Введение к работе
. Актуальность проблемы.. В промышленном производстве полиолефи-нов важное место занимают низкомолекулярные полибутены (ПБ) - олиго-меры и соолигомеры бутенов нормального и иэостроения с молекулярной массой (Ш) 300-15000. Комплекс ценных свойств полибутенов - термическая и химическая стабильность, хорошие диэлектрические качества, наличие, реакционнаспособных.двойных связей делают их незаменимыми в ряде областей техники и ставят в ряд важнейших объектов химии полимеров. Они находят широкое применение в качестве полимерных основ и сырьевых компонентов з производстве многих видов синтетических смазочных и электроизоляционных масел, различных присадок, смазочно-ох'лаждавдих технологических составов, ингибиторов коррозии и других продуктов. Это обуславливает устойчивую тенденцию к расширению спроса не полиб.у'енч как в СССР, так и за рубежом. Однако,- в СССР их потребление ограничено производством.
Поэтому актуальны исследования, направленные на интенсификацию процесса получения полибутенов, повышению их качества, а также разра-'": ;/ :', :'0;: /утіки- ; опергосбогегао'лих технологий.
Ц..':!, v. ?z.<\;x:\\ ;'Сследования - разработка оптимальних условий оліігоьісріїзацііи, а тат-we состава каталитической системы применительно ". """:rom4ov'" чмпу сыпья, типу реакционного устройства и марке
; ; ; -;-"-,";-л, .^здание э.чеггосбепегаюэдей технологии на ос-пог.е использования реакторов-полимеризаторов нового поколения - тур-Су:юк7:п-'Л роггторов. репениз вопроса утилизации побочного продукта
полкоутеноь от 'j.4(j*uiiht>ci!irjjnA ii^w»ii-cc« v. л.;;,,у-:сі;;:с: г с "о о "^oT-„fv продуктов .
Научная новизна. Впервые проведены' комплексные исследования промышленных процессов получения ПБ, направленные на оптимизацию технологических параметров,, а также состава каталитической системы
применительно к конкретному виду сырья, типу реакционного устройства1 и марке получаемого продукта.
Разработана и испытана с положительными результатами в промышленных условиях новая конструкция высокоэффективного турбулентного реактора с винтовой направляющей потока.
Разработан новый способ приготовления хлоралюминиевого катализатора, отличающегося более высокой каталитической активностью в реакциях катионной олигомеризации по сравнению с традиционно применяющимися катализаторами.
Разработана технология адсорбционного удаления окрашивающих примесей как для промышленных марок ПБ, так и для производства новых особо чистых продуктов.
На основании изучения структуры и физико-химических свойств побочного продукта процесса олигомеризации - "легкого полимера" - разработана технология ректификационного выделения из него товарного ПБ с ММ от 300 до 600.
Практическая ценность и реализация результатов. Проведен комплекс исследований, направленных на совершенствование промышленных процессов производства ПБ с ММ от 300 до 15000 из различных бутен-содержащих фракций.
Внедрен в промышленность ряд рекомендаций по оптимизации параметров технологического режима в зависимости от состава сырья, а также составов и методик приготовления катализаторов. На Кременчугском НПЗ внедрена технология ректификационного выделения из побочного продукта производства - "легкого полимера" - ценного промышленного ПБ. Разработана и внедрена на Новогрозненском НПЗ конструкция нового высокоэффективного турбулентного реактора. Освоен промышленный выпуск ПБ из доступного и дешевого сырья - бутан-бутеновой фракции (ББФ) на установке Г-49/І Новогрозненского НПЗ.
Выработанный на указанной установке ПБ прошел успешные испыта-
ния в качестве сырья для. получения сунцинимидной присадки С-5А в ПО "Новополоцкнефтеоргсинтез". Разработаны технические условия и освоено опытно-промышленное производство нового особо чистого продукта - полибутена-Д.
Результаты проведенных исследований использованы при составлении технологического регламента на проектирование унифицированной установки производства низкомолекулярных полибутенов производительностью 10 тнс.тн/год и при разработке.базового проекта опытно-промышленной установки.
Апробация работы. Основное содержание работы докладывалось на областной конференции молодых ученых (г.КуЙбышев, 1988 г.) на Всесоюзном совещании ^'Состояние и перспективы развития производства низших олефинов" (г.Новокувбышевск, 1990 г.), а также на 9-й Всероссийской межвузовской конференции. "Актуальные эколого-эконо-мические проблемы современной химии" (г.Самара, 1991 г.).
Публикации. По результатам работы опубликовано 6 статей, тезисы двух докладов на конференциях, а также получены положительны;; руі;."Л!;;я не дну.м поданным заявкам на кзобретения.
Объем я структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, 19 приложений, списка цитированной литературы из 119 наименований, содержит 56 рисунков и 15 таблиц.
Во введении обоснована актуальность темы, кратко охарактеризованы цель, научная новизна и практическая значимость работы.
В первой главе обобщены литературные данные по современному состоянию производства сырья, активности разных типов катализаторов, исследований механизма процесса олигомеризации, последние достижения в области технологии получения ПБ, реакционных устройств для олигомеризации бутенов; в также по применению полибутенов.
Во второй главе охарактеризованы использованные в работе виды сырья, катализаторов, даны описания методик проведения экспери-
4 ментов и анализов получаемых продуктов.
В третьей главе изложены, и обобщены результаты исследований закономерностей олигомеризации бутенов и оптимизации процесса в промышленных реакторах полного объемного смешения при получении различных марок полибутенов, а также данные, полученные при изучении структуры полибутенов.
Четвертая глава посвящена разработке основ технологии олигомеризации бутенов различного строения в промышленных фракциях С^-олефинов в турбулентных трубчатых реакторах и исследованию свойств получаемых олигомеров.
Пятая глава посвящена разработке основ технологии очистки ПБ от окрашивающих примесей и получению особо чистых продуктов.
