ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Отгонка олигомеров из "Инженерные методы расчета процессов получения и переработки эластомеров" При полимеризации изопрена образуются олигомеры 10—20% всех олигомеров составляют димеры и 50—70% —тримеры изопрена. Выход олигомеров зависит от природы и концентрации катализатора. При водной дегазации отгоняется примерно 90% димеров и 30% тримеров. При сушке на червячной машине димеры удаляются полностью, а содержание тримеров уменьшается на 5—10%. [c.117] Температура кипения димеров изопрена гораздо ниже, чем температура кипения тримеров бутадиена, вследствие чего они отгоняются легче. Олигомеры улучшают перерабатываемость каучука, поэтому наличие олигомеров в каучуке само по себе не является вредным. Однако неприятный запах тримеров бутадиена заставляет создавать специальные каталитические установки для обезвреживания тримеров, поступающих в атмосферу с воздухом из конвейерных сушилок. Поскольку димеры изопрена не обладают неприятным запахом, необходимость в их отгонке отпадает. Таким образом, с точки зрения охраны воздушного бассейна необходимо исследовать только процесс отгонки тримеров бутадиена и в первую очередь отгонку наиболее труднолетучего и обладающего наиболее сильным запахом линейного тримера. [c.117] Эта цифра составляет менее 1 % общего расхода пара на водную дегазацию (6—8 кг/кг). Поэтому, исходя из энергетических затрат, полная отгонка олигомеров может быть осуществлена без увеличения расхода пара. Решающее влияние на степень отгонки олигомеров будут оказывать статика и кинетика процесса отгонки. [c.117] Кинетика отгонки исследовалась при использовании наиболее труднолетучего линейного тримера. [c.117] Для температур 120 140 160 °С опытные данные хорошо описываются единой кривой а для температуры 100 °С — уравнением (3.96) со значениями констант, представленными выше, только при продолжительности процесса более 20 мин. При времени процесса от О до 20 мин опытные данные описываются уравнением (3.96) при значениях А = I, k = 0,013 мин . [c.118] В табл. 3.14 представлена рассчитанная степень отгонки тримера из частиц каучука диаметром 6 мм. Из таблицы следует, что степень отгонки тримера 96% может быть получена при температуре 150 °С и продолжительности процесса 2 ч. Такая степень отгонки вполне могла бы быть приемлемой при осуществлении промышленного процесса. [c.118] Отгонка тримера из пористых частиц образующихся в практических системах, идет гораздо быстрее, поэтому оценка степени отгонки тримера по приведенным выше данным будет выполняться с запасом. [c.118] Уравнение (3.99) получено в предположении, что при температуре 100 °С давление паров тримера не превысит 3. мм рт. ст., т. е. 3,95-10 МПа. [c.119] Отгонку тримера целесообразно осуществлять при температуре 160 °С в аппарате идеального вытеснения. [c.119] После подстановки (3.104) в (3.103) и интегрирования в пределах 2 = го при X = О и г = 2 при т = получаем уравнение для расчета относительной конечной концентрации тримера zJzo. [c.120] Резкое уменьшение конечной концентрации тримера при увеличении удельного расхода пара доказывает, что процесс может тормозиться достижением равновесия. При подаче на отгонку тримера 1 т пара/т СКД (при общем среднем расходе пара на дегазацию 7 т/т) степень отгонки тримера составит 98%. [c.120] Необходимость проведения отгонки тримера при высокой температуре заставляет рассмотреть вопрос о деструкции каучука при повышенных температурах. При деструкции имеют место два явления 1) собственно деструкция —распад макромолекул с образованием полимера меньшей молекулярной массы 2) сшивание — образование химических связей между макромолекулами, в результате чего образуется сшитый полимер большей молекулярной массы, нерастворимый в углеводородах. Таким образом, каучук может состоять из двух частей растворимая часть (или золь-фракция) и нерастворимая часть (или гель-фракция). В результате распада и сшивания образуются различные продукты, которые невозможно охарактеризовать единым показателем. Оценка степени деструкции проводится двумя методами 1) по вязкости расплава полимера 2) по вязкости раствора полимера. Вязкость расплава определяется на пластомере Муни и дает значение пластичности каучука. Вязкость раствора каучука определяется на капиллярном вискозиметре и позволяет определить молекулярную массу каучука. Дополнительно может определяться содержание гель-фракции и степень ее набухания. [c.120] Результаты опытов показывают, что с ростом температуры скорость распада макромолекул каучука СКД увеличивается, в результате чего молекулярная масса растворимой части резко снижается. Одновременно наблюдается появление гель-фракции, степень сшивки которой во времени увеличивается. Увеличение степени сшивки проявляется в уменьшении степени набухания гель-фракции. При температуре более 160 °С гель-фракция каучука СКД появляется уже через 30 мин, в результате чего показатель пластичности резко возрастает. Деструкция в водной среде имеет менее выраженный характер, чем деструкция на воздухе. [c.120] Для процесса отгонки олигомеров по результатам исследования деструкции можно сформулировать следующий вывод. Для каучука СКД при температуре 160 °С в течение 4 ч не наблюдается образования сшитого полимера. Снижение молекулярной массы и пластичности по Муни также незначительно, поэтому температура 160 °С может считаться допустимой температурой для процесса отгонки олигомеров. [c.121] Пример 3.9. Из частиц каучука производится отгонка олигомера, имеющего при температуре процесса давление паров ро = 40 мм рт. ст. Кинетика отгонки описывается уравнением первого порядка при константе скорости отгонки к = = 0,037 мин 1. Рассчитать степень отгонки олигомера в аппарате идеального вытеснения при противоточном движении каучука и пара, если расход пара 1 т/т каучука, продолжительность процесса 3 ч, начальная концентрация олигомера Со =0,3%, молекулярная масса олигомера М = 162. [c.121] Вернуться к основной статье