Химия и технология пропилена

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].

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.