ПЛАСТИФИКАТОРЫ ДЛЯ ПОЛИМЕРОВ

ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОЦЕССА

Процесс получения пластификаторов состоит из следующих стадий: подготовки исходного сырья, синтеза эфира, нейтрализа­ции кислых компонентов, промывки, отгонки летучих. веществ^, осветления, фильтрации, ректификации оборотных спиртов, рек­тификации и упарки сточных вод. В зависимости от выбранной технологической схемы- последовательность операций может изме­няться, а некоторые стадии вообще исключаться из процесса. На­пример, при синтезе диэфирных пластификаторов на амфотерных катализаторах исключены стадии промывки эфира-сырца и ректи­фикации оборотного спирта, а при получении полиэфирных пла­стификаторов полипереэтерификацией отсутствуют стадии нейтра­лизации и промывки.

Процессы этерификации и переэтерификации обычно прово­дятся в присутствии катализаторов. Практическое применение для: производства диэфирных пластификаторов находят кислые ката­лизаторы— серная кислота, га-толуолсульфокислота и бензолсуль- фокислота [59—62] и амфотерные катализаторы — гидроксид алю­миния и тетрабутоксититан [63, 64]. Иногда процесс проводят беа катализатора [65, 66]. Полиэфирные пластификаторы синтезиру­ют полипереэтерификацией в присутствии ацетата цинка, м-дибу - тилоловодикаприлата или тетрабутоксититана в смеси с активиро­ванным углем [67, 68] и конденсационной теломеризацией в при­сутствии кислых катализаторов или соединений титана [69]. При получении триарилфосфатов используют катализаторы хлорид магния и хлорид алюминия (59, 70, 71]; триалкилфосфаты можно получать в отсутствие катализатора [74, 75] или в присутствии соединений титана [72, 73].

Синтез пластификаторов осуществляют по периодической или непрерывной схеме. Наибольшее распространение в промышлен­ности получила периодическая схема процесса. Это объясняется тем, что при периодическом способе на одной установке можно вырабатывать очень широкий ассортимент пластификаторов. На­пример, цех по производству пластификаторов фирмы «Рейнхольд» (США) мощностью 17,5 тыс. т/год, оснащенный установками периодического действия, выпускает более 40 типов различных, пластификаторов [60].

К достоинствам периодически действующих установок относят­ся низкие капиталовложения, а также возможность быстрого пере­вода на новую рецептуру. Разработка непрерывных процессов связана со значительными затратами на исследовательские и опыт­ные работы, которые при малых масштабах производства не оку­паются. Поэтому периодические установки часто применяют для отработки новых процессов, которые впоследствии заменяют реак­торами непрерывного действия.

Использование непрерывного процесса позволяет стабилизиро­вать качество эфира, снизить потери сырья и расходные нормы,

•сократить число обслуживающего персонала, повысить эффектив­ность использования объема аппаратов, автоматизировать процесс и значительно улучшить условия труда.

Недостатком непрерывных производств [59, 77, 76] является потеря движущей силы процесса по сравнению с периодическим. Поэтому при одинаковых условиях достижение одинаковой степе­ни превращения в непрерывном процессе требует увеличения про­должительности синтеза, а значит соответственно и объема реак­тора. Это связано с усложнением его конструкции и возрастанием стоимости и затраты металла.

Для сокращения времени процесса совмещают вспомогатель: ные операции (загрузку, выгрузку, подогрев и др.). Причем, чем больше времени приходится в периодическом процессе на вспомо­гательные операции, тем заметнее экономия.

Установки непрерывного действия сложнее и дороже периоди­ческих. Они оснащаются большим числом приборов контроля и - автоматического регулирования и для их обслуживания требуется более квалифицированный персонал. Все это приводит к увеличе­нию капитальных затрат, которые окупаются быстрее при более высокой производительности. Поэтому непрерывные процессы целесообразно применять только в крупнотоннажных производст­вах. В настоящее время они реализованы при получении наиболее распространенных пластификаторов, в основном диалкилфталатов, на агрегатах мощностью 15 000—50 000 т/год и более, а также при получении фосфорсодержащих пластификаторов.

Особенности периодических и непрерывных процессов подроб­но рассмотрены в специальной литературе [76—80]. К-и. д. аппа­ратов непрерывного действия может быть существенно повышен за счет секционирования зоны реакции [81, 82]. Секционированная схема имеет вид последовательно соединенных аппаратов с мешал­ками, колонны, разделенной на ряд секций, или горизонтального реактора с внутренними перегородками. Наиболее значительное возрастание к. п. д. наблюдается при числе секций 6—8. Дальней­шее увеличение числа секций заметно не сокращает продолжи­тельность процесса, но усложняет конструкцию реакторного, устройства, повышает его массу. Кроме того, увеличивается зани­маемая им площадь. Поэтому на практике число реакторов в кас­каде обычно составляет 4—6, а число секций в колонных аппара­тах не превышает 10—12.

Реальные аппараты, как правило, отличаются по режиму рабо­ты от идеальных. При недостаточной интенсивности перемешива­ния в них происходит частичный прямой проскок реакционной мас­сы от входного отверстия до выходного (явление каналообразова- ния), образование застойных зон, возникает неравномерность температурного поля и концентраций по объему. Каждый - из этих факторов может быть учтен частным коэффициентом эффективно­сти, являющимся сомножителем константы скорости реакции ([77, 83].