Тема: Разработка технологии рационального использования нефтяных попутных газов с получением нефтепродуктов и тепловой энергии

«Среди материалов, имеющих огромное значение для народного хозяйства страны, важное место занимает каучук. Из него получают резину, которая является единственным в своем роде материалом, обладающим целым комплексом ценных технических свойств. К ним относятся: эластичность в широком диапазоне температур, высокое сопротивление истиранию, малая проницаемость по отношению к газам и воздуху, стойкость к многократным деформациям и др.
Области применения каучука и резины весьма обширны. Ассортимент резиновых технических изделий насчитывает десятки тысяч наименований. Особенно большое значение имеет каучук для современного меха­низированного транспорта: на производство шин расходуется более половины потребляемого каучука.
Долгое время единственным техническим продуктом, из которого изготовлялись материалы и изделия, отличающиеся высокой эластичностью, был натуральный каучук» [1].
Еще в 30-х годах XIX столетия было установлено, что состав натурального каучука отвечает общей формуле C5H8.
На основании исследования термического разложения каучука (Г. Вильяме, 1860 г., Англия) и полимеризации изопрена (А. Бушарда, 1879 г., Франция) была установлена связь между натуральным каучуком и изопреном. Каучук стали рассматривать как полимер изопрена (C5H8)n; в дальнейшем усилия исследователей были направлены на создание синтетических полимеров, близких по свойствам к НК.
В 1900 г. И. Л. Кондаков получил каучукоподобную эластичную массу из диметилбутадиена. Во время первой мировой войны в Германии было организовано производство «метилкаучука» полимеризацией диметилбутадиена по способу, основанному на данных работ И. Л. Кондакова.
Особое место в истории синтеза каучука в СССР занимают труды С. В. Лебедева.
В 1910 г. С. В. Лебедев осуществил процесс полимеризации бутадиена под действием света, а позднее К. Гарриес в Германии и Ф. Мэтьюс в Англии показали, что полимеризация бутадиена, изопрена и других диеновых мономеров особенно легко происходит в присутствии металлического натрия.
После этого открытия усилия ученых были направлены на разработку рентабельных способов получения бутадиена.
В результате работ С. В. Лебедева был разработан первый промышленный способ получения бутадиена разложением этилового спирта в присутствии катализатора. Это позволило наладить в СССР начиная с 1932 г. производство синтетического натрий-бутадиенового каучука (СКВ), который долгое время оставался основным видом синтетического каучука (СК) в нашей стране.
В период с 1932 по 1935 г. в СССР были введены в эксплуатацию четыре завода по производству СКВ по методу С. В. Лебедева.
Большую роль в решении проблемы получения СК сыграла разработка эмульсионной полимеризации бутадиена и изопрена (Ф. Гофман, 1912).
Промышленное производство бутадиен-стирольных и бутадиен- нитрильных эмульсионных каучуков (буна S, буна N) началось в Германии в 1938 г., а в США — в 1942 г. В СССР промышленный выпуск бутадиенового латекса был начат в 1938 г. на основе работ Б.А. Догадкина и Б.А. Долгоплоска с сотрудниками.
В 1932 г. в США, а в 1934 г. в СССР началось промышленное производство хлоропренового каучука.
В 1940 г. было сообщено (Р. Томас и В. Спаркс) о получении бутилкаучука.
Синтетические каучуки по комплексу свойств не могли полностью заменить НК, хотя по отдельным показателям и превосходили его. Учитывая зависимость ценных свойств НК от его регулярной структуры, исследователи ведущих стран начали интенсивное изучение процессов полимеризации с целью получения стереорегулярных синтетических каучуков.
В 1950 г. в СССР была пущена крупная опытная установка по производству стереорегулярного изопренового каучука на литиевом катализаторе (под руководством А.А. Короткова).
Открытие К. Циглером и Дж. Натта катализаторов для стереоспецифической полимеризации позволило создать в крупном масштабе производство стереорегулярных каучуков (полиизопрена, полибутадиена), а также использовалось для разработки новых способов получения СК.
С 1963 г. в СССР начато производство стереорегулярного изопренового каучука марки СКИ-3, близкого по свойствам к НК, и в 1966 г. — стереорегулярного бутадиенового каучука СКД, отличающегося очень ценными техническими свойствами. Работы по созданию СКД велись под руководством академика Б. А. Долгоплоска.
В США производство стереорегулярных каучуков было начато в 1964 —1965 гг. В настоящее время США производят в промышленном масштабе все основные типы СК и латексов.
Производство СК в Канаде было начато во время второй мировой войны, а в Англии, Франции, Италии — в 1958 г.
Сейчас СК вырабатывают в социалистических странах: ГДР, Польше, Чехословакии, Румынии, Болгарии и Китае, а также в большинстве капиталистических стран: США, Японии, Англии, ФРГ, Франция и др.
Промышленность СК выпускает большое число различных каучуков, которые в зависимости от свойств и областей применения можно разделить на две группы: каучуки общего назначения и каучуки специального на­значения. К первым относятся: ОКБ, стереорегулярные СКИ-3 и СКД, СКС и СКМС (бутадиен-стирольные и бутадиен-метилстирольные). Они используются для производства шин, разнообразных резиновых технических и других изделий.
Если же от изделия требуются маслостойкость, стойкость к воздействию низких и высоких температур, агрессивных сред и т. д., то применяются хлоропреновый, бутадиен-нитрильные, бутилкаучук, этиленпропиленовый, уретановый, силоксановый, фторкаучук, тиоколы и другие каучуки.
В дальнейшем намечается усовершенствование технологии получения каучуков общего назначения полимеризацией в эмульсиях (СКС и СКМС) и в растворах (СКИ-3, СКД), улучшение аппаратурного оформления всех стадий процессов получения этих каучуков с одновременным обезвреживанием сточных вод и газов; создание новых типов специальных каучуков и организация их производства; расширение ассортимента каучуков общего назначения; освоение производства термоэластопластов [2].
Купить

В работе рассмотрена общая характеристика производства изопренового каучука, произведен анализ технологической схемы отделения дегазации и сушки полимерной крошки. Предложено техническое решение обеспечивающей интенсификацию процесса дегазации каучуковой крошки. Приведены расчеты материального и энергетического баланса процесса, выполнены необходимые конструктивные расчеты. Результаты расчетов показывают, что модернизация дегазатора при помощи установки дополнительной дисковой мешалки позволяет значительно интенсифицировать процесс дегазации в аппарате первой ступени, что влечет за собой снижение потребления пара на процесс в целом и исключает необходимость проведения процесса в две стадии.
Купить