Полимеризация Пропилена
Для полимеризации применяется очень чистый пропилен (>99 %), не содержащий соединений серы, воды и метилацетилена [9]. Пропилен подвергают перегонке на нескольких колоннах и сушке с помощью молекулярных сит.
В настоящее время полипропилен производится методом низкого давления. Молекулярный вес полипропилена не зависит от давления [16].
Полимеризацию проводят обычно в области температур 50 — 100 °С, когда образуется полимер, не растворяющийся в реакционной среде. Температура реакции оказывает большое влияние на структуру полимера, причем в присутствии ТіС14 достигается иной эффект, чем в присутствии TiGlg. Время полимеризации колеблется от 0,5 до 10 ч [17]. По окончании периода инициирования скорость реакции не зависит Ч)т длительности полимеризации [18]. Она также не зависит от концентрации алюминийорганического соединения. Скорость реакции существенно зависит от концентрации ТіС13 и пропилена, температуры реакции и способа получения ТіС13 (ТіС13 не должен содержать ТіС14, так как в противном случае увеличивается содержание атактического полипропилена).
В качестве растворителей для полимеризации обычно применяют насыщенные углеводороды, например гексан, гептан и др.; они служат одновременно осадителями для образовавшегося полипропилена. В системах, где полипропилен растворяется, образуется главным образом аморфный полимер [46].
В результате интенсивного перемешивания получается более высокомолекулярный продукт [47].
Нэипиойипиоц о |
ОЯн Q, cd О К її , И |
І зон 0 а С; А 1 Hsunuodu X пічннаЬтьо |
ЙЗ В з Sa 2 ^ |
Растворители, употребляемые при полимеризации пропилена, должны быть тщательно очищены от катализаторных ядов (воды, карбонильных соединений, перекисей, азот - и серусодержащих соединений) и агентов обрыва цепи, например алкилхлоридов, олефинов и ароматических соединений. Катализатор применяется либо в виде раствора, либо в виде суспензии. Раствор катализатора обычно приготавливают партиями.
Для проведения полимеризации (рис. 69) чистый пропилен, суспензию катализатора и разбавитель подают в реактор. Смесь при перемешивании нагревается до 50—100 °С, при этом давление поднимается максимум до 5 кгс/см2. Добавляемое количество катализатора (0,25—0,50 вес. % от взятого растворителя) зависит в известной мере от степени чистоты мономера и растворителя. К катализатору добавляется примерно равное количество активатора.
Во время полимеризации образовавшийся полипропилен выпадает в осадок. На большинстве установок концентрация пропилена в углеводороде подбирается так, чтобы прореагировавший раствор содержал около 20—Зо% осажденного твердого вещества. В разделительной колонне отгоняется непрореагировавший пропилен и часть растворителя. Остается суспензия полипропилена в растворителе. Растворитель после перегонки или возвращается прямо в реактор, или еще раз перегоняется перед повторным использованием. Отогнанный пропилен конденсируется, перегоняется и снова возвращается в реактор. Суспензия полипропилена пропускается через промежуточный сборник и центрифугу, где полипропилен освобождается от остаточного растворителя. Разбавитель отсасывается, тоже очищается на колонне и возвращается в реакцию. Отделенный на центрифуге сырой полипропилен суспендируется в низших спиртах (в. метиловом или изопропиловом). Для разложения содержащегося еще в полипропилене катализатора к растворителю добавляется соляная кислота. Затем суспензия спирт — пропилен центрифугируется, спирт освобождается путем перегонки от остатков катализатора и разбавителей. После промывки водой, сушки, выдержки и добавки антиоксидантов полипропилен готов для дальнейшей переработки.