года.
Промышленная установка получения концентрата полиизобутилена включает четыре основные стадии:
979373 полимериэация углеводородного витель (индустриальное масло И-12A) сырья в присутствий гомогенного ка- в количестве 0,85 т/ч и осуществляют тализатора, получение концентрата полииэобутилевыщелачивание и отстой продуктов sa согласно предлагаемому способу реакции - полимеризата, в следующей последовательности. смешение полимериэата с маслом- 5 Стадия полимеризации. раэбавителем, Сырье подвергают полимеризации двухколонный отгон непрореагиро- в присутствии катализатора — хлорисвавшей части сырья (бутан-бутиле- того алюминия, растворенного в уайтновой фракции ). спирите. Соотношение хлористого алюПрименительно к названной проппа- щ миния к уайт-спириту поддерживают ленной установке ниже приводится два равным 1.с1,2. Расход сырья в реактор . примера по реализации известного и 1,9 т/ч. Расход каталиэаторного компредлагаемого способов получения плекса 1,6 л/ч. Температура в реакконцентрата полииэобутилена. торе -34 С, давление 0,1 атм. МолеПример 1 (контрольный ). В 5 кулярный вес полимеризата 9000-12000. качестве сырья берут 1,9 т/ч изобу- Стадия выщелачивания и отстоя. тан-изобутиленовый фракции следую- Полученный полимеризат подвергают щего состава, мас.%: СзНь 0,1, С Н< выщелачиванию. Расход раствора щелочи
0,6, изо-С НН 42,6, н-С Н з 0,7. составляет 1,5 т/ч. Крепость щелочи изо-Сл,Нл 54,3, н-СлН о 1,5, СлН6 0,2, 8,6%. ТемператуРа выщелачивания 28 С.
В качестве масла-разбавителя бе- Время отстоя 1 ч. рут 0,85 т/ч индустриального масла Стадия смешения.
И-12А. Очищенный полимеризат после выщеСтадия полимеризации. лачивания в количестве 1,9 т/ч смеСырье подвергают полимеризации шивают с двумя потоками индустриальв присутствии катализатора - хлорис- ного масла И-12А. Первый поток — это
25 того алюминия, растворенного в уайт- чистое масло И-12А в количестве 80спирите, соотношение хлористого алю- 85 кг/ч (10 мас.%), а второй поток миния к уайт-спириту составляет 1:1,2. с блока отгонки, где остальное коРасход сырья в реактор равен личество масла 770-780 кг/ч (90 мас.В)
1,9 т/ч. Расход катализатора 1,6 л/ч. Зо. было предварительно использовано для
Температура в реакторе -34 C. Давле- абсорбции выносимых частиц полиизобуние в реакторе 0,1 атм. Молекулярный тилена, т.е. Уже прошло первую стадию вес полимера 9000-12000. смешения. Температура смешения в этом
Стадия выщелачивания и отстоя. случае равна 70ьС.
Концентрация щелочи 8,6Â. Рас- 35 Стадия отгона. ход раствора щелочи 1,5 т/ч. Темпе- Смесь полимеризата с маслом И-12А ь ратура выщелачивания 28 C. Время от» направлЯют а блок двухколонной отгонстоя 1 ч. ки в количестве 2,75 т/ч при 85ьС.
Стадия смешения. Температура в первой колонне наверху
Полученный полимериэат (полиизобу- 4р 82 С, внизу 91 С. Давление наверху
-тилена ) с примесями бутан-бутилено- 2,4 атм, внизу 2,6 атм. Температура вой фракции в количестве 1,9 т/ч во второй колонне наверху 78 С, смешивают с индустриальным маслом внизу 76 С. Давление наверху 4Рмм
И-12А в количестве 0,85 т/ч при 28 С. Рт.ст., внизу 60 мм рт.ст. ТемпеСтадИя отгона. Ратура сырья второй колонны 152 С.
Смесь полимериэата с маслом И-12А Вверху каждой колонны установлен направляют на блок двухколонной от- отбойник на глухой по жидкости тагонки в количестве 2,75 при 85 С, Релке на который в качестве орошеТемпература в первой колонке вверху ния подают индустриальное масло И-12А
82 С, внизу - 91 C. Давление вверху которое улавливает выносимые с пара2,4 атм, внизу 2,6 атм. Температура ми частицы полиизобутилена. После наво второй колонке вверху 78 С, внизу сыщения этими частицами масло И-12А
176 С. давление вверху 40 мм рт.ст., выводят с глухой тарелки и направлявниэу 65 мм рт.ст. Температура сырья ют на стадию смешения. Количество второй колонны составляет 152ьС. Обе масла И-12А, подаваемого на орошеколонны работают без орошения. Вы- 55 ние, равно 770-780 кг/ч (90 мас.а ). нос полиизобутилена сверху колонны При этом вынос частиц полииэобутисоставляет 70-80 кг/ч, что приводит лена сверху отгонных колонн практик потерям полииэобутилена, забивачески отсутствует. нию трубопроводов, загрязнении водя- Исключаются потери изобутилена йо ной системы установки и частой ос- 60 этому пути увеличивается врейя нор тановки последней на ремонт-чистку. мальной работы установки и ее водяПример 2. Берут то же самое ной системы. сырье, что и в примере 1, иэобутан- Показатели работы установки по изобутилеиовую фракцию в количестве известному и предложенному способам
1,9 т/ч и то же самое масло-разба- 65 приведены в таблице.
979373
Способ получения концентрата полиизобутилена
Показатели
Известный Предлагаемый
1,90
1,90
0,85
0,85
-34
Хлористый алюминий растворенный в уайт-спирите в соотношении 1:1,2
Катализ атор
1,5
1,5
8,6
8,6
28
28
Место смешения
Перед стадией отгона в первой стадии г сырье .. 85 верх низ низ
Давление отгонки
2,4
40 во второй стадии,мм.рт.ст. 40
Не подается
0,78
100
97,5
Количество часов нормальной работы установки мезду остановками на ремонт, ч 1800
8784
Количество изобутан-изобутиленовой фракции, т/ч
Количество масла И-12А, т/ч
Температура реакции полимернзации, С
Расход раствора щелочи, т/ч
Крепость щелочи, %
Температура выщелачивания,ос
Температура смешения полимеризата с маслом H-12A, С
Температура отгонки, C во второй стадии: сырье верх в первой стадии, атм
Подача орошения наверх колонны, т/ч
Потери полиизобутилена через верх колонны,кг/ч
Чистота бутан-изобутиленовой фракции, %
82
152
176
В колоннах отгонки и перед стадией отгона
82
152
176
979373
Продолжение таблицы
1 с ) Показатели
Известный
Предлагаемтй
Частота остановок установки из-за попадания полиизобутилена в газовую и водяную систему установки в год
Температура вспышки концентрата полииэобутиленарос
165
168 части сырья, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью предотвращения потерь полиизобутилена, повышения чистоты отгоняемой непрореагировавшей части сырья и увеличения межремонтного пробега полимериэаци
25 онной установки 90-100% масла-раэ"
I бавителя перед стадией смешения при водят в контакт с парами непрореаги,ровавшей части сырья со стадии отгона.
Формула изобретения
30 Источники информации принятые во внимание прн экспертизе
1. Гютербок Г. Полиизобутилен.
Л., Госхимиздат. 1962, с. 102-178.
2. Мартынова A.В. и др. Раэработ35 ка промашленного способа получения полиизобутилена.-"Нефтехимия". Выпуск 1Х, М., 1963, с, 68-80 (прототип) .
ВНИИПИ Закаэ 92
Тираж 514 Подпи
Как видно иэ примеров и таблицы, предложенный способ позволяет за счет сокращения потерь полиизобутилена и повышения чистоты бутан-изобутиленовой фракции резко сократить частоту остановки полимеризационной установки.
Способ получения концентрата полиизобутилена, заключающийся в полимеризации углеводородного сырья, содержащего изобутилен, в присутствии хлористого алюминия в качестве катализатора с последующим выщелачиванием полученного полимеризата, отстоем его от катализатора, смешением с минеральным маслом-разбавителем и отгоном из него непрореагировавшей
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Способ получения концентрата полииэобутилена
